大多數(shù)材料都有不同程度的彈性,如果將其彎曲,便會(huì)以很大的力量恢復(fù)其原形。在人類歷史上,一定很早就注意到樹(shù)苗和幼樹(shù)的樹(shù)枝有很大的撓性,因?yàn)樵S多原始文化利用這一特性,在特制的門(mén)后或籠子后楔上一根棍,或者用活結(jié)套在一根桿上向下拉;一旦松開(kāi)張力,這根棍或桿就會(huì)往回彈。他們就用這種辦法來(lái)捕捉飛禽走獸。實(shí)際上,弓就是按這種方式利用幼樹(shù)彈性的彈簧;先向后拉弓,然后撒手,讓其回彈。中世紀(jì)時(shí),這種想法開(kāi)始出現(xiàn)在機(jī)械上,如紡織機(jī)、車(chē)床、鉆機(jī)、磨面機(jī)和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程,將工作機(jī)械往下拉,這時(shí)用繩索固定在機(jī)械上的一根桿彈回,產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
彈性材料的抗扭性不壓于它的抗撓性。希臘帝國(guó)時(shí)期 (大概是公元前4世紀(jì))發(fā)明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧,用以代替簡(jiǎn)單的彈簧來(lái)加強(qiáng)石弩和拋石機(jī)的威力。這時(shí)人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到,金屬比木頭、角質(zhì)或任何這類有機(jī)物質(zhì)的彈性更大。菲洛(其寫(xiě)作年代約為公元前200年)把它作為一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)來(lái)進(jìn)行介紹。他估計(jì)讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性,引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性,他們進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。結(jié)果他的師傅克特西比發(fā)明了拋石機(jī),拋石機(jī)的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實(shí)際上是最早的片簧;菲洛本人又進(jìn)一步改進(jìn)了這些拋石機(jī)。富有創(chuàng)造性的克特西比在發(fā)明這種拋石機(jī)后,又想出了另一種拋石機(jī)—一它利用汽缸內(nèi)空氣在受壓的情況下產(chǎn)生的彈性工作。
在很久以后人們才想到:如果壓縮一根螺旋桿,而不是彎曲一根直桿,那么金屬?gòu)椈蓛?chǔ)存的能量就會(huì)更大。據(jù)伯魯涅列斯基的小傳記載,他制作過(guò)一口鬧鐘,其中使用了若干代彈簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀(jì)末葉的一本機(jī)械手冊(cè)中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧也用于現(xiàn)代的捕鼠器。帶圈簧 (水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧)的鐘表,在1460年左右肯定已開(kāi)始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大約又過(guò)了1個(gè)世紀(jì),帶彈簧的鐘表才成為中產(chǎn)階級(jí)人士的標(biāo)志。
控制流動(dòng)方向的閥門(mén)
由于閥門(mén)只讓水或其他流體(如空氣)沿一個(gè)方向流動(dòng),幾乎可以肯定地說(shuō),它最先是作為需要這種運(yùn)動(dòng)的早期工具——風(fēng)箱的一個(gè)部件出現(xiàn)的。阿格里科拉在研究文藝復(fù)興時(shí)期的冶金學(xué)的文章中說(shuō),鍛鐵爐風(fēng)箱有一個(gè)比風(fēng)眼稍長(zhǎng)和稍寬的薄板,“薄板上覆蓋著山羊皮,是用皮帶捆在板上的,毛邊一側(cè)沖地面”。放置的方式是:當(dāng)風(fēng)箱鼓起來(lái)時(shí),薄板打開(kāi);當(dāng)風(fēng)箱收縮時(shí),薄板關(guān)閉!卑觊y肯定遠(yuǎn)比阿格里科拉的時(shí)代為早,同楔形板風(fēng)箱一樣古老。但它問(wèn)世的具體年代卻很難確定,因?yàn)榘觊y這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)自古老的皮袋型風(fēng)箱(在這種風(fēng)箱中,操作的人可以用腳或手將風(fēng)眼堵住)。顯然,最早的模型大約是希臘王朝時(shí)代的青銅燈,但在羅馬后期的詩(shī)人奧素尼烏斯之前還沒(méi)有人提到過(guò)青銅燈的閥門(mén)。奧索尼烏斯把陸上快咽氣的魚(yú)的鰓。比作在掬木腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)孔眼交替進(jìn)風(fēng)和擋風(fēng)的羊毛閥。
可以說(shuō),機(jī)械上使用閥門(mén)的歷史起始于克特西比的壓力泵。維脫勞維斯和赫羅對(duì)壓力泵作了詳細(xì)的說(shuō)明,他們說(shuō):“靈巧地安在管道口內(nèi)的環(huán)形薄片,不會(huì)讓壓入容器的東西再往回跑!笨磥(lái)克特西比壓力泵的原始瓣閥呈長(zhǎng)筒形,那時(shí)已用來(lái)搞屋頂通風(fēng)。后來(lái)改用矩形閥,但名稱仍保持不變。已經(jīng)修復(fù)了幾臺(tái)羅馬壓力泵,其閥門(mén)已嚴(yán)重腐蝕,但還是可以辨認(rèn)出來(lái)。赫倫在講到用雙氣缸壓力泵作滅火器時(shí),還介紹了一種原始的跳動(dòng)活門(mén),一些在三根彎柱上滑上滑下的小圓盤(pán)?颂匚鞅鹊乃C(jī)件有用來(lái)控制空氣進(jìn)入管道的滑閥。除此以外,在文藝復(fù)興時(shí)期前,所有的泵和風(fēng)箱閥都是瓣閥(或鉸形閥)。
彈簧展-2015第十六屆廣州國(guó)際彈簧工業(yè)展覽會(huì)-全球最大彈簧展會(huì)-巨浪展覽-The 16th China(Guangzhou)Int’l
Spring Industry Exhibition
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