第八百九十五章 桨页水车,齿轮传动

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石磨是怎样构造,又是怎么把豆子磨成豆腐的,李孟羲知晓的并不清楚,可他知道另一种更高效的磨豆子的方法。

想生产豆腐,肯定得先有豆浆,而生产豆浆的方法,除了用磨研磨,还有一种,用豆浆机。

豆浆机是一个桶,下边几个超级锋利的刀片,然后呜呜的转,把豆子给打成超级碎的粉末。

刀片不难,让刀片转起来,也不难,可让刀片以极高的转速转起来,似乎难度不是一般的大。

李孟羲的设想是这样,用人力或者处畜力的方式把刀轴给转动起来,哪怕转的不够快,转的慢一点,只要花上足够多的时间,是不是也能把豆子给粉碎成豆浆。

问题在于,不知慢速刀片加工豆浆的速度跟石磨比,哪个更高。

如果过于缓慢的刀速还比不过石磨的效率,那就根本没必要做粉碎机。

豆腐产业,关乎能不能收回百姓手里的豆子,豆子又是战略物资,所以,研发粉碎机就是战略需要。

李孟羲开始做豆浆机了。

豆浆机其实就是粉碎机,关键部位,是刀片。

李孟羲回想着记忆中豆浆机刀片的形状,似乎,豆浆机的刀片是锯齿样的,刀片排列是成莲花状分布。

第一步,李孟羲召集匠人,令匠人们制作【螳螂刀】,之所以叫螳螂刀,这是因为粉碎机的刀片既有锯齿又是弯的,活像是螳螂的刀臂。

这又是一个稀奇古怪的任务。

匠人们对各种古怪任务早已见怪不怪了。

李孟羲为了便于匠人们理解,他特意用螳螂来结实刀形,匠人们还真去找螳螂了。

螳螂难寻,匠人们呼朋唤友一堆人出去找了,半日后,匠人们抓回了活螳螂多只。

有了螳螂,匠人以笨拙质朴的方式去认认真真的观察螳螂的刀臂,他们本着尽可能相像的目的,他们不仅模彷了螳螂臂的外形,连螳螂臂的倒齿角度和形状也给模彷了去。

又是复杂形状的造物,匠人怕锻不好,还是先选择用模具制造。

匠人们弄来上好黄泥,拿着小巧竹片一点点一个锯齿一个锯齿的精修着模具。

两日后,几十把完全一样的螳螂刀臂铸造完成。

当刀具送到李孟羲这里,李孟羲拿着刀具试了试,经匠人们细心打磨过的刀具非常锋利,至少切张纸砍个柴棍是完全没问题的。

李孟羲担忧的是铸铁的强度问题,不过再一想到,泡软的豆子一捏就碎,有个什么强度,铸铁的强度或许足够了。

有了刀具,下一步,着木匠们开始制作刀轴和桶具。

按着李孟羲的吩咐,木匠们把刀片在一根木轴底部以圆形结构,将之如同莲花形状一样安装成形。

然后,彷照石磨那样,刀轴下边有一个底盘,底盘上接一根推动的长杆,再在底盘上罩一个长木桶,第一个原型机完成了。

测试开始,一边是刀片粉碎机,一边是一个大石磨,两边同时开工,泡了两天的软豆子分别向石磨和粉碎机中加进去,石磨上套上牛之后,老牛开始转着圈拉磨了,粉碎机这里,牛也开始拉磨了。

石磨极其沉重,极其巨大,而粉碎机只是木头构造,轻巧的很,这因此,一开始就显出差别来,粉碎机这边的牛转圈的速度是一边石磨的两倍还要多。

李孟羲渐渐对粉碎机有信心起来。

随着时间一点点过去,渐渐的,石墨那里开始有白白的豆浆磨出来了。

看到这里,“停!”李孟羲暂时叫停。

他爬到粉碎机上去看,大木桶里的豆子一眼看去仍是完整的,伸手抓一把看,豆子都是完整的,一点划痕都没有。

李孟羲安慰自己,石磨的特性决定了,石磨产出快,但达到一定时间的时候,粉碎机会同时将大量豆子粉碎,到时粉碎机的效率会胜出。

磨豆子是个漫长又艰难的过程,测试持续了整整一个白日,到傍晚之时,石磨已经磨了七十多斤豆子,磨好了三大桶豆浆,而粉碎机这里,李孟羲过去查看,木桶里的豆子仍然是大体完好模样,随手抓起一把豆子,找了半天才找到一个有划痕的。

到这里,测试可以宣告结束了,粉碎机的效率不说不能跟石磨比,而是根本没办法跟石磨比。

(难道是,刀不够快?)李孟羲若有所思。

如果是刀速的问题,不管是人力还是畜力,人力畜力拽着刀轴嗷嗷叫的跑,就是跑的再快,也不过石磨转动速度的三五倍而已。

看今日的测试结果,刀片转了一天了,几乎没什么作用,就是再提高个三五倍转速,还是没作用。而要是说,换成超小型粉碎机,用手摇的,可手摇的速度只不过是把三五倍的速度变成三五十倍的速度而已,效率仍远不足,且,超小型粉碎机产能极不足,还得耗费大量匠力去制作,实在不是好方法。

当人力畜力皆不足以解决问题的时候,李孟羲想到了——水力。

畜力无法把磨盘转的呜呜叫,但水速够快的话,水速完全可以赋予磨盘巨大的转速。

连夜,李孟羲召集匠人制作好了水车,第二日,天一亮,李孟羲带着水车和粉碎机去找水了。

在巨鹿境内找到一条水量充足水速哗哗的小溪,匠人们在水边装好了水车,然后来问李孟羲往下干嘛。

往下,当然是把水车和粉碎机连起来,可,怎么连……

李孟羲一下发现问题的关键所在了。

让水流把水车动起来这很容易,让粉碎机动起来,也容易。

可,水车是竖着转的,而磨盘也好,粉碎机也好,是平方在地上转的。

李孟羲抬头观察着眼前的大水车,水车顺着水流的方向,在水流冲刷之下,吱呀呀转动着。

看着看着,联动方法还没想到,李孟羲看着水车上挂着的一个个小桶甚是疑惑,他不明白,水车为什么要挂这些桶呢。

叫过边上的匠人问了一下,匠人们说是,水车转的时候,桶会把水带起来,转到高处,桶一斜,水撒到水槽里,就引到田里去了。

“奥!引水啊!”李孟羲恍然。

问题就在这里,现在是要用水车带动粉碎机,没有引水的必要,水车上带上冗余的水桶,多浪费能量啊。

“收工!”李孟羲暂时终止了测试,准备打道回府。

在解决水车和磨盘联动的问题之前,要先解决水车的问题,要先做出一种专用来提供动力的专用水车出来。

回到巨鹿,李孟羲花了好久时间去思考水车的构造,匠人们做的轮子一样的水车在李孟羲看来有些简陋,他想到了扇叶,想到了螺旋桨叶,似乎水轮机什么的,就是靠水流驱动叶片行驶的。

李孟羲直觉的觉得,螺旋桨叶能更好的利用水力。

问题又来了,螺旋桨的桨叶,是怎样形状来的?似乎是,斜的,弯的,朝一个方向固定着的。

螺旋页属于超级复杂的东西了,靠言语沟通靠画草图已不足以跟匠人们沟通了。

没办法,李孟羲只能拿来泥巴,他凭着印象,笨手笨脚的捏出了螺旋桨叶的形状。

泥巴捏完,李孟羲审视了一遍,他觉得自己捏的桨叶有八成相像。

召来一众匠人,把桨叶模型拿给匠人们传看。

说不清楚也画不明白的东西,有了实物,匠人们一看分明。

螺旋桨叶结构复杂,这东西不弯不直的,又斜又扭的,看着简单,做起来却并不容易。

需要精致加工器型复杂的东西,锻造难度大,木工难度也大,唯有用铸造法。

鉴于,铁实在太沉,李孟羲嘱咐匠人们把铁页做的越薄越好。

费一日之功,隔日,匠人们铸造了一堆扇子那么大的铁页。

用这些铁页做了一架新的水车,李孟羲带着水车带着一方小磨再次去了水边。

这回,去除了无用的水桶换了更精巧的桨页,水车在小溪里安好之后,水车轻灵的转动了起来。

换了桨叶的水车转速明显具有优势,转的吱悠悠响。

测试成功,桨叶结构果然可提高转速。

等水车转上一段时间,李孟羲令把水车反过来再装,之前的安装,桨叶顺着水流的方向,这次,桨叶对着水流。

水车一经反装,变化巨大,水车转的快的把水流击出了哗啦哗啦的声音。

原来之前桨叶装反了,水车转速果然跟桨叶方向大有关系。

对水车的测试已经结束了,接下来,把水车的动力传输到石磨上。

动力结合的难度在于,水车竖着转动,而磨盘平着转,李孟羲盯着高大的水车,他在脑海中设想了,假设把磨盘也竖起来,似乎可行可又不太行。

把磨盘竖起来,在水车上连一根杠子,就像牛与磨盘的关系那样,绕圈转的牛把石磨缓缓转动,这结构很简单。

可这似乎有问题,因为不管是磨粮食还是磨豆浆,粮食会从磨盘当中的缝隙流出来。

平着的磨盘当中,粮食还不那么容易掉,竖着的磨盘,粮食太容易掉出来了,这极大影响效率。

还有一点,磨盘磨面的时候,得把粮食从磨眼里放进去,磨盘平放着,粮食自动就落下了,可磨盘要是竖放,还得拿棍子把粮食往里捅。这个问题,或许把磨盘稍微倾斜就可以解决,可,倾斜的磨盘,相对于竖直的水车,传动就成了麻烦,而要是降低传动麻烦,把水车也斜起来,奥嚯,斜的水车对水力的利用率不用想都知道会超级差劲。

从对水力的利用效率,从搬运难度,从施工难度,从建设难度,从各方面考量,磨盘竖着放是一个极差的选择。

不仅是磨盘,哪怕是粉碎机,粉碎机竖着放,豆子都掉不到刀刃上去。

综合种种考量,水车必要竖直,磨盘必须平放。

李孟羲穷尽思考去搜刮记忆,他回想所有竖着和平着同时动的东西,寻思着寻思着,李孟羲想起一种复杂的结构——齿轮。

齿轮好像是一个平的齿轮一个竖齿轮,相互垂直的齿轮齿卡着齿,竖着的一旦转动,就会把横着的齿轮给波动,反之,易然。

(齿轮啊……)李孟羲脑海中尽是一圈刺的齿轮的图桉。

齿轮不复杂,只是一个铁盘,边上一圈刺,李孟羲是这么认为的。

等到李孟羲再次回城,他回到城主府,拿起纸笔准备画一个齿轮图样出来的时候,李孟羲意识到问题。

首先,圆就没办法画圆,得拿圆规来。

其次,已知是,齿轮是很均匀的形状,有非常多的齿,要均匀,就得将三百六十度均分,这得量角器。

李孟羲找出许久没用的量角器比着图样分了三十六份出来,然后,下一步又难了,把圆平分容易,可齿轮是一个圆加一圈尖图形的复杂形状。

齿轮的齿是三角,而且似乎应该是正三角。

于是乎,李孟羲就不得不再细分角度,每十度中间取五度定下顶点,然后再画出一个个尖角。

花了半天,李孟羲把三十六齿的齿轮画好了,然后他再一看巴掌大的图样,再一回想屋子那么高的水车,好嘛,画小了。

符合水车体积的齿轮,最少该有齿轮一半大的吧。

水车太大了,需要的齿轮也太大了,一考虑到铸造难度,李孟羲索性直接放弃了。

既然大齿轮不好弄,那索性做个巴掌大的水车得了。

——

军中匠人们做了一架玩具一样的水车,水车脸盆那么大,非常的圆,水车一圈是螺旋桨叶,中空的背面,同轴套着一个齿轮。

然后,还有一个同样小巧的磨盘,磨盘碗那么大,磨盘上边的那面磨的一圈也是齿轮。

将高度调整好,距离放好,使水车的齿轮跟磨盘齿轮齿卡着齿。

这一切准备完成之后,李孟羲来到一侧木槽,他端着一大盆水朝着木槽倒下。

巨量的水顺着陡峭的木槽冲了下来,哗啦一下就冲到了水车,水车被搅动,赤熘熘的转着,水车这么一转,带动了同轴的齿轮,齿轮一转,齿一拨动,把平放的水磨也拨动了。

在匠人们啧啧称奇声中,李孟羲笑了。

水力磨原来就这么简单,就这?就这?

李孟羲觉得自己可牛逼了,他叉着腰,享受着匠人们的恭维。

哎呀呀,一不小心就把水力联动解决了,这样的话,都不需要牛了啊,把水车往河边一放,把磨盘上装上齿轮,磨盘能从白天到黑夜不停的转,这得省下多少的牛,得省多少人力,这是战略级的重术。

在解决水力联动法的当日,李孟羲立下达了大量制作齿轮的任务。

大型金属齿轮着实太贵,且,因为没有煤炭,大型铁件没办法一次铸造,分段铸造又费时费力成品率还低,而要是用铜铸造,铜熔点低倒是容易铸造,可铜太贵了。

权益之计,只能用木头齿轮。

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