19 세기 후반, 새로운 공구 재료와 새로운 동력원도 기계의 지속적인 발전을 촉진시켰다. 1836 년에 스미스는 대패질을 만들었다. 이 대패는 이미 현대 소머리 대패의 기본 구조를 갖추고 있다. 1842 년에는 그림 2-88 과 같이 단조품의 크기를 확대하기 위해 단일 작용과 이중 작용 증기 해머를 설계했습니다. 1830- 1850 기간 동안 휘트워스가 제조한 스레드 미세 조정 원리에 기반한 측정 장치는 기계 제품의 품질을 더욱 향상시키고 후속 교환 생산을 위한 조건을 만들었습니다. 1850 의 탄소강 공구는 약 12m/min 이하의 절삭 속도에서만 작동합니다. 1868 년 무는 텅스텐, 바나듐이 포함된 망간강 (합금 공구강) 을 발명하여 절삭 속도를 18.3m/min 으로 높였다. 1898 테일러 등은 크롬 함유 고속철로 절삭 속도를 36.6m/min 으로 높였다. 절삭 속도의 향상은 오히려 작업셀의 각 부분의 강도, 하중 및 변속 매커니즘의 향상을 촉진한다.
그림 2-86 화이트워스가 설계한 기계 내연기관은 약 1 세기 반의 역사를 가지고 있다. 다른 과학과 마찬가지로 내연 기관의 모든 발전은 인간 생산 실무 경험의 총결산과 개괄이다. 내연 기관의 발명은 피스톤 증기기관의 연구와 개선으로 시작되었다. 발전사에서 독일의 오토와 디젤을 특별히 언급해야 한다. 바로 그들이 선배들의 무수한 실천 경험을 총결하는 기초 위에서 내연 기관의 작업순환에 완벽한 오토 순환과 디셀 순환을 제시하여 수십 년 동안 수많은 사람들의 실천과 창조활동을 과학적으로 총결하여 질적인 도약을 하게 하였다. (윌리엄 셰익스피어, 템플린, 과학명언) (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) 그들은 전인의 피상적이고 순수한 경험과 무질서한 경험을 계승, 발전, 총결 및 향상시켰다.
그림 2-87 공작 기계 슬라이드 및 드릴링 머신
그림 2-88 뢰크루소 슈나이더의 증기 망치 최초의 내연기관은 가스를 연료로 하는 가스 엔진이다. 1860 년 프랑스 발명가 레오넬은 최초의 실용적인 내연 기관 (단일 실린더, 2 행정, 비압축, 전기 점화 가스 엔진, 출력 전력 0.74 ~ 1.47 kW, 회전 속도/KLOC) 을 만들었습니다. 프랑스 엔지니어인 드로차는 내연 기관의 열효율을 극대화하기 위해 항아리당 부피의 냉각 면적을 최소화해야 하며 피스톤이 팽창할 때의 속도는 가능한 한 빨리, 팽창 범위 (스트로크) 는 가능한 한 길어야 한다는 것을 깨달았다. 이를 바탕으로 그는 1862 에서 유명한 정용연소 4 행정 사이클 (흡기, 압축, 연소 팽창, 배기) 을 제안했다.
1876 년, 독일인 오토는 그림 2-89 와 같이 최초의 4 행정 왕복피스톤 내연 기관을 만들었습니다. 단일 실린더, 수평, 가스를 연료로, 전력은 약 2.2 1kW,/KLOC-입니다. 이 엔진에서, 오토는 비륜을 증가시켜 원활한 작동을 하고, 공기 흡입구를 늘리고, 실린더 헤드를 개선하여 혼합기가 충분히 형성되도록 했다. 이것은 매우 성공적인 엔진이며, 열효율은 당시 증기기관의 두 배였다. 오토는 내연, 압축 가스, 4 행정 3 대 핵심 기술 사상을 통합하여 이 내연 기관이 고효율, 소형, 경량, 전력 등 다양한 장점을 갖추게 했다. 1878 파리 엑스포에서' 와트 이후 동력기의 가장 위대한 업적' 으로 꼽힌다. 정용연소의 4 행정 주기는 오토순환에 의해 실현되는데, 오토순환이라고도 한다.
그림 2-89 최초의 4 행정 왕복동 피스톤 내연 기관 가스 엔진은 증기 기관보다 큰 장점이 있지만 사회화 대생산의 경우 여전히 고속과 경량의 요구를 충족시킬 수 없다. 가스를 연료로 사용하기 때문에 거대한 가스 발생기와 배관 시스템이 필요합니다. 그리고 가스 발열량이 낮기 때문에 (약1.75 ×107 ~ 2.09 ×107j/M3) 가스 기계 속도가 느리고 전력보다 작다. 19 세기 후반까지 석유공업이 부상하면서 천연가스를 연료로 대체하는 것이 필연적인 추세다.
1680 년에 네덜란드 물리학자 호이겐스가 내연 기관을 연구하기 시작했다. 1833 년 영국의 라이트는 원동기의 개념을 제시했다. 1838 년에 바니는 점화 장치가 있는 최초의 내연 기관을 전문적으로 만들었다. 1897 년에 루돌프 디젤은 유명한 디젤 내연 기관을 발명했다. 그 이후로 자동차, 배 등 많은 기계의 동력원 문제가 모두 해결되었다. 기계 공업의 발전은 새로운 단계에 들어섰다. 1880 년, 2 1 세의 디젤은 뮌헨 공업대학을 우수한 성적으로 졸업했다. 17 년 꾸준한 연구를 거쳐 그는 마침내 1897 년 디젤 내연 기관을 개발해 그림 2-90 과 같이 기계 문명의 발전에 큰 기여를 했다.
그림 2-90 디젤 엔진과 그의 내연 기관.
그림 2-9 1 4 행정 내연 기관의 가장 오래된 자전거는 그림 2-92 와 같이 프랑스의' 장난감 말' 에서 유래한 것이다. 자전거 타는 사람이 발로 차를 밀고 전진하여 자전거의 기본 원리를 확립하였다. 1860 정도 그림 2-93 과 같은 저글링 자전거가 등장했습니다. 그것은 1, 1, 2 개의 바퀴가 있고, 큰 바퀴는 페달로 직접 움직인다. 대형 구동륜을 사용하는 이유는 자동차가 충분한 속도를 확보하고 균형을 유지하기 위해서이다. 이런 저글링은 타기가 위험하기 때문에 매우 민첩하고 숙련된 기교가 필요하다. 설계상 자동차의 형태는 기계 기능을 직접 구현하지만 좌석이 높기 때문에 사용이 제한됩니다.
체인 연동 자전거는 1870 에 나타난 후 그림 2-94 와 같이 자전거의 안전성을 높였다. 한동안 개선된 끝에 영국 코벤트리의 존 켐프 스타리는 1888 년 최초의 현대자전거인' 안전한' 자전거를 생산했다. 그림 2-95 에서 볼 수 있듯이, 이 자전거의 기본 형태는 여전히 유행하고 있다.
전기의 발견은 인류에게 빛을 가져왔다. 모터의 발명은 새로운 동력 혁명을 일으켰다. 1879 년 미국 발명가 토마스 알바 에디슨이 전등을 발명했다. 영국의 마이클 패러데이는 발전기와 모터의 원리를 설명했다. 벨기에의 그람은 최초의 실용적인 발전기 (그림 2-96) 를 만들었는데, 증기 기관에 의해 구동되어 주로 조명과 도금에 쓰인다. 모터는 우연히 발명된 것이다. 1873 년, 세계 박람회가 비엔나에서 열렸다. 발전기 실험 중 조작 실수로 외부 전류가 발전기로 흐르지만 발전기가 갑자기 회전한다. 이 뜻밖의 발견은 과학자들의 영감을 불러일으켰다. 곧 실용 모터가 탄생했다 (그림 2-97). 처음에는 모터가 작업셀 외부의 일정 거리에 설치되어 벨트에 의해 구동되었다. 나중에 모터는 기계 안에 직접 놓여 있었다. 19 년 말, 소수의 공작 기계는 두 개 이상의 모터를 사용하여 각각 주축과 이송 메커니즘을 구동했습니다. 이로써' 기계공업의 심장' 으로 불리는 기계공업은 초보적인 규모를 갖추고 있다.
그림 2-92 "장난감 말" 은 프랑스에서 처음 등장했습니다.
그림 2-93 1860 근처에 나타나는 서커스 자전거
그림 2-94 최초의 체인 연동 자전거
그림 2-95' 안전한' 자전거는 19 세기의 대부분 동안 기계의 동력은 주로 증기 동력이었고, 작업장 천장에는 종횡으로 교차된 축과 전동대가 가득했다. 1873 년 모터가 공작기계의 동력이 되고 전기가 증기 동력을 대체하는 시대가 시작되었다. 1879 년 Erust Werner VonSiemens 는 최초의 전기 기관차를 개발하는 데 성공했다. 4 년 후 영국은 세계 최초의 전기철도를 개통했다.
19 세기의 모든 중요한 발명품 중에서 자동차는 가장 늦은 것이다. 한 가지 이유는 도로 운송에 대한 관념이 마라차 모델에 단단히 고정되어 있고, 또 다른 이유는 내연 기관과 증기기관의 경쟁으로 20 세기 초부터 사람들에게 친숙해졌기 때문이다. 증기 기관차는 철도 궤도에서 운행할 뿐만 아니라, 사람들이 그것을 도로에서 크게 과시하려고 시도했다. 187 1 년, 증기 견인차 한 대가 전세차 한 대를 끌고 철도 기관차를 이용해 직접 길을 가는 원시 실험을 진행했다. 동시에, 그림 2-98 과 같이 두 개의 단마력 도로 증기 기관차도 철도 기관차에서 탈태되었다.
그림 2-96 첫 번째 실용 발전기
그림 2-97 20 년 이후 첫 번째 모터 설계자는 다른 방법을 사용했습니다. 예를 들어 189 1 시프랫 증기 마차는 말 견인이 없는 마차입니다. 그림 2-99 에서 볼 수 있듯이 보일러는 운전자가 사용하는 뒷좌석 아래에 숨겨져 있으며, 거의 모든 훈련된 자동차 제조업체가 그러한 받침대를 만들 수 있습니다. 이와 함께 이 기술은 비슷한 차량에도 사용되었지만 증기 엔진 대신 휘발유 엔진을 사용했을 뿐이다. 이것은 자동차의 원형이다.
이후 내연기관이 우세를 점하면서 자동운전 차량이 점차 자신의 형태를 갖게 되었다. 논리적으로, 이 형식은 기계적인 요구에서 비롯되고, 다른 한편으로는 소비자의 편안함과 편리성에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있다. 마차에서 자동차로의 전환은 더디다. 사람들이 말라의 교통수단에 익숙해졌기 때문만이 아니라 새롭고 선진적인 형태를 상상하기 어렵기 때문이다. 마차가 어떤 면에서는 완벽하고 경제적으로 문제를 해결했기 때문에 건축가들은 쉽게 포기하려 하지 않았다. 자동차의 디자인에도 마차의 영향은 분명하다. 19 10 에서 생산된 백가티 13 차는 마차가 있는 타포린뿐만 아니라 앞부분에도 마부의 조각상이 하나 있다.
그림 2-98 1869 이중 단일 마력 고속도로 증기 엔진
그림 2-99: Siplatte 증기 사륜마차 1885, 칼 벤츠는 그림 2- 100 과 같은 자동차를 발명했습니다. 실제로는 내연 기관에 의해 구동되는 삼륜차입니다. 엔진이 자동차 꼬리의 좌석 아래에 설치되어 있습니다. 1886 년에 고틀리브 다임러는 2 륜 마차의 변종처럼 보이는 4 륜 차를 만들었다. 그러나, 그것들은 최초의' 무마차' 가 아니다. 왜냐하면 증기 동력차가 이미 한동안 존재해 왔기 때문이다.
19 세기에 기계 제조업의 거대한 기술 진보는 부품의 교환성을 발전시키고 생산의 경제성을 높여 기계 공업을 대규모 생산 단계로 진입시키는 것이다. 전쟁의 발발과 지속은 총기와 기타 무기의 발전과 생산을 가속화했다. 그림 2- 10 1 은 19 16 년 동안 설계된 영국 탱크입니다. 유럽의 전쟁, 영미전쟁, 미묵전쟁, 제 1 차 세계대전 등. 이어 무기 액세서리에 대한 수요가 교환성의 발명으로 이어졌다. 양호한 교환성은 고정밀 양구와 가공 공구로 보장되어야 하며, 기계와 양구의 발명 혁신이 빠르게 진행되고 있다.
그림 2- 100 벤츠가 발명한 자동차 서방 국가의 기계 발명 역사는 주로 르네상스 이후의 산업 혁명 시기에 집중되어 있으며, 역사는 짧지만 빠르게 발전하여 현대 공업의 기초를 다졌다. 요약하자면, 그 빠른 발전의 원인 중 하나는 기술에 대한 중시이다. 그 시기에는 그림 2- 102, 그림 2- 103, 그림 2- 104 와 같은 유명한 실험실과 대학이 많이 세워졌다.
그림 2-1011965438+2006 년 설계된 영국 탱크
그림 2- 102 20 세기 초 공장
그림 2- 베를린 지멘스 연구실 및 Halske 디자인 스튜디오 103 19 10 전후.
그림 2- 104 19 12 Krupp 연구소가 중국 역사의 발명과 서방 국가의 발명을 비교한 것을 보면 14 세기 이전에 그러나 14 세기 이후 서방 열강보다 뒤쳐졌다. 그러나 우리는 고대 중국 국민들이 세계 과학기술 발전에 기여한 공헌을 자랑스럽게 여겨야 하며, 날로 강해지는 중국은 앞으로 세계 발전에 더 큰 공헌을 할 것이다.