达芬奇是轴承之父!?轴承的惊人历史
时间: 2024-09-03 07:39:32 | 作者: 开云官方在线登录
自古以来,人类已经开发出多种减少摩擦的方法。现在让我们一起看看埃及金字塔的例子。
金字塔是用巨大的、沉重的石头一块一块地叠起来建造的。这些巨石之大令人吃惊:古人究竟是如何搬动如此重的石头的?研究古埃及壁画便可猜出答案。
有许多描绘金字塔结构的壁画,其中我们大家可以看到原木在巨大的石头下滚动。学者们认为,通过滚动这些原木,可以减少摩擦,从而允许相对较小的力来移动这些极重的石头。这种运输石头的方法让位于轴承中使用的滚动元件(滚柱)的想法。
古往今来,人类减少摩擦的记录因时间段和方法的不同而不同,但在世界各地都能够正常的看到。这证明了在整个人类历史上减少摩擦以实现更顺畅运动的重要性。
达芬奇是来自意大利的杰出艺术家,也是典型的“文艺复兴人”之一。称他为现代轴承“之父”一点也不为过。
莱昂纳多对一切都充满热情和好奇,不仅在艺术界而且在机械设计领域都留下了深刻的印象。在他的一本笔记本中能够找到轴承的草图,这是机械不可或缺的部件。这种无与伦比的独创性催生了大幅度减少摩擦的轴承。
结构是上下两个环(座圈)和夹在环之间的滚动球(滚动元件)的结构。令人惊讶的是,这个草图甚至包括一个“笼子”,这样球就不会相互接触。
这与我们今天接着使用的轴承结构几乎相同。这种由滚道、滚动元件(“球”或“滚子”)和保持架组成的“基本轴承结构”大约在 500 年前就被提出来了。正是因为文艺复兴人列奥纳多的天才,轴承才得以实现这一里程碑式的飞跃。但就算他能发现这种基本的承载结构,真正建造并量产这样的装置又是另外一回事了。要使轴承大范围的应用于机械,我们一定要等待工业革命。
工业革命大致从 18 世纪中叶持续到 19 世纪。钢铁大量生产,这使得高强度钢轴承首次实现量产。这在某种程度上预示着轴承可用于广泛的工业领域。使用轴承的车轴是工业时代的一个很重要的发现。
第一步是滚珠轴承,用于自行车的车轴,它使用“球”作为滚动元件。这变得广泛流行。后来开发了滚子轴承。它使用“滚子”作为滚动元件,并用于马车的车轴。基于轴承的车轴的出现使运输和运动有了巨大的飞跃。
几乎同时,轴承开始应用于各种工业机械,为工业化做出了巨大贡献。在工业革命的进程中,轴承一直在暗处为工业发展助力,成为人类离不开的存在。
据说,日本制造的第一个轴承是在 1916 年为满足帝国海军的订单而生产的。捷太格特的前身 Koyo Seiko(后来的 Koyo Seiko Co., Ltd.)在短短五年后的 1921 年开始生产和销售轴承。
随着日本国内对自行车的需求稳步增长,和汽车的出现,日本轴承行业似乎将稳步推进和普及。前途一片光明。但是后来第二次世界大战发生了。日本各地的工厂都遭受了巨大的战争破坏,轴承行业受到了重大打击。
但日本的轴承制造商不肯让步。我们齐心协力,开发出了高质量轴承的制造工艺。日本制造的轴承的精度和性能不仅仅可以恢复,而且比以往任何一个时间里都更加出色。
随着机动化程度的提高,越来越多旨在提高汽车耐用性和可靠性的轴承不断开发,导致日本国内对轴承的需求激增。轴承在这个时代日本奇迹般的经济稳步的增长中发挥了关键作用。最终日本轴承的精度和性能得到了全世界的认可,使我们得以进入国际市场。现在,随着日本轴承享誉全球,地球上大约 30% 的轴承都是日本轴承制造商的作品。
如果没有开发出轴承,人类今天可能仍在努力施加巨大的力量来移动重物,更加不用说我们几乎必然不会拥有机器提供的所有现代便利和舒适了。
轴承是我们远古祖先智慧的产物,在工业化史上发挥了关键作用,即使是隐藏的。
轴承是机械传动轴的支承,是实现主机性能、功能与效率的重要保证,被誉为机器的“关节”。其基本功能是传递力和运动,减少摩擦损失。
根据最新的考古记录,8000年前慢轮就已经诞生了,或者说已经进化了一阶段了。2010年3月跨湖桥文化遗址发现木质陶轮底座,证实了中国的陶轮技术先于西亚两河流域2000多年,也就是说中国比西亚更早开始利用轴承,或是说利用轴承的原理。
这个木质陶轮底座像个梯形圆台,上台面中心位置有一个凸起小圆柱,它就是陶轮转盘用的轴。转盘通过圆台上的轴来支撑旋转,这就是轴承的原型。
跨湖桥的慢轮是人类第一次用轮轴机械制陶,也是目前考古发现的第一次利用轴承。
后来人们发现用直径大的木轮运输速度更快,于是木轮的直径慢慢的变大,逐渐演变成带轴的轮子,这便形成了最早的车轮雏形。当然,车轮也是我们中华民族的发明。
《诗经》是中国最早的诗歌总集。所以诗歌大概产生于周初到春秋中期之间,即公元前11世纪到公元前6世纪。在《诗经•邶风•泉水》篇中,有“载脂载辖,还车言迈。遄臻于卫,不瑕有害?”辖在古代解释为“车轴端键”。用于古车上,它相当于我们现在所说的销钉,穿过轴端,可以将车轮“辖”住,使车轮轴向固定;而“脂”当然是润滑剂,“还”即回家,“迈”就是快。这几句诗译成现代汉语,就是:用油脂,将车轴润滑,在轴端,把销钉检查,驱车远行,送我回家。快快地赶到家乡卫啊!切莫让我问心有愧。
由于周、秦、汉朝对轴承技术发明和应用的实践,到秦汉时代的一些重要文化典籍中,已记载并常常使用涵明确,书写成熟的有关轴承专用词语,其中很常见的有“轴”“釭”“锏”等单词以及“轴受”等主谓词(见《说文解字》)。当代日本的轴承文字表达仍为“轴受”,秦代文字书写小篆中,就有轴、承、釭、锏。汉代文字本义解释,“轴”持轮也,“承”奉也,受也,“釭”车毂中铁也,“锏”车轴铁也,可见秦汉时代已确立了轴承文化理念和文字形式。
简仪是由浑仪简化而来的。浑仪是大多数都用在天象观测的伩器,它的零部件可以分成支撑零件和运动零件两部分。支撑零件包括水趺、龙柱、天经双环、赤道单环,还有水趺中心的天柱等。下图形象地显示了浑仪的主要支撑装饰零件。
1937年初,王瑞宝与马根宝从无锡带来了“1511”轴承内外圈及保持架、钢球等样品来找秦福兴五金摊主秦福荣,提出合伙制造轴承的思想。秦福荣看到样品与日本货NSK相仿,又听王、马两人讲,用铁路钢锻打的钢圈,成本只有日本货的三分之一,认为有利可图,于是就在满庭坊的支弄“月桂里”48号开设秦福兴机械厂,并由王瑞宝、马根宝担任技术指导。
当时的设备只有两台皮带车床、两台脚踏手扳冲床、一台钻床,车床又代作磨床。除钢球进口外,套圈由高顺太铁铺锻打,材料用铁路钢,并用氢化钠淬火,保持器用铁皮,用硝酸钾发兰,同时用塞规、钢皮尺作为量具,上海第一套国产“1308”双列调心球轴承就在这样的简陋条件下诞生了。这也是中国第一套国产轴承,产品品牌为SRF。
从1937到1945年,秦福兴五金号、上海金昌铁工厂、荣泰新机器厂、秦福兴机器厂、金兴铁工厂、元兴昌机器厂、金城机器厂等十余家作坊开始制造轴承,从而奠定了上海民族轴承生产的基础。
讲到国外轴承的起源,这个得追溯到古埃及时期了。早期的直线运动轴承形式,就是一排在撬板下放置一排木杆。这个技术或许可以追溯到修建吉萨大金字塔的时候,虽然还没明确的证据。现代直线运动轴承使用的是用一种工作原理,只不过有时用球代替滚子。
从重载车轮轴和机床主轴到精密的钟表零件,很多场合都需要旋转轴承。最简单的旋转轴承是轴套轴承,它只是一个夹在车轮和轮轴之间的衬套。这种设计随后被滚动轴承替代,就是用很多圆柱形的滚子替代原先的衬套,每个滚动体就像一个单独的车轮。最早投入到正常的使用中的带有保持架的滚动轴承是钟表匠约翰·哈里森于1760年为制作H3计时计而发明的。
17世纪,伽利略对“固定球”的,或者“笼装球”的球轴承做过最早的描述。随后相当长的时间里,在机器上安装轴承始终没实现。第一个关于球沟道的专利是1794年,威尔士卡马森的一个叫菲利普·沃恩的铁器制造商用滚珠轴承作为四轮马车的车轴轴承,直到19世纪的50年代和60年代,人们将滚珠轴承普遍的使用在儿童玩的旋转木马,螺旋桨轴,军舰上的机枪转塔,扶手椅和自行车等器械的轴上。
1883年,FAG创始人弗里德里希·费舍尔提出了使用合适的生产机器磨制大小相同、圆度准确的钢球的主张。奠定了创建独立的轴承工业的基础。
1895年,亨利·铁姆肯设计出第一个圆锥滚子轴承,三年后获得了专利并成立Timken(铁姆肯)公司。
1907年,SKF轴承工厂的斯文·温奎斯特设计了最早的现代自调心球轴承。
当时,轴承发明虽然已有一段时间,而轴承的工业化生产则从无到有,刚刚起步,相当幼稚。
两次世界大战刺激了军事工业的发展,轴承军事工业中的地位日益显著,加之科学技术快速的提升,一战后的短暂稳定和二战中的军火急需,促使世界轴承工业迅速成长,轴承品种增加,大范围的使用在汽车、飞机、坦克装甲车、机床、仪器、仪表、自行车、缝纫机等众多领域。
第二次世界大战时期,随着战争手段的现代化,以及人们对轴承的认识和重视,各个国家都急需轴承,急盼建立轴承工业,一大批轴承厂在各国先后出现。仅从盟军对德国纳粹进行打击时的选点情况,便可见一斑。大规模集群轰炸,一举摧垮敌人士气和经济,是第二次世界大战的典型战术。德国本土打击目标时,盟军认为,要削弱敌人的战斗力,必须对德国的潜艇制造厂及基地、飞机制造厂、轴承厂、炼油厂、合成橡胶厂和车辆等进行重点轰炸。轴承厂定为重点轰炸目标德国轴承厂集中的施魏恩浮特小城,1943年8月和10月两次遭到大规模轰炸。执行轰炸任务的是美国王牌空八军。纳粹德国军需部长阿尔贝特·舒培承认,8月的轰炸使德国轴承产量下降了38%,而10月轰炸的结果则使轴承企业65%遭到破坏。
随着航空航天、电子计算机、光电磁仪器、精密机械等高新技术的快速的提升,体现当代科学技术水平的世界轴承工业进入一个全面革新制造技术,快速地发展品种,大力提高性能、精度,日益成熟完善的历史新时期。
这个时期轴承品种应有尽有,用途包罗万象,目前轴承品种数以万计,特大型轴承大到38米,微型轴承小到零点几毫米,即有传统单列、双列、多列球轴承、滚子轴承、滚针轴承、圆锥轴承、更有无润滑轴承、自润滑轴承、角接触轴承、传器轴承、万向节轴承、超薄壁轴承、轮毂单元轴承、空气轴承、直线轴承、超导轴承、磁浮轴承等等。
轴承工业已经大成气候,作为零部件的小小轴承已拥有独占一隅、颇具规模、不容小视的一方市场,轴承贸易迎来了鼎盛时期。返回搜狐,查看更加多