Historia del desarrollo mundial de maquinaria
La historia del desarrollo del procesamiento mecánico también debe considerarse en términos de desarrollo mecánico. ¡Las tres revoluciones industriales son etapas diferentes de la historia! Cuando comenzó la construcción de máquinas, ¡la industria del mecanizado comenzó a crecer! ¡La historia del desarrollo de la industria de la maquinaria es compleja y larga!
La señal de que el ser humano se ha vuelto “moderno” es la fabricación de herramientas. Las diversas hachas de piedra, martillos de piedra y herramientas sencillas y toscas de madera y cuero de la Edad de Piedra fueron los precursores de la maquinaria que apareció posteriormente. Ha pasado por un largo proceso desde la fabricación de herramientas sencillas hasta la fabricación de maquinaria moderna compuesta por múltiples piezas y componentes.
Hace miles de años, el hombre había creado morteros y molinos para descascarar y triturar cereales, mandarinas y molinetes para levantar agua, carros con ruedas, embarcaciones para navegar por los ríos, remos, remos, timones, etc. La energía utilizada ha evolucionado desde la propia fuerza física humana hasta el uso de la energía animal, la energía hidráulica y la energía eólica. Los materiales utilizados van desde piedra natural, madera, tierra y cuero hasta materiales artificiales. El primer material creado por el hombre fue la cerámica. El carro de cerámica utilizado para fabricar vasijas de cerámica era una máquina completa con tres partes: potencia, transmisión y trabajo.
A medida que los humanos pasaron de la Edad de Piedra a la Edad del Bronce y luego a la Edad del Hierro, el desarrollo de sopladores para encender fuegos jugó un papel importante. Sólo con un soplador lo suficientemente potente puede el horno metalúrgico obtener una temperatura lo suficientemente alta como para refinar el metal a partir del mineral. En China, los sopladores para fundir y fundir ya existían entre el 1000 a. C. y el 900 a. C., y gradualmente evolucionaron desde el soplado impulsado por humanos hasta el soplado impulsado por animales y agua.
Antes de los siglos XV y XVI, la ingeniería mecánica se desarrolló lentamente. Sin embargo, a lo largo de miles de años de práctica, se ha acumulado una experiencia y un conocimiento técnico considerables en el desarrollo mecánico, lo que se ha convertido en un potencial importante para el desarrollo posterior de la ingeniería mecánica. Después del siglo XVII, el capitalismo apareció en Gran Bretaña, Francia y los países de Europa occidental, y la producción de mercancías comenzó a convertirse en el tema central de la sociedad.
A finales del siglo XVIII, la aplicación de las máquinas de vapor se extendió desde la minería hasta la industria textil, harinera, metalúrgica y otras industrias. El material principal para fabricar maquinaria pasó gradualmente de la madera a los metales, que eran más resistentes pero difíciles de trabajar a mano. La industria de fabricación de maquinaria comenzó a tomar forma y se convirtió en una industria importante en unas pocas décadas.
A través de la expansión continua de la práctica, la ingeniería mecánica se ha desarrollado gradualmente desde una habilidad descentralizada que dependía principalmente del talento personal y la destreza de los artesanos hasta una tecnología de ingeniería teóricamente guiada, sistemática e independiente. La ingeniería mecánica es el principal factor técnico que contribuyó a la revolución industrial de los siglos XVIII y XIX y a la producción a gran escala de maquinaria capitalista.
La energía es un factor importante en el desarrollo de la producción. A finales del siglo XVII, con la mejora y el desarrollo de diversas maquinarias y la creciente demanda de carbón y minerales metálicos año tras año, la gente sentía que depender de la mano de obra y la fuerza animal no podía elevar la producción a una nueva etapa.
En el Reino Unido, las industrias textil, molinera y otras instalan cada vez más fábricas junto a los ríos, utilizando ruedas hidráulicas para impulsar la maquinaria. Sin embargo, en aquella época, las aguas subterráneas de las minas de carbón, de estaño, de cobre y otras minas sólo podían extraerse y descargarse con una gran cantidad de fuerza animal. Ante tales necesidades de producción, la máquina de vapor atmosférica de Newcomen apareció a principios del siglo XVIII para impulsar bombas de drenaje de minas. Sin embargo, este tipo de máquina de vapor tiene un alto consumo de combustible y básicamente sólo se utiliza en minas de carbón.
En 1765, Watt inventó una máquina de vapor con un condensador independiente, que reducía el consumo de combustible. En 1781, Watt creó una máquina de vapor que proporcionaba potencia de rotación, ampliando el ámbito de aplicación de las máquinas de vapor. La invención y el desarrollo de la máquina de vapor permitieron la utilización de energía mecánica en la minería y la producción industrial, los ferrocarriles y el transporte marítimo. La máquina de vapor era casi la única fuente de energía en el siglo XIX. Sin embargo, la máquina de vapor y su caldera, condensador, sistema de agua de refrigeración, etc., eran grandes, pesadas e incómodas de usar.
A finales del siglo XIX se comenzaron a desarrollar y promocionar los sistemas de suministro de energía y los motores eléctricos. A principios del siglo XX, los motores eléctricos sustituyeron a las máquinas de vapor en la producción industrial y se convirtieron en la fuerza básica para accionar diversas máquinas en funcionamiento. La mecanización de la producción es inseparable de la electrificación, y la electrificación desempeña un papel en la producción a través de la mecanización.
En los primeros tiempos de la central eléctrica, se utilizaban máquinas de vapor como fuerza motriz. A principios del siglo XX aparecieron turbinas de vapor de alta eficiencia, alta velocidad y gran potencia, así como turbinas hidráulicas adaptadas a diversos recursos hídricos, que impulsaron el vigoroso desarrollo del sistema de suministro de energía.
El motor de combustión interna inventado a finales del siglo XIX ha sido mejorado año tras año y se ha convertido en un motor ligero, pequeño, muy eficiente, fácil de operar y que puede arrancar en cualquier momento. Primero se utilizó para impulsar maquinaria de trabajo terrestre sin suministro de energía eléctrica y luego se utilizó en automóviles, maquinaria móvil y barcos. A mediados del siglo XX, se utilizó en locomotoras de ferrocarril.
La máquina de vapor ya no es una máquina de energía importante debido al desplazamiento de la turbina de vapor y del motor de combustión interna. El desarrollo de los motores de combustión interna y las turbinas de gas y los motores a reacción inventados posteriormente es uno de los factores tecnológicos básicos para el desarrollo exitoso de aviones, naves espaciales, etc.
Antes de la revolución industrial, la mayoría de las máquinas eran de madera y eran fabricadas a mano por carpinteros. Los metales (principalmente cobre y hierro) sólo se utilizan para fabricar instrumentos, cerraduras, relojes, bombas y piezas pequeñas para estructuras de madera. El procesamiento de metales depende principalmente de la fina mano de obra del maquinista para lograr la precisión requerida. Con la promoción de las unidades de potencia de las máquinas de vapor y el posterior desarrollo de maquinaria a gran escala como la minería, la metalurgia, los barcos y las locomotoras, cada vez hay más piezas metálicas que requieren conformado y corte, y la precisión requerida también es cada vez mayor. aumentando alto. Los materiales metálicos aplicados han evolucionado desde el cobre y el hierro hasta principalmente el acero.
El procesamiento mecánico incluye forja, forja, trabajo de chapa, soldadura, tratamiento térmico y otras tecnologías y equipos, así como tecnología de procesamiento de corte y máquinas herramienta, herramientas de corte, herramientas de medición, etc., que se han desarrollado. Rápidamente para garantizar el desarrollo y las necesidades de producción de diversas industrias. Suministro de equipos mecánicos.
Con el desarrollo de la economía social, la demanda de productos mecánicos ha aumentado. El aumento de los lotes de producción y el avance de la tecnología de mecanizado de precisión han promovido la formación de una gran cantidad de métodos de producción, como la producción intercambiable de piezas, la división profesional del trabajo y la colaboración, líneas de procesamiento de flujo y líneas de ensamblaje de flujo, etc.
Las piezas intercambiables simples, la división profesional del trabajo y la producción colaborativa ya aparecieron en la antigüedad. En ingeniería mecánica, la intercambiabilidad se demostró por primera vez en los pernos y tuercas producidos por Maudsley en 1797 utilizando su torno de roscar. Al mismo tiempo, el ingeniero estadounidense Whitney utilizó métodos de producción intercambiables para producir mosquetes, demostrando la viabilidad y superioridad de la intercambiabilidad. Este método de producción se fue impulsando paulatinamente en Estados Unidos, formándose el llamado "método de producción americano".
A principios del siglo XX, Ford creó la línea de montaje en la fabricación de automóviles. La tecnología de producción en masa, junto con los métodos de gestión científica fundados por Taylor a finales del siglo XIX, rápidamente permitieron que la eficiencia de producción de automóviles y otros productos mecánicos producidos en masa alcanzara alturas inimaginables en el pasado.
A mediados y finales del siglo XX, las principales características del procesamiento mecánico son: mejorar continuamente la velocidad de procesamiento y la precisión de las máquinas herramienta y reducir la dependencia de las habilidades manuales, mejorar el grado de mecanización y automatización del procesamiento de conformado; , procesamiento de corte y ensamblaje; utilizar máquinas herramienta CNC, centros de mecanizado, tecnología de grupo, etc. para desarrollar sistemas de procesamiento flexibles para aumentar la eficiencia de producción de lotes pequeños y medianos y la producción de variedades múltiples a un nivel cercano a la producción en masa; y mejorar la formación de nuevos materiales metálicos y no metálicos que son difíciles de procesar y tecnología de corte.
A medida que entramos en el siglo XXI, la industria del procesamiento mecánico todavía se está desarrollando y actualizando. Después de la crisis económica de 2008, el centro de la industria manufacturera mundial se ha trasladado a Asia, con China como líder y desempeñará un papel cada vez más importante.