中国古代的轴承发明与应用

    中国是四大文明古国之一，中国古代科学技术曾经非常辉煌，四大发明对后世影响深远。中国也是最早发明轴承的国家，早在四千多年前的夏商时期中国有了车，并始使用滑动轴承。周朝时期发明了利用动物油进行轴承润滑技术，战国时期中国开始用金属制造轴瓦。元朝时期科学家郭守敬发明了回转支承（转盘轴承）技术。清朝时期制造出了具有现代轴承结构的圆柱滚子轴承。民国时期，中国开始批量生产轴承，并形成瓦房店、上海两大轴承生产基地。新中国成立后中国轴承行业飞速发展，最终奠定了中国目前轴承行业发展的总体格局，今天中国虽然已经成为世界第三大轴承生产和销售国。回顾中国轴承的发展历程，我们应鉴古思今，总结经验教训，同时抓住机遇，迎接挑战，不断开拓创新，为中国轴承工业的辉煌而奋斗。

河南安阳出土的商代战车，伴随车的出现，原始轴承也开始应用

    “轴承是机械中支承轴的部件，轴可以在轴承上旋转。中国是世界上最早发明滚动轴承的国家之一，在中国古籍中，关于车轴轴承的构造早有记载。”

中国轴承的发展历史

8000年前，中国出现了慢轮制陶

    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，当然了，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，证实了中国的陶轮技术先于西 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。

    这个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。 正如上面所说，这里涉及到转盘，而且有一个轴来支撑，这就是轴承的原型。

陶轮的结构示意如下图所示：

    下图就是快轮的复原图，这是根据唐代快轮复原的，比最开始的快轮应该先进不少，但原理是没变的，只是材料由木的变成铁的。

轩辕时代，车的传说

《诗经》记载轴承的润滑

商代战车复原图，其中有车轴和原始轴承等组件

《诗经?泉水》中最早提到轴承润滑油，说明早在周朝时期中国已经掌握了轴承润滑技术

   《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。 《诗经》是中国最早的诗歌总集。所以诗歌大底产生于周初到春秋中期之间，即公元前11世纪到公元前6世纪。在《诗经?邶风?泉水》一诗中提到了车轴和润滑油，原文为：“载脂载辖，还车言迈。遄臻于卫，不瑕有害？”其中“辖”为车轴上的金属键，即销钉；“脂”当然是润滑剂。这几句诗译成现代汉语，就是：用油脂把车轴润滑，上好车轴销钉，驱车远行送我回到卫国家乡，路上不要发生危险。

出土的汉代金属轴瓦（釭）——原始的滑动轴承

    战国时期中国就发明了金属轴瓦（釭），并出现了木材与金属组合而成的滑动轴承。轴瓦的发明减小了车轮与车轴之间的摩擦，提高车轮转速，延长了车轮使用寿命。

车軎——原始的推力轴承，最早出现于春秋时期

    《说文解字》对軎的解释为“车轴头也”。车軎呈筒形，套在轴端，由车辖将其固定在轴上，车軎内侧应有较大的圆环面，顶住车毂，借以改善承受轴向推力时的工作情况，当时战车车軎上安装武器武器，冲锋作战时可以杀伤敌人，軎就是最早的推力轴承。

秦始皇陵出土的秦代战车，车轴头就是原始的推力轴——车軎

秦、汉朝具有雏形结构的轴承

    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》）。（轴承百科ID：zcbk2014）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。

元朝简仪使用圆柱滚动支承技术

元代科学家郭守敬发明的天文仪器——浑仪

    郭守敬在浑仪两环之间安装了四个小圆柱体，构成滚子支承，这种结构与近代”滚柱轴承”减少摩擦阻力的原理相同，这可以说是原始的滚动轴承。

    简仪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。

    清末的洋务远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”。