赵炎的本职专业是机械,可是这段时间尽搞各种窑炉。
不知道的还以为他是热能工程专业的。
现在看到车了,终于有机会回到老本行。
赵炎立刻开动脑筋。
这北宋马车最大的问题自然是没有滚珠轴承。
几个月前,张家偷运甲片的时候。
一车不过四五千斤的东西,却需要七头牛拉。
而且还慢得要死,让他们可以在路上从容布置各种陷阱。
如果张家的速度够快,赵炎和赵二郎他们当初根本没有机会做出那些布置。
如果张家的太平车能在傍晚之前,就进入徐州城东水门桥。
不被当街做昏礼的阿拉伯人挡住道路,赵炎根本没有机会放火。
不过在北宋搞一个拥有现代技术水平的轴承难度太大。
在这个年代,制造滚珠轴承最大的难题就是加工球形的滚珠。
轴承的内圈和外圈是相对容易制造的。
滚珠不但要规格一致,表面粗糙度还要非常低。
在没有大规模工业化生产技术的年代,这是非常难以实现的。
历史上,是有人发明了滚珠磨制机械。
实现了大规模工业化生产,规格一致,表面粗糙度还要相当低的滚珠,才实现了轴承的大规模应用。
滚珠磨制机的原理比较简单,赵炎也知道其基本结构。
但是在北宋想制造出来滚珠磨制机,难度太大。
之前赵炎考虑过,用低碳钢制造轴承。
低碳钢硬度低,先锻造成圆柱体,然后截成小段。
加热压制成球体之后,再手工精磨。
最后渗碳、淬火提升强度。
可是他们的反射炉,现在还冶炼不出来低碳钢。
高碳钢硬度太大,不好磨。
赵炎还曾经考虑过,实在不行就用生铁加模具,铸造滚珠。
强度虽然低,但是也能将就用。
这几天,他们都在瓷窑跑来跑去。
刚才看到这马车,赵炎脑子里忽然灵光一闪,想到了一个更好的办法。
不用低碳钢,也不用生铁,用陶瓷生产滚珠。
做一个内部呈球腔的模具,压制出陶瓷球。
这样滚珠的直径,就统一了。
而且陶瓷比普通碳钢的软化温度更高,硬度更高。
2020年代,高端机床的电主轴。
航空发动机用的大都是混合轴承。
也就是轴承内圈、外圈、保持架采用金属制造,滚珠采用陶瓷制造。
或者是全陶瓷轴承。
这种轴承可以承受一分钟十几万转,甚至二十几万转的超高转速。
金属滚珠在这么高的转速下,早就失效了。
赵炎当初就是因为陶瓷轴承、陶瓷刀具,才去读了一些关于无机非金属材料的书。
当然了,2020年代的陶瓷轴承,使用的材料纯度,他们没法比。
但是赵炎记得很清楚,其中一种就是氧化铝陶瓷。
陶瓷表面的釉,也可以大幅降低粗糙度。
当然了,这样一来,烧制的时候,釉流动起来,就会出现缺陷,需要多次烧制。
或者不涂釉,直接用素坯,加之油脂润滑。
这样生产出来的滚珠,不但比手工低碳钢磨制的滚珠要便宜的多。
比铸铁滚珠也要便宜的多。
铸铁冷却下来,要拿出滚珠,需要打破模具。
生产陶瓷的模具,则是在室温下工作。
可以重复使用,反复压制陶瓷坯体。
这样的话,他们就可以花大功夫,制造一个精度非常高,非常圆的陶瓷坯体压制模具。
瓷土本身很便宜,模具成本降下来,滚珠成本就可以降下来。
滚珠便宜,就可以频繁更换。
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想进一步提高滚珠质量,可以将赵炎之前设想过的,先煅烧瓷土。
瓷土经过煅烧,有机物提前氧化。
碳酸钙提前分解,释放出二氧化碳。
再制造瓷器坯体的话,烧制成的滚珠就可以更加致密。
赵炎有些迫不及待的想试试了。
除了没有滚珠轴承,北宋马车第二个问题,就是悬挂太粗糙。
北宋的马车只有一个伏兔、当兔的减震结构。
这实在太粗糙了。