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達·芬奇發明的一種錐形跳動舌門,無疑是拉梅利的機械發明手冊
(1588)中所畫的那些舌門的來源。跟拉梅利同時代的阿勒奧蒂,在自動木偶戲中采用了一種蝴蝶閥來控制管道內的水流。但是,從赫倫的時代直到發明蒸汽機,這些跳動舌門沒有一種得到廣泛應用,各種閥門也沒有什么變化。蒸汽機(需要對流入和流出順序進行更精確的控制)導致了跟發動機的運轉有關的精密閥門的出現,這些閥門包括紐科門設計的釋放積蓄在氣缸中的空氣的“噴氣閥”、默多克的滑閥(1799)和使雙動發動機的活塞保持平衡的平衡閥。
蒸汽機上的曲軸
9世紀的一首贊美詩曾講到西方用曲柄跟曲柄銷和曲柄臂連成一體來轉動磨石的事。此后500年內,曲軸只偶爾見于圖例。在公元1400年之后不久,至少在低地國家的帶旋轉升降機、罐籠,甚至測試儀表等插圖的手稿中似乎都突然出現了曲軸。組合曲軸在同一時代問世,最初為拉桿式,是一種簡單的手持工具。但是,在拉桿曲軸首次出現后幾年內,有人就想到轉動拉桿的曲柄臂可以用連桿代替,在手磨機中,連桿僅僅是人的手臂的延伸,但是,連接機構可以反向運動,通過旋轉曲柄驅動連桿來操縱一臺泵,如同公元1431年的一部手稿中所描繪的那樣。于是,曲軸誕生了。15世紀和16世紀普遍采用曲柄來驅動風箱和大型鋸機,它們是要求雙向控制的僅有的兩種機器。雖然偶爾也在泵中采用曲軸,但已經設計出雙拐甚至四拐曲軸,并且很可能已經到處安裝使用。然而,在很長時間內,人們并不真正歡迎曲軸,因為只要重型機器都是木制的,曲軸就不易制成整體,就會使連接處受到很大的應力。
不管怎樣,在鑄鐵時代以前,曲軸并未獲得應有的信譽。公元1780年,瓦特發覺自己受到一項專利的限制,不能利用曲軸將他的蒸汽機的往復運動轉變為旋轉運動——舊式運動路線的倒轉。雖然他很氣憤,但卻從中受到了啟發,設計出了達到同一目的的恒星與行星齒輪。但是隨著專利的過時,曲軸變成了進行這種作業的標準設備。如果使用兩個或多個汽缸,或必須從兩側提供動力(例如向汽船的槳輪上提供動力),那么,曲軸就是一個解決辦法。在爾后的蒸汽時代,曲軸被用在20世紀所有的活塞發動機上,無論哪一種燃料都可以驅動。
螺釘和改錐的來歷
木螺絲 (在美國有時稱為螺釘)是比較近代的東西。但是,在16世紀,軍械工人和軍械士已經使用一種帶凸片的小型工具——最初的“螺絲起子”——來調節他們的步槍機構了。步槍機構用鐵釘釘在槍托上。有人發現,在鐵釘上加螺紋,會固定得更牢。像所有其他鐵釘一樣,它們都是被敲進去的,取出來很困難。唯一的解決辦法,是在將鐵釘敲入之前,在其頭部切出溝槽。這樣,利用“螺絲起子”就可以將它們取出。于是,螺絲起子就成了最早的螺絲鉗子或擰松器。費利比安的1676年的改錐就是這種類型。
由于螺釘是用手工制造的,造價自然昂貴,只用在特殊的工件上。然而,到18世紀末,一些不知名的天才(可能是在英國伯明翰)發現了一種更好的制造方法,不過仍然是用機器制造平端螺釘。這使得螺釘的造價低廉,能普遍地用于固定鉸鏈、門、家具等。但是,細紋螺釘的作用由于敲擊而減低,需要用有較長凸片的工具將其擰進去。大約在公元1780年,倫敦裝配工具的制造廠商引進了有較長凸片的改錐,這種改錐的商標至今還稱為“倫敦牌”。大約在公元1840年,內特爾福德改進了木螺釘,將其制成帶尖的。改錐從此一直向前發展。
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