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軸承知識

軸承知識
軸承的起源

中國篇

軸承是機械傳動軸的支承,是實現(xiàn)主機性能、功能與效率的重要保證,被譽為機器的“關(guān)節(jié)”。其主要功能是傳遞力和運動,減少摩擦損失。

相信很少有人知道軸承最早起源地是中國,而且已經(jīng)有數(shù)千年的歷史。

// 軸承起源  //

根據(jù)最新的考古記錄,8000年前慢輪就已經(jīng)誕生了,或者說已經(jīng)進化了一階段了。2010年3月跨湖橋文化遺址發(fā)現(xiàn)木質(zhì)陶輪底座,證實了中國的陶輪技術(shù)先于西亞兩河流域2000多年,也就是說中國比西亞更早開始利用軸承,或者說是利用軸承的原理。

跨湖橋文化遺址出土的木質(zhì)陶輪底座

這個木質(zhì)陶輪底座像個梯形圓臺,上臺面中心位置有一個凸起小圓柱,它就是陶輪轉(zhuǎn)盤用的軸。轉(zhuǎn)盤通過圓臺上的軸來支撐旋轉(zhuǎn),這就是軸承的原型。

跨湖橋文化遺址陶輪工作示意圖

跨湖橋的慢輪是人類第一次用輪軸機械制陶,也是目前考古發(fā)現(xiàn)的第一次利用軸承。

山西大同市北魏慢輪裝置復原示意圖

1-車坑;2-車樁;3-車筒;4-輪盤;5-輪盤圓心位點

后來人們發(fā)現(xiàn)用直徑大的木輪運輸速度更快,于是木輪的直徑越來越大,逐漸演變成帶軸的輪子,這便形成了最早的車輪雛形。當然,車輪也是我們中華民族的發(fā)明。

距今4700年的黃帝時期,人類歷史上第一部車輛駛上歷史舞臺。

黃帝造車,故稱軒轅氏。

軒是古代一種有圍棚的車,轅是車的基本構(gòu)件。

滑動軸承的出現(xiàn),提出了潤滑的需要或者說促進了摩擦學的發(fā)展。

《詩經(jīng)》是中國最早的詩歌總集。所以詩歌大概產(chǎn)生于周初到春秋中期之間,即公元前11世紀到公元前6世紀。在《詩經(jīng)•邶風•泉水》篇中,有“載脂載轄,還車言邁。遄臻于衛(wèi),不瑕有害?”轄在古代解釋為“車軸端鍵”。用于古車上,它相當于我們現(xiàn)在所說的銷釘,穿過軸端,可以將車輪“轄”住,使車輪軸向固定;而“脂”當然是潤滑劑,“還”即回家,“邁”就是快。這幾句詩譯成現(xiàn)代漢語,就是:用油脂,將車軸潤滑,在軸端,把銷釘檢查,驅(qū)車遠行,送我回家。快快地趕到家鄉(xiāng)衛(wèi)!切莫讓我問心有愧。

軎與轄

秦(公元前221-206)、 漢朝具有雛形結(jié)構(gòu)的軸承及軸承文字形式

由于周、秦、漢朝對軸承技術(shù)發(fā)明和應(yīng)用的實踐,到秦漢時代的一些重要文化典籍中,已記載并經(jīng)常使用涵明確,書寫成熟的有關(guān)軸承專用詞語,其中比較常見的有“軸”“釭”“锏”等單詞以及“軸受”等主謂詞(見《說文解字》)。當代日本的軸承文字表達仍為“軸受”,秦代文字書寫小篆中,就有軸、承、釭、锏。漢代文字本義解釋,“軸”持輪也,“承”奉也,受也,“釭”車轂中鐵也,“锏”車軸鐵也,可見秦漢時代已確立了軸承文化理念和文字形式。

在中國陜西農(nóng)村發(fā)現(xiàn)的具有內(nèi)腔的環(huán)形青銅制品(公元前2世紀)

元朝(1206~1367)簡儀使用圓柱滾動支承技術(shù)

簡儀是由渾儀簡化而來的。渾儀是主要用于天象觀測的伩器,它的零部件可以分成支撐零件和運動零件兩部分。支撐零件包括水趺、龍柱、天經(jīng)雙環(huán)、赤道單環(huán),還有 水趺中心的天柱等。下圖形象地顯示了渾儀的主要支撐裝飾零件。

渾儀簡化模型及其部件示意圖

// 近代軸承發(fā)展  //

近代中國第一套國產(chǎn)軸承的誕生

1937年初,王瑞寶與馬根寶從無錫帶來了“1511”軸承內(nèi)外圈及保持架、鋼球等樣品來找秦福興五金攤主秦福榮,提出合伙制造軸承的思想。秦福榮看到樣品與日本貨NSK相仿,又聽王、馬兩人講,用鐵路鋼鍛打的鋼圈,成本只有日本貨的三分之一,認為有利可圖,于是就在滿庭坊的支弄“月桂里”48號 開設(shè)秦福興機械廠,并由王瑞寶、馬根寶擔任技術(shù)指導。

當時的設(shè)備只有兩臺皮帶車床、兩臺腳踏手扳沖床、一臺鉆床,車床又代作磨床。除鋼球進口外,套圈由高順太鐵鋪鍛打,材料用鐵路鋼,并用氫化鈉淬火,保持器用鐵皮,用硝酸鉀發(fā)蘭,同時用塞規(guī)、鋼皮尺作為量具,上海第一套國產(chǎn)“1308”雙列調(diào)心球軸承就在這樣的簡陋條件下誕生了。這也是中國第一套國產(chǎn)軸承,產(chǎn)品品牌為SRF。

秦福興五金軸領(lǐng)鐵工廠

從1937到1945年,秦福興五金號、上海金昌鐵工廠、榮泰新機器廠、秦福興機器廠、金興鐵工廠、元興昌機器廠、金城機器廠等十余家作坊開始制造軸承,從而奠定了上海民族軸承生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

中國的軸承走過了漫長的歷史,但是在做大做強方面還有很長的路要走。

國際篇

// 世界軸承發(fā)展史  //

講到國外軸承的起源,這個得追溯到古埃及時期了。

早期的直線運動軸承形式,就是一排在撬板下放置一排木桿。這個技術(shù)或許可以追溯到修建吉薩大金字塔的時候,雖然還沒有明確的證據(jù)。現(xiàn)代直線運動軸承使用的是用一種工作原理,只不過有時用球代替滾子。

初創(chuàng)期

從重載車輪軸和機床主軸到精密的鐘表零件,很多場合都需要旋轉(zhuǎn)軸承。

最簡單的旋轉(zhuǎn)軸承是軸套軸承,它只是一個夾在車輪和輪軸之間的襯套。

這種設(shè)計隨后被滾動軸承替代,就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套,每個滾動體就像一個單獨的車輪。最早投入使用的帶有保持架的滾動軸承是鐘表匠約翰·哈里森于1760年為制作H3計時計而發(fā)明的。

17世紀,伽利略對“固定球”的,或者“籠裝球”的球軸承做過最早的描述。

隨后相當長的時間里,在機器上安裝軸承一直沒有實現(xiàn)。第一個關(guān)于球溝道的專利是1794年,威爾士卡馬森的一個叫菲利普·沃恩的鐵器制造商用滾珠軸承作為四輪馬車的車軸軸承,直到19世紀的50年代和60年代,人們將滾珠軸承廣泛使用在兒童玩的旋轉(zhuǎn)木馬,螺旋槳軸,軍艦上的機槍轉(zhuǎn)塔,扶手椅和自行車等器械的軸上。

1883年,F(xiàn)AG創(chuàng)始人弗里德里希·費舍爾提出了使用合適的生產(chǎn)機器磨制大小相同、圓度準確的鋼球的主張。奠定了創(chuàng)建獨立的軸承工業(yè)的基礎(chǔ)。

弗里德里希·費舍爾設(shè)計的球磨機 

1895年,亨利·鐵姆肯設(shè)計出第一個圓錐滾子軸承,三年后獲得了專利并成立Timken(鐵姆肯)公司。

1907年,SKF軸承工廠的斯文·溫奎斯特設(shè)計了最早的現(xiàn)代自調(diào)心球軸承。

當時,軸承發(fā)明雖然已有一段時間,而軸承的工業(yè)化生產(chǎn)則從無到有,剛剛起步,相當幼稚。

斯文·溫奎斯特于1907年繪制的自調(diào)心球軸承原圖

成長期

兩次世界大戰(zhàn)刺激了軍事工業(yè)的發(fā)展,軸承軍事工業(yè)中的地位日益顯著,加之科學技術(shù)飛速發(fā)展,一戰(zhàn)后的短暫穩(wěn)定和二戰(zhàn)中的軍火急需,促使世界軸承工業(yè)迅速成長,軸承品種增加,廣泛用于汽車、飛機、坦克裝甲車、機床、儀器、儀表、自行車、縫紉機等眾多領(lǐng)域。

第二次世界大戰(zhàn)時期,隨著戰(zhàn)爭手段的現(xiàn)代化,以及人們對軸承的認識和重視,各個國家都急需軸承,急盼建立軸承工業(yè),一大批軸承廠在各國先后出現(xiàn)。

僅從盟軍對德國納粹進行打擊時的選點情況,便可見一斑。

大規(guī)模集群轟炸,一舉摧垮敵人士氣和經(jīng)濟,是第二次世界大戰(zhàn)的典型戰(zhàn)術(shù)。德國本土打擊目標時,盟軍認為,要削弱敵 人的戰(zhàn)斗力,必須對德國的潛艇制造廠及基地、飛機制造廠、軸承廠、煉油廠、合成橡膠廠和車輛等進行重點轟炸。軸承廠定為重點轟炸目標德國軸承廠集中的施魏恩浮特小城,1943年8月和10月兩次遭到大規(guī)模轟炸。

執(zhí)行轟炸任務(wù)的是美國王牌空八軍。納粹德國軍需部長阿爾貝特·舒培承認,8月的轟炸使德國軸承產(chǎn)量下降了38%,而10月轟炸的結(jié)果則使軸承企業(yè)65%遭到破壞。

發(fā)展期

隨著航空航天、電子計算機、光電磁儀器、精密機械等高新技術(shù)的飛速發(fā)展,體現(xiàn)當代科技水平的世界軸承工業(yè)進入一個全面革新制造技術(shù),迅速發(fā)展品種,大力提高性能、精度,日益成熟完善的歷史新時期。

這個時期軸承品種應(yīng)有盡有,用途包羅萬象,目前軸承品種數(shù)以萬計,特大型軸承大到38米,微型軸承小到零點幾毫米,即有傳統(tǒng)單列、雙列、多列球軸承、滾子軸承、滾針軸承、圓錐軸承、更有無潤滑軸承、自潤滑軸承、角接觸軸承、傳器軸承、萬向節(jié)軸承、超薄壁軸承、輪轂單元軸承、空氣軸承、直線軸承、超導軸承、磁浮軸承等等。

軸承工業(yè)已經(jīng)大成氣候,作為零部件的小小軸承已經(jīng)擁有獨占一隅、頗具規(guī)模、不容小視的一方市場,軸承貿(mào)易迎來了鼎盛時期。

(來源:中國軸承行業(yè)網(wǎng))

發(fā)布時間:2025-09-03
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