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2017年9月26日 星期二

丁酉(鸡)年八月初七

中国古代文化-中国机械发展

中国世界机械发展最早的国家之一。中国古代在机械方面有许多发明创造,在动力的利用和机械结构的设计

中国古代机械

指南车

上都有自己的特色。许多专用机械的设计和应用,如指南车、地动仪和被中香炉等,均有独到之处。

冶金技术和机械加工的发展

中国古代金属冶铸技术发明时间较早,且技术精湛。如商周时期的青铜器朴质雄浑,春秋时期青铜器纤细精巧,形成了中国古代青铜器的独特风格。已发现的中国最早的青铜器,如甘肃东乡马家窑出土的铜刀,距今已有4800年左右的历史。

中国在大约40~50万年前,就已出现加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖状器等原始工具。4~5万年前出现磨制技术,许多石器都已比较光滑,刃部也较锋利,并有单刃、双刃、凸刃、凹刃和圆刃之分。

中国在28000年前出现弓箭,这是机械方面最早的一项发明;公元前8000~前2800年期间出现了陶轮(制陶用转台);农具大约出现在公元前6000~前5000年,除石斧石刀外,还有石锄、石铲、石镰、蚌镰、骨镰和骨耜。石斧和石刀上已有用硬质砂子磨削而成的孔。

夏代以前和夏代,先后出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮;殷商西周时已有相当精致的两轮车;独木舟和筏等水上运输工具早就相继出现。

新石器时代晚期,人们已能用石范和泥范铸造简陋的工具和武器。商殷时期,随着手工业生产的发展和技术水平的提高,形成了灿烂的青铜文化。青铜冶铸技术得到高度发展,青铜铸件司母戊方鼎重达875千克,春秋时期的青铜铸件曾侯乙尊盘已十分精细。

春秋至魏汉时期(公元前770~公元265年)是中国古代机械开始较快发展的时期。春秋时期铁器和生铁冶铸技术开始出现;黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和锻钢的出现,加速了由铜器向铁器时代的过渡;春秋中期以后发明了失蜡铸造法和低熔点合金铸焊技术;战国时期又有了叠铸和锚链铸造等工艺;西汉中期已炼出灰口铸铁,并出现了壁厚3~5毫米的薄壁铸铁件。铸铁热处理技术也有所发展。

春秋时期出现弩,控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。到汉代,弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有一石至十石等八种规格,这些规格的形成表明机械制造标准在汉代已初步确立。弩机上留下了作工、锻工、磨工等的名字。

战国时期流传的《考工记》是现存最早的手工艺专著,其中记有车轮的制造工艺。对弓的弹力、箭的射速和飞行的稳定性等都作了深入的探索。汉代已有各类舰艇和大量的三四层舱室的楼船。有些舰船已装备了艉舵和高 效率的推进工具橹。西汉时的被中香炉构造精巧,无论球体香炉如何滚动,其中心位置的半球形炉体都能经常保持水平状态。

交通运输工具不断发展和复杂传动机构的出现

中国古代机械

1980年出土的秦始皇陵铜车马代表了当时铸造技术、金属加工和组装工艺 的水平。东汉以后出现了记里鼓车和指南车。记里鼓车有一套减速齿轮系,通过鼓镯的音响分段报知里程。三国马钧所造的指南车除用齿轮传动外,还有自动离合装置,在技术上又胜记里鼓车一筹。自动离合装置的发明,说明传动机构齿轮系已发展到相当的程度。

秦始皇陵铜车马

东汉时已有不同形状和用途的齿轮和齿轮系。有大量棘轮,也有人字齿轮。特别是在天文仪器方面已有比较精密的齿轮系。张衡利用漏壶的等时性制成水运浑象,以漏水为动力通过齿轮系使浑象每天等速旋转一周。公元132年张衡创制了世界上%E4%BB%AA" class=innerlink>地震仪,即候风地动仪。

汉代纺织技术和纺织机械也不断发展,绫机已成为相当复杂的纺织机械。到三国时期,马钧将50综(分组提放经线的综片)50蹑(踏具)和60综60蹑的绫机都改成50综12蹑和60综12蹑,提高了生产效率。马钧还创制了新式提水机具翻车,能连续提水,效率高又十分省力。

汉代的农具铁犁已有犁壁,能起翻土和碎土的作用,汉武帝时赵过既已创制三脚耧,一天能播种一顷地。在这一时期,大型铜铁铸件和大型机械结构陆续出现。五代时铸造的沧州铁狮子重约40吨, 宋代木结构水运仪象台高3丈5尺,宽2丈1尺。

唐末时期机械制造已有较高水平。如西安出土的唐代银盒,其内孔与外圆的不同心度很小,子母口配合严紧,刀痕细密,说明当时机械加工精度已达到新的水平。

在运输工具方面,人力和水力并用,在技术上有进一步发展。南朝齐祖冲之所造日行百里的所谓千里船和南朝粱侯景军中的160桨快艇,都是人力推进的快速舰艇南北朝时期出现了车船。唐代李皋对车船的改进起了承前启后的作用。


水力机械也有新的进展,唐代已有筒车,从人力提水发展为水力提水。南末末期又创造出先进的水转大纺车,三摧、五摧(锭)手摇纺车曾是当时世界上比较先进的人力纺纱机具。元代薛景石所著《梓人遗制》是木工名家总结亲身经验之作,并详细记述了当时通行的纺织机具和车辆,以古代著名的木制机械技术专著而留世。

这一时期天文和计时仪器发展迅速。北宋苏颂和韩公廉等制成的木构水运仪象台,能用多种形式表现天体时空的运行。它由水力驱动,其中有一套擒纵机构。水运仪象台代表了当时机械制造的高度水平,是当时世界上先进的天文钟。元代的滚柱轴承也属当时世界上先进的机械装置。


明初的造船业已有很大进展。郑和下西洋的船队是当时世界上最大的船队。郑和所乘宝船长约137米,张12帆,舵

中国古代机械

郑和下西洋的船

杆长11米多,是古代最大的远洋船舶。

当时的机械制造主要仍靠手工操作。大者如千钧锚,是靠人工先锻成四爪,然后依次逐节锻接。小者如制针用的冷拔钢丝,也用手工制成。

明代已有活塞风箱。它是宋元木风扇的进一步发展,风箱靠活塞推动和空气压力自动启闭活门,成为金属冶铸的有效的鼓风设备。

在明中叶或稍前,木帆船已能逆风行驶,并拥有全风向航行的能力。扬州立帆式风轮是将八扇纵帆等距装置在八角形木架上,围绕一个垂直轴旋转,并能自动调节帆面角度。这是中国古代独具特色的木船风帆的进一步发展。长期以来,中国沿海一带多利用它推动翻车,以提取海水晒制食盐。

机械技术的进步促进了学术研究。王徵于1627年编译和出版了《远西奇器图说录最》,介绍了西方机械工程的概况。来自西方的自鸣钟表和水铳等也在一定范围内得到流传。

1634~1637年 ,明朝的宋应星编著和出版了《天工开物》,记录了许多先进的工艺技术和科学创见。它反映出当时的农业和手工业的生产技术水平。记载了不少有关机械制造和产品性能的情况。内容涉及泥型铸釜、失蜡法铸造以及铸钱等铸造技术,还记述了千钧锚和软硬绣花针的制造方法、提花机和其他纺织机械以及车船等各种交通工具的性能和规格等。《天工开物》被称为中国17世纪的工艺百科全书

清乾隆年间宫廷造办处曾制造大更钟,它依靠悬锤的重力驱动,并增添了精确的报更机构,加工精致,富有中国民族特色。明清两朝中国钟表工匠创制了不少新奇的钟表。当时的广州苏州南京扬州等,成为有名的制造钟表的城市。


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更新时间 : 2009-04-16

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