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中国轴承史
发布时间:2016.05.04 新闻来源: 浏览次数:

中国是世界上最早发明和应用轴承技术的国家之一。据考古文物和文献记载,早在周朝就发明和应用了车轴和轮毂之间相互摩擦过程中的润滑剂;秦朝已出现了具有雏形结构的滚动轴承;元朝简仪应用了圆柱滚动支持技术。事实证明,当时的中国滚动轴承技术处在世界文明古国的前列。十六世纪开始,西方兴起了工业革命。十八世纪中期滚动轴承作为独立的机械元件出现。到了二十世纪初,滚动轴承技术进入了现代发展时期。而这一时期由于中国长期受封建和半封建殖民地统治,中国近代民族受到外国资本和产品输入的强烈冲击,几乎停顿了一百多年。所以,1949年前的中国的轴承制造业十分落后。

中国发明和应用轴承技术源远流长,早在四千五百年前的轩辕时代,我们的祖先就发明了交通工具“车”。 关于车的历史可以追溯到中元古的黄帝,据说黄帝不但是一位领袖,而且是一个发明家。有一次,他看到风吹着莲蓬在地上不断的滚动前进,于是得到启示发明了车轮,这就是古籍所记载的“见飞蓬而知为车”。车的横木为轩,直木为辕,为此,黄帝号称轩辕氏,仅从这一点可以看出他与车的关系。周、秦、两汉时代,在简单机械的发明和应用中,逐步催生了轴承技术的发明,初步形成了滚动轴承的结构概念。

一、周、汉朝对初始轴承润滑技术的发明

中国上古时代最重要最突出的工程机械发明就是车。车的发明和应用其机械工程意义在于在于当车移动重物时,把重物对地面的滑动摩擦,改为车轮对地面的滚动摩擦,以及车轴对轮毂之间或车轴对轴承的摩擦,从而达到节省原动力的物理量消耗。为了更有效地节省能量损耗,在周朝(公元前11世纪~公元前770年)已发明和应用动植物油作为车轴和轮毂之间在相互摩擦过程中的润滑剂《见诗经·国风·泉水》。而到汉代(公元前206~公元220年)进一步发明了釭和锏。即把安装在轮毂内的铁圈作为釭,而把镶在车轴端头的铁条作为锏。当车轴和锏插入釭中,随着车轮不断滚动,锏和釭两者之间便形成了较光滑的滑动摩擦,既能进一步减少摩擦损耗,又能使车轴与轮毂在相互运动时,由于铁质材料的介入和隔离,避免了直接摩擦而提高了使用寿命。

二、秦、汉朝具有雏形结构的轴承及轴承文字形式

据山西文物工作委员会介绍,1945年秋,山西永济县薛家崖村因黄河泛滥,崖岸崩裂,冲出一批铜器,有轴承、齿轮、锯条等。经专家对这些文物分析,把时代确定为秦朝(公元前221年~206)。
从出土轴承的结构来看,有以下两种。第一种结构的轴承,套圈外径55毫米,内径30毫米,宽度13毫米,内外径均有圆倒角。套圈平面分八格,四格与平面一样高,上面是承载球,在球的球轴圆周方向的两侧,有两个固定的铁片(相当于保持架)以锁住球。另四格凹下,球在两片铁片约内自转,套圈用青铜铸成,球是铁制的固定球,共有八片小铁片。第二种结构的轴承,套圈外径45毫米,内径25毫米,宽度6毫米,套圈的圆倒角较长,球在八片铜片约束内自转。每两片锁住一个球,沿外径边缘横跨于套圈之间,套圈用青铜铸成,球是铁制的。
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,已记载并经常使用涵义明确,书写成熟的有关轴承专用词语,其中比较常见的有“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。 

三、元朝简仪使用圆柱滚动支承技术

随着中国古代轴承技术的应用和发展,在元代的天文学仪器上,就直接使用了圆柱滚动支承技术。元代天文学家郭守敬,在1276年发明和制作赤道仪时,在“百刻环内广面卧施圆周器,使赤道环旋转无涩滞之患”,(见《元史·卷四十八·天文志第一·郭守敬造简仪法》),其中圆轴器,即后世的滚柱轴承。简仪采取了一些措施,来提高安装和观测的精度,测量读数可精确到0.1°。为减轻圆环运动的摩擦,下面装了4个圆柱,构成滚子支承,这就是初期的推力轴承。

四、清朝生产的滚子轴承

清末的洋务远动对中国机械工业的发展起了一定的作用,对轴承制造也有影响。2002年12月,中国轴承技术考察团前往欧洲考察,在瑞典SKF轴承展览馆里发现了一套中国清代的轴承。这是一套滚子轴承,制造精细,套圈、保持架、滚子都和现代的轴承极为相似。据产品说明介绍,这套轴承是“19世纪某个时候,中国制造的滚动轴承”。


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