| 词条 | 中国机械史 |
| 释义 | 中国机械史即指中国机械发展的历史。中国是世界上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。到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，中国的机械行业发展停滞不前，在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。 中国机械史-夏商西周时期(青铜器 西周时期弓箭 弓箭 青铜文化和铸铁技术) 中国机械史-春秋战国时期(机械弩 春秋时期攻击机械弩 被中香炉) 中国机械史-秦汉时期(反盗机械装置—机弩 反盗机械装置—机弩 齿轮和齿轮系 大型铜铁铸件) 中国机械史-唐代发展(唐朝水力机械 唐朝水力机械 水转大纺车) 中国机械史-宋元明清时期(明代《天工开物》 明代《天工开物》中的纺织图 明初的造船业 明代活塞风箱 《远西奇器图说录最》 大更钟) 中国机械史-夏商西周时期青铜器中国古代金属冶机械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，春秋时期的青 西周时期弓箭铜器纤细精巧，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。 弓箭中国在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。 青铜文化和铸铁技术夏代以前和夏代，先后出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮；殷商和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。 中国机械史-春秋战国时期机械弩春秋时期出现弩，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 春秋时期攻击机械弩达到相当高的水平。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。 被中香炉战国时期流传的《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。 中国机械史-秦汉时期反盗机械装置—机弩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 反盗机械装置—机弩里鼓车和指南车。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。 齿轮和齿轮系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第一台地震仪，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。 大型铜铁铸件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。 中国机械史-唐代发展唐朝水力机械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 唐朝水力机械严紧，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。唐代的李皋对车船的改进起了承前启后的作用。 水转大纺车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。 中国机械史-宋元明清时期明代《天工开物》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 明代《天工开物》中的纺织图体时空的运行。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。 明代活塞风箱明代已有活塞风箱。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。 《远西奇器图说录最》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。 大更钟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。 中国机械史-新中国成立以后快速发展新中国建立后特别是近三十年来，中国的机械科学技术发展速度很快。向机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。总的来说，就中国机械科学技术的成就是巨大的，发展速度之快，水平之高也是前所未有的。这一时期还没有结束，中国的机械科学技术还将向更高的水平发展。只要能够采取正确的方针、政策、用好科技发展规律并勇于创新，中国的机械工业和机械科技一定能够振兴，重新引领世界机械工业发展潮流。 小型夯实机械 20世纪60年代以前，中国小型夯实机械非常缺乏，很多小型场地的夯实基本上采用人工夯实。20世纪60年代初期，长沙建设机械研究所与北京建筑工程学院等单位合作，在群众性技术革新成果的基础上总结发明了具有中国特色的蛙式夯实机，1962年获国家科技发明奖。蛙式夯实机结构简单，维修、使用方便，很快成为中国60年代夯实机械的主导产品。据不完全统计蛙式夯实机累计产量达到50000多台，在中国经济建设中发挥了重要作用。70年代以后，蛙式夯实机逐渐被性能更先进的振动冲击夯和振动平板夯所替代，目前蛙式夯实机已经很少，基本被淘汰。 内燃式夯实机1964年，长沙建设机械研究所开发了HB120型内燃式夯实机，开始由上海工程机械厂生产，后来主要由津市洞庭工程机械厂生产，年产量200台左右。80年代，内燃式夯实机产品质量有较大提高，曾出口东南亚和非洲地区。90年代以后，内燃式夯实机产销售量也在逐渐减少，目前只有少数小型民营企业生产。1977年，长沙建设机械研究所和柳州市建筑机械厂开发了中国第一台HZR250型和HZR70型振动平板夯，这两种产品分别于1979 年和1982年通过了由建设部组织的鉴定。随后义乌建筑机械厂、四平建筑机械厂、安阳振动器厂、津市洞庭工程机械厂等多家企业都开始生产振动平板夯。1986年长沙建设机械研究所又开发了较大的HZR450型振动平板夯。上世纪90年代以后，振动平板夯在中国有了较快的发展，产品品种、规格和生产企业增多，国外的振动平板夯陆续进入中国市场。 振动冲击夯1983年，长沙建设机械研究所和湖北振动器厂联合开发了中国第一台HZR70型振动冲击夯，1984年通过了由建设部组织的鉴定，1985年获建设部科技进步三等奖。由于振动冲击夯具有压实效果好、生产率高、体积和重量小、轻便灵活等突出特点，深受用户欢迎，得到了迅速的推广使用，并很快发展到资江机器厂、新乡第三机床厂和津市洞庭工程机械厂等几十家企业生产。振动冲击夯虽然比振动平板夯开发晚，但发展速度、产销量和使用广泛性比振动平板夯大得多，目前已成为中国夯实机械中产销量最大的主导产品。上世纪90年代以后，国外的振动平板夯陆续进入中国市场。 振动冲击夯和振动平板夯在中国的成功开发，不仅为中国建设施工部门提供了性能先进的夯实机械，取得了良好的经济效益和社会效益，而且使中国夯实机械技术向前跨进了一大步，缩短了与世界先进水平的差距，促进了中国压实机械的发展。 加工机械铸造：20世纪50年代以前，北京在铸造上采用粘土砂手工造型。1955年，北京第一机床厂开始采用漏模 建材加工机械造型、双面模型型板及铁型板和标准砂箱造型。1965年，开始采用塑料模型。 1980 年，北京市机电研究院与北京玛钢厂研制成功工频无芯塞杆底注式保温浇注电炉。1982年，该院与北京机床铸造二厂研究成功冲天炉风口吹氧技术。 1985～1988年，北京机床研究所试验成功浮动端面密封环的压力铸造工艺。 锻压1959年，北京第二通用机械厂(后改名北京重型机器厂)建成2500吨水压机。1971年，该厂制造出6000吨水压机，这是当时北京最大的锻压设备。 1968～1979年，北京起重机器厂先后采用300吨油压机和2000吨油压机制造出起重机吊臂和大型覆盖件。 80年代，北京市机电研究院和北京市模具中心研制出一系列高精度多工位冲裁模具，接近或达到进口模具水平，改变了北京精密冲裁模具依赖进口的局面。 热处理1949年前，北京已采用电炉、盐溶炉、热电偶等手段进行零件退火、回火、淬火、正火、调质、渗碳等热处理。 1956年，北京第一机床厂开始采用高频感应淬火。1961年，北京第二机床厂开始采用气体氮化淬火。1969年，北京量具刃具厂开始采用光亮淬火。 1978年，北京机床研究所研究完成机床导轨表面接触淬火工艺及设备、淬火质量检查技术条件的研究。1979年，铁道科学研究院和中国科学院力学研究所等合作完成大功率柴油机缸套表面的激光改性处理的研究。 1979年，北京市机电研究院研制成功千瓦级二氧化碳激光器，并于80年代初分别应用于汽缸套和邮票印刷设备的激光热处理。其中，清华大学、北京市机电研究院、北京邮票厂共同完成邮票厂七色机打孔器表面激光强化研究。 1984～1990年，北京市热处理研究所研究成功真空热处理、气体渗碳微机控制技术(与北京航空航天大学合作)、稀土软氮化、粉末冶金制品表面强化、煤油加甲醇小滴量法微机可控渗碳、固体渗硼、渗碳过程微机辅助工艺设计及跟踪控制系统等热处理新技术，并应用于生产。 焊接与切割 1949年，北京已有气焊、电弧焊及氧乙炔火焰切割等手工作业。 1963年，北京金属结构厂与一机部机械科学研究院合作开发出钨极氩弧焊，并实现了氮气等离子切割不锈钢。1964年，用直流钨极氩弧焊及焊丝合金化技术解决了核工业用倾斜式电解糟纯镍焊接。 1966年，北京金属结构厂开发出了使被焊球体旋转的埋弧自动焊。1968年，该厂开始以液化石油气代替乙炔切割。 80年代初，清华大学发明了新型MIG焊接电弧控制法，在控制电弧技术上取得突破。 80年代初，北京城建设计院等完成液化石油气移动式气压焊轨技术的研究和应用。 1990年，北京金属结构厂开始采用数控精密切割和具有光电跟踪及数控寻踪读入自动编程的大功率等离子切割技术。 中国机械史-相关书籍《中国机械史》出版：台湾越吟出版社 作者：陆敬严，(1939～)，江苏宿迁人，同济大学机械系任教，中国机械史学会常务理事，《美中经济导报》(美国)高级顾问。 简介：在书中，作者综述了中国古代机械的发展，属于通史性质，体例编排以历史发展年代为经，呈现了中国机械的发展规律；并以机械分类及重要的人物为纬，加以叙述评论，描摹出中国机械在各时期的发展水准、主要特点、及相互关系；该书强调联系中国古代科技发展的整体状况和社会发展背景进行分析论述，为认识古代中国社会的变迁提供了新的视角。作者还分析中国近代机械技术落后的原因，认为中国近代工业的经验教训具有重要的价值，未来中国科技的腾飞特别有赖于人才的培养、教育的改善。 《中国科学技术史·机械卷》该书共分10章，篇幅较大，内容充实，史料丰富。所以形成以上特点，主要因该书的编者队伍的组成，是从全国的机械史研究者中选择的，编写任务结合编者的日常工作，尽量发挥其特长，因而能使该书达到相当的深度和广度，反映了中国机械史及当前的研究情况与水准，很有价值。尤其对业内人员帮助很大。 机械史乃至科技史领域是基础研究，一直受到经费的困扰，这次30大本巨著《中国科学技术史》这样重大课题所以能得以实施，也因为有着国家自然科学基金委员会和中国科学院及所属的科学出版社的鼎力支持，使这项工作没有了后顾之忧。文明古国终于在世纪交替之际有了一本较为可观的机械史著作，但它毕竟只是巨著《中国科学技术史》的一部分，不是完整、独立的机械史作品。 作为文明古国之一，中国古代机械成果种类多、数量大、出现早、水平高。中国古代机械史的研究当大有可为，但现实的情形却恰相反，20世纪的大半时间内，国内一直没一部高水平的机械史专著，近年来有一些重要作品问世，但许多研究领域仍属空白，出版的著 作者刘仙洲(1890 -1975)作太少了。本文将为一个世纪以来国内机械史研究和出版状况作一小结， 并借此呼吁科技史界有更多人才投身机械史研究，有更多优秀的相关专著问世。 中国机械史的奠基人和开山之作 20世纪之前，未见有机械史方面的专门著作。后零星地出现了一些机械史方面的文章及资料。直到1935年，才出现了第一本机械史方面的专门著作——《中国机械工程史料》，该书的作者为中国机械史研究的奠基人刘仙洲先生。 《中国机械工程史料》为32开本84页，约5万字，包括插图约50几幅。它分门别类地汇总了分散在古籍中的史料，除千余字的“绪论”外，一般为摘自古籍的内容，很少有说明文字。这本书的贡献在于它将有关资料初步加以系统化，进行归纳与整理，起到了规划陇亩、修桥铺路的作用，对以后的机械史研究影响很大。从后人的眼光看，当然会觉得这本书比较粗糙，资料不够丰富，分类方法也可商榷，但这都无损于它的巨大价值。 “史料”一书作者刘仙洲先生，原名鹤，又名振华，号仙舟，是我国著名的机械工程专家、机械工程教育家。1890年1月27日生于河北完县农村，1918年毕业于香港大学机械系，1924年34岁时即任北洋大学校长。中华人民共和国成立之后，任清华大学第一副校长 当时清华大学校长由高教部长蒋南翔兼任 ，并任中国机械工程学会及中国农业机械工程学会理事长。他一生著作很多，著有书籍20多种，论文30多篇，共达300多万字。而后期他的贡献较多地集中在机械史方面。他一生社会、行政工作都很多，完成这些著述实属不易。 他一向认为中国机械史因记载不详，宣传不够，他要改变这种不合理的情况。他不但积极倡导机械史研究，而且还身体力行，在机械史这片园地上以孜孜不倦地辛勤耕耘，几十年间，发表了一系列论文，使得机械史这块原本荒芜的原野上出现了片片绿洲。他的许多论文在国内外产生了重大的影响，其中的十几项：如张衡和一行的水力天文机械、指南车、记里鼓车、沙漏等，都已由中国历史博物馆在王振铎先生主持下复原制作出实物模型，在该馆陈列。 文明古国只有半部机械史 经过刘仙洲先生几十年辛勤开拓，条件渐渐具备，他对自己以往的机械史研究作了阶段性的总结，写成《中国机械工程发明史 第一编 》，由科学出版社1962年5月在北京出版。该书篇幅并不大，只14万多字，但它的价值巨大。它首次对古代机械成就作了归纳与整理，内容很有系统，史料也很丰富。完全不同于有些出版物有用的材料很少，而水分和添加剂很多，徒有其表。这部著作显然没有完篇，因此刘仙洲先生明确标出该书只是“第一编”。“第二编”的编写工作，由于他太忙之故，未等编著完篇，十年浩劫就降临了中国大地，刘仙洲先生被打成“反动学术权威”，再也无法正常工作了。刘先生念念不忘自己未竟的事业，就在1970年他80岁的生日那天，他忍辱负重，给当时直接由“四人帮”控制的清华大学的领导，工工整整地写了—份“我今后的工作计划”，并将机械史“第二编”的十章目录附在“计划”之后，希望给他最起码的写作条件，允许他完成云绕心间的机械史的写作。但是，他的这一合理要求，再次遭到了“四人帮”的粗暴拒绝。 刘仙洲先生晚年的身体十分虚弱，只能靠输液来维持生命，他仍以惊人的毅力工作着，常常半卧在病床上，用放大镜阅读文献，用颤抖的手，艰难地撰写文稿。就在1975午10月16日那天，当他在未完成的机械史手稿上写下了他生命中最后一个字——“燕”字之后，他那只曾经写下了三百多万字手稿的手，再也无力握管，笔从他手中滑落地下，他为中国机械史的研究作耗尽了最后一点力气，从此长眠不醒，为满门亲属、满园桃李留下了无尽的悲伤，也为后人留下了永难弥补的损失。 当然不能说，这一时期完全没有机械史，例如：为满足机械工程师进修大学教学之需，北航的郭可谦教授和我编写了有关教材，在1985年刊印发行《中国机械史讲座》，出版后又作修改，并改名为《中国机械发展史》于1987年重新刊印发行。但这两本书都是教材，内容不可能十分丰富，印制也比较粗糙，所以在社会上的影响不很大。 虽说任何一门新学科的建立，都不是一代学者的努力所能完成的，但38年来中国一直只有半部像样的机械史，时间毕竟太长久了，文明古国呼唤机械史出现。这种情况直到2000年才有了根本改变。 《中国科学技术史》的一部分 顺应国内外的要求，中国科学院决定组织编写、出版《中国科学技术史》，总数有卅种，总主编为当时中科院院长卢嘉锡先生。这项计划也使中国机械史的编写及出版峰回路转。当时自然科学史研究所副所长华觉明先生和我被任命为其中“机械卷”的主编。当时困难很大。因为我刚做完大手术，右肢几近瘫痪，但编写机械史是我多年的宿愿，我希望尽早结束文明古国只有半部机械史的尴尬局面，也完成刘仙洲先生的未竟之志，故还是欣然承担这一任务。经过10位作者近10年的努力，终使这一愿望在2000年成为现实。 《中国科学技术史·机械卷》共分10章，篇幅较大，内容充实，史料丰富。所以形成以上特点，主要因该书的编者队伍的组成，是从全国的机械史研究者中选择的，编写任务结合编者的日常工作，尽量发挥其特长，因而能使该书达到相当的深度和广度，反映了中国机械史及当前的研究情况与水准，很有价值。尤其对业内人员帮助很大。 机械史乃至科技史领域是基础研究，一直受到经费的困扰，这次30大本巨著《中国科学技术史》这样重大课题所以能得以实施，也因为有着国家自然科学基金委员会和中国科学院及所属的科学出版社的鼎力支持，使这项工作没有了后顾之忧。文明古国终于在世纪交替之际有了一本较为可观的机械史著作，但它毕竟只是巨著《中国科学技术史》的一部分，不是完整、独立的机械史作品。 期待有关研究更进一步 在2003年3月，位于台北市的越吟出版社又出版了由我撰写的《中国机械史》 以下简称“机械史” 。该书很有特色，与几年前所出的《中国科学技术史·机械卷》对比，在编排顺序、作者多少、篇幅大小、基础高低上都有着比较明显的不同。而“机械史”更适合一般读者，尤其是求知旺盛的青少年读者。总之，“机械卷”更利于提高业务水平，而“机械史”因简练明快、通俗易懂，适应面更广。 作为文明古国应有不同风格、不同特色的多部机械史。按此，已出版的著作就太少了，论文也不多，不少领域研究得也很不够，有些领域几乎还是一片空白。我认为，我国的机械史研究和专著出版应当推进至不同时间段、不同地区、不同民族等各个层面上，以不负文明古国灿烂的机械成就。 |
| 随便看 |
百科全书收录4421916条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。