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趙炎的本職專業是機械,可是這段時間儘搞各種窯爐。
不知道的還以為他是熱能工程專業的。
現在看到車了,終於有機會回到老本行。
趙炎立刻開動腦筋。
這北宋馬車最大的問題自然是冇有滾珠軸承。
幾個月前,張家偷運甲片的時候。
一車不過四五千斤的東西,卻需要七頭牛拉。
而且還慢得要死,讓他們可以在路上從容佈置各種陷阱。
如果張家的速度夠快,趙炎和趙二郎他們當初根本冇有機會做出那些佈置。
如果張家的太平車能在傍晚之前,就進入徐州城東水門橋。
不被當街做昏禮的阿拉伯人擋住道路,趙炎根本冇有機會放火。
不過在北宋搞一個擁有現代技術水平的軸承難度太大。
在這個年代,製造滾珠軸承最大的難題就是加工球形的滾珠。
軸承的內圈和外圈是相對容易製造的。
滾珠不但要規格一致,表麵粗糙度還要非常低。
在冇有大規模工業化生產技術的年代,這是非常難以實現的。
曆史上,是有人發明瞭滾珠磨製機械。
實現了大規模工業化生產,規格一致,表麵粗糙度還要相當低的滾珠,才實現了軸承的大規模應用。
滾珠磨製機的原理比較簡單,趙炎也知道其基本結構。
但是在北宋想製造出來滾珠磨製機,難度太大。
之前趙炎考慮過,用低碳鋼製造軸承。
低碳鋼硬度低,先鍛造成圓柱體,然後截成小段。
加熱壓製成球體之後,再手工精磨。
最後滲碳、淬火提升強度。
可是他們的反射爐,現在還冶煉不出來低碳鋼。
高碳鋼硬度太大,不好磨。
趙炎還曾經考慮過,實在不行就用生鐵加模具,鑄造滾珠。
強度雖然低,但是也能將就用。
這幾天,他們都在瓷窯跑來跑去。
剛纔看到這馬車,趙炎腦子裡忽然靈光一閃,想到了一個更好的辦法。
不用低碳鋼,也不用生鐵,用陶瓷生產滾珠。
做一個內部呈球腔的模具,壓製出陶瓷球。
這樣滾珠的直徑,就統一了。
而且陶瓷比普通碳鋼的軟化溫度更高,硬度更高。
2020年代,高階機床的電主軸。
航空發動機用的大都是混合軸承。
也就是軸承內圈、外圈、保持架采用金屬製造,滾珠采用陶瓷製造。
或者是全陶瓷軸承。
這種軸承可以承受一分鐘十幾萬轉,甚至二十幾萬轉的超高轉速。
金屬滾珠在這麼高的轉速下,早就失效了。
趙炎當初就是因為陶瓷軸承、陶瓷刀具,纔去讀了一些關於無機非金屬材料的書。
當然了,2020年代的陶瓷軸承,使用的材料純度,他們冇法比。
但是趙炎記得很清楚,其中一種就是氧化鋁陶瓷。
陶瓷表麵的釉,也可以大幅降低粗糙度。
當然了,這樣一來,燒製的時候,釉流動起來,就會出現缺陷,需要多次燒製。
或者不塗釉,直接用素坯,加上油脂潤滑。
這樣生產出來的滾珠,不但比手工低碳鋼磨製的滾珠要便宜的多。
比鑄鐵滾珠也要便宜的多。
鑄鐵冷卻下來,要拿出滾珠,需要打破模具。
生產陶瓷的模具,則是在室溫下工作。
可以重複使用,反覆壓製陶瓷坯體。
這樣的話,他們就可以花大功夫,製造一個精度非常高,非常圓的陶瓷坯體壓製模具。
瓷土本身很便宜,模具成本降下來,滾珠成本就可以降下來。
滾珠便宜,就可以頻繁更換。
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想進一步提高滾珠質量,可以將趙炎之前設想過的,先煆燒瓷土。
瓷土經過煆燒,有機物提前氧化。
碳酸鈣提前分解,釋放出二氧化碳。
再製造瓷器坯體的話,燒製成的滾珠就可以更加緻密。
趙炎有些迫不及待的想試試了。
除了冇有滾珠軸承,北宋馬車第二個問題,就是懸掛太粗糙。
北宋的馬車隻有一個伏兔、當兔的減震結構。
這實在太粗糙了。
最起碼可以跟拖拉機那樣,再加個鋼板彈簧。
更好的懸掛,不但可以更好的緩衝,增加乘坐舒適度。
還能降低對軸承的衝擊,提升軸承的壽命。
正好他們現在就有高碳鋼,可以製造彈簧。
北宋馬車第三個問題,就是太重了。
聽車行的夥計介紹,
這一輛拉人的馬車自重就有五百斤上下,隻能承載六百多斤。
也就是五個成年人。
那拉貨的馬車更重。
一輛拉貨的馬車自重六百斤上下,隻能承載八百斤左右。
趙炎覺得可以用鋼材改進一下。
鋼材的密度確實比製造馬車的榆木高十幾倍。
但是抗壓、抗拉強度,也是榆木的好幾倍。
抗剪、抗彎強度更是榆木的幾十倍。
使用部分鋼材代替木頭構建,可以提高馬車的承載能力,降低馬車重量。
將來有了軋製型鋼與焊接技術,就可以製造純鋼馬車了。
除此之外,還有穿越小說中,常見的兩個輪子與四個輪子的問題。
兩個輪確實更有利於越野,更有利於在鬆軟的土地上行駛。
但是四個輪子的馬車也更加平穩。
徐州這種州城內的道路,已經比較平整了。
而且部分割槽域,還鋪了三合土硬化。
城外有些重要道路,也鋪了三合土硬化。
至於四輪馬車的前輪轉向問題,對趙炎來說非常好解決。
上次陳家鐵鋪重新開業,二師兄褚元晦就用了一種四輪的輜重車,給他們送了三千六百斤石炭。
這表明四輪馬車,在大宋還是有市場的。
隻是用途受限,冇有大規模取代兩輪馬車。
這時旁邊一個聲音忽然響起,“老四,你又想到啥發財的招了?一定要帶著我!”
說話的人正是陳鳳。
趙炎看了一眼陳鳳,要燒製瓷滾珠,確實得讓陳鳳知道。
他不知道模具這個詞,在北宋怎麼說。
隻把自己想燒製陶瓷球的想法,跟陳鳳說了。
“要燒多大的陶瓷球?”陳鳳問。
“越小越好,最好能在一寸以下!”趙炎道。
想燒出緻密的陶瓷球,必須把瓷土壓結實。
這樣的話,陶瓷球的直徑越大,需要的壓力也就越大。
北宋可冇有液壓機給他用,隻能用人力。
陳鳳想了想道,“你這麼一說,我倒記起徐州都作院,做過一種陶瓷球。”