你可能不知道的軸承發(fā)展史——做機械的進來了解一下

盡管軸承只作為各種主機支承元件，但由于品種繁多、加工精密、尺寸范圍大，所以軸承工業(yè)是機械工業(yè)中一種特殊的獨立產(chǎn)業(yè)，并已形成了完整的工業(yè)體系。到目前為止，全世界已生產(chǎn)軸承品種5萬種以上，規(guī)格多達15萬種以上。最小的軸承內徑已小到0.15~1.0mm，重量為0.003g，最大的軸承外徑達40m，重340t。

1997年世界軸承總產(chǎn)量超過100億套，總銷售額約300億美元，其中北美、日本、西歐占世界軸承產(chǎn)量的78%，美國、日本、德國已形成世界三大軸承市場。

一些世界著名的軸承公司，如瑞典的SKF公司、德國的FAG公司、日本的NSK公司、美國的TORRINGTON公司等，在世界500家大公司中均榜上有名。

(據(jù)美國《財福》雜志1994年報道，在世界500家大企業(yè)中，SKF排387位、NSK排404位、TORRINGTON公司的母公司英格索爾·蘭德公司排在369位)。

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中國軸承的發(fā)展歷史

首先我們來講講中國的軸承發(fā)明以及應用。

為什么先講中國的軸承發(fā)展，因為中國古代的軸承和現(xiàn)在的軸承材料加工等各方面區(qū)別很大，但是在思維上面是至今我們都要向老祖宗好好學習的。

我們先來看這幅圖，將中國軸承的發(fā)展的代表性物品根據(jù)年代的先后進行了排序。我們接下來就根據(jù)這個排序來一一敘說。

學過世界機械發(fā)展歷史的同學，應該都知道最好的軸承雛形，出土于跨湖橋文化遺址——陶輪。劃重點：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。

8000年前的陶輪

陶輪是一個裝有直立轉軸的圓盤，把和好的陶土或粗坯放在陶輪的中央，使陶輪轉動，同時用手捏陶土或用工具使陶土成形并使坯面光潔。

陶輪就其旋轉速度又分為快輪和慢輪，快輪是在慢輪的基礎上發(fā)展起來的。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)木質陶輪底座，證實了我們老祖宗的陶輪技術先于西亞兩河流域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。

陶輪運轉機制示意圖

上圖木質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，它就是陶輪轉盤用的軸。如果制一件轉盤放在木質陶輪底座上臺面，那么一個完整的陶輪就被復原了。陶輪制作完成后，只要將未干的陶胎置于轉盤上，并仔細對中，用一手轉動轉盤，另一手用木器、骨器或石器接觸要修整的胎體，經(jīng)過多次轉動后，就可以在胎體上留下所需的環(huán)狀弦紋了。這里涉及到轉盤，而且有一個軸來支撐，這就是軸承的原型。

上圖是唐代快輪的復原示意圖。比最開始的快輪進步了不少，但是原理不變，變得是材料和工藝。

接下來就聊聊古代中國的車子。軒轅黃帝造車，公元前2697～前2599。

《詩經(jīng)》約公元前1100-600前記載出現(xiàn)軸承的潤滑

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?，F(xiàn)已知道，潤滑普遍用于古車上，但由于潤滑的出現(xiàn)遠不如車的出現(xiàn)那樣赫然易見。所以要確切論述潤滑出現(xiàn)的時間，是一件十分困難的事，經(jīng)過翻閱和查找資料，得到關于潤滑最早的記載是見于詩經(jīng)。

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，驅車遠行，送我回家?？炜斓刳s到家鄉(xiāng)衛(wèi)??！切莫讓我問心有愧。

這里就要提到兩個古代對于軸承應用的命名：軎（wei第四聲）與轄

軎：是古代車套在車軸兩端的加固件。形如圓筒，一段粗一端細。粗的套接在車軸。軎上有孔，可插入轄與車軸固定。

轄：是車軸的兩端的鍵（銷釘），扁平長條，上粗下細。上有轄首，一般有獸頭裝飾。將轄插在軸端的孔內，防止車輪脫出。

到秦漢朝時期具有雛形結構的軸承及軸承文字形式.

由于周、秦、漢朝對軸承技術發(fā)明和應用的實踐，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。

元朝(1206～1367)簡儀開始使用圓柱滾動支承技術

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。

再發(fā)展到清朝生產(chǎn)的滾子軸承。

清末的洋務運動對中國機械工業(yè)的發(fā)展起了一定的作用，對軸承制造也有影響。2002年12月，中國軸承技術考察團前往歐洲考察，在瑞典SKF軸承展覽館里發(fā)現(xiàn)了一套中國清代的軸承。這是一套滾子軸承，制造精細，套圈、保持架、滾子都和現(xiàn)代的軸承極為相似。據(jù)產(chǎn)品說明介紹，這套軸承是“19世紀某個時候，中國制造的滾動軸承”。

圖片來源SKF中國軸承陳列館

最后，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號開設秦福興機械廠，并由王瑞寶、馬根寶擔任技術指導。當時的設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。

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世界軸承發(fā)展史

接下來我們來講講世界軸承近代的發(fā)展歷程

世界軸承工業(yè)興起于十九世紀末期到二十世紀初期。

• 1880年英國開始生產(chǎn)軸承；
• 1883年德國建立了世界上首家軸承公司（FAG喬治沙佛公司）；
• 1889 年美國開辦了ND軸承廠（現(xiàn)為通用汽車軸承公司新第泊橋海特軸承部），歐美其它大型軸承企業(yè)基本上都在二十世紀初葉奠定了今天的基礎。日本軸承工業(yè)形成于歐美之后；
• 1910年瑞典SKF公司向日本提供樣品，使"軸承"第一次單獨在日本露面。其后，日本NSK、NTN等軸承公司先后于1914年和1918年建立。
• 第三世界國家的軸承工業(yè)起步更晚，與其整個科學技術和機械工業(yè)一樣，處于相對落后的局面。

總體上講，世界軸承工業(yè)的形成與發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：

第一階段，即世界軸承工業(yè)的初創(chuàng)階段，時間是十九世紀末期至二十世紀初期。

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

主要特點是：

1、生產(chǎn)規(guī)模極小，一個大廠也只有十幾人到幾百人，日產(chǎn)量不過幾套到幾百套，屬于手工作坊式生產(chǎn)；

2、設備簡陋，技術落后，多是憑經(jīng)驗生產(chǎn)；

3、材料以碳鋼為主，精度不高，價格卻昂貴；

4、品種極少，用途十分有限。當時軸承生產(chǎn)技術只掌握在英國、德國、瑞典、美國等少數(shù)企業(yè)手中。

第二階段，即世界軸承工業(yè)的成長階段，時間大約是在第一次世界大戰(zhàn)結束至第二次世界大戰(zhàn)以后。

兩次世界大戰(zhàn)刺激了軍事工業(yè)的發(fā)展，軸承在軍事工業(yè)中的地位日益提高，加之科學技術飛速發(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)迅速發(fā)展。

主要特點是：1、生產(chǎn)規(guī)模急劇擴大，產(chǎn)量迅速提高，主要軸承生產(chǎn)國家年產(chǎn)量超過3500萬套；

2、生產(chǎn)設備完善，技術手段先進，普遍采用了機群式批量生產(chǎn)；

3、軸承材料發(fā)展到以鉻鋼等合金鋼為主，產(chǎn)品質量大為提高；

4、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、縫紉機等眾多領域。

在這時期，人們對軸承的認識和重視升華到了空前的高度。

第三階段，即世界軸承工業(yè)的發(fā)展階段，時間是二十世紀五十年代至今。經(jīng)過二次世界大戰(zhàn)以后，人們迎來了和平時代，國際經(jīng)濟復蘇繁榮，使人類開創(chuàng)了和平發(fā)展的新紀元。

伴隨航空航天、核能工業(yè)、電子計算機、光電磁儀器、精密機械等高新技術的飛速發(fā)展，體現(xiàn)當代科學技術水平的世界軸承工業(yè)進入一個全面革新制造技術，迅速發(fā)展品種，軸承精度、性能、壽命日益成熟完善的歷史新時期。

這個時期的特點是：1、軸承企業(yè)規(guī)模超級化、集團化，形成了超千逾萬人的大型企業(yè)集團和跨國公司，如日本的NSK、NTN、N MB，瑞典的SKF，美國的TIMKEN、德的FAG等；

2、軸承產(chǎn)量猛增。五十年代初期，世界軸承總產(chǎn)量不過9億套，六十年代初已達18億套，七十年代初為40億套，八十年代初上升到70億套，九十年代后期已超過100億套；

3、軸承品種繁多，用途日益廣泛。既有傳統(tǒng)的單列、雙列、多列球軸承，圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承等，又有萬向節(jié)軸承、超薄壁軸承、空氣軸承，各種在高速、高溫、低溫、防磁、耐腐蝕等特殊工況下使用的專用軸承等等；

4、設備先進，自動化程度高，測試手段完善，工序間電腦管理，少人無人操作，技術水平高，生產(chǎn)效率高。如日本NTN公司的盤田制作所球軸承廠有自動線35條，每條生產(chǎn)線僅5人管理，日產(chǎn)40萬套，年產(chǎn)1.68億套；

5、軸承材料高級化、復合化、多樣化，因而軸承質量有較大提高。軸承材料不僅包括高碳鉻鋼、滲碳鋼、不銹鋼、耐熱鋼、工具鋼等金屬材料，而且還有陶瓷、塑料、石墨和碳纖維等非金屬材；

6、軸承國際貿易空前發(fā)展?？梢哉f世界軸承工業(yè)促使所有使用軸承的工業(yè)、行業(yè)，領域發(fā)展繁榮起來，對于整個世界經(jīng)濟和人類社會進步做出了巨大貢獻。

SKF占世界軸承市場16%、日本五大公司占33%、德國FAG、INA占 16%、TIMKEN、TORRINGTON占13%。