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双手。
李健看在眼里,心中盘算:如果能教会这股水力“看菜下碟”,让它既能重锤轰击,也能巧指拨捻,那么新家峁众多宝贵的人力,便能从重复的体力消耗中解脱出来,去从事更需要智慧与经验的精细劳作。
于是,“传动研究组”应运而生。
韩师傅以其木工之首的威望和对结构的天然理解被推为领衔;
孙铁匠掌管“力”的范畴,一切与强度、锻造相关的难题归他琢磨;
心思活络、对材料敏感的周小福负责“料”,寻找合适的木、铁、绳、胶;
而最出人意料的,是少年李定国的加入——这个在学堂课上展露出惊人天赋的年轻面孔,平时沉静少言,可一旦面对那些齿轮啮合的图谱,眼神便亮得惊人,仿佛那不是机械图,而是蕴含天地至理的阵法兵书,让他沉迷其中,难以自拔。
头一桩事:拆。
拆的是河边那台最老的水力锤。工匠们围着它,像郎中解剖尸体。韩师傅量齿轮齿数,孙铁匠测轴粗,李定国拿沙漏计转速。周小福摸着齿轮上磨平的齿牙,嘀咕:“这得浪费多少劲儿。”
数据记了满满三页纸。夜里,李健在油灯下教他们算:“这叫传动比,齿数多的转得慢;这叫效率,传过去的劲儿总要打折扣。”
孙铁匠盯着算出来的数皱眉:“这么说,水轮机出一百斤的力,到锤头只剩五十斤?那一半哪儿去了?”
“摩擦吃了,振动散了,齿轮咬不紧漏了。”李健说,“所以得改。”
改就从齿轮开始。韩师傅带着木工队,用新打的钢刻刀雕齿轮。齿形从直愣愣的方齿,改成带弧度的“渐开线齿”——那是李健凭着前世记忆画的,像花瓣边缘的曲线。新齿轮咬上时,声音从“咔哒咔哒”变成“嗡嗡”轻吟。
孙铁匠打了铁轴套,套在木轴上。又熬了锅怪味的油——牛油混硫磺,臭是臭,抹上后轴转起来轻快多了。
改完再试,同样一股水,锤头起落快了两成。老胡摸着被锤得更平整的铁坯,喃喃:“这学问……真管用。”
李健又抛出新点子:“能不能用皮带传力?或者铁链?”
韩师傅试了牛皮带,滑;试了麻绳,抻。最后用三股麻绳编成辫子,浸透鱼鳔胶,晾干后硬中带韧。这“绳带”连上水轮和远处的磨盘,居然成了。虽然隔三差五得紧一紧,可毕竟能把力传到十步外。
铁链的尝试则艰难得多。
孙铁匠带着徒弟,光着膀子在炉前忙活了整整三天,打出数百个椭圆形铁环,再一个个铆接起来,做成一条五尺来长的粗重铁链。
然而,当它被满怀期待地套上齿轮尝试传动时,发出的却是“哗啦啦——哐啷哐啷”的巨大噪音,沉重而不灵活,活像拖曳囚犯的冰冷镣铐,不仅效率低下,对齿轮的磨损也异常剧烈。
李健观察后摇了摇头:“链条传动,对链环的强度、铰接的精度要求太高。我们现在的铁料和工艺还差得远。这个念头,先记下,等咱们有了更好的钢再说。”
最让所有工匠感到匪夷所思、甚至有些目眩神迷的,是李健提出的“变速箱”概念。当他在黑板上画出一个方匣子的剖视图,里面嵌套着几组不同大小的齿轮,外部则伸出一根可以拨动的杆子时,教室里一片寂静。
“有了这个东西,”李健的教鞭点在那个神奇的匣子上,“一台水轮机,就能在不同的时辰,干不同的活计。上午需要重锤锻铁,就拨到慢挡,让力量沉下去;下午需要纺纱捻线,就换到快挡,让速度提起来;傍晚需要碾磨谷物,或许还有个中速挡可用。就像驾驭马车,平路用快马,上坡换壮马,根据需要,随时调换。”
工匠们面面相觑,消化着这个近乎天方夜谭的想法。韩师傅喉结上下滚动了好几次,才艰难地发出声音:“这……这匣子真能做得出来?里面的齿轮自己会跳槽换位?”
“不做,怎么知道不行?”李健的回答只有简单的两个字,却重若千钧。
试验场选在了河滩边临时搭建的工棚里。
首先进行的是模型验证。木匠们选用硬木,精心制作了一个只有巴掌大小的微型变速箱模型,用手摇动输入轴,然后拨动外部的木质拨杆——里面的小齿轮确实能在巧妙的滑槽设计下,与不同的齿轮组啮合或分离,从而实现“换挡”。
然而,问题也随之暴露:在有力矩负载的情况下换挡,模型内部会发出令人牙酸的“嘎嘣”声,甚至有两次,小巧的木齿轮承受不住切换时的冲击,崩飞了出去,在工棚的泥地上滴溜溜打转。
“力没断开,硬碰硬,肯定不行。”李健蹲在散架的模型前,手指无意识地拨弄着那些精巧的小零件,陷入了沉思。突然,他眼睛一亮,如同星火划过夜空:“得在换挡之前,先让两边的连接‘脱开’!我们需要一个‘离合器’!”
他立刻用两个扁平的木圆盘进行试验:一个木盘固定在水力输入轴的末端,另一个木盘则通过滑键安装在同一根轴上,可以沿轴向前后滑动。
一条经过鱼鳔胶处理的麻绳,以一种特殊的方式缠绕在两个木盘的边缘。
当需要传递动力时,拉紧麻绳,两个木盘被紧紧压合在一起,摩擦力使之共同旋转;当需要断开动力以换挡时,松开麻绳,两个木盘自然分离,输入的动力便不再传递到后面的齿轮组。这个装置土得掉渣,原理简单到近乎原始,但它确实有效地解决了“动力切断”这个关键问题。
一个多月后,在无数次的修改、调试、失
