第一百七十九章 滚动轴承
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回到何家镇吃过晚饭后,他让下人把房中的炉火生得旺旺的。之后便在房中拿出工具开始设计轴承。
轴承是工业生产中不可或缺的零配件,它能极大降低机械连接处的旋转摩擦力,提高机械的运转效率,增强机械运行的稳定性。如果没有轴承,近代的机械根本做不出来。
何志远前世是工科专业出身,轴承的生产与设计也算是基本功了。穿越前他是了解过轴承的结构与原理的,后来也查阅过一些简单的制作轴承的办法,现在正好拿出来使用。
整整用了一个晚上的时间,何志远画出了几张图纸,把轴承的三视图、装配图都完整的画了一遍。尽管这些半文盲的工匠们看不懂这些图纸,他还是把他画了出来,这是为职业技术学院的学生们准备教学资料。以后的技术传承不能总靠师傅对徒弟的言传身教,口口相传,必须要形成完整的技术体系。现在正是做这些工作的最佳时刻。
第二天一大早,何志远又来到了火器厂。他准备把制造轴承的任务交给火器厂的工匠们,而不是炼钢厂的那些工匠,因为炼钢厂属于与官方合营的性质。而火器厂虽说是挂在马亓山千户所的名下,但自己可以完全掌握,所以放在这里他是最放心的,毕竟这里都是自己人。
尽管如此,他还是决定从火器厂调出十个工匠,专门成立一个机械作坊,专门生产一些通用的机械零配件,比如螺丝、齿轮、轴承等等。
梁文盛充其量算是一个合作伙伴,但他太爱惜自己的羽毛,只要有损自己的官声的事情他是绝对不会做的。自从上次水泥路开通仪式之后,他感觉与梁文盛的关系开始疏远了。
找到丁奎后,他把自己的要求告诉他,让他找十个会加工钢具的铁匠,要选那种诚实老实的年轻人。
不一会丁奎便找出了十个年轻的工匠,何志远带着他们直接到了科学院的物里研究所中。首先对他们十个人进行保密条件教育,要求他们对以后的工作要严格保密。接着便对他们说道:“我找你们来做一个新东西,这个东西做出来以后,你们的月钱提高一倍,以后就是各工段的头领。”
听到何志远的话,工匠们都十分兴奋。何公子又要做新东西了,这次找到了自己,他们都要发财了!这十位工匠都在这里这样想着。
何志远让他们兴奋了一会,又慢慢说道:“不过你们的高薪,要的是你们严守秘密。如果我发现谁把生产这个东西的秘密泄露出去,那就是死罪!”冷冷地看了他们一眼,何志远又说道:“知道叛徒是什么下场吧,如果你们当中谁泄露出去,那就何家镇的叛徒,他就是跑到天涯海角,我也会把他找出来!”
十位工匠还没有高兴一会呢,就被何志远这番话吓得紧张起来。同时也意识到要做的工作的重要性。
其中一位年龄稍大些的工匠赶紧答道:“何公子还信不过我丁四海么?就是刀
架在脖子上,我丁四海也不会泄露一点秘密出去!”
其他工匠们也说道:“何公子您放心,我们都是老实本分的铁匠,不会泄露秘密的!”
“何公子您放心,我们都是老实做事情的人,不会泄密的。”
何志远接着说道:“下一步我们要成立一个通用机械配件作坊,你们就是这个作坊各工段的负责人,待遇高责任重。如果出现问题,你们的处罚同样也重。这个新作坊的保密级别甚至比肥皂作坊都要高,几乎和科学院一个级别,派专门的兵丁负责保护。同时这个作坊实行边坐制度,一人泄密,你们十人受罚!泄密者杀头,其他人也要扣一年工钱。所以你们要是看到其他人偷泄机密,都要上去阻止,举报!”
丁四海拍着胸脯说道:“何公子您放心,谁要是泄露机密,我丁四海第一个和他过不去。”
何志远看了看这十位工匠,见他们都神色严肃受到了震慑,这才说道:“我要做的这东西叫轴承!这需要用炼钢厂生产的最耐磨的坩埚钢做八个钢珠,要抛光磨圆。然后还要铸两个钢环,一大一小,钢环上留好一内一外两条钢球的轨道。然后这八个钢珠在钢环的轨道上旋转运行。最后做个铁皮保持架,把这些钢珠固定在钢环的内部让他们不相互碰撞。”
听到何志远的这些话,十个工匠都懵了。他们没有见过滚动轴承,听何志远这么一说不知道他在说什么。
看到这些工匠被他说的云里雾里,何志远带着他们来研究所中空着的五个房间里,这些房间本来是为研究蒸汽机预备的,每个房间里都有找铁烧钢用的炉子,还有翻砂、制模、抛光、打磨等工具。
这五个房间是为他们十人按排的临时场所,现在外面天寒地冻的,根本就没办法建房屋,只有等明年开春后,才能找个地方建起厂房再让他们搬过去。
何志远把他们十人分成五组,每组两人,开始一组组的教他们。
同样他把制作轴承也分成了五个工序。
第一个工序是制作一大一小两个钢环。第二个工序是小断小断的截断钢棍,作为做滚球的原材料,再把原料放在炉中加热,然后把烧得柔软的钢珠原材料放在钢质模具上敲打,把小段钢块敲打成滚球。第三步是用上好的瓷土砂轮和精钢盘打磨滚球,消除毛刺,抛光钢珠。第四步是用铁皮做两个保持架,两边夹住滚珠,把钢珠固定到轨道的既定位置。最后一步是装配轴承,就是把轴承的内环与外环还有固定在保持架上的钢珠放在一起,用锤子在专用工具的辅助下将钢珠敲打进内外环之间。
整个轴承的加工过程对精度要求非常高,尤其是轴承的内外环与钢珠的尺寸,要求尺寸误差非常小。
何志远把这五组人分配到对应的工序中,要求每组人员只专注于自己的工序,不许关心其他工序,更不许了解别的工序操作。
然后,何志远又拿
出自己画的图纸,分别给各个工序上的五组工匠仔细观看。
看了图纸后,这十位工匠才稍微明白了一些,知道自己该做些什么。
这时候一位工匠提出一个问题:“何公子,这个零件的尺寸要求这么精确,我们该如何测量?还有这些尺寸的单位我们都没有听说过啊。”
原来何志远在这些图纸中用的都是现代的度量单位,这些度量单位只有科学院的人在使用,这些传统的工匠连听都没有听说过。至于测量的问题,在物理研究所中,这早已不是问题。何志远仿照后世的游标卡尺,指导工匠们造出了几把明代的游标卡尺,并且教会他们使用游标卡尺。
于是何志远又把新的长度单位详细地和他们说了一遍,毕竟都是有经验的工匠,这样的小问题他们马上就领悟透了。然后,何志远又去物理研究所那边拿来几把卡尺,告诉他们如何测量钢环的内径、外径,以及如何测量钢珠的直径等等。
接下来,何志远开始一个工序一个工序的指导他们如何打造轴承。其实何志远完全可以放手让他们自己去做,但那需要耗费很多时间,要多走许多弯路。而轴承是重要的机械零配件,在接下来的蒸汽机、大炮中都会用到,现在必须提前研制出来。
首先是铸造钢环,这道工序倒是简单,用细砂做好模具浇铸钢水便形成了。不过为了减少钢环上的气孔,何志远让工匠们先用细砂反相做模,用钢水铸出一个钢环的模具后,再用这个铁模铸造钢环。
接下来将一根圆形钢棍烧红烧软,用铁钳子截出一段段的钢料,作为制造珠的原材料备用。
再接下来把截好的原材料放到一个炉子里加热烧红后,再将这些原材料用钳子取出来,放到一个留有半圆孔的钢砧上,用棍头同样留有半圆孔的钢质棍子抵在钢珠原材料上,用锤子捶打钢棍,把原材料挤压成球形。
得到粗糙的钢珠后,将钢珠用多个滚珠筛子筛选钢珠,除去太大或太小的钢珠,然后用砂轮和磨盘给钢珠去毛刺抛光。得到光滑的钢珠后将钢珠回火加热,最后倒入烧温的油中淬火,提高钢珠的硬度。
然后就是制造钢珠的保持架,用厚度大约为一毫米的铁片切成圆环状,然后放到一个带有半圆凸起的钢质砧板上,用锤子的敲打出一个个半圆形的凹槽。
下一步,再将钢珠摆放在两片保持架的凹槽里,再将两片保持架用钢钉铆接起来,这样钢珠就固定在保持架中了。
最后一步就是装配了。由于钢珠的直径比两个钢环的直径差大0.1至0.5微米,用专业术说这叫“过盈配合”,所以用手工是无法将固定的保持架塞进两个钢环之间的。这时候就需要用特制的工具将内外钢环、装好钢珠的保持架固定好,再用锤子猛敲保持架,将保持架敲入内外钢环中间。
至此一个轴承就做好了。
(end of this chapter)
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丁四海拍着胸脯说道:“何公子您放心,谁要是泄露机密,我丁四海第一个和他过不去。”
何志远看了看这十位工匠,见他们都神色严肃受到了震慑,这才说道:“我要做的这东西叫轴承!这需要用炼钢厂生产的最耐磨的坩埚钢做八个钢珠,要抛光磨圆。然后还要铸两个钢环,一大一小,钢环上留好一内一外两条钢球的轨道。然后这八个钢珠在钢环的轨道上旋转运行。最后做个铁皮保持架,把这些钢珠固定在钢环的内部让他们不相互碰撞。”
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这五个房间是为他们十人按排的临时场所,现在外面天寒地冻的,根本就没办法建房屋,只有等明年开春后,才能找个地方建起厂房再让他们搬过去。
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第一个工序是制作一大一小两个钢环。第二个工序是小断小断的截断钢棍,作为做滚球的原材料,再把原料放在炉中加热,然后把烧得柔软的钢珠原材料放在钢质模具上敲打,把小段钢块敲打成滚球。第三步是用上好的瓷土砂轮和精钢盘打磨滚球,消除毛刺,抛光钢珠。第四步是用铁皮做两个保持架,两边夹住滚珠,把钢珠固定到轨道的既定位置。最后一步是装配轴承,就是把轴承的内环与外环还有固定在保持架上的钢珠放在一起,用锤子在专用工具的辅助下将钢珠敲打进内外环之间。
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这时候一位工匠提出一个问题:“何公子,这个零件的尺寸要求这么精确,我们该如何测量?还有这些尺寸的单位我们都没有听说过啊。”
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于是何志远又把新的长度单位详细地和他们说了一遍,毕竟都是有经验的工匠,这样的小问题他们马上就领悟透了。然后,何志远又去物理研究所那边拿来几把卡尺,告诉他们如何测量钢环的内径、外径,以及如何测量钢珠的直径等等。
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接下来将一根圆形钢棍烧红烧软,用铁钳子截出一段段的钢料,作为制造珠的原材料备用。
再接下来把截好的原材料放到一个炉子里加热烧红后,再将这些原材料用钳子取出来,放到一个留有半圆孔的钢砧上,用棍头同样留有半圆孔的钢质棍子抵在钢珠原材料上,用锤子捶打钢棍,把原材料挤压成球形。
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然后就是制造钢珠的保持架,用厚度大约为一毫米的铁片切成圆环状,然后放到一个带有半圆凸起的钢质砧板上,用锤子的敲打出一个个半圆形的凹槽。
下一步,再将钢珠摆放在两片保持架的凹槽里,再将两片保持架用钢钉铆接起来,这样钢珠就固定在保持架中了。
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