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天辣!我们的祖先在夏朝就发明了轴承

古代的轴承发明与应用史

    中国是四大文明古国之一,中国古代科学技术曾经非常辉煌,四大发明对后世影响深远。中国也是最早发明轴承的国家,早在四千多年前的夏商时期中国有了车,并始使用滑动轴承。周朝时期发明了利用动物油进行轴承润滑技术,战国时期中国开始用金属制造轴瓦。元朝时期科学家郭守敬发明了回转支承(转盘轴承)技术。清朝时期制造出了具有现代轴承结构的圆柱滚子轴承。民国时期,中国开始批量生产轴承,并形成瓦房店、上海两大轴承生产基地。新中国成立后中国轴承行业飞速发展,最终奠定了中国目前轴承行业发展的总体格局,今天中国虽然已经成为世界第三大轴承生产和销售国。

河南安阳出土的商代战车,伴随车的出现,原始轴承也开始应用

  中国是世界上最早发明滚动轴承的国家之一,在中国古籍中,关于车轴轴承的构造早有记载。”


中国轴承的发展历史

8000年前,中国就出现了慢轮制陶

    陶轮是一个装有直立转轴的圆盘,把和好的陶土或粗坯放在陶轮的中央,使陶轮转动,同时用手捏陶土或用工具使陶土成形并使坯面光洁。陶轮就其旋转速度又分为快轮和慢轮,当然了,快轮是在慢轮的基础上发展起来的。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,或者说是利用 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。如果制一件转盘放在木质陶轮底 座上台面,那么一个完整的陶轮就被复原了。 陶轮制作完成后,只要将未干的陶胎置于转盘上,并仔细对中,用一手转动转盘,另一手用木器、骨器或石器接触要修整的胎体, 经过多次转动后,就可以在胎体上留下所需的环状弦纹了。 正如上面所说,这里涉及到转盘,而且有一个轴来支撑,这就是轴承的原型。

陶轮的结构示意如下图所示:

    下图就是快轮的复原图,这是根据唐代快轮复原的,比最开始的快轮应该先进不少,但原理是没变的,只是材料由木的变成铁的。


轩辕时代,车的传说

《诗经》记载轴承的润滑

  

商代战车复原图,其中有车轴和原始轴承等组件

《诗经-泉水》中最早提到轴承润滑油,说明早在周朝时期中国已经掌握了轴承润滑技术

   《诗经》约公元前1100-600前记载出现轴承的润滑滑动轴承的出现,提出了润滑的需要或者说促进了摩擦学的发展。现已知道,润滑普遍用于古车上,但由于润滑的出现远不如车的出现那样赫然易见。所以要确切论述润滑出现的时间,是一件十分困难的事,经过翻阅和查找资料,得到关于润滑最早的记载是见于诗经。 《诗经》是中国最早的诗歌总集。所以诗歌大底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》一诗中提到了车轴和润滑油,原文为:“载脂载辖,还车言迈。遄

出土的汉代金属轴瓦(釭)——原始的滑动轴承

    战国时期中国就发明了金属轴瓦(釭),并出现了木材与金属组合而成的滑动轴承。轴瓦的发明减小了车轮与车轴之间的摩擦,提高车轮转速,延长了车轮使用寿命。

车軎

    《说文解字》对軎的解释为“车轴头也”。车軎呈筒形,套在轴端,由车辖将其固定在轴上,车軎内侧应有较大的圆环面,顶住车毂,借以改善承受轴向推力时的工作情况,当时战车车軎上安装武器武器,冲锋作战时可以杀伤敌人,軎就是最早的推力轴承。

秦始皇陵出土的秦代战车,车轴头就是原始的推力轴——车軎

秦、汉朝具有雏形结构的轴承

    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。


元朝简仪使用圆柱滚动支承技术

元代科学家郭守敬发明的天文仪器——浑仪

    郭守敬在浑仪两环之间安装了四个小圆柱体,构成滚子支承,这种结构与近代”滚柱轴承”减少摩擦阻力的原理相同,这可以说是原始的滚动轴承。

    简仪使用圆柱滚动支承技术 简仪是由浑仪简化而来的。浑仪是主要用于天象观测的伩器,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。

    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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