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日期：2020-11-02
你可能不知道的轴承发展史——做机械的进来了解一下
尽管轴承只作为各种主机支承元件，但由于品种繁多、加工精密、尺寸范围大，所以轴承工业是机械工业中一种特殊的独立产业，并已形成了完整的工业体系。到目前为止，全世界已生产轴承品种5万种以上，规格多达15万种以上。最小的轴承内径已小到0.15~1.0mm，重量为0.003g，最大的轴承外径达40m，重340t。
1997年世界轴承总产量超过100亿套，总销售额约300亿美元，其中北美、日本、西欧占世界轴承产量的78%，美国、日本、德国已形成世界三大轴承市场。
一些世界著名的轴承公司，如瑞典的SKF公司、德国的FAG公司、日本的NSK公司、美国的TORRINGTON公司等，在世界500家大公司中均榜上有名。
(据美国《财福》杂志1994年报道，在世界500家大企业中，SKF排387位、NSK排404位、TORRINGTON公司的母公司英格索尔·兰德公司排在369位)。
首先我们来讲讲中国的轴承发明以及应用。
为什么先讲中国的轴承发展，因为中国古代的轴承和现在的轴承材料加工等各方面区别很大，但是在思维上面是至今我们都要向老祖宗好好学习的。
我们先来看这幅图，将中国轴承的发展的代表性物品根据年代的先后进行了排序。我们接下来就根据这个排序来一一叙说。
学过世界机械发展历史的同学，应该都知道最好的轴承雏形，出土于跨湖桥文化遗址——陶轮。划重点：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。
8000年前的陶轮
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，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，证实了我们老祖宗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。
陶轮运转机制示意图
上图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。这里涉及到转盘，而且有一个轴来支撑，这就是轴承的原型。
上图是唐代快轮的复原示意图。比最开始的快轮进步了不少，但是原理不变，变得是材料和工艺。
接下来就聊聊古代中国的车子。轩辕黄帝造车，公元前2697～前2599。
《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。
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。
这里就要提到两个古代对于轴承应用的命名：軎（wei第四声）与辖
軎：是古代车套在车轴两端的加固件。形如圆筒，一段粗一端细。粗的套接在车轴。軎上有孔，可插入辖与车轴固定。
辖：是车轴的两端的键（销钉），扁平长条，上粗下细。上有辖首，一般有兽头装饰。将辖插在轴端的孔内，防止车轮脱出。
到秦汉朝时期具有雏形结构的轴承及轴承文字形式.
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(1206～1367)简仪开始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。
再发展到清朝生产的滚子轴承。
清末的洋务运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”。
图片来源SKF中国轴承陈列馆
最后，近代中国第一套国产轴承的诞生。
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。
接下来我们来讲讲世界轴承近代的发展历程
世界轴承工业兴起于十九世纪末期到二十世纪初期。
总体上讲，世界轴承工业的形成与发展大致经历了三个阶段：
第一阶段，即世界轴承工业的初创阶段，时间是十九世纪末期至二十世纪初期。
当时，轴承发明、应用虽然已有一段时间，而轴承的工业化生产则从无到有，刚刚起步，相当幼稚。
主要特点是：
1、生产规模极小，一个大厂也只有十几人到几百人，日产量不过几套到几百套，属于手工作坊式生产；
2、设备简陋，技术落后，多是凭经验生产；
3、材料以碳钢为主，精度不高，价格却昂贵；
4、品种极少，用途十分有限。当时轴承生产技术只掌握在英国、德国、瑞典、美国等少数企业手中。
第二阶段，即世界轴承工业的成长阶段，时间大约是在第一次世界大战结束至第二次世界大战以后。
两次世界大战刺激了军事工业的发展，轴承在军事工业中的地位日益提高，加之科学技术飞速发展，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发展。
主要特点是：1、生产规模急剧扩大，产量迅速提高，主要轴承生产国家年产量超过3500万套；
2、生产设备完善，技术手段先进，普遍采用了机群式批量生产；
3、轴承材料发展到以铬钢等合金钢为主，产品质量大为提高；
4、轴承品种增加，广泛用于汽车、飞机、坦克、装甲车、机床、仪器、仪表、缝纫机等众多领域。
在这时期，人们对轴承的认识和重视升华到了空前的高度。
第三阶段，即世界轴承工业的发展阶段，时间是二十世纪五十年代至今。经过二次世界大战以后，人们迎来了和平时代，国际经济复苏繁荣，使人类开创了和平发展的新纪元。
伴随航空航天、核能工业、电子计算机、光电磁仪器、精密机械等高新技术的飞速发展，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，迅速发展品种，轴承精度、性能、寿命日益成熟完善的历史新时期。
这个时期的特点是：1、轴承企业规模超级化、集团化，形成了超千逾万人的大型企业集团和跨国公司，如日本的NSK、NTN、N MB，瑞典的SKF，美国的TIMKEN、德的FAG等；
2、轴承产量猛增。五十年代初期，世界轴承总产量不过9亿套，六十年代初已达18亿套，七十年代初为40亿套，八十年代初上升到70亿套，九十年代后期已超过100亿套；
3、轴承品种繁多，用途日益广泛。既有传统的单列、双列、多列球轴承，圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承等，又有万向节轴承、超薄壁轴承、空气轴承，各种在高速、高温、低温、防磁、耐腐蚀等特殊工况下使用的专用轴承等等；
4、设备先进，自动化程度高，测试手段完善，工序间电脑管理，少人无人操作，技术水平高，生产效率高。如日本NTN公司的盘田制作所球轴承厂有自动线35条，每条生产线仅5人管理，日产40万套，年产1.68亿套；
5、轴承材料高级化、复合化、多样化，因而轴承质量有较大提高。轴承材料不仅包括高碳铬钢、渗碳钢、不锈钢、耐热钢、工具钢等金属材料，而且还有陶瓷、塑料、石墨和碳纤维等非金属材；
6、轴承国际贸易空前发展。可以说世界轴承工业促使所有使用轴承的工业、行业，领域发展繁荣起来，对于整个世界经济和人类社会进步做出了巨大贡献。
SKF占世界轴承市场16%、日本五大公司占33%、德国FAG、INA占 16%、TIMKEN、TORRINGTON占13%。
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