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        中國機械的發展歷程

        發布日期:2015-12-08 08:44 來源:http://www.ui173.com 點擊:

        夏商西周時期:中國古代金屬冶機械鑄技術發明時間較早,且技術精湛。如商周時期的青銅器樸質雄渾,春秋時期的青銅器纖細精巧,形成了中國古代。青銅器的獨特風格。已發現的中國最早的青銅器,如甘肅東鄉馬家窯出土的銅刀,距今已有4800年左右的歷史。中國在大約40~50萬年前,就已出現加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖狀器等原始工具。4~5萬年前出現磨制技術,許多石器都已比較光滑,刃部也較鋒利,并有單刃、雙刃、凸刃、凹刃和圓刃之分。 

        中國在28000年前出現弓箭,這是機械方面最早的一項發明;公元前8000~2800年期間出現了陶輪(制陶用轉臺);農具大約出現在公元前6000~5000年,除石斧石刀外,還有石鋤、石鏟、石鐮、骨鐮和骨耜。石斧和石刀上已有用硬質砂子磨削而成的孔。 

         夏代以前和夏代,先后出現了無輻條的輇和各種有輻條的車輪;殷商和西周時已有相當精致的兩輪車;獨木舟和筏等水上運輸工具早就相繼出現。新石器時代晚期,人們已能用石范和泥范鑄造簡陋的工具和武器。商殷時期,隨著手工業生產的發展和技術水平的提高,形成了燦爛的青銅文化。青銅冶鑄技術得到高度發展,青銅鑄件司母戊方鼎重達875千克,春秋時期的青銅鑄件曾侯乙尊盤已十分精細。 春秋至魏漢時期(公元前770~公元265)是中國古代機械開始較快發展的 時期。春秋時期鐵器和生鐵冶鑄技術開始出現;黑心可鍛鑄鐵、白心可鍛鑄鐵和鍛鋼的出現,加速了由銅器向鐵器時代的過渡;春秋中期以后發明了失蠟鑄造法和低熔點合金鑄焊技術;戰國時期又有了疊鑄和錨鏈鑄造等工藝;西漢中期已煉出灰口鑄鐵,并出現了壁厚3~5毫米的薄壁鑄鐵件。鑄鐵熱處理技術也有所發展。 

        春秋戰國時期:春秋時期出現弩,控制射擊的弩機已是比較靈巧的機械裝置。到漢代,弩機的加工精度和表面光潔度已達到相當高的水平。漢弩有一石至十石等八種規格,這些規格的形成表明機械制造標準在漢代已初步確立。弩機上留下了作工、鍛工、磨工等的名字。戰國時期流傳的《考工記》是現存最早的手工藝專著,其中記有車輪的制造工藝。對弓的彈力、箭的射速和飛行的穩定性等都作了深入的探索。漢代已有各類艦艇和大量的三四層艙室的樓船。有些艦船已裝備了艉舵和高 效率的推進工具櫓。西漢時的被中香爐構造精巧,無論球體香爐如何滾動,其中心位置的半球形爐體都能經常保持水平狀態。 

        秦漢時期:1980年出土的秦始皇陵銅車馬代表了當時鑄造技術、金屬加工和組裝工藝的水平。東漢以后出現了記里鼓車和指南車。記里鼓車有一套減速齒輪系,通過鼓鐲的音響分段報知里程。三國馬鈞所造的指南車除用齒輪傳動外,還有自動離合裝置,在技術上又勝記里鼓車一籌。自動離合裝置的發明,說明傳動機構齒輪系已發展到相當的程度。 

         東漢時已有不同形狀和用途的齒輪和齒輪系。有大量棘輪,也有人字齒輪。特別是在天文儀器方面已有比較精密的齒輪系。張衡利用漏壺的等時性制成水運渾象,以漏水為動力通過齒輪系使渾象每天等速旋轉一周。公元132年張衡創制了世界上第一臺地震儀,即候風地動儀。 漢代紡織技術和紡織機械也不斷發展,綾機已成為相當復雜的紡織機械。到三國時期,馬鈞將50(分組提放經線的綜片)50(踏具)6060躡的綾機都改成5012躡和6012躡,提高了生產效率。馬鈞還創制了新式提水具翻車,能連續提水,效率高又十分省力。漢代的農具鐵犁已有犁壁,能起翻土和碎土的作用,漢武帝時趙過既已創制三腳耬,一天能播種一頃地。在這一時期,大型銅鐵鑄件和大型機械結構陸續出現。五代時鑄造的滄州鐵獅子重約40噸, 宋代木結構水運儀象臺高35尺,寬21尺。 

        唐代發展:唐末時期機械制造已有較高水平。如西安出土的唐代銀盒,其內孔與外圓的不同心度很小,子母口配合嚴緊,刀痕細密,說明當時機械加工精度已達到新的水平。 

        在運輸工具方面,人力和水力并用,在技術上有進一步發展。南朝齊祖沖之所造日行百里的所謂千里船和南朝粱侯景軍中的160槳快艇,都是人力推進的快速艦艇,南北朝時期出現了車船。唐代的李皋對車船的改進起了承前啟后的作用。水力機械也有新的進展,唐代已有筒車,從人力提水發展為水力提水。南末末期又創造出先進的水轉大紡車,三摧、五摧()手搖紡車曾是當時世界上比較先進的人力紡紗機具。元代薛景石所著《梓人遺制》是木工名家總結親身經驗之作,并詳細記述了當時通行的紡織機具和車輛,以古代著名的木制機械技術專著而留世。 

        宋元明清時期:這一時期天文和計時儀器發展迅速。北宋蘇頌和韓公廉等制成的木構水運儀象臺,能用多種形式表現天體時空的運行。它由水力驅動,其中有一套擒縱機構。水運儀象臺代表了當時機械制造的高度水平,是當時世界上先進的天文鐘。元代的滾柱軸承也屬當時世界上先進的機械裝置。 明初的造船業已有很大進展。鄭和下西洋的船隊是當時世界上最大的船隊。鄭和所乘寶船長約137米,張12帆,舵桿長11米多,是古代最大的遠洋船舶。當時的機械制造主要仍靠手工操作。大者如千鈞錨,是靠人工先鍛成四爪,然后依次逐節鍛接。小者如制針用的冷拔鋼絲,也用手工制成。 

        明代已有活塞風箱。它是宋元木風扇的進一步發展,風箱靠活塞推動和空氣壓力自動啟閉活門,成為金屬冶鑄的有效的鼓風設備。 在明中葉或稍前,木帆船已能逆風行駛,并擁有全風向航行的能力。揚州立帆式風輪是將八扇縱帆等距裝置在八角形木架上,圍繞一個垂直軸旋轉,并能自動調節帆面角度。這是中國古代獨具特色的木船風帆的進一步發展。長期以來,中國沿海一帶多利用它推動翻車,以提取海水曬制食鹽。 

        機械技術的進步促進了學術研究。王徵于1627年編譯和出版了《遠西奇器圖說錄最》,介紹了西方機械工程的概況。來自西方的自鳴鐘表和水銃等也在一定范圍內得到流傳。 1634~1637年 ,明朝的宋應星編著和出版《天工開物》,記錄了許多先進的工藝技術和科學創見。它反映出當時的農業和手工業的生產技術水平。記載了不少有關機械制造和產品性能的情況。內容涉及泥型鑄釜、失蠟法鑄造以及鑄錢等鑄造技術,還記述了千鈞錨和軟硬繡花針的制造方法、提花機和其他紡織機械以及車船等各種交通工具的性能和規格等?!短旃ら_物》被稱為中國17世紀的工藝百科全書。 

        清乾隆年間宮廷造辦處曾制造大更鐘,它依靠懸錘的重力驅動,并增添了精確的報更機構,加工精致,富有中國民族特色。明清兩朝中國鐘表工匠創制了不少新奇的鐘表。當時的廣州、蘇州、南京、揚州等,成為有名的制造鐘表的城市。 

        新中國成立以后:新中國建立后特別是近三十年來,中國的機械科學技術發展速度很快。向機械產品大型化,精密化、自動化和成套化的趨勢發展。在有些方面已經達到或超過了世界先進水平。 

        小型夯實機械 

        20世紀60年代以前,中國小型夯實機械非常缺乏,很多小型場地的夯實基本上采用人工夯實。20世紀60年代初期,長沙建設機械研究所與北京建筑工程學院等單位合作,在群眾性技術革新成果的基礎上總結發明了具有中國特色的蛙式夯實機,1962年獲國家科技發明獎。蛙式夯實機結構簡單,維修、使用方便,很快成為中國60年代夯實機械的主導產品。據不完全統計蛙式夯實機累計產量達到50000多臺,在中國經濟建設中發揮了重要作用。70年代以后,蛙式夯實機逐漸被性能更先進的振動沖擊夯和振動平板夯所替代,目前蛙式夯實機已經很少,基本被淘汰。 

        加工機械 

        鑄造:20世紀50年代以前,北京在鑄造上采用粘土砂手工造型。1955年,北京第一機床廠開始采用漏模造型、 雙面模型型板及鐵型板和標準砂箱造型。1965年,開始采用塑料模型。 1980 年,北京市機電研究院與北京瑪鋼廠研制成功工頻無芯塞桿底注式保溫澆注電爐。1982年,該院與北京機床鑄造二廠研究成功沖天爐風口吹氧技術。 1985~1988年,北京機床研究所試驗成功浮動端面密封環的壓力鑄造工藝。 

        鍛壓:鍛壓:1959年,北京第二通用機械廠(后改名北京重型機器廠)建成2500噸水壓機。1971年,該廠制造出6000噸水壓機,這是當時北京最大的鍛壓設備。 1968~1979年,北京起重機器廠先后采用300噸油壓機和2000噸油壓機制造出起重機吊臂和大型覆蓋件。80年代,北京市機電研究院和北京市模具中心研制出一系列高精度多工位沖裁模具,接近或達到進口模具水平,改變了北京精密沖裁模具依賴進口的局面。 

        熱處理:1949年前,北京已采用電、鹽溶爐、熱電偶等手段進行零件退火、回火、淬火、正火、調質、滲碳等熱處理。


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