1 cái gì? Vòng bi được sử dụng lần đầu tiên vào thời cổ đại?
Từ xa xưa, con người đã phát triển nhiều cách để giảm ma sát. Bây giờ chúng ta hãy xem ví dụ về kim tự tháp Ai Cập.
Các kim tự tháp được xây dựng bằng cách sử dụng những khối đá nặng và khổng lồ xếp chồng lên nhau. Kích thước của những tảng đá này thật đáng kinh ngạc: Làm thế nào người cổ đại có thể di chuyển những tảng đá nặng như vậy? Bạn có thể đoán câu trả lời bằng cách nghiên cứu các bức tranh tường của người Ai Cập cổ đại.
Có rất nhiều bức tranh tường mô tả cấu trúc kim tự tháp, trong đó chúng ta có thể thấy những khúc gỗ lăn dưới những tảng đá khổng lồ. Các học giả tin rằng bằng cách lăn những khúc gỗ này, ma sát sẽ giảm đi, cho phép lực tương đối nhỏ di chuyển những tảng đá cực nặng này. Phương pháp vận chuyển đá này đã nhường chỗ cho ý tưởng về các bộ phận lăn (con lăn) được sử dụng trong vòng bi.
Qua các thời đại, thành tích giảm ma sát của loài người thay đổi theo khoảng thời gian và phương pháp, nhưng có thể được nhìn thấy trên khắp thế giới. Điều này chứng tỏ tầm quan trọng của việc giảm ma sát để chuyển động mượt mà hơn trong suốt lịch sử loài người.
2. Leonardo da Vinci có phải là người đầu tiên nghĩ đến việc sử dụng vòng bi với lồng?
Leonardo da Vinci là một nghệ sĩ xuất sắc đến từ Ý và là một trong những “người Phục hưng” điển hình. Không quá lời khi gọi ông là “cha đẻ” của vòng bi hiện đại.
Đam mê và tò mò về mọi thứ, Leonardo đã để lại ấn tượng sâu sắc không chỉ trong thế giới nghệ thuật mà còn trong lĩnh vực thiết kế cơ khí. Bản phác thảo về ổ trục, một bộ phận không thể thiếu của máy móc, có thể được tìm thấy trong một trong những cuốn sổ tay của ông. Sự khéo léo vô song này đã tạo ra vòng bi giúp giảm đáng kể ma sát.
Cấu trúc là cấu trúc gồm hai vòng trên và dưới (vòng đệm) và các viên bi lăn (bộ phận lăn) được kẹp giữa các vòng. Điều đáng ngạc nhiên là bản phác thảo thậm chí còn bao gồm một "cái lồng" để các quả bóng không tiếp xúc với nhau.
Điều này gần giống với kết cấu vòng bi mà chúng ta tiếp tục sử dụng ngày nay. "Cấu trúc ổ trục cơ bản" này bao gồm các rãnh lăn, các bộ phận lăn ("quả bóng" hoặc "con lăn") và lồng đã được đề xuất khoảng 500 năm trước. Chính nhờ thiên tài của Leonardo thời Phục hưng mà vòng bi đã có thể đạt được bước nhảy vọt quan trọng này. Nhưng ngay cả khi anh ta có thể khám phá ra cấu trúc chịu lực cơ bản này, thì việc chế tạo và sản xuất hàng loạt một thiết bị như vậy lại là một vấn đề khác. Để làm cho vòng bi được sử dụng rộng rãi trong máy móc, chúng ta phải chờ cuộc cách mạng công nghiệp.
3. Sự phổ biến của vòng bi xảy ra trong cuộc cách mạng công nghiệp
Cách mạng Công nghiệp kéo dài khoảng từ giữa{0} thế kỷ đến thế kỷ 19. Thép được sản xuất hàng loạt, lần đầu tiên cho phép sản xuất hàng loạt vòng bi thép cường độ cao. Điều này có nghĩa là vòng bi có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Việc sử dụng vòng bi trên trục là một khám phá đặc biệt quan trọng của thời đại công nghiệp.
Bước đầu tiên là ổ bi, được sử dụng trong trục xe đạp, sử dụng "quả bóng" làm bộ phận lăn. Điều này đã trở nên phổ biến rộng rãi. Vòng bi lăn sau này đã được phát triển. Nó sử dụng "con lăn" làm bộ phận lăn và được sử dụng trên trục của xe ngựa. Sự ra đời của trục dựa trên ổ trục đã tạo ra một bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực vận chuyển và di chuyển.
Gần như cùng lúc đó, vòng bi bắt đầu được sử dụng trong các máy móc công nghiệp khác nhau, đóng góp to lớn cho quá trình công nghiệp hóa. Trong quá trình cách mạng công nghiệp, vòng bi đã bí mật hỗ trợ sự phát triển công nghiệp và trở thành một sự tồn tại không thể tách rời đối với nhân loại.
4. Lịch sử vòng bi Nhật Bản
Vòng bi đầu tiên được sản xuất tại Nhật Bản được cho là được sản xuất vào năm 1916 để đáp ứng đơn đặt hàng cho Hải quân Đế quốc. Người tiền nhiệm của JTEKT, Koyo Seiko (sau này là Koyo Seiko Co., Ltd.), bắt đầu sản xuất và bán vòng bi chỉ 5 năm sau đó vào năm 1921.
Với nhu cầu nội địa về xe đạp ngày càng tăng ở Nhật Bản và sự xuất hiện của ô tô, ngành công nghiệp vòng bi Nhật Bản dường như sẽ phát triển và lan rộng một cách ổn định. Tương lai tươi sáng. Nhưng rồi Thế chiến thứ hai đã xảy ra. Các nhà máy trên khắp Nhật Bản bị thiệt hại nặng nề do chiến tranh và ngành công nghiệp vòng bi bị ảnh hưởng nặng nề.
Nhưng các nhà sản xuất vòng bi của Nhật Bản không chịu nhúc nhích. Chúng tôi đã làm việc cùng nhau để phát triển quy trình sản xuất vòng bi chất lượng cao. Độ chính xác và hiệu suất của vòng bi do Nhật Bản sản xuất không chỉ được khôi phục mà còn tốt hơn bao giờ hết.
Khi cơ giới hóa ngày càng tăng, ngày càng có nhiều vòng bi được phát triển để cải thiện độ bền và độ tin cậy của ô tô, dẫn đến nhu cầu nội địa về vòng bi tại Nhật Bản tăng vọt. Vòng bi đóng một vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng kinh tế kỳ diệu của Nhật Bản trong thời kỳ này. Cuối cùng, độ chính xác và hiệu suất của vòng bi Nhật Bản đã được công nhận trên toàn thế giới, cho phép chúng tôi thâm nhập thị trường quốc tế. Giờ đây, với việc vòng bi Nhật Bản trở nên nổi tiếng khắp thế giới, khoảng 30% vòng bi trên hành tinh là sản phẩm của các nhà sản xuất vòng bi Nhật Bản.
5. Lịch sử tiến hóa của vòng bi là lịch sử phát triển của nền văn minh nhân loại
Nếu vòng bi không được phát triển, ngày nay con người có lẽ vẫn phải vật lộn để tạo ra một lực cực lớn để di chuyển các vật nặng, chưa kể chúng ta gần như chắc chắn sẽ không có được tất cả những tiện nghi và tiện nghi hiện đại mà máy móc mang lại.
Sự ra đời và tiến hóa của vòng bi đã có tác động vô cùng to lớn đến sự phát triển của nền văn minh nhân loại.
Vòng bi là sản phẩm trí tuệ của tổ tiên xa xưa của chúng ta và đã đóng một vai trò quan trọng, dù ẩn giấu, trong lịch sử công nghiệp hóa.
Lịch sử phát triển của vòng bi
Vòng bi là bộ phận hỗ trợ cho trục truyền động cơ học và là sự đảm bảo quan trọng cho hiệu suất, chức năng và hiệu quả của máy chủ. Chúng được gọi là "khớp" của máy. Chức năng chính của nó là truyền lực và chuyển động và giảm tổn thất ma sát.
Tôi tin rằng ít người biết rằng nguồn gốc sớm nhất của vòng bi là Trung Quốc và nó có lịch sử hàng nghìn năm.
// Xuất xứ vòng bi //
Theo các hồ sơ khảo cổ học mới nhất, bánh xe chậm đã ra đời cách đây 8{1}} năm hoặc đã phát triển đến một giai đoạn. Vào tháng 3 năm 2010, một đế bánh xe gốm bằng gỗ đã được phát hiện tại khu văn hóa Kuahuqiao, điều này khẳng định rằng công nghệ bánh xe gốm của Trung Quốc có trước hai lưu vực sông ở Tây Á hơn 2,{4}} năm. Điều này có nghĩa là Trung Quốc bắt đầu sử dụng vòng bi sớm hơn Tây Á hoặc sử dụng nguyên lý vòng bi. .
Đế bánh xe gốm bằng gỗ được khai quật từ khu văn hóa Kuahuqiao
Đế của bánh xe gốm bằng gỗ này giống như một bệ tròn hình thang. Giữa bàn phía trên có một hình trụ nhỏ nhô lên làm trục cho bàn xoay bánh gốm. Bàn xoay hỗ trợ quay qua trục trên bàn tròn, là nguyên mẫu của ổ trục.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bánh xe gốm tại khu văn hóa Kuahuqiao
Bánh xe chậm qua cầu hồ là lần đầu tiên con người sử dụng máy móc bánh xe và trục để làm đồ gốm, đồng thời cũng là lần đầu tiên những khám phá khảo cổ học sử dụng vòng bi.
Sơ đồ khôi phục thiết bị bánh xe chậm của triều đại Bắc Ngụy tại thành phố Đại Đồng, tỉnh Sơn Tây
1 Hố ô tô 2 Cọc ô tô 3 Thùng ô tô Đĩa 4 bánh Đĩa 5 bánh Tâm điểm
Sau này, người ta phát hiện ra rằng bánh xe gỗ có đường kính lớn hơn được sử dụng để vận chuyển nhanh hơn nên đường kính bánh xe gỗ ngày càng lớn hơn, dần dần phát triển thành bánh xe có trục, hình thành nên nguyên mẫu sớm nhất của bánh xe. Tất nhiên, bánh xe cũng là một phát minh của dân tộc Trung Hoa chúng ta.
Vào thời Hoàng Đế cách đây 4.700 năm, phương tiện đầu tiên trong lịch sử loài người đã bước vào giai đoạn lịch sử.
Hoàng Đế chế tạo xe ngựa nên gọi là Hiên Viên.
Xuân là một loại mui xe ô tô thời xưa, trục xe là bộ phận cơ bản của ô tô.
Sự xuất hiện của vòng bi trượt đặt ra nhu cầu bôi trơn hoặc thúc đẩy sự phát triển của ma sát.
Kinh Thi là tập thơ đầu tiên của Trung Quốc. Vì vậy, thơ có lẽ bắt nguồn từ đầu thời nhà Chu đến giữa thời Xuân Thu, tức là từ thế kỷ 11 trước Công nguyên đến thế kỷ 6 trước Công nguyên. Trong chương “Ca khúc·Bắc Phong·Quanshui” có câu: “Gánh béo gánh uy quyền, trả xe bằng lời lẽ vĩ đại. Đạt đến đỉnh cao của Ngụy, có phải là hoàn mỹ và có hại không?” Quyền tài phán được hiểu là "chìa khóa cuối cùng của trục" vào thời cổ đại. Được sử dụng trên những chiếc xe cổ, nó tương đương với cái mà ngày nay chúng ta gọi là chốt. Nó đi qua đầu trục và có thể "buộc" bánh xe để cố định bánh xe theo trục; và “dầu bôi trơn” tất nhiên là chất bôi trơn, còn “trở về” có nghĩa là về nhà. , “Mai” có nghĩa là nhanh chóng. Dịch sang tiếng Hán hiện đại, những câu thơ này là: Dùng dầu mỡ bôi trơn trục xe, kiểm tra chốt cuối trục, lái xe đường dài đưa tôi về nhà. Hãy nhanh chóng đến bảo vệ quê hương của bạn! Đừng làm tôi cảm thấy tội lỗi.
Quyền hạn
Các triều đại Tần ({0}} TCN) và Hán có cấu trúc thô sơ gồm các hình chữ viết và hình chữ viết.
Do thực tiễn phát minh và ứng dụng công nghệ vòng bi vào các triều đại Chu, Tần, Hán, trong một số tác phẩm kinh điển văn hóa quan trọng của triều đại Tần và Hán, những từ đặc biệt liên quan đến vòng bi với hàm ý rõ ràng và lối viết thuần thục đã được ghi lại và thường xuyên đã sử dụng. Trong số đó, những từ phổ biến hơn là các từ "trục" như "釭" và "锏" cũng như các từ vị ngữ chủ ngữ như "trục nhận" (xem "Shuowen Jiezi"). Ở Nhật Bản đương đại, cách viết của phương hướng vẫn là "trục". Trong chữ viết của nhà Tần trong Xiaozhuan có "trục", "mang", "锭" và "máy". Ý nghĩa ban đầu của các ký tự trong thời Hán được giải thích là “trục” có nghĩa là cầm bánh xe, “thành” có nghĩa là phục vụ hoặc nhận, “釭” có nghĩa là sắt ở trục, và “máy” có nghĩa là sắt ở trục. Có thể thấy, thời nhà Tần, nhà Hán đã hình thành nên quan niệm văn hóa và hình thức chữ viết mang tính chất văn hóa.
Vật thể bằng đồng hình chiếc nhẫn có khoang bên trong được tìm thấy ở vùng nông thôn Thiểm Tây, Trung Quốc
(thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên)
Nhà Nguyên (1206-1367) Jianyi sử dụng công nghệ ổ lăn hình trụ
Hình cầu đơn giản hóa được đơn giản hóa từ hình cầu hỗn thiên. Hỗn thiên cầu là một dụng cụ chủ yếu được sử dụng để quan sát thiên văn. Các bộ phận của nó có thể được chia thành hai phần: bộ phận hỗ trợ và bộ phận chuyển động. Các bộ phận hỗ trợ bao gồm Thủy Fu, trụ rồng, vòng Thiên Tân đôi, vòng đơn xích đạo và Tianzhu ở trung tâm Thủy Fu. Hình ảnh dưới đây thể hiện trực quan các bộ phận trang trí hỗ trợ chính của Hỗn thiên cầu.
Mô hình đơn giản của hỗn thiên cầu và sơ đồ các thành phần của nó
// Phát triển vòng bi hiện đại //
Sự ra đời của bộ vòng bi nội địa đầu tiên ở Trung Quốc hiện đại
Đầu năm 1937, Wang Ruibao và Ma Genbao đã mang vòng trong và ngoài vòng bi, lồng, bi thép và các mẫu khác từ Vô Tích đến Qin Furong, chủ gian hàng phần cứng Qin Fuxing, và đề xuất ý tưởng cùng sản xuất vòng bi. Qin Furong thấy mẫu này giống với sản phẩm NSK của Nhật Bản và nghe Wang và Ma nói rằng giá thành của vòng thép rèn từ thép đường sắt chỉ bằng 1/3 so với sản phẩm của Nhật Bản. Anh ta nghĩ việc đó có lãi nên đã làm một chiếc nhẫn thép ở Mantingfang. Nhà máy Máy móc Qin Fuxing được khai trương tại số 48, "Yueguili", Zhilong, với Wang Ruibao và Ma Genbao làm hướng dẫn kỹ thuật.
Thiết bị lúc đó chỉ có 2 máy tiện đai, 2 máy đột dập bằng chân và 1 máy khoan. Máy tiện cũng được sử dụng làm máy mài. Ngoài những quả bóng thép nhập khẩu, các ống nối còn được rèn bởi Gaoshun Tai Iron Shop. Vật liệu là thép đường sắt và được làm nguội bằng natri hydrua. Bộ phận giữ được làm bằng các tấm sắt và được bôi xanh bằng kali nitrat. Đồng thời, thước cắm và thước dây thép được sử dụng làm dụng cụ đo. Đây là bộ sản xuất trong nước đầu tiên ở Thượng Hải. Vòng bi tự điều chỉnh hai hàng "1308" ra đời trong những điều kiện đơn giản như vậy. Đây cũng là bộ vòng bi nội địa đầu tiên tại Trung Quốc và nhãn hiệu sản phẩm là SRF.
Nhà máy sắt cổ trục phần cứng Qin Fuxing
Từ năm 1937 đến năm 1945, hơn mười xưởng bao gồm Nhà máy phần cứng Qin Fuxing, Nhà máy sắt Jinchang Thượng Hải, Nhà máy máy mới Rongtai, Nhà máy máy Qin Fuxing, Nhà máy sắt Jinxing, Nhà máy máy Yuan Xingchang, Nhà máy máy Tấn Thành, v.v. bắt đầu sản xuất vòng bi, do đó đặt nền móng cho việc này đã đặt nền móng cho hoạt động sản xuất vòng bi quốc gia của Thượng Hải.
Vòng bi của Trung Quốc đã trải qua một lịch sử lâu dài, nhưng vẫn còn một chặng đường dài để trở nên lớn hơn và mạnh mẽ hơn.
Quốc tế
// Lịch sử phát triển vòng bi thế giới //
Nói về nguồn gốc của vòng bi nước ngoài, điều này có thể bắt nguồn từ thời Ai Cập cổ đại.
Hình thức ban đầu của vòng bi chuyển động tuyến tính là một hàng thanh gỗ đặt dưới xà beng. Công nghệ này có thể có từ thời xây dựng Đại kim tự tháp Giza, mặc dù không có bằng chứng rõ ràng. Vòng bi chuyển động tuyến tính hiện đại sử dụng nguyên lý làm việc tương tự, ngoại trừ việc quả bóng đôi khi được sử dụng thay cho con lăn.
Thời kỳ khởi nghiệp
Từ trục bánh xe hạng nặng và trục máy công cụ đến các bộ phận đồng hồ chính xác, vòng bi quay là cần thiết trong nhiều ứng dụng.
Vòng bi xoay đơn giản nhất là vòng bi tay áo, đơn giản là một ống lót được kẹp giữa bánh xe và trục.
Thiết kế này sau đó được thay thế bằng vòng bi, thay thế các ống lót ban đầu bằng nhiều con lăn hình trụ, mỗi con lăn hoạt động như một bánh xe riêng biệt. Vòng bi lăn có lồng sớm nhất được đưa vào sử dụng được thợ đồng hồ John Harrison phát minh vào năm 1760 để chế tạo đồng hồ bấm giờ H3.
Vào thế kỷ 17, Galileo đã đưa ra mô tả sớm nhất về vòng bi "bóng cố định" hay "bóng lồng".
Trong một thời gian dài, việc lắp đặt vòng bi trên máy không được thực hiện. Bằng sáng chế đầu tiên cho rãnh bi là vào năm 1794. Một nhà sản xuất sắt tên là Philip Vaughan ở Carmarthen, xứ Wales, đã sử dụng vòng bi làm vòng bi trục cho toa xe. Phải đến những năm 1950 và 1960 người ta mới sử dụng ổ bi làm ổ trục cho toa xe. Vòng bi được sử dụng rộng rãi trong trục vòng quay trẻ em, trục chân vịt, tháp súng máy trên tàu chiến, ghế bành, xe đạp và các thiết bị khác.
Năm 1883, người sáng lập FAG Friedrich Fisher đề xuất ý tưởng sử dụng máy sản xuất phù hợp để nghiền những quả bóng thép có cùng kích thước và độ tròn chính xác. Nền tảng cho việc hình thành một ngành công nghiệp vòng bi độc lập đã được đặt ra.
Hình ảnh máy nghiền bi do Friedrich Fischer thiết kế
Năm 1895, Henry Timken thiết kế ổ côn đầu tiên. Ba năm sau, ông nhận được bằng sáng chế và thành lập Công ty Timken.
Năm 1907, Sven Wingquist của nhà máy vòng bi SKF đã thiết kế vòng bi tự lựa hiện đại đầu tiên.
Vào thời điểm đó, mặc dù việc phát minh ra vòng bi đã có từ lâu nhưng việc sản xuất vòng bi công nghiệp chỉ mới bắt đầu từ đầu và còn khá ngây thơ.
Bản vẽ ban đầu của Sven Wingquist về ổ bi tự lựa vào năm 1907
thời kỳ tăng trưởng
Hai cuộc chiến tranh thế giới đã kích thích sự phát triển của ngành công nghiệp quân sự. Vị trí của vòng bi trong ngành quân sự ngày càng trở nên nổi bật. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, sự ổn định ngắn hạn sau Thế chiến thứ nhất và nhu cầu cấp thiết về vũ khí trong Thế chiến thứ hai, ngành công nghiệp vòng bi thế giới đã phát triển nhanh chóng và sự đa dạng của vòng bi cũng tăng lên. Nó được sử dụng rộng rãi trong ô tô, máy bay, xe tăng và xe bọc thép, máy công cụ, dụng cụ, máy đo, xe đạp, máy may và nhiều lĩnh vực khác.
Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, với sự hiện đại hóa của các phương pháp chiến tranh cũng như sự hiểu biết và chú ý của người dân đối với vòng bi, nhiều quốc gia đang có nhu cầu cấp thiết về vòng bi và mong muốn thành lập ngành công nghiệp vòng bi. Một số lượng lớn các nhà máy vòng bi xuất hiện ở nhiều nước khác nhau.
Điều này chỉ có thể thấy qua việc lựa chọn các điểm khi lực lượng Đồng minh tấn công Đức Quốc xã.
Ném bom chùm quy mô lớn, tiêu diệt tinh thần và kinh tế của địch chỉ trong một đòn, là chiến thuật điển hình của Thế chiến thứ hai. Khi tấn công các mục tiêu ở Đức, quân Đồng minh cho rằng để làm suy yếu hiệu quả chiến đấu của địch, chúng phải tiến hành ném bom tập trung vào các nhà máy và căn cứ sản xuất tàu ngầm của Đức, nhà máy sản xuất máy bay, nhà máy vòng bi, nhà máy lọc dầu, nhà máy cao su tổng hợp và phương tiện vận tải. Nhà máy vòng bi được chỉ định là mục tiêu ném bom quan trọng. Thị trấn nhỏ Schweinfurt, nơi tập trung các nhà máy sản xuất vòng bi của Đức, đã bị ném bom nặng nề hai lần vào tháng 8 và tháng 10 năm 1943.
Nhiệm vụ ném bom được thực hiện bởi Lực lượng Không quân số 8 của Hoa Kỳ. Bộ trưởng Bom, đạn của Đức Quốc xã Albert Schupe thừa nhận vụ đánh bom hồi tháng 8 đã làm giảm 38% sản lượng vòng bi của Đức, trong khi kết quả của vụ đánh bom vào tháng 10 khiến 65% doanh nghiệp vòng bi bị phá hủy.
Thời kỳ phát triển
Với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ cao và mới như hàng không vũ trụ, máy tính điện tử, thiết bị quang học và điện từ, máy móc chính xác, ngành công nghiệp vòng bi thế giới, thể hiện trình độ khoa học và công nghệ đương đại, đã bước vào giai đoạn đổi mới toàn diện trong công nghệ sản xuất. , sự phát triển nhanh chóng của các giống, cải tiến mạnh mẽ về hiệu suất và độ chính xác, ngày càng trưởng thành và hoàn thiện Một kỷ nguyên mới trong lịch sử.
Trong thời kỳ này, có tất cả các loại vòng bi với công dụng đa dạng. Hiện nay, có hàng chục ngàn giống vòng bi. Vòng bi cực lớn có kích thước lớn tới 38 mét, và vòng bi thu nhỏ có kích thước nhỏ chỉ vài phần mười milimét. Có các loại vòng bi một hàng, hai hàng và nhiều hàng truyền thống, vòng bi lăn, vòng bi lăn kim, vòng bi côn, vòng bi không bôi trơn, vòng bi tự bôi trơn, vòng bi tiếp xúc góc, vòng bi truyền động, vòng bi khớp vạn năng, siêu mỏng vòng bi treo tường, vòng bi đơn vị trung tâm, vòng bi không khí, vòng bi tuyến tính, vòng bi siêu dẫn, vòng bi bay từ tính, v.v.
Ngành công nghiệp vòng bi đã đạt được thành công lớn. Là một thành phần, vòng bi nhỏ có một thị trường quy mô lớn và độc đáo không thể bỏ qua. Việc buôn bán vòng bi đã mở ra thời kỳ hoàng kim.
