一台扁平线圈绕线车诞生的回忆-周立伟院士

2011年3月，上海图书馆给我查到了1952年6月18日的劳动报，上面报道了我在上海公私合营华通电机厂技术革新时创造扁平线圈绕线车提高了工效7.5倍的消息。看到59年前劳动报的报道，我不禁感慨万分。现将我在华通电机厂电表车间时研制扁平线圈绕线车的情况回忆如下。

   1951年7月，我19岁，由国立上海高级机械职业学校（现上海理工大学）中专毕业，被分配到公私合营上海华通电机厂。解放初的上海，华通电机厂有技术员80余人，其中有好几名一级工程师，实力是相当强的，算是上海的一个大厂呢！我到工厂后，先被安排在各个车间进行实习，了解工厂生产的各个环节，学到了不少东西；后被分配到技术科，主要是当下手，帮工程师和技术员描图绘图。3个月的实习下来，我发现工厂有学问的人和技术高手很多，自己的能力和知识差得太远了，我决心向工人师傅和技术员好好学习。当时，我是什么重活、累活都干，星期天也乐意到厂里加班。我感到工作给我带来知识和能力，也带来快乐，使生活过的很充实。我记得被分派去搞发电机和电动机的sketch（测绘），也就是把电机的实物零件一一测绘下来，标上尺寸，制成图册。这工作既苦又累，有时要趴在地上测量，特别是电机的外壳，形状复杂，很难测绘和制图。但是，经过这样的锻炼，我的测绘和制图能力有很大的提高。那时，我曾协助萧心副厂长画出了小马力电动机的全套图纸，包括装配图和零件图。后来，小马力电动机生产出来了，我很高兴。
   我不久被调到电表车间当技术员，协助车间主任王传燮师傅管理整个车间。电表车间约有200个工人，就我们两个人管理，工作很杂，有技术上的事，也有管理上扯皮的事，一天忙到晚。好在我的背后有靠山—传燮师傅，他是技术高手，经验十分丰富，威望很高。我不懂的或不会的就问他。现在回忆起来，解放初的上海，技术员和工人之间的关系很和谐，工厂管理上层非常愿意调动职工们的积极性，鼓励上上下下搞技术革新，提合理化建议等。工厂有一套奖励办法和制度，并有一个委员会专门审议。因之，厂里技术革新和合理化建议的活动热火朝天。
   我进厂后，和张维良、陈启刚、丁银云以及顾美珍、何麟丽等技术员经常在一起，十分要好。他们都是大学毕业生，知识和能力比我强多了。他们视我为小弟弟，都唤我“小弯”（上海话，即小孩，因我长得瘦小，像个孩子），我把他们看作哥哥和姐姐。和他们相处，工作学习，聊天游玩，非常快乐，学到不少东西。他们为人真诚友好，知识面广，业务能力强，是我学习的榜样。当时我常想，什么时候我有他们的知识和能力就好了。给我印象特别深刻的是，张维良兄对创造发明（那时我们叫技术革新，还没有创新的名词）非常投入，思想十分活跃。他那时在研制一种粘信封、贴邮票半自动的机器，我把它叫做“浆糊机”，信封或邮票一放到机器上，便一边向前滚动，一边粘上浆糊，不用手抹浆糊了。师哥和师姐们对业务多么钻研，带动了我，我也很想搞点技术革新试试。
   我所管理的电表车间有一绕线组，专门制作各种电表上的线圈，其中绝大部分是旋转对称的圆柱线圈，可用绕线机绕。那时的绕圆柱线圈并没有全自动化，还是要靠人工摇动绕线机的手轮绕线的，但毕竟劳动强度不大，效率也比较高。可是，还有一些是扁平的单层线圈，用在110伏电压表的电阻片上，没法用绕线机绕，工人们便用手慢慢一圈一圈绕。因为没有机器辅助，全靠手工，效率很低，15分钟才能绕一只。绕线组每天要5个人绕，才能供得上装配组的需要。更主要的是，因为要求漆包线排得紧密均匀，工人必须时刻观察所排的漆包线的密集度，一刻也不能放松，劳动强度大，视力也受到很大的伤害。我当时想，能否制作一个绕扁平线圈的绕线车，不仅提高效率，主要是使眼睛免受伤害。
   当时，车间主任传燮师傅告诉我，在现有的绕线车上进行扁平线圈绕线的尝试都失败了，因为无法使很细的漆包线一根一根紧密排列在一起。我在思考这个问题时，突然想到，为什么不用螺杆进动的原理呢？因为，转动螺杆使联接在螺杆上的物体前进或后退的运动，是机构学中最简单的原理。我想，完全可以利用螺杆螺旋的进动来排线。这就是说，利用螺杆的转动，把漆包线靠在螺杆的螺纹的牙上，螺杆转动时漆包线就随之进动，线就紧密排列起来了。至于漆包线排列均匀紧密的问题只要选择适当的螺距和螺杆转动的速度就可以了。
   我相信利用螺杆进动排线的原理是可行的。这个创意得到了吴履梯先生、陈康德工程师和传燮师傅的支持，他们鼓励我进行试验。于是，我便尝试画扁平线圈绕线车的总装图。首先要解决装夹扁平线圈电阻片夹具的问题。我想，夹具内一定要装弹簧片，使扁平线圈电阻片既转动平稳，装得牢固，卸得容易。总的说来，装卸扁平线圈电阻片夹具的设计和制作并不十分困难。难的是什么样的螺杆能使靠在上面的漆包线进动，排列紧密。设计完毕后，因为这不是厂里计划内的任务，我便到各个车间找材料，请工人师傅帮忙给我额外加工。工人师傅听说我要搞扁平线圈绕线车，都伸出援助之手，帮我找材料、加工等。我先请师傅给我车了一根钢螺杆，后来发现钢的螺杆对漆包线有磨损，于是我选择一些较硬的木料请师傅车了几根不同螺距的螺杆来做试验。等到零件制作加工完成后，我便把绕线车的架子在底座上搭好，两端装上装卸夹具，并把螺杆与手轮以及齿轮等联上。我请绕线组组长乐生章师傅和我一起做试验。真想不到第一次作试验，就基本上成功了，说明我提出的原理和构想是可行的，我和车间的工人们都非常高兴。后来，根据提出的意见对扁平线圈绕线车进行了改进，又做了两次试验，都非常顺利。这样，我研制的扁平线圈绕线车很快就定型了，并推广到生产线上。试验表明，用新的绕线车绕一个扁平线圈，时间只需2分钟，这就是说，生产效率提高了7.5倍。原先要5个人绕线，现在只要1个人就足够了，而且质量比手工要好。因为机器排线整齐美观，而手工排线，有时紧时密不均匀的问题。1952年6、7月间，上海《劳动报》为此专门作了两次报道，报道我创造了扁平线圈绕线车的经过，工效提高了7.5倍，当时我不到20岁。
   这一技术革新大大拉近了我与工人之间的距离，提高了我在车间里的声誉，得到了厂领导的表扬。我后来在评定技术等级时连跳了3级，由二级助理技术员直接升到四级技术员。
当时，师哥、师姐们也对我大加称赞，说“小弯”良心好，当看到工人们手工绕扁平线圈时的辛苦和对眼睛的伤害，有同情和怜悯之心，才有这一技术上的革新。如果一个人心眼不好，无恻隐之心，或者认为事不关己，高高挂起，熟视无睹，听之任之，也就没有这样的创造了。当然，光是心眼好，而不在技术上努力，思考解决问题的途径，并亲身实践之，也是没有用的。
我现在和学生们讨论科技创新的问题时，经常讲，对科技创新，提出问题和找切入点是最重要的。首先，要提出“问题”，看到有无疑难的“问题”需要解决：车间内扁平线圈的绕制已经成为一个瓶颈问题，无论质量和数量都赶不上装配组的进度和需要。而且，手工绕线对工人的眼睛伤害很大。心中装有疑难的问题，思考解决的途径，这便是创新的动力或者是创新的出发点。
   有了疑难的问题，但解决这个问题从什么地方切入呢？需要深入思考。既然普通绕线车解决不了扁平线圈排线的问题，出现制作一个既提高工效、又保护眼睛的绕扁平线圈的绕线车的念头是很自然的。但突破口在什么地方呢？采用螺杆进动的创意来排线就是切入点和突破口，就是解决问题的关键。
   当扁平线圈绕线车成功后，大家都觉得采用螺杆排线的创意很巧妙，构思很聪明，所研制的扁平线圈绕线车简单实用。众口称赞螺杆进动的创意，认为这是解决这个问题最好的方案。在扁平线圈绕线车没有出来之前，人们一筹莫展，不知如何是好；等研制出来后一看，仅用一根螺杆便解决了手工排线的问题，没有什么神奇之地方啊！如此简单的原理和机械结构，那有什么稀奇啊！
   是的，一点也不稀奇。众多的技术创新或发明专利都是这样。
   后来我读科学方法的书，才知道，我在这里实际采用了一种称为“简单类比”的方法。当螺母套在螺杆上，若转动螺杆，螺母便会左右移动，这是机构学中最简单的原理。当然，漆包线搁在螺母或者螺杆的齿上，转动螺杆，漆包线也可左右前进了。实际，我在工厂每天见到的车床，利用螺杆的进动，车刀切削零件，这是在做减法；同样，扁平线圈绕线车，也是利用螺杆的进动，将漆包线绕到线圈支架上，这是在做加法。这是一种最简单的类比，原理的一样的，只不过用在不同的地方，一拆穿，大家都明白了，原来是这样简单。创新，就是别人想不到的地方或者没有想到的地方，也许是最普通的地方，但你想到了，你提出来了，你实现了，因而你成功了。因此，创新并不神秘，也不一定复杂，有时就这么简单，关键在于是否专注和锲而不舍的努力。[JF:Page]
   扁平线圈绕线车诞生的例子说明，创新钟情有心的人，谁热烈追求，谁就可能成功。而那时的我，并没有高深的知识和学问，只有中专学历。由此可见，创新不论年龄大小，学问高下。创新，绝不是高学历的人、学问高深的人的专利品，只有他们才有创新的资格，才能做出创新的成果。实际，我们每个人都可以在自己的岗位上在现有文化程度的基础上发挥聪明才智，坚持不懈地探索，把想做的事情坚持做下去，就有可能有所发现，有所创造。当然，知识丰富、学问高深的人，思考的问题更深入，创新的成果会更大些，许多原创性的成果和科学成就都出自具有丰富知识的科学家和工程师之手。因此，想要创新的人，还是要多学习，使自己学问更多些，能力更强些，办法更多些。
   我认为，无论哪一类层次的创新，作为个人，在创造时，都需要知识、智慧和能力，更需要勇于进取的科学精神。回想一下扁平线圈绕线车诞生的过程，虽然这是一项极为普通的技术创新，但还是包含了创新所需要的诸要素：我在国立上海高机学的机构学关于螺杆的基本“知识”是基础，由此联想思考出螺杆使漆包线进动的创意并将它应用于实践是“智慧”，设计和制作扁平线圈绕线车便需要“能力”，锲而不舍努力实践之是“科学精神”。知识-智慧-能力-科学精神，这就是创新必须具备的四个基本要素，四者有机结合在一起，创新诞生了。
这当然是现在的认识，我当时并没有想很多。有人问我，你是怎么想出来的。我的确不知道怎么想出来的，反正我一直在考虑绕线车的问题，一下子就想到螺杆进动的方案了。现在回想起来，那时我朝思暮想解决绕线排列紧密均匀的问题，在潜意识中很可能有每天见到车床切削物件的影子，受到了它的启发，提出了螺杆进动的创意。至于绕线车的设计方案，这是很具体的问题。我现在清楚记得，在我的脑海中浮现了我所想象的扁平线圈绕线车的结构：绕线车底座的左右有两个支架，支架间装有夹具，架上所绕的扁平线圈架；扁平线圈架底下有一根螺杆。螺杆的右端装有齿轮，它与要转动的扁平线圈的齿轮相联结，该齿轮与手轮相连。这样，摇动手轮，通过齿轮使漆包线随着扁平线圈架转动而进动；等等。我就是按脑海中的设想进行设计绘图的，把我学到的浅薄知识都用上了，努力实践，终于把想象的扁平线圈绕线车制作出来了，梦想成真了。
   这是我在青年时代在科技道路上的第一次尝试，也是我终身难忘的一段经历。我很庆幸在工厂的两年学到了令我终身受益的东西，使我在以后科学的道路上越走越宽广。

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