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標題: 機械元件之軸承發展簡史 [打印本頁]
作者: Insigne    時間: 2018-9-11 14:13
標題: 機械元件之軸承發展簡史
      產生摩擦的首要條件就是兩個物體要接觸。接觸有兩種方式，一種是面與面接觸，一種是點與面接觸。第一種方式就像搓手，摩擦阻力大，會產生大量的熱量，這種方式被叫做滑動摩擦。第二種方式就像皮球在地面上滾，摩擦阻力小，滾動速度快，這種方式被叫做滾動摩擦。其次，接觸面的材質及移動物體的重量也會對摩擦阻力產生影響。
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" u  |( @2 }( |% Y& t8 L. @) u      言歸正傳，前面的話是為要引出今天的主題：軸承的發展史。對于誰發明了第一個軸承，學術界各執一詞，過去的事都是故事，聽個樂就好，不必過分糾結。
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7 L3 {' b& V7 Z) Z( c      首先，先民在生活中，逐漸摸索出了摩擦的規律。比如，在地面上拖拽獵物或大石頭會非常費力，但是如果在獵物或石頭下面排布圓木，則拖拽起來會非常輕松。這個看似簡單的改進實則是人類發展史上的一大進步，說明人類已經發現了摩擦的秘密，可以將滑動摩擦轉化為滾動摩擦，從而實現省力的目的。
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* U9 u% r! ~. e; u0 Z  F$ m6 Z      考古學家在對美索不達米亞平原上的尼尼微遺址進行考古發掘時，在一座墓葬里發現了一幅壁畫（圖1），畫作描繪的是搬運巨大石像的場景。從中可以看到，巨大的石像似乎被放置在一艘“船”上，“船”的前后各有一處用來固定牽引繩，由眾人拖拽牽引繩來移動石像。值得注意的是，在“船”的底下及四周散布著一些圓木。可以想見這些圓木實際上是作為枕軌來使用的，以此減小摩擦阻力。3 M( S- t  R: Q. Q8 G% s0 n
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圖1 尼尼微壁畫
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7 L4 ?) v1 W: W9 m. s3 K; E7 r" V+ |       上面這種以圓木作為枕軌，運輸重物的方法，類似于我們現在仍在使用的平面滾針軸承（圖2）。所謂平面滾針軸承就是通過保持架將滾針固定，這種軸承通常置于兩個平面之間，可以將面與面的滑動摩擦轉化為點與面的滾動摩擦。
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圖2 平面滾針軸承

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8 p" M1 S9 M9 c5 T       但是，這種平面軸承與我們通常認知中的軸承還是有較大區別。一般人會認為軸承應該是圓形的，可以進行旋轉運動。這種觀點可能更加具有代表性，那么這種軸承最早又是什么時候出現的呢？這里又有幾種不同觀點，我簡單的介紹一下。其一，認為最早的軸承應該是馬車的車軸上使用的車軸軸承，這從一些考古發現上可以得到佐證。其二，認為古代的車軸軸承在結構上與現代意義上的軸承存在一定的差異，從結構的相似性來考慮，“簡儀”中所使用的軸承更接近于現代軸承。“簡儀”是我國古代的一種天文觀測儀器，其發明人已不可考，但是制造者是郭守敬。在網上可以找到很詳細的介紹，這里就不多說了。為了降低摩擦，“簡儀”在“百刻環”和“赤道環”之間加入了四個“圓軸”（即圓柱滾子），從而形成了最早的圓柱滾子軸承，這一發明比達芬奇設計的滾筒軸承要早了200年。
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    以上是工業革命之前，而到了工業革命時期。& C/ q$ o4 e6 P8 U
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    1794年，發明家Philip Vaughan獲得球軸承專利，該球軸承被應用于馬車的車軸部。
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      1795年，世界上第一家專業生產軸承的企業-力士樂（Rexroth）在德國的Heimbuchenthal成立，時至今日這家公司仍然煥發著蓬勃的生命力。1987年，Rexroth收購了Deutsche Star GmbH公司，成功開拓了直線導軌領域的市場。2001年，Rexroth又與Robert Bosch GmbH達成了合并協議，兩個公司合并后更名為Bosch Rexroth。/ x! @- G& r- p1 S9 Y: |6 Y% p4 |

4 a; N- s3 s5 A; v5 r7 l      1795年之后的近50年間，受工業革命進程緩慢的影響，軸承的發展也進入了一個停滯階段。直到19世紀中期，隨著軸承需求的激增，相關研究呈現出井噴趨勢。下面羅列了這一時期的一些研究成果。- A2 k- D0 I/ T* o. X* v
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      (1849).《New research on the friction of solid bodies》,Comptes Rendus, 28, p.2900 `2 P1 K% M6 y; X
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      (1855).《Studies on the main phenomena that are friction media and on the various ways of determining the value mechanics of the materials used in engine lubrication》，Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse, 26, p.202
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      (1855). 《Notice on the laws of caloric output by friction media》，Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse, 26, p.238
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      (1862). Mechanical Theory of Heat, (Paris, Lieber)* c% Q; b' \+ K* o7 p7 V
' {* Y: ^8 ?5 A* Y8 }4 J
      (1863). Exhibition Analytical and Experimental Theory of Heat, (Paris, Mallet Bachelet); a  ^0 s8 h1 @+ j0 T
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      (1887).《The thermodynamics and the work of living beings》，Revue Scientifique,22,May (Paris, Bureau journals), p.673-6840 {) U8 I5 L! S% m/ s

$ m! `/ F, b" U" K5 B      1869年，Michaux et Cie (Michaux and company)采用了發明家Jules Suriray的軸承專利，首次在自行車里安裝了徑向球軸承，并獲得了世界首屆自行車公路賽的冠軍。" V  F$ C& C& E

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Pierre Michaux和他的自行車

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      1881年德國科學家赫茲，提出了著名的赫茲接觸理論（Hertzian Contact Stress Theory），開啟了軸承力學分析的新篇章。1 A- e5 Q7 h/ t8 q

$ c7 c3 i/ L9 C+ _" f7 i8 s      1883年FAG公司正式成立。1912年，FAG公司率先推出了單列滾子軸承。2001年FAG、INA、FUK三家公司合并，更名為舍弗勒集團（Schaeffler Group）。  o5 N6 P" l# k0 n7 ?! M. H

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2 I. W6 N/ u2 D  ^+ U! G       1883年，N.P.彼得羅夫(N.P. Petrov)應用牛頓粘性定律(牛頓內摩擦定律)計算軸承摩擦《Friction in machines and the effect of the lubricant》，St.Prtersburg。/ l# a! [7 R. z3 M

6 G- _& B+ o# {2 V; ?& u       1886年，Osborne Reynolds（O.Reynolds），提出雷諾方程（Reynolds equation），奠定了流體動壓潤滑理論的基礎。
' L* j# [% B" K% U+ Z9 [+ I- J& P
' C7 ~# f( `3 |& ]& }       1899年，Timken成立。該公司在1898年圓錐滾子軸承獲得專利，時至今日仍是圓錐滾子軸承的龍頭老大。1 o1 w* |5 d; d1 e+ t/ [7 u4 w

7 i5 P. M' Z4 Z; m* W" s       1907年，SKF公司成立。推出了紡織機械上使用的自動調心雙列球軸承。
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自動調心雙列球軸承

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     1940年SKF在加拿大的辦公室
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2 E" X4 a( v3 h, S    1916年，日本第一家生產球軸承的企業NSK成立。: ]4 C' X5 A2 C; L& F+ \. ?* L

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1916年NSK的工廠
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    1923年，Schneeberger在瑞士成立，開發出世界第一根直線導軌。1945年又生產了世界第一臺帶有交叉滾子導軌的磨床。
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. I0 q9 m* Y  T1 }& Q    1924年，A. Palmgren發表壽命預測訪法，1945年M.A. Miner將其擴展，最終形成了帕姆格倫—邁因納定理（Palmgren-Miner rule）。7 M" b5 q% U" j! x% L. {

  h7 m0 L1 K1 j1 o- A! F$ ?    1938年 瓦軸成立。
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    1950年 哈軸成立（瓦軸北遷創立）。  @) w% x4 J& Y! N! k! n2 U! ?) M' H

+ j4 u  t3 S% S( _: I    1954年 洛軸成立（瓦軸援建）。
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. j2 m. i& C/ w    此后，各國的軸承公司如雨后春筍般不斷涌現，呈現出群雄逐鹿的局面，這里就不再一一詳述了。7 I% |9 @1 @% ?& u7 T; M
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作者: 遠祥    時間: 2018-9-11 15:29
NSK的質量還是剛剛的啊
作者: 不悟正業    時間: 2018-9-12 05:57
fag還是skf



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