第95章 在大宋造滚珠轴承的办法

    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，终於有机会回到老本行。
    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，製造滚珠轴承最大的难题就是加工球形的滚珠。
    轴承的內圈和外圈是相对容易製造的。
    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產技术的年代，这是非常难以实现的。
    歷史上，是有人发明了滚珠磨製机械。
    实现了大规模工业化生產，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。
    滚珠磨製机的原理比较简单，赵炎也知道其基本结构。
    但是在北宋想製造出来滚珠磨製机，难度太大。
    之前赵炎考虑过，用低碳钢製造轴承。
    低碳钢硬度低，先锻造成圆柱体，然后截成小段。
    加热压製成球体之后，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，但是也能將就用。
    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，用陶瓷生產滚珠。
    做一个內部呈球腔的模具，压製出陶瓷球。
    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，高端工具机的电主轴。
    航空发动机用的大都是混合轴承。
    也就是轴承內圈、外圈、保持架採用金属製造，滚珠採用陶瓷製造。
    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，才去读了一些关於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，加上油脂润滑。
    这样生產出来的滚珠，不但比手工低碳钢磨製的滚珠要便宜的多。
    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。
    生產陶瓷的模具，则是在室温下工作。
    可以重复使用，反覆压制陶瓷坯体。
    这样的话，他们就可以花大功夫，製造一个精度非常高，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，可以將赵炎之前设想过的，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。
    再製造瓷器坯体的话，烧製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，就是悬掛太粗糙。
    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。
    最起码可以跟拖拉机那样，再加个钢板弹簧。
    更好的悬掛，不但可以更好的缓衝，增加乘坐舒適度。
    还能降低对轴承的衝击，提升轴承的寿命。
    正好他们现在就有高碳钢，可以製造弹簧。
    北宋马车第三个问题，就是太重了。
    听车行的伙计介绍，
    这一辆拉人的马车自重就有五百斤上下，只能承载六百多斤。
    也就是五个成年人。
    那拉货的马车更重。
    一辆拉货的马车自重六百斤上下，只能承载八百斤左右。
    赵炎觉得可以用钢材改进一下。
    钢材的密度確实比製造马车的榆木高十几倍。
    但是抗压、抗拉强度，也是榆木的好几倍。
    抗剪、抗弯强度更是榆木的几十倍。
    使用部分钢材代替木头构建，可以提高马车的承载能力，降低马车重量。
    將来有了轧制型钢与焊接技术，就可以製造纯钢马车了。
    除此之外，还有穿越小说中，常见的两个轮子与四个轮子的问题。
    两个轮確实更有利于越野，更有利於在鬆软的土地上行驶。
    但是四个轮子的马车也更加平稳。
    徐州这种州城內的道路，已经比较平整了。
    而且部分区域，还铺了三合土硬化。
    城外有些重要道路，也铺了三合土硬化。
    至於四轮马车的前轮转向问题，对赵炎来说非常好解决。
    上次陈家铁铺重新开业，二师兄褚元晦就用了一种四轮的輜重车，给他们送了三千六百斤石炭。
    这表明四轮马车，在大宋还是有市场的。
    只是用途受限，没有大规模取代两轮马车。
    这时旁边一个声音忽然响起，“老四，你又想到啥发財的招了？一定要带著我！”
    说话的人正是陈凤。
    赵炎看了一眼陈凤，要烧制瓷滚珠，確实得让陈凤知道。
    他不知道模具这个词，在北宋怎么说。
    只把自己想烧制陶瓷球的想法，跟陈凤说了。
    “要烧多大的陶瓷球？”陈凤问。
    “越小越好，最好能在一寸以下！”赵炎道。
    想烧出致密的陶瓷球，必须把瓷土压结实。
    这样的话，陶瓷球的直径越大，需要的压力也就越大。
    北宋可没有液压机给他用，只能用人力。
    陈凤想了想道，“你这么一说，我倒记起徐州都作院，做过一种陶瓷球。”