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第116章 吊千斤(机械葫芦的诞生)(1 / 3)

更深露重,吴家堡的灯火早已熄灭,唯有叶青云的住处还亮着一盏油灯。窗纸上,他伏案的身影被灯光拉得很长,桌上摊着几张粗糙的麻纸,上面用炭笔勾勒着密密麻麻的线条 —— 那是他苦思半夜画出的滑轮组(机械葫芦)图纸。城墙建设到关键阶段,工匠们吊装青砖、巨石全靠人力扛抬,动辄需要五六人才能搬动一块千斤重的基石,不仅效率低下,还常有工匠扭伤腰肢,研发省力的吊装工具,已成了当务之急。

叶青云揉了揉发酸的眼睛,指尖划过图纸上的 “三组滑轮” 结构 —— 他想起初中物理课上学的滑轮组原理,三组定滑轮与动滑轮组合,能将重物的重量分摊到多根绳索上,理论上能省三分之二的力,原本需要六人扛抬的巨石,用滑轮组只需两人拉动绳索就能吊起。但在这个没有工业机床的时代,如何做出精度足够的滑轮,成了最大的难题。

“直接锻打肯定不行。” 叶青云喃喃自语,之前唐师傅锻打的铁件多是大刀、长矛这类形状简单的物件,滑轮需要圆形的轮盘,中间还要留出穿轴的圆孔,轮盘边缘得有凹槽用来卡绳索,锻打根本无法保证轮盘的圆度和凹槽的均匀度,稍有偏差,滑轮转动时就会卡顿,甚至磨断绳索。

他的目光落在桌上的陶碗上 —— 陶碗是用模具烧制的,形状规整,大小一致。“对了,铸造!” 叶青云猛地拍了下桌子,油灯都晃了晃。用铸造的方法,先做木胎模具,再用精砂翻模,就能做出形状规整的滑轮轮盘,不仅效率高,还能保证精度。这个念头一出,他立刻重新铺开麻纸,开始细化图纸:滑轮轮盘直径定在一尺二,厚度三寸,中间圆孔直径两寸,边缘凹槽宽一寸、深半寸,刚好能卡住麻绳;轴要做成长两尺、直径两寸的实心铁棍,两端要打磨光滑,减少转动摩擦;外面还要铸一个铁盒,用来固定滑轮组,铁盒两侧留出穿轴的孔,顶部焊一个挂钩,方便固定在城墙的支架上。

窗外的天渐渐泛白,叶青云终于完成了全套图纸 —— 包括滑轮轮盘、轴、铁盒的零件图,还有滑轮组的组装图,甚至在图纸旁标注了尺寸和材料要求:轮盘和铁盒用精铁铸造,轴用锻打后的精铁打磨,确保足够坚固。他小心翼翼地把图纸叠好,揣在怀里,快步走向食堂 —— 这个时辰,唐师傅应该正在食堂吃早饭,正好把图纸交给她。

食堂里飘着玉米粥的香气,工匠们三三两两地坐在桌边吃饭。叶青云一眼就看到了唐师傅,她正拿着一个白面馒头,和几个冶铁工匠讨论着什么。“唐师傅,有急事找你。” 叶青云走过去,把图纸放在桌上。

唐师傅放下馒头,拿起图纸仔细看了起来,眉头渐渐皱起:“叶首领,这画的是啥?三个圆盘子,还有铁盒子,是用来干啥的?”

“这是滑轮组,也叫机械葫芦,用来吊装重物的。” 叶青云指着图纸解释,“你看,把这个铁盒固定在城墙上,里面的三个滑轮组合起来,绳子绕在滑轮上,一端挂钩子挂重物,另一端让人拉,原本需要六个人扛的巨石,用这个工具,两个人就能拉起来,能省不少力气。”

唐师傅眼睛一亮:“还有这么省力的工具?要是真能成,建城墙搬基石就不用愁了!” 她又看向图纸,“那这圆盘子(滑轮轮盘)怎么做?用锻打吗?我让工匠们把精铁烧红,锤打成圆形,再钻个孔,应该能成。”

叶青云摇摇头:“锻打不行。你看这轮盘边缘有凹槽,中间有圆孔,锻打很难保证凹槽均匀、圆孔居中,要是轮盘不圆,转起来会卡顿,甚至磨断绳子。得用铸造的方法做。”

“铸造?” 唐师傅愣住了,旁边的冶铁工匠也纷纷抬头,脸上满是疑惑,“叶首领,‘铸造’是啥法子?咱们只听过锻打、锻造,从没听过铸造啊。”

叶青云早料到他们会有疑问,拉过一张空桌子,拿起一块木炭,一边画一边讲解:“铸造,简单说就是先做一个模具,把熔化的铁水倒进模具里,等铁水冷却后,打开模具,就能得到想要的形状。就像咱们做陶罐,先做陶模,再把陶土填进去,烧好后就是陶罐,铸造和这个道理差不多,只不过材料换成了铁。”

他先画了一个木胎:“第一步,做木胎。找一块干透的松木,按照图纸上滑轮轮盘的尺寸,把木头削成圆形,中间钻个圆孔,边缘刻出凹槽,这个木胎要和咱们想要的滑轮轮盘一模一样,只是材料是木头。”

唐师傅点点头:“这个不难,村里有好几个木匠,削个木胎没问题。”

“第二步是翻模,这是最关键的一步。” 叶青云又画了一个方形的砂箱,“找一个用木板钉的砂箱,把木胎放在砂箱中间,然后往砂箱里填精砂 —— 注意,这精砂不能是普通的沙子,得筛选干净,去掉杂质,再加入少量粘土和水,搅拌均匀,这样砂才能粘在一起,不会散掉。填砂的时候要边填边用锤子轻轻敲打,把砂砸紧实,保证砂能把木胎的形状完全印下来,包括中间的圆孔和边缘的凹槽。”

他顿了顿,又画了两个砂箱:“砂箱要做两个,一个做上模,一个做下模。先把木胎放在下砂箱里,填砂紧实后,再盖上上砂箱,继续填砂、砸实。等砂都紧实了,把上砂箱拿开,小心地把木胎从下砂箱里取出来 —— 这时候,两个砂箱里就会留下和木胎一模一样的空模腔,两个模腔合在一起,就是一个完整的滑轮轮盘模具。”

唐师傅听得很认真,时不时提问:“那填砂的时候,怎么保证砂能把木胎的凹槽印清楚?要是砂太松,取了木胎,模腔就塌了咋办?”

“问得好!” 叶青云赞许地点点头,“所以砂里要加粘土和水,比例很重要 —— 粘土加太多,砂会变硬,取模的时候容易粘在木胎上;加太少,砂又不紧实,容易塌。我估计,每一百斤精砂加十斤粘土、五斤水差不多,你们得先试验几次,找到最合适的比例。另外,填砂的时候,要用小锤子一点一点敲,尤其是凹槽和圆孔这些细节地方,要保证砂能填满,砸实,这

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