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在1750~1900年这一近代历史时期内,机械工程在世界范围内出现了飞速的发展,并获得了广泛的应用。
1847年,在英国伯明翰成立了机械工程师学会,机械工程作为工程技术的一个分支得到了正式的承认。后来在世界其他国家也陆续成立了机械工程的行业组织。
在这一历史时期,发生了引起世界巨大变革的工业革命。工业革命首先在英国掀起,后来逐步波及其他各国,前后延续了一个多世纪。工业革命是从出现机器和使用机器开始的。在工业革命中最主要的变革是:用生产能力大和产品质量高的大机器,取代了手工工具和简陋机械;用蒸汽机和内燃机等无生命动力,取代了人和牲畜的肌肉动力;用大型的集中的工厂生产系统,取代了分散的手工业作坊。在这期间,动力机械、生产机械和机械工程理论都获得了飞跃性的发展。
机械工程的发展在工业革命的进程中起着重要的主干作用。如18世纪中叶以后,英国纺织机械的出现和使用,使纺纱和织布的生产技术迅速提高;蒸汽机的出现和推广使用,不仅促进了当时煤产量的迅速增长,并且使炼铁炉鼓风机有了机器动力,而使铁产量成倍增长,煤和铁的生产发展又推动各行各业的发展;蒸汽机用于交通运输,出现了蒸汽机车、铁道、蒸汽轮船等,又促进了煤、铁工业和其他工业的发展;汽轮机、内燃机和各种机床相继出现。
纺织机械 18世纪中叶,欧洲纺织机械首先在英国出现。1764年,纺织工人哈格里夫斯设计了一台将八个纱锭竖排起来,由一个轮子带动的纺纱机。他用几根棒条或夹子代替人的手指来牵引和握持纱线,使纺纱的生产速度提高八倍。这台机器仍是用人力转动的,并以他妻子的名字命名为珍妮纺纱机。
1771年出现了水力纺纱机;1779年,克朗普顿在上述两种纺纱机的基础上制造出一台称为“绥尔”的纺纱机,用它纺出比手工纺的更结实更精细的纱线,而且速度更快;1785年卡特赖特又发明了简单的自动织布机。
随着纺纱和织布的生产速度的提高,需要更多的原料,于是,1793年美国惠特尼发明了轧棉机。轧棉机的发明既促进了英国纺纱工业的继续发展,又推动了美国棉花种植业的扩大。
动力机械包括蒸汽机、内燃机、汽轮机和水轮机等。动力机械技术的突破,促进了各技术 领域的突飞猛进。
早在17世纪,就有人作过利用蒸汽提高水位的尝试,例如英国的萨弗里曾于1698年制成一台能从矿井中抽水的蒸汽水泵,被称为“矿工之友”。
第一台有实用意义的蒸汽动力装置是英国的纽科门于1705年制成的大气式蒸汽机,又称纽科门蒸汽机,曾在英国的煤矿和金属矿中使用。纽科门蒸汽机的蒸汽汽缸和抽水缸是分开的,蒸汽通入汽缸后在内部喷水使它冷凝,造成汽缸内部真空,汽缸外的大气压力推动活塞作功,再通过杠杆、链条等机构带动水泵活塞。
18世纪中叶,瓦特在前人科学研究和实验的基础上,对蒸汽机作了重大的改进,创造出更好更实用的蒸汽机,对在英国发生的工业革命起了关键性的和主导的作用。瓦特于1764年开始对蒸汽机的研究和改进。他发现纽科门蒸汽机的汽缸冷却消耗很多 蒸汽,在布莱克教授的潜热和比热理论的启发下他找出蒸汽机效率低下的原因。于是,他把蒸汽的冷凝过程安排在与汽缸分开的冷凝器中进行。
1765年,他制做了一台试验性的有分离凝汽器的小型蒸汽机,肯定了分离凝汽器的优越性,并于1769年取得了标名为“在火力机中减少蒸汽和燃料消耗的新方法”的专利;1776年,瓦特与博尔顿合作制造的两台蒸汽机开始运转;17 [1] [2] [3] 下一页
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