Matthew Murray (1765 - 20 de febrero de 1826) fue un fabricante inglés de máquinas herramienta y máquinas de vapor , que diseñó y construyó la primera locomotora de vapor comercialmente viable, la Salamanca de dos cilindros en 1812. Fue un diseñador innovador en muchos campos, incluidas las máquinas de vapor. , máquinas herramienta y maquinaria para la industria textil .
Poco se sabe sobre los primeros años de Matthew Murray. Nació en Newcastle upon Tyne en 1765. Dejó la escuela a los catorce años y fue aprendiz de herrero o blanqueador . En 1785, cuando concluyó su aprendizaje, se casó con Mary Thompson (1764-1836) de Whickham , condado de Durham. Al año siguiente se mudó a Stockton y comenzó a trabajar como oficial mecánico en la fábrica de lino de John Kendrew en Darlington , donde se había inventado el hilado mecánico del lino . [1]
Murray y su esposa, Mary, tuvieron tres hijas y un hijo, también llamado Matthew. [2]
En 1789, debido a la falta de comercio en las fábricas de lino de Darlington, Murray y su familia se mudaron a Leeds para trabajar para John Marshall , quien se convertiría en un destacado fabricante de lino . John Marshall había alquilado un pequeño molino en Adel , con el fin de fabricar pero también para desarrollar una máquina de hilar lino preexistente, con la ayuda de Matthew Murray. Después de algunas pruebas y errores, para superar el problema de las roturas del hilo de lino durante el hilado del lino, se hicieron suficientes mejoras para que John Marshall pudiera emprender la construcción de un nuevo molino en Holbeck en 1791. Murray estaba a cargo del instalación. La instalación incluía nuevas máquinas de hilar lino de su propio diseño, que Murray patentó en 1790. En 1793, Murray obtuvo una segunda patente sobre un diseño para "Instrumentos y máquinas para hilar materiales fibrosos". Su patente incluía un motor de cardado y una máquina de hilar que introdujo la nueva técnica de "hilado en húmedo" del lino, que revolucionó el comercio del lino. [2] Murray mantuvo la maquinaria de las fábricas de Marshall e hizo mejoras que agradaron a su empleador. En este momento parece que Murray era el ingeniero jefe de la fábrica.
La industria en el área de Leeds se estaba desarrollando rápidamente y se hizo evidente que había una oportunidad para que se estableciera una empresa de ingenieros generales y constructores. Por lo tanto, en 1795, Murray se asoció con David Wood (1761-1820) y estableció una fábrica en Mill Green, Holbeck . Había varios molinos en los alrededores y la nueva empresa les suministró maquinaria. La empresa tuvo tanto éxito que en 1797 se trasladó a unas instalaciones más grandes en Water Lane, Holbeck. La firma dio la bienvenida a dos nuevos socios en este momento; James Fenton (anteriormente socio de Marshall) y William Lister (un ingeniero de Bramley, Leeds ). La firma pasó a ser conocida como Fenton, Murray and Wood . Murray era el innovador técnico y el encargado de obtener pedidos; Wood estaba a cargo del funcionamiento diario de las obras; Fenton era el contador. [2]
Aunque la empresa todavía prestaba servicios a la industria textil, Murray comenzó a considerar cómo se podría mejorar el diseño de las máquinas de vapor. Quería hacerlos más sencillos, ligeros y compactos. También quería que la máquina de vapor fuera una unidad autónoma que pudiera ensamblarse fácilmente en el sitio con una precisión predeterminada. Muchos motores existentes presentaban fallos de montaje, cuya corrección requirió mucho esfuerzo. Un problema al que se enfrentó Murray fue que James Pickard ya había patentado el método de manivela y volante para convertir el movimiento lineal en movimiento circular. Murray solucionó ingeniosamente esta dificultad introduciendo un mecanismo de línea recta hipocicloidal de pareja Tusi . Este consistía en un gran anillo fijo con dientes internos. Alrededor del interior de este anillo rodaba una rueda dentada más pequeña, con la mitad del diámetro exterior, impulsada por el vástago del pistón de la máquina de vapor, que estaba unido al borde del engranaje. A medida que el vástago del pistón se movía hacia adelante y hacia atrás en línea recta, la rueda dentada convertiría su movimiento lineal en movimiento circular. El cojinete de la rueda dentada estaba unido a una manivela en el eje del volante. Cuando utilizó el mecanismo de línea recta hipocicloidal pudo construir motores que eran más compactos y livianos que los anteriores. Sin embargo, Murray dejó de utilizar este tipo de movimiento tan pronto como expiró la patente de Pickard.
En 1799 William Murdoch , que trabajaba para la firma Boulton and Watt , inventó un nuevo tipo de válvula de vapor, llamada válvula deslizante D. Este, en efecto, se deslizaba hacia adelante y hacia atrás admitiendo vapor a un extremo del cilindro y luego al otro. Matthew Murray mejoró el funcionamiento de estas válvulas impulsándolas con un engranaje excéntrico unido al eje giratorio del motor.
Murray también patentó una compuerta automática que controlaba el tiro del horno dependiendo de la presión de la caldera, y diseñó una tolva mecánica que alimentaba automáticamente el combustible a la cámara de combustión. Murray fue el primero en adoptar la colocación del pistón en posición horizontal en la máquina de vapor. Esperaba niveles muy altos de mano de obra de sus empleados, y el resultado fue que Fenton, Murray y Wood produjeron maquinaria de muy alta precisión. Diseñó una máquina cepilladora especial para cepillar las caras de las válvulas de corredera. Al parecer, esta máquina estaba guardada en una habitación cerrada con llave, a la que sólo se permitía el acceso a determinados empleados. [2]
El motor hipocicloidal Murray en el museo Thinktank , Birmingham, Inglaterra, es el tercer motor en funcionamiento más antiguo del mundo y el motor en funcionamiento más antiguo con un mecanismo de línea recta hipocicloidal. [4]
Como resultado de la alta calidad de sus máquinas de vapor, las ventas aumentaron considerablemente y se hizo evidente que se necesitaba un nuevo taller de montaje de motores. Murray lo diseñó él mismo y produjo un enorme edificio circular de tres pisos conocido como Round Foundry . Este contenía una máquina de vapor montada centralmente para alimentar todas las máquinas del edificio. Murray también se construyó una casa contigua a las obras. El diseño de este fue pionero, ya que cada habitación se calentaba mediante tuberías de vapor, por lo que se conoció localmente como Steam Hall. [2]
El éxito que disfrutaron Fenton, Murray y Wood debido a la alta calidad de su mano de obra atrajo la hostilidad de los competidores, Boulton y Watt . Esta última empresa envió a sus empleados William Murdoch y Abraham Storey a visitar a Murray, aparentemente en una visita de cortesía, pero en realidad para espiar sus métodos de producción. Murray, bastante tontamente, les dio la bienvenida y les mostró todo. A su regreso, informaron a sus empleadores que el trabajo de fundición y forja de Murray era muy superior al suyo y se hicieron esfuerzos para adoptar muchos de los métodos de producción de Murray. También hubo un intento por parte de la firma Boulton and Watt de obtener información de un empleado de Fenton, Murray and Wood mediante soborno. Finalmente, James Watt hijo compró un terreno adyacente al taller en un intento de evitar que la empresa se expandiera.
Boulton y Watt impugnaron con éxito dos de las patentes de Murray. Las patentes de Murray de 1801, para bombas de aire mejoradas y otras innovaciones, y de 1802, para un motor compacto autónomo con un nuevo tipo de válvula deslizante, fueron impugnadas y anuladas. En ambos casos, Murray había cometido el error de incluir demasiadas mejoras juntas en una misma patente. Esto significaba que si se descubriera que alguna mejora infringía un derecho de autor , se invalidaría toda la patente.
A pesar de las maniobras de Boulton y Watt, la empresa Fenton, Murray y Wood se convirtieron en serios rivales de ellos, atrayendo muchos pedidos. [2]
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En 1812, la empresa suministró a John Blenkinsop , director de Brandling's Middleton Colliery, cerca de Leeds, la primera locomotora de vapor bicilíndrica ( Salamanca ). Esta fue la primera locomotora de vapor comercialmente exitosa.
El doble cilindro fue invención de Murray; [7] le pagó a Richard Trevithick una regalía por el uso de su sistema patentado de vapor de alta presión, pero lo mejoró, usando dos cilindros en lugar de uno para brindar una conducción más suave.
Debido a que sólo una locomotora liviana podía trabajar sobre rieles de hierro fundido sin romperlos, la carga total que eran capaces de transportar era muy limitada. En 1811, John Blenkinsop patentó un sistema de ruedas dentadas y rieles de cremallera. La rueda dentada era accionada por bielas y engranada con un carril dentado a un lado de la vía. Este fue el primer tren cremallera y tenía un ancho de 4 pies 1½ pulgadas.
Una vez que se ideó un sistema para fabricar raíles de hierro maleable , hacia 1819, el movimiento de cremallera y piñón se volvió innecesario, aparte de su uso posterior en ferrocarriles de montaña . Sin embargo, hasta ese momento permitía que una locomotora pequeña y ligera transportara cargas de al menos 20 veces su propio peso. Salamanca tuvo tanto éxito que Murray fabricó tres modelos más. Uno de ellos era conocido como Lord Wellington , y se dice que los otros fueron nombrados Príncipe Regente y Marqués Wellington , aunque no se conoce ninguna mención contemporánea de esos dos nombres. La tercera locomotora destinada a Middleton fue enviada, a petición de Blenkinsop, a Kenton and Coxlodge Colliery waggonway cerca de Newcastle upon Tyne , donde parece haber sido conocida como Willington . Allí lo vio George Stephenson , quien modeló su propia locomotora Blücher a partir de ella, sin el accionamiento de cremallera y, por tanto, mucho menos eficaz. [2]
Después de que dos de las locomotoras explotaron , matando a sus conductores, y las dos restantes se volvieron cada vez menos fiables después de al menos 20 años de duro trabajo, la mina de carbón de Middleton finalmente volvió al transporte de caballos en 1835. Se rumorea que una locomotora restante se conservó durante algunos años. en la mina de carbón, pero finalmente fue desguazado.
En 1811, la empresa fabricó una máquina de vapor de alta presión con modelo Trevithick para John Wright, un cuáquero de Great Yarmouth , Norfolk . El motor se instaló en el barco de vapor l'Actif , que salía de Yarmouth. El barco era un corsario capturado que había sido comprado al gobierno. Se le colocaron ruedas de paletas y fueron impulsadas por el nuevo motor. El barco pasó a llamarse Experiment y el motor tuvo mucho éxito y finalmente fue transferido a otro barco, The Courier .
En 1816, Francis B. Ogden, el cónsul de los Estados Unidos en Liverpool , recibió dos grandes máquinas de vapor marinas de dos cilindros de la empresa de Murray. Luego, Ogden patentó el diseño como propio en Estados Unidos. Fue ampliamente copiado allí y utilizado para propulsar los barcos de vapor del Mississippi . [2]
Murray realizó importantes mejoras en la maquinaria para interrumpir e hilar el lino . El abucheo era la preparación del lino para hilar dividiendo y enderezando las fibras de lino. La máquina de abucheos de Murray le valió la medalla de oro de la Royal Society of Arts en 1809. En el momento en que se hicieron estos inventos, el comercio del lino estaba a punto de expirar, ya que los hilanderos no podían producir hilo para obtener ganancias. El efecto de sus inventos fue reducir el costo de producción y mejorar la calidad de la fabricación, estableciendo así el comercio británico del lino sobre una base sólida. La producción de maquinaria para lino se convirtió en una rama importante de la manufactura en Leeds, y se fabricaron grandes cantidades para uso interno así como para exportación, dando empleo a un número cada vez mayor de mecánicos altamente calificados. [2]
En 1814 Murray patentó una prensa hidráulica para empacar telas, en la que las mesas superior e inferior se acercaban simultáneamente. Mejoró las prensas hidráulicas inventadas por Joseph Bramah y en 1825 diseñó una enorme prensa para probar cables de cadenas . Su prensa, construida para la Navy Board , tenía 34 pies de largo y podía ejercer una fuerza de 1.000 toneladas. La imprenta se completó justo antes de la muerte de Murray. [2]
Matthew Murray murió el 20 de febrero de 1826, a la edad de sesenta años. Fue enterrado en el cementerio de San Mateo en Holbeck , Leeds. Su tumba estaba coronada por un obelisco de hierro fundido realizado en la Fundición Redonda. Su empresa sobrevivió hasta 1843. Allí se formaron varios ingenieros destacados, entre ellos Benjamin Hick , Charles Todd , David Joy y Richard Peacock .
Es un testimonio del buen diseño y mano de obra de sus máquinas de vapor, el hecho de que varias de sus grandes máquinas de molino funcionaron durante más de ochenta años, y una de ellas, instalada de segunda mano en los talleres de reparación de locomotoras de King's Cross , funcionó durante más de un siglo.
El único hijo de Murray, Matthew (c.1793-1835) [8], realizó un aprendizaje en Round Foundry y se fue a Rusia ; Fundó una empresa de ingeniería en Moscú , [2] donde murió a los 42 años. [9]
La invención del doble cilindro se debió a Matthew Murray de Leeds, uno de los mejores ingenieros mecánicos de su época.
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