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旋轉(zhuǎn)的力量

現(xiàn)代社會(huì)依賴旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備數(shù)量相當(dāng)龐大。汽車內(nèi)部有上百種復(fù)雜的、隱藏的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，包括齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。如果沒有這些設(shè)備，汽車將無(wú)法行駛。機(jī)床、冰箱壓縮機(jī)、圓鋸也是如此。現(xiàn)代的風(fēng)車（現(xiàn)在稱為風(fēng)力機(jī)械）以及大多數(shù)發(fā)電機(jī)等提供能量的設(shè)備都依賴旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。輪子之所以得到普遍應(yīng)用，一方面是因?yàn)樗鼈兊膶?shí)用性強(qiáng)，另一方面是因?yàn)樗鼈兡苡行Ю媚芰俊］喿有D(zhuǎn)時(shí)，它能沿著其表面所有接觸點(diǎn)持續(xù)傳輸能量。如果可以用軸、帶子或齒輪齒把旋轉(zhuǎn)的輪子連接起來，這些輪子產(chǎn)生的力量可以傳遞的距離遠(yuǎn)大于單個(gè)輪子的直徑。橫向運(yùn)動(dòng)（比如滑動(dòng)梁）或縱向運(yùn)動(dòng)（比如泵的活塞）的特點(diǎn)是先向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，再向相反方向運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則是通過不斷的先加速后減速循環(huán)過程消耗能量。與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相比，橫向運(yùn)動(dòng)浪費(fèi)更多的能量。
　　公元前3500 年左右，美索不達(dá)米亞出現(xiàn)了世界上最早的輪子。這些輪子起初用于制陶，相當(dāng)于“陶輪”。幾百年后，輪子被應(yīng)用于運(yùn)輸以及原始的戰(zhàn)車。公元前1000 年，歐洲第一次出現(xiàn)了對(duì)輪子的書面記載。公元前500 年，英國(guó)第一次出現(xiàn)對(duì)輪子的書面記載，當(dāng)時(shí)輪子應(yīng)用于牛車或馬車。在中世紀(jì)的歐洲，輪子（或者旋轉(zhuǎn)裝置）出現(xiàn)在很多機(jī)械中，比如犁、時(shí)鐘和滑輪。所有這些機(jī)械都需要在輪輻、輪緣和輪軸的生產(chǎn)中逐步進(jìn)行改良。這些創(chuàng)新需求觸發(fā)了其他技術(shù)的發(fā)展，比如金屬生產(chǎn)、切割系統(tǒng)以及計(jì)量學(xué)。歷史學(xué)家劉易斯·芒福德提到：“從橫向運(yùn)動(dòng)向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的發(fā)展突出體現(xiàn)了現(xiàn)代社會(huì)的技術(shù)進(jìn)步。”
　　輪子促進(jìn)了工業(yè)軸承這一重要“使能技術(shù)”的誕生，工業(yè)軸承對(duì)很多機(jī)器都至關(guān)重要。大多數(shù)輪子和旋轉(zhuǎn)裝置都需要某種形式的軸承。軸承占據(jù)輪子的連桿和輪軸之間的空間，并把二者平滑地連接起來，使摩擦最小化。德國(guó)18 世紀(jì)機(jī)械工程師雅各布·利奧波德（Jakob Leupold ）認(rèn)為摩擦是能量的“主要搶奪者”，他的思想對(duì)詹姆斯·瓦特影響很大。早期的軸承是簡(jiǎn)單的金屬或木質(zhì)襯圈。1 世紀(jì)，羅馬皇帝卡里古拉的輪船里就安裝了這樣的木質(zhì)襯圈。這個(gè)襯圈用來旋轉(zhuǎn)船上的餐桌，防止在巨浪來襲時(shí)影響用餐。1500 年前后，達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)了使用金屬滾珠和滾筒的工業(yè)軸承，但是當(dāng)時(shí)的冶金業(yè)還不能制造出符合達(dá)·芬奇要求硬度的金屬。19 世紀(jì)的煉鋼技術(shù)取得了發(fā)展，人們制造出新形式的堅(jiān)硬金屬，可以作為滾珠軸承或滾筒軸承的主要部件。
　　19 世紀(jì)，人們對(duì)自行車運(yùn)動(dòng)的狂熱推動(dòng)了軸承技術(shù)的發(fā)展。1867 年，埃內(nèi)斯特·薩克斯（Ernst Sachs ）在科布倫茨出生，他是一個(gè)自行車運(yùn)動(dòng)愛好者，熱衷于自行車比賽，然而一次意外斷送了他的自行車生涯。從那以后，他移居到法蘭克福東部的施韋因富特。在那里，他找了一份機(jī)械師的工作。一年后，他和卡爾·菲希特爾（Karl Fichtel ）共同創(chuàng)立了一家公司，利用當(dāng)時(shí)煉鋼業(yè)的新技術(shù)制造自行車滾珠軸承。
　　該公司成為全球領(lǐng)先的軸承制造者，并進(jìn)入汽車部件等多個(gè)領(lǐng)域。該公司于1987 年被德國(guó)工業(yè)集團(tuán)曼內(nèi)斯曼（Mannesmann ）接管，后又于2001 年被德國(guó)另一家大公司采埃孚接管。采埃孚公司現(xiàn)在名為采埃孚薩克斯，施韋因富特仍是該公司的重要軸承制造中心。施韋因富特還匯聚了多家軸承制造企業(yè)，包括斯凱孚的德國(guó)子公司。斯凱孚是一家成立于1879 年的瑞典工業(yè)集團(tuán)，是世界最大的軸承制造商。
　　1885 年，戈特利布·戴姆勒制造了世界上第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，然后通過曲柄軸將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)促成了汽車業(yè)，同時(shí)拉動(dòng)了對(duì)應(yīng)用于汽車內(nèi)部旋轉(zhuǎn)裝置的軸承的需求。2010 年，軸承業(yè)的總銷售收入達(dá)到300 億美元，為其做出貢獻(xiàn)的大公司包括德國(guó)斯凱孚、德國(guó)INA 軸承公司、日本NTN 軸承公司以及美國(guó)鐵姆肯公司。這些公司都認(rèn)同一個(gè)理念，那就是通過利用其他領(lǐng)域（包括電子控制、耐磨性和化學(xué)潤(rùn)滑劑）技術(shù)的發(fā)展改善軸承生產(chǎn)技術(shù)，從而生產(chǎn)物美價(jià)廉、性能優(yōu)越且使用壽命長(zhǎng)的軸承。

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