1. Cosa? I cuscinetti furono utilizzati per la prima volta nell'antichità?
Sin dai tempi antichi, gli esseri umani hanno sviluppato molti modi per ridurre l’attrito. Consideriamo ora l'esempio delle piramidi egiziane.
Le piramidi venivano costruite utilizzando enormi e pesanti pietre impilate una sull'altra. La dimensione di questi massi è sorprendente: come mai gli antichi spostavano pietre così pesanti? Puoi indovinare la risposta studiando gli antichi murali egiziani.
Ci sono molti murales raffiguranti strutture piramidali, in cui possiamo vedere tronchi che rotolano sotto enormi pietre. Gli studiosi ritengono che facendo rotolare questi tronchi l’attrito sia stato ridotto, consentendo a una forza relativamente piccola di spostare queste pietre estremamente pesanti. Questo metodo di trasporto delle pietre ha dato il via all'idea degli elementi volventi (rulli) utilizzati nei cuscinetti.
Nel corso dei secoli, i risultati ottenuti dall’umanità nella riduzione dell’attrito variano in base al periodo di tempo e al metodo, ma possono essere osservati in tutto il mondo. Ciò dimostra l’importanza di ridurre l’attrito per un movimento più fluido nel corso della storia umana.
2. Leonardo da Vinci fu il primo a pensare di utilizzare cuscinetti con gabbie?
Leonardo da Vinci è stato un artista italiano eccezionale e uno dei tipici "persone rinascimentali". Non è esagerato definirlo il "padre" dei cuscinetti moderni.
Appassionato e curioso di tutto, Leonardo lasciò una profonda impronta non solo nel mondo dell'arte ma anche nel campo della progettazione meccanica. In uno dei suoi taccuini si trova lo schizzo di un cuscinetto, parte integrante di un macchinario. Questa ingegnosità senza pari ha portato alla realizzazione di cuscinetti che riducono significativamente l'attrito.
La struttura è una struttura composta da due anelli superiori e inferiori (anelli della sede) e sfere rotanti (elementi volventi) inserite tra gli anelli. Sorprendentemente, lo schizzo include anche una "gabbia" in modo che le palline non entrino in contatto tra loro.
Questa è quasi identica alla struttura dei cuscinetti che continuiamo a utilizzare oggi. Questa "struttura portante di base" composta da piste, elementi volventi ("sfere" o "rulli") e gabbie è stata proposta circa 500 anni fa. È proprio grazie al genio dell'uomo rinascimentale Leonardo che i cuscinetti sono riusciti a compiere questo salto epocale. Ma anche se riuscisse a scoprire questa struttura portante di base, costruire e produrre in serie un dispositivo del genere sarebbe un’altra questione. Per realizzare cuscinetti ampiamente utilizzati nei macchinari, dobbiamo attendere la rivoluzione industriale.
3. La popolarità dei cuscinetti si è verificata durante la rivoluzione industriale
La rivoluzione industriale durò all'incirca dalla metà del{0}} secolo al XIX secolo. L'acciaio venne prodotto in serie, consentendo per la prima volta la produzione in serie di cuscinetti in acciaio ad alta resistenza. Ciò significa che i cuscinetti possono essere utilizzati in un’ampia gamma di settori industriali. L'uso dei cuscinetti sugli assi è stata una scoperta particolarmente importante dell'era industriale.
Il primo passo è il cuscinetto a sfere, utilizzato negli assali delle biciclette, che utilizza "sfere" come elementi volventi. Questo è diventato molto popolare. Successivamente furono sviluppati i cuscinetti a rulli. Utilizzava "rulli" come elementi volventi e veniva utilizzato sugli assi delle carrozze trainate da cavalli. L'avvento degli assi basati su cuscinetti ha consentito un enorme balzo in avanti nel trasporto e nello spostamento.
Quasi contemporaneamente i cuscinetti iniziarono ad essere utilizzati in vari macchinari industriali, apportando un grande contributo all'industrializzazione. Nel processo della rivoluzione industriale, i cuscinetti hanno segretamente assistito lo sviluppo industriale e sono diventati un’esistenza inseparabile per l’umanità.
4. La storia dei cuscinetti giapponesi
Si dice che i primi cuscinetti fabbricati in Giappone siano stati prodotti nel 1916 per soddisfare un ordine per la Marina Imperiale. Il predecessore di JTEKT, Koyo Seiko (in seguito Koyo Seiko Co., Ltd.), iniziò a produrre e vendere cuscinetti solo cinque anni dopo, nel 1921.
Con la domanda interna di biciclette in costante crescita in Giappone e l’emergere delle automobili, l’industria giapponese dei cuscinetti sembra destinata ad avanzare e a diffondersi costantemente. Il futuro è luminoso. Ma poi scoppiò la seconda guerra mondiale. Le fabbriche di tutto il Giappone subirono enormi danni di guerra e l’industria dei cuscinetti subì un duro colpo.
Ma i produttori di cuscinetti giapponesi si rifiutarono di cedere. Abbiamo lavorato insieme per sviluppare un processo di produzione di cuscinetti di alta qualità. La precisione e le prestazioni dei cuscinetti di fabbricazione giapponese non solo sono state ripristinate, ma sono migliori che mai.
Con l’aumento della motorizzazione, vengono sviluppati sempre più cuscinetti per migliorare la durata e l’affidabilità delle automobili, portando ad un’impennata della domanda interna di cuscinetti in Giappone. I cuscinetti hanno svolto un ruolo chiave nella miracolosa crescita economica del Giappone durante quest'epoca. Alla fine, la precisione e le prestazioni dei cuscinetti giapponesi furono riconosciute in tutto il mondo, permettendoci di entrare nel mercato internazionale. Ora che i cuscinetti giapponesi sono diventati famosi in tutto il mondo, circa il 30% dei cuscinetti presenti sul pianeta sono opera di produttori di cuscinetti giapponesi.
5. La storia evolutiva dei cuscinetti è la storia dello sviluppo della civiltà umana
Se non fossero stati sviluppati i cuscinetti, probabilmente oggi gli esseri umani farebbero ancora fatica a esercitare enormi quantità di forza per spostare oggetti pesanti, per non parlare del fatto che quasi certamente non avremmo tutte le comodità e i comfort moderni offerti dalle macchine.
La nascita e l'evoluzione dei cuscinetti hanno avuto un impatto incommensurabile sullo sviluppo della civiltà umana.
I cuscinetti sono il frutto della saggezza dei nostri antichi antenati e hanno svolto un ruolo chiave, anche se nascosto, nella storia dell'industrializzazione.
La storia dello sviluppo dei cuscinetti
I cuscinetti costituiscono il supporto degli alberi di trasmissione meccanica e costituiscono un'importante garanzia per le prestazioni, la funzionalità e l'efficienza dell'ospite. Sono conosciuti come i "giunti" della macchina. La sua funzione principale è trasmettere forza e movimento e ridurre le perdite per attrito.
Credo che poche persone sappiano che l'origine più antica dei cuscinetti è la Cina, che ha una storia di migliaia di anni.
// Origine dei cuscinetti //
Secondo gli ultimi documenti archeologici, la ruota lenta è nata 8,000 anni fa, oppure si è già evoluta fino a raggiungere uno stadio. Nel marzo 2010, nel sito culturale di Kuahuqiao è stata scoperta la base di un tornio in ceramica in legno, il che ha confermato che la tecnologia cinese dei torni in ceramica ha preceduto i due bacini fluviali dell'Asia occidentale di oltre 2,000 anni. Ciò significa che la Cina ha iniziato a utilizzare i cuscinetti prima dell’Asia occidentale o che ha utilizzato il principio dei cuscinetti. .
La base della ruota in ceramica di legno portata alla luce dal sito culturale di Kuahuqiao
La base di questo tornio in legno è come una piattaforma rotonda trapezoidale. C'è un piccolo cilindro rialzato al centro del tavolo superiore, che è l'asse per il piatto girevole del tornio. La piattaforma girevole supporta la rotazione attraverso l'albero sulla tavola circolare, che è il prototipo del cuscinetto.
Diagramma schematico del funzionamento del tornio nel sito culturale di Kuahuqiao
La ruota lenta sul ponte del lago è la prima volta che gli esseri umani utilizzano macchinari con ruote e assi per produrre ceramiche, ed è anche la prima volta che le scoperte archeologiche utilizzano cuscinetti.
Diagramma schematico del restauro del dispositivo a ruota lenta della dinastia Wei settentrionale nella città di Datong, provincia dello Shanxi
1 Fossa per auto 2 Pile per auto 3 Barile per auto 4 Disco a ruota 5 Disco a ruota Punto centrale
Successivamente, le persone scoprirono che le ruote di legno con diametri maggiori venivano utilizzate per trasporti più veloci, quindi i diametri delle ruote di legno diventarono sempre più grandi, evolvendosi gradualmente in ruote con assi, che formarono il primo prototipo di ruote. Naturalmente anche la ruota è un'invenzione della nostra nazione cinese.
Durante il periodo dell'Imperatore Giallo, 4.700 anni fa, il primo veicolo della storia umana entrò nella scena della storia.
Huangdi costruì carri, quindi fu chiamato Xuanyuan.
Xuan era una specie di automobile coperta nei tempi antichi e l'albero era il componente base dell'auto.
L'emergere dei cuscinetti radenti fa emergere la necessità di lubrificazione o promuove lo sviluppo della tribologia.
Il Libro dei Cantici è la prima raccolta di poesie cinese. Pertanto, la poesia probabilmente ebbe origine dall'inizio della dinastia Zhou fino alla metà del periodo delle primavere e degli autunni, cioè dall'XI secolo a.C. al VI secolo a.C. Nel capitolo "Libro dei Cantici·Beifeng·Quanshui", c'è un detto: "Portare grasso e portare giurisdizione, restituire il carro con parole di grandezza. Raggiungere la vetta di Wei, è impeccabile e dannoso?" La giurisdizione veniva interpretata anticamente come “la chiave finale dell'asse”. Utilizzato sulle auto d'epoca, equivale a quello che oggi chiamiamo spillo. Passa attraverso l'estremità dell'asse e può "legare" la ruota per fissarla assialmente; e "grasso" è ovviamente un lubrificante, e "ritorno" significa tornare a casa. , "Mai" significa veloce. Tradotti in cinese moderno, questi versi di poesia sono: Usa il grasso per lubrificare l'asse, controlla il perno all'estremità dell'asse, guida a lungo e mandami a casa. Sbrigati dalla guardia della tua città natale! Non farmi sentire in colpa.
Giurisdizione
Le dinastie Qin (221-206 a.C.) e Han avevano strutture rudimentali di cuscinetti e forme di scrittura con cuscinetti.
A causa della pratica dell'invenzione e dell'applicazione della tecnologia dei cuscinetti durante le dinastie Zhou, Qin e Han, in alcuni importanti classici culturali delle dinastie Qin e Han, sono state registrate e spesso parole speciali relative ai cuscinetti con connotazioni chiare e scrittura matura. usato. Tra questi, i più comuni sono le parole "asse" come "釭" e "锏" così come le parole soggetto-predicato come "asse ricevere" (vedi "Shuowen Jiezi"). Nel Giappone contemporaneo, l'espressione scritta del cuscinetto è ancora "asse". Nella scrittura della dinastia Qin in Xiaozhuan, ci sono "asse", "portamento", "锭" e "macchina". Il significato originale dei caratteri della dinastia Han è spiegato come "asse" significa tenere la ruota, "cheng" significa servire o ricevere, "釭" significa il ferro nel mozzo e "macchina" significa il ferro nell'asse. Si può vedere che le dinastie Qin e Han hanno stabilito il concetto culturale portante e la forma di scrittura.
Oggetto in bronzo a forma di anello con cavità interna rinvenuto nelle zone rurali dello Shaanxi, Cina
(II secolo a.C.)
Dinastia Yuan (1206-1367) Jianyi utilizzava la tecnologia dei cuscinetti volventi cilindrici
La sfera semplificata è semplificata dalla sfera armillare. La sfera armillare è uno strumento utilizzato principalmente per l'osservazione astronomica. Le sue parti possono essere divise in due parti: parti portanti e parti mobili. Le parti di supporto includono lo Shui Fu, i pilastri del drago, i doppi anelli Tianjing, gli anelli singoli equatoriali e il Tianzhu al centro dello Shui Fu. L'immagine sotto mostra visivamente le principali parti decorative di supporto della Sfera Armillare.
Modello semplificato della sfera armillare e diagramma schematico dei suoi componenti
// Sviluppo di cuscinetti moderni //
La nascita della prima serie di cuscinetti domestici nella Cina moderna
All'inizio del 1937, Wang Ruibao e Ma Genbao portarono il "1511" di anelli interni ed esterni di cuscinetti, gabbie, sfere d'acciaio e altri campioni da Wuxi a Qin Furong, il proprietario della bancarella di ferramenta Qin Fuxing, e proposero l'idea di produrre congiuntamente cuscinetti. Qin Furong vide che il campione era simile al prodotto giapponese NSK e sentì da Wang e Ma che il costo degli anelli d'acciaio forgiati dall'acciaio ferroviario era solo un terzo di quello dei prodotti giapponesi. Pensava che fosse redditizio, quindi costruì un anello d'acciaio a Mantingfang. La fabbrica di macchinari Qin Fuxing è stata aperta al numero 48, "Yueguili", Zhilong, con Wang Ruibao e Ma Genbao come guida tecnica.
L'attrezzatura a quel tempo era composta solo da due torni a nastro, due punzonatrici a pedale e un trapano. I torni venivano utilizzati anche come smerigliatrici. Oltre alle sfere d'acciaio importate, le ghiere sono forgiate da Gaoshun Tai Iron Shop. Il materiale è acciaio ferroviario e spento con idruro di sodio. Il fermo è realizzato in lamiera di ferro ed è brunito con nitrato di potassio. Allo stesso tempo, come strumenti di misurazione vengono utilizzati tamponi e nastri in acciaio. È il primo set prodotto internamente a Shanghai. Il cuscinetto a sfere autoallineante a doppia corona "1308" è nato in condizioni così semplici. Questo è anche il primo set di cuscinetti nazionali in Cina e il marchio del prodotto è SRF.
Fabbrica di ferro per collare per albero hardware Qin Fuxing
Dal 1937 al 1945, più di dieci officine tra cui la fabbrica di hardware Qin Fuxing, la fabbrica di ferro Shanghai Jinchang, la fabbrica di nuove macchine Rongtai, la fabbrica di macchine Qin Fuxing, la fabbrica di ferro Jinxing, la fabbrica di macchine Yuan Xingchang, la fabbrica di macchine Jincheng, ecc. iniziarono a produrre cuscinetti, gettando così le basi per Ciò gettò le basi per la produzione nazionale di cuscinetti di Shanghai.
L'orientamento della Cina ha alle spalle una lunga storia, ma c'è ancora molta strada da fare per diventare più grande e più forte.
Internazionale
// Storia dello sviluppo dei cuscinetti nel mondo //
Parlando dell'origine dei cuscinetti stranieri, questi possono essere fatti risalire al periodo dell'antico Egitto.
La prima forma di cuscinetti a movimento lineare era una fila di aste di legno poste sotto il piede di porco. Questa tecnologia potrebbe risalire alla costruzione della Grande Piramide di Giza, anche se non esistono prove certe. I moderni cuscinetti per movimenti lineari utilizzano lo stesso principio di funzionamento, tranne per il fatto che a volte vengono utilizzate sfere al posto dei rulli.
Periodo di avvio
Dagli assali delle ruote per carichi pesanti ai mandrini delle macchine utensili fino alle parti di orologi di precisione, i cuscinetti rotanti sono necessari in molte applicazioni.
Il cuscinetto girevole più semplice è un cuscinetto a manicotto, che è semplicemente una boccola inserita tra la ruota e l'asse.
Questo design è stato successivamente sostituito dai cuscinetti volventi, che hanno sostituito le boccole originali con molti rulli cilindrici, ciascun elemento volvente agisce come una ruota separata. Il primo cuscinetto volvente con gabbia utilizzato fu inventato dall'orologiaio John Harrison nel 1760 per realizzare il cronografo H3.
Nel XVII secolo Galileo fece la prima descrizione dei cuscinetti a sfera "a sfera fissa" o "a sfera in gabbia".
Per molto tempo non è stata realizzata l'installazione dei cuscinetti sulla macchina. Il primo brevetto per le scanalature a sfera risale al 1794. Un produttore di ferro di nome Philip Vaughan a Carmarthen, nel Galles, utilizzava cuscinetti a sfere come cuscinetti degli assi per le carrozze. Fu solo negli anni '50 e '60 che le persone utilizzarono i cuscinetti a sfera come cuscinetti degli assi delle carrozze. I cuscinetti a sfera sono ampiamente utilizzati negli alberi delle giostre per bambini, negli alberi delle eliche, nelle torrette delle mitragliatrici su navi da guerra, nelle poltrone, nelle biciclette e in altre attrezzature.
Nel 1883, il fondatore della FAG Friedrich Fisher propose l'idea di utilizzare macchine di produzione adeguate per rettificare sfere d'acciaio della stessa dimensione e rotondità precisa. Sono state gettate le basi per la creazione di un'industria dei cuscinetti indipendente.
Immagine del mulino a palle progettato da Friedrich Fischer
Nel 1895, Henry Timken progettò il primo cuscinetto a rulli conici. Tre anni dopo, ottenne il brevetto e fondò la Timken Company.
Nel 1907, Sven Wingquist della fabbrica di cuscinetti SKF progettò il primo cuscinetto a sfere autoallineante moderno.
A quel tempo, sebbene l’invenzione dei cuscinetti esistesse già da tempo, la produzione industriale dei cuscinetti era appena iniziata da zero ed era piuttosto ingenua.
Immagine del disegno originale di Sven Wingquist di un cuscinetto a sfere autoallineante nel 1907
periodo di crescita
Le due guerre mondiali stimolarono lo sviluppo dell’industria militare. La posizione dei cuscinetti nell’industria militare è diventata sempre più importante. Insieme al rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, alla stabilità a breve termine dopo la prima guerra mondiale e all'urgente bisogno di armi durante la seconda guerra mondiale, l'industria mondiale dei cuscinetti è cresciuta rapidamente e la varietà di cuscinetti è aumentata. È ampiamente utilizzato in automobili, aerei, carri armati e veicoli blindati, macchine utensili, strumenti, contatori, biciclette, macchine da cucire e molti altri campi.
Durante la Seconda Guerra Mondiale, con la modernizzazione dei metodi di guerra e la comprensione e l'attenzione della gente per i cuscinetti, vari paesi avevano urgente bisogno di cuscinetti ed erano ansiosi di creare un'industria dei cuscinetti. Un gran numero di fabbriche di cuscinetti apparvero in vari paesi.
Questo può essere visto solo dalla selezione dei punti in cui le forze alleate attaccarono i nazisti tedeschi.
I bombardamenti a grappolo su larga scala, che distruggevano il morale e l'economia del nemico in un colpo solo, erano una tattica tipica della Seconda Guerra Mondiale. Quando attaccavano obiettivi in Germania, gli Alleati credevano che, per indebolire l'efficacia di combattimento del nemico, dovessero effettuare bombardamenti mirati su impianti e basi di produzione di sottomarini tedeschi, impianti di produzione di aerei, fabbriche di cuscinetti, raffinerie di petrolio, impianti di gomma sintetica e veicoli. La fabbrica di cuscinetti è stata designata come obiettivo chiave dei bombardamenti. La cittadina di Schweinfurt, dove erano concentrate le fabbriche di cuscinetti tedesche, fu pesantemente bombardata due volte nell'agosto e nell'ottobre del 1943.
La missione di bombardamento è stata effettuata dall'asso americano Eighth Air Force. Il ministro delle munizioni della Germania nazista Albert Schupe ha ammesso che i bombardamenti di agosto hanno ridotto la produzione tedesca di cuscinetti del 38%, mentre i risultati dei bombardamenti di ottobre hanno causato la distruzione del 65% delle imprese di cuscinetti.
Periodo di sviluppo
Con il rapido sviluppo di tecnologie nuove ed elevate come quelle aerospaziali, computer elettronici, strumenti ottici ed elettromagnetici e macchinari di precisione, l'industria mondiale dei cuscinetti, che incarna il livello della scienza e della tecnologia contemporanee, è entrata in una fase di innovazione globale nella tecnologia di produzione , rapido sviluppo delle varietà, vigoroso miglioramento delle prestazioni e della precisione, e sempre più maturo e perfetto Una nuova era nella storia.
Durante questo periodo esistevano cuscinetti di tutti i tipi con usi onnicomprensivi. Attualmente esistono decine di migliaia di varietà di cuscinetti. I cuscinetti extra-grandi raggiungono i 38 metri, mentre i cuscinetti miniaturizzati misurano solo pochi decimi di millimetro. Esistono tradizionali cuscinetti a sfera a fila singola, doppia e multipla, cuscinetti a rulli, cuscinetti a rullini, cuscinetti conici, cuscinetti non lubrificati, cuscinetti autolubrificanti, cuscinetti a contatto angolare, cuscinetti di trasmissione, cuscinetti per giunti universali, cuscinetti ultrasottili cuscinetti a parete, cuscinetti per unità mozzo, cuscinetti ad aria, cuscinetti lineari, cuscinetti superconduttori, cuscinetti a levitazione magnetica ecc.
L'industria dei cuscinetti è diventata un grande successo. Come componente, i cuscinetti di piccole dimensioni hanno un mercato unico e su larga scala che non può essere ignorato. Il commercio dei cuscinetti ha inaugurato il suo periodo di massimo splendore.
