铁器工坊的鼓风机“呜呜”声连轴转了半个月,负责拉风箱的矿工们胳膊都肿了,自从刘铁匠改进了冶炼炉,炉温提上来,每天要炼的铁料多了三成,单靠人力送风,就算两班倒,也快撑不住了。这天中午,刘铁匠擦着汗,蹲在工坊外的树荫下,看着不远处流淌的小河,突然对孙满仓说:“孙老弟,你说这河水要是能帮咱们拉风箱、打铁,该省多少力气?”
孙满仓愣了愣,随即眼睛一亮,他年轻时在江南见过“水车舂米”,只是从没往“打铁”上想。两人赶紧去找刘飞,刚到县衙门口,就遇上了从矿场回来的赵老根,老矿工听了他们的想法,也跟着点头:“山里的河水稳当,要是能借上力,矿场的排水也能省点人!”
刘飞正愁工坊人力紧张,闻言立刻起身:“走,咱们去河边看看!这水力要是能用起来,可比人力强十倍!”
几人来到县城东边的“清水河”,这条河发源于深山,水流平缓,河宽两丈,深度足够,而且离工坊区只有半里地,不用修太长的水渠,正好适合建水力作坊。刘飞蹲在河边,看着水流,结合现代水力机械的原理,和刘铁匠、孙满仓几人敲定了“水力应用方案”:
先建一座“立式水车”,水车直径三丈,轮辐上装二十片木板;再用硬木做“传动轴”,一端连水车,一端延伸到工坊里,通过“齿轮咬合”,将水车的转动转化为“鼓风机的送风”和“锻锤的上下捶打”。
刘铁匠负责设计传动齿轮,孙满仓负责改造锻锤(把之前的“人力锤”改成“水力锤”,锤杆连接传动齿轮,齿轮转动带动锤杆上下),老石匠负责修“引水渠”(从上游挖一条窄渠,把水流引到水车一侧,增加水流推力)。
清水河虽然水流稳定,但遇到旱季可能水量不足。赵老根提出在水渠旁挖一个“蓄水池”,雨季存水,旱季补水;再在水渠入口装一个“木闸”(用厚木板做闸门,通过升降控制水量),随时调整推动水车的水流大小,避免水车转得太快或太慢。
方案定好后,刘飞立刻调派人力:工程队负责挖水渠和蓄水池,铁器工坊负责打造齿轮和铁皮,木匠铺负责做水车和传动轴,各路人马分工明确,三天后就正式开工。流民们听说“要让河水帮着打铁”,都觉得新鲜,不少人主动来帮忙——有的搬石头砌蓄水池,有的帮着木匠铺锯木头,连之前负责拉风箱的矿工,都来问能不能帮忙装水车。
建造水力作坊的过程,成了万山县“技术人才协作”的缩影,不同领域的匠人各展所长,把零散的技术拼成了“完整的水力系统”。
木匠铺的周老头带着五个学徒做水车,轮辐用的是深山里的硬桦木,先泡在水里煮,再晾干打磨;木板用铁皮包边,刘铁匠亲自带着学徒给铁皮打孔、固定,确保木板不会被水流冲坏。传动轴更是精细活,周老头用两根粗桦木拼接,中间穿一根铁轴,刘铁匠在轴上刻出“齿轮齿痕”,每一个齿的大小、间距都分毫不差,确保能和其他齿轮精准咬合。
老石匠带着工程队挖水渠,水渠宽三尺、深两尺,底部用石板铺底(防止泥土流失堵塞水渠);赵老根则带着几个矿工挖蓄水池,他教矿工们“分层开挖”,先挖表层土,再挖下层石土,遇到石头就用铁钎凿,不到五天,蓄水池就挖好了。引水渠和蓄水池连接时,老石匠按赵老根的建议,在接口处装了一个“过滤网”(用粗铁丝编的网,挡住水草和碎石),避免堵塞水渠。
最关键的“传动装置安装”,刘铁匠、孙满仓、甚至王炮头都来帮忙,王炮头虽然是火器匠,但懂“机械咬合”,他建议在齿轮旁装一个“刹车木”(用硬木做的刹车片,能随时减慢齿轮转速),防止锻锤捶打力度太大,把铁料打坏。孙满仓改造锻锤时,刘铁匠帮他调整锤杆的长度,确保齿轮转动一圈,锻锤能精准捶打在铁砧上;王炮头则帮着校准齿轮的咬合,避免转动时卡顿。
建造到第十天,当水车被吊到水渠旁的支架上,传动轴连接好齿轮,引水渠的木闸被拉开时,所有人都围了过来,水流顺着水渠冲向水车,木板被水流推动,水车慢慢转动起来,传动轴跟着转,工坊里的鼓风机“呜呜”地响了起来,比人力送风更稳、更有力;锻锤也跟着上下捶打,“咚、咚、咚”的声音规律又响亮,比人力捶打快了三倍。
“转了!真转了!”流民们欢呼起来,负责拉风箱的矿工张二牛,伸手摸了摸不再需要他拉的风箱把手,笑着说:“以后再也不用胳膊肿了,这河水可比咱们有力气多了!”
水力工坊正式投入使用后,万山县的冶炼和锻打效率,迎来了“质的飞跃”,技术整合的优势体现得淋漓尽致:
之前需要八个矿工两班倒拉鼓风机,现在水力鼓风机全天运转,只需要一个人看管木闸调整水量;之前三个铁匠轮流捶打一把长矛,现在水力锻锤能连续作业,一个铁匠就能同时照看两个铁砧。解放出来的十五个矿工和铁匠,被调到了矿场和火器坊,矿场的矿石开采量又提了两成,王炮头的火器坊也多了人手,能更快地试造火铳。
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