Brenik (brenik) wrote,
Brenik
brenik

Categories:

Шарики за ролики.



Помните, как опростоволосился Робинзон Крузо, выдолбив лодку из ствола дерева и не сумев дотащить ее до воды? А ведь наши далекие предки, у которых не было современной техники, уже знали способы передвижения тяжелых грузов. Древние на собственном опыте убедились, что тащить куда тяжелее, чем катить.

Служить верой и правдой

В 1903 году на автомобильных соревнованиях в Ирландии победила машина фирмы «Даймлер-Бенц». Бенцовский «Континенталь» развил неслыханную скорость 91,3 километра в час, в то время как предельной для гоночного автомобиля считалась скорость 80 километров в час! Журналисты окружили представителей фирмы, вспышки фотоаппаратов ослепляли их, но запечатлеть для истории невероятное в автопромышленности событие было необходимо.

«Успех обеспечили шариковые подшипники!» - объявили герои дня.

С тех пор шарикоподшипники стали частью практически любого двигателя, будь то двигатель «Феррари» или миксера «Бош». Это приспособление помогает весело и быстро катиться роликовым конькам, есть оно и в подъемных кранах, и в космических кораблях. Подшипники верой и правдой служат людям -помогают противостоять одной из природных сил - силе трения.

А необходимость в таком противостоянии возникла еще в эпоху неолита.

Да, именно на раскопках поселений той эпохи археологи нашли первые прообразы подшипников. Материалом для их изготовления служил камень, а применялись они в сверлильных приспособлениях и прядильных веретенах.

Век за веком прародители подшипников использовались для работы гончарных кругов, мельничных камней, для передвижения колесниц и повозок.

Но об этом археологи узнали только в XX веке. Открытие австрийского археолога Ганса Юнкера, сделанное им в 1936 году, вызвало большой интерес ученых. Юнкер работал у подножия пирамиды Джосера и однажды среди прочих находок обнаружил каменные шары диаметром от 12 до 40 сантиметров. Большинство этих шаров оказались 19-сантиметровыми, а сделаны они были из очень твердого камня - долерита.

Юнкер и его коллеги долго ломали головы, что же такое они раскопали? Наконец археологи решили, что в их руках - шарикоподшипники. Юнкер тут же решился на опыт и был потрясен: с помощью долеритовых шаров всего один человек мог перемещать грузы весом в несколько тонн!

Это подтверждали и следы от шаров, обнаруженные на дорогах, ведущих к пирамидам.

Позже ученые узнали, что на самом деле египтяне весьма серьезно относились к силе трения, перемещая грузы с помощью каменных цилиндров диаметром 20 и длиною 90 сантиметров. То есть древними использовались не только шарики, но и ролики.

Вода, масло и «таффл»

Помимо специальных приспособлений в виде шаров и цилиндров люди знали еще один метод, помогающий уменьшить силу трения, а именно - смачивание почвы водой или маслом. Вода шла в ход у египтян, а маслом поливали землю древние греки, которым все время надо было таскать здоровенные каменные и бронзовые статуи своих богов. Помимо воды египетские строители применяли мокрую глину, смазка эта называлась «таффл».

Использовались различные смазки и позже. Например, в XV веке турки, осаждая Константинополь, перемещали свои корабли по суше - для этого строили деревянные настилы, обильно смазывая их маслом.

Древние египтяне подкладывали деревянные катки под многотонные каменные глыбы, из которых строились пирамиды. И пусть рабский труд дешев и нет никому дела до того, тяжело ли рабу, легко ли, - производительность труда благодаря умным приспособлениям росла.

Известный с незапамятных времен эффект качения сначала нашел применение в катках, а затем и в двух гениальных изобретениях: колесе и подшипнике. Ведь несложно догадаться, что идея колеса восходит к цилиндрическому катку, тем более что древнейшие колеса были цельными, то есть представляли собой спилы очень толстых бревен.

Для борьбы с силой трения

Первые подшипники качения, весьма похожие на современные, применили греки в 330 году до н.э. Устройство придумал инженер Диад, поместив роликовые подшипники в колеса рамы тяжелого орудия для разбивания крепостных ворот, то есть в таран, благодаря чему он стал легче разгоняться, и сила его удара значительно возросла. Об этом рассказал в своих записках один римский философ, назвав описанное приспособление изобретением хитроумных эллинов. Впоследствии римляне пользовались как роликовыми, так и шариковыми подшипниками, например, в осях телег для перевозки тяжелых грузов. Остатки подобного подшипника, найденного при раскопках в 1928 году, можно увидеть в Национальном музее в Риме.

Первые прототипы современных продольных шариковых подшипников появились в Риме при Калигуле. Известно, что в те времена в обиход вошли поворотные круги, в механизмах которых применялись роликовые цилиндрические и конические, а также шариковые подшипники.

Для борьбы с силой трения, поглощающей большое количество энергии и увеличивающей нагрев, употреблялась смазка - чаще всего масла растительного происхождения.

Оси телег смазывались мазями, полученными из смол деревьев. Но растительные масла недостаточно вязкие и быстро высыхают. Поэтому люди научились применять животные жиры, которые обогащались минеральными сгустителями. А на территориях, где на поверхность земли вытекали «нафты» (нефть, каменное масло), мази производились из них путем нагрева.

Различные растительные жиры и масла, используемые для смазки, описал в своих трудах еще Плиний Старший (23-73 годы н.э.). Такие смазочные материалы доминировали практически до времен изобретения первой паровой машины, а минеральные масла получили достаточно широкое распространение только в начале XX века.

Что сказал Леонардо

Падение Рима и появление варварских государств надолго остановило развитие технической мысли в Европе.

И, как это было со многими изобретениями древности, забытыми в Средневековье, новые старые идеи о сопротивлении силе трения появились в головах людей эпохи Возрождения. А именно: в самой светлой голове того времени - голове Леонардо да Винчи.

В труде «Мадридский кодекс-1» за 300 лет до того как Кулон создал общепринятую теорию трения, Леонардо сделал свои выводы: «Сила трения зависит от материала соприкасающихся поверхностей, от степени их обработки, и не зависит от площади соприкасающихся поверхностей; она прямо пропорциональна весу груза и может быть уменьшена путем введения «роликов» или смазочных веществ между трущимися поверхностями».

Предугадав широкое применение шариковых и роликовых подшипников в машинах и механизмах, Леонардо искал материалы с минимальным коэффициентом трения, изобретал различные типы подшипников. Ему принадлежит идея двойного подшипника, который не дает оси выходить из него даже при большом напряжении.

«Стороны блока, - писал великий изобретатель, - на котором вращается ось, должны быть сделаны из гладкого «зеркального материала», представляющего собой сплав трех частей меди и семи частей олова. Эта система должна иметь сверху клин для более полного прилегания или крышку, прикрепляемую винтом. Эти стороны блока или втулки могут плотнее насаживаться по мере того, как механизм изнашивается».

Описанный да Винчи сплав меди и олова только через 200 лет был предложен Лондонскому королевскому обществу естествоиспытателем Робертом Хуком.

Придумав несколько различных типов подшипников. Леонардо делал чертежи. Исследователи его научных трудов часто находили в зарисовках гения странные ошибки, сводящие на нет весь замысел. Ученые не сразу догадались, что таким образом да Винчи «запирал на ключ» свои изобретения, препятствуя узколобым подражателям пользоваться плодами его ума.

Именно такая ошибка крылась и в чертеже шарикового подшипника: там были изображены угловатые выступы на внешней и внутренней его стороне. Конечно, такое приспособление, будь оно детально воплощено в жизнь, не выполняло бы свою функцию!

Час пробил!

Ну а с развитием промышленности в Европе, то есть с наступлением Нового времени, необходимость в шарикоподшипниках возросла. К сожалению, их изготовление было чрезвычайно сложным и дорогостоящим делом. Даже хороший мастер с трудом добивался необходимой формы кольца, а еще большего мастерства и терпения требовало изготовление шариков.

В 1710 году французский изобретатель Мондран направил в Парижскую академию наук письмо, в котором утверждал, что каждая лошадь может работать в упряжке за двоих, если телегу снабдить роликовыми устройствами его конструкции. К сожалению, эта идея, хоть и одобренная умнейшими людьми эпохи, не нашла своего применения, так как не было того, кто воплотил бы разработку Мондрана в жизнь, также, как и разработку Кулона, создателя теории трения.

И только в 1882 году появились сразу две первые машины для изготовления шариков - в двух небольших германских городках Хельмсдорфе и Швайнфурте. Два фабриканта одновременно запустили шлифовальные машины для производства шариков и роликов. А через 10 лет инженер Саймоне открыл в Америке фабрику шлифовальных машин.

Час же шарикоподшипников пробил, когда человечество нашло для себя новое суперувлечение - автомобильные гонки!
Tags: Интересные факты
Subscribe
promo brenik декабрь 31, 2016 23:09 60
Buy for 100 tokens
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment