Polea patentada
El estampado de monedas supuso un gran logro en el procesamiento de metales durante este período y fue el germen de la moderna tecnología de producción en masa. Pero con la caída del Imperio Romano, la tecnología se perdió durante cientos de años. Alrededor del siglo I a.C., los antiguos griegos fabricaban molinos de piedra basados en molinos manuales. Este es un progreso mecánico y mecánico. Casi al mismo tiempo, la antigua Roma también desarrolló molinos tirados por burros y molinos similares de ruedas de piedra.
La primera aplicación de trenes de engranajes en Europa se instaló en el odómetro de un carro para registrar el kilometraje. La aplicación del principio de palanca en maquinaria se ha vuelto más común en este momento, como poleas, poleas compuestas, etc., que se utilizan para levantar objetos pesados en los edificios. También se mejoraron los carruajes y carros. Desarrollo de maquinaria de fluidos y maquinaria eléctrica: en primer lugar, se ha ampliado el ámbito de aplicación de las herramientas de elevación de agua con cáscara de naranja y las ruedas hidráulicas de cangilones de nueva creación, que incluyen rodillos y molinos de agua nórdicos; El primero se utilizaba principalmente para el abastecimiento de agua de las ciudades romanas, girando el tornillo para elevar el agua de los lugares bajos a los altos. Este último se utiliza para moler grano y depende del flujo de agua para empujar un impulsor cuadrado para que gire, con menos de medio caballo de fuerza. El más poderoso es el molino de agua de Vitruvio. La rueda hidráulica es impulsada por el flujo de agua descendente y la velocidad de la rueda hidráulica se puede ajustar seleccionando adecuadamente el número de dientes de los engranajes grandes y pequeños. Su potencia rondaba los 3 caballos, que luego se incrementó a 50 caballos, lo que lo convirtió en el motor más potente de la época. Durante este período también se desarrollaron bombas de presión y bombas de succión compuestas por pistones y cilindros. Las bombas de presión Philo se utilizaron por primera vez para extinguir incendios. Posteriormente surgieron bombas de agua y bombas de presión para sacar agua de los pozos, así como las bombas de émbolo de doble cañón utilizadas por los romanos para apagar incendios. Las máquinas térmicas en esta época aparecían principalmente como juguetes de los eruditos y filósofos griegos. La bola de vapor (también llamada Rueda del Dios del Viento) de Hero en el siglo I es un ejemplo de un vaporizador con agua en la parte inferior de la bola de vapor. La bola de vapor está conectada a la bola hueca a través de un ramal. La bola tiene dos boquillas tangenciales en direcciones opuestas. Cuando el fuego arde debajo de la olla y el agua en la bola hierve y se convierte en vapor, si el empuje de la fuerza de reacción del chorro generado es lo suficientemente grande, empujará la bola a girar continuamente. La bola de vapor es mundialmente famosa por ser el primer dispositivo que convierte la presión del vapor en energía mecánica. Probablemente fue el primer dispositivo en aplicar el principio de reacción del chorro.
El período del 400 al 1750 en Europa pertenece a la Edad Media, el período anterior al 1000 es la Alta Edad Media y el período del 1000 al 1500 es la Baja Edad Media. Los próximos 250 años serán la Revolución Industrial. El primer período duró unos 600 años. Debido a la depresión de la cultura clásica en la antigua Grecia y Roma, el desarrollo de la tecnología mecánica estuvo estancado durante mucho tiempo. Posteriormente, con el desarrollo de la agricultura y la artesanía, países como Italia, Francia y el Reino Unido establecieron universidades una tras otra para desarrollar las ciencias naturales y las humanidades y cultivar talentos. Al mismo tiempo, absorbieron la ciencia y la tecnología avanzadas de los imperios chino, árabe e islámico de la época, y la tecnología mecánica comenzó a recuperarse y desarrollarse. Europa occidental comenzó a fundir arrabio a partir del carbón y a crear grandes piezas fundidas. Con el desarrollo de las turbinas hidráulicas, hubo suficiente potencia para accionar grandes fuelles de cuero para obtener temperaturas de fusión más altas. Los talleres para fundir cañones y relojes también aumentaron gradualmente, y el peso de las piezas fundidas aumentó gradualmente. En la agricultura, durante la época romana, se utilizaba un arado con una vertedera cóncava curva en lugar del arado partido y afilado. De esta época también hubo taladros manuales, cuya estructura muestra que el principio del mecanismo de manivela se utilizaba en la maquinaria. Entre la maquinaria de procesamiento se encuentra un gran torno de ruedas. En el siglo XII y la segunda mitad del XIII aparecieron los relojes primitivos y los de volante con escapes de cuerda. El reloj de volante fue el primer reloj mecánico práctico, equipado con manecillas de hora y segundero, lo que indica que el sistema de engranajes del reloj se desarrolló aún más y se utilizó ampliamente en los hogares europeos en el siglo XV.
Los relojes se fabricaban hace 1.500 años. Las mejoras importantes fueron el uso de resortes helicoidales en lugar de pesas para generar electricidad y la adición de un mecanismo de trinquete. El éxito de los relojes mecánicos no fue sólo una necesidad para la civilización moderna, sino que también impulsó la tecnología de fabricación de piezas de precisión. Posteriormente, los relojes mecánicos y los relojes de pulsera se mejoraron ampliamente, por ejemplo, los relojes de péndulo simples reemplazaron a los relojes de péndulo originales. En 1676, Gran Bretaña fabricó dos relojes de precisión con diferentes longitudes de péndulo para el Observatorio de Greenwich. El reloj de bolsillo utiliza una pieza bimetálica para solucionar el problema de compensación de temperatura del volante. En cuanto a la maquinaria de fluidos, existen turbinas hidráulicas de carrera descendente o ascendente (molinos de agua), así como molinos de viento y turbinas. Las turbinas horizontales de tiro descendente fueron mejoradas a partir de los primeros molinos de agua y se utilizaron para impulsar la minería, la trituración y la fundición en los siglos XII y XIII. Esta turbina fue mejorada y desarrollada hasta convertirse en una gran turbina ascendente en el siglo XIV, utilizada para levantar minerales. Durante este período, Europa occidental logró grandes avances en la utilización de la energía hidráulica y el número de talleres de turbinas aumentó rápidamente. Entre 1500 y 1750 la tecnología mecánica se desarrolló muy rápidamente. El progreso en materiales se refleja principalmente en el uso de acero, especialmente arrabio, en lugar de madera para fabricar máquinas, instrumentos y herramientas. Al mismo tiempo, para resolver el problema del transporte en la minería, Gran Bretaña desarrolló vagones tirados por caballos alrededor de 1770.
Primero se utilizaron barandillas de madera, pero luego fueron sustituidas por barandillas. Durante este período, también se lograron muchos logros en las máquinas herramienta: máquinas laminadoras hidráulicas y varios tipos de máquinas herramienta, como máquinas cortadoras de engranajes, tornos roscadores, pequeñas rectificadoras de ruedas de pedal y máquinas pulidoras para rectificar lentes de instrumentos ópticos.
Durante este período también se desarrollaron las bombas de agua, utilizadas principalmente para resolver los problemas de drenaje de minas y suministro de agua urbana en ese momento, incluidas las bombas de drenaje de minas, bombas de avance (1588) y bombas centrífugas (1689). . En esta época, Italia inventó el compresor de aire hidráulico (comúnmente conocido como fuelle). Se puede utilizar como soplador para la fabricación de acero, reemplazando al antiguo tigre de cuero. 1759 Aparecen de nuevo los grandes sopladores. La maquinaria impulsada por el viento, como los molinos de viento, se ha generalizado y su número ha aumentado. Sólo en el Reino Unido hay miles de ellos, que se utilizan para moler, bombear agua y serrar madera. En términos de maquinaria eléctrica, la bomba de vapor para minería fabricada por el británico T. savery en 1698 se llamó "la amiga del minero" y fue pionera en el uso del vapor para realizar trabajo. En 1705, el británico T. Newcomen inventó la máquina de vapor atmosférica. Aunque no fue perfecta, fue la primera máquina de vapor que funcionó de manera relativamente confiable. Se usaba principalmente para levantar agua y tenía una potencia de 6 caballos de fuerza. Este tipo de máquina de vapor fue popular en Europa antes de 1750 y luego se extendió a los Estados Unidos. Durante este período nació la ciencia de la ingeniería en Europa. Muchos científicos, como Newton, Galileo, Leibniz, Boyle y Hooke, sentaron diversas bases teóricas para esta nueva ciencia. Para fomentar la invención, Italia e Inglaterra establecieron agencias de patentes en 1474 y 1561 respectivamente. 65438+En la década de 1960 se crearon sociedades científicas, como la Royal Society. Gran Bretaña comenzó a publicar informes científicos en 1665. Francia estableció la Academia Francesa de Ciencias casi al mismo tiempo. Rusia y Alemania también establecieron la Academia de Ciencias de Rusia y la Academia de Ciencias de Berlín en 1725 y 1770 respectivamente. Estas instituciones académicas rompieron las cadenas de la iglesia de la época, discutieron libremente, intercambiaron opiniones académicas y resultados experimentales, promoviendo así el desarrollo de la ciencia, la tecnología y la ingeniería mecánica.