传动部分最费思量。要让一人手摇即可驱动两辊相向且差速旋转(铁辊转速稍快,以更好地“抓取”纤维;木辊稍慢或反向,以“阻挡”棉籽)。他放弃了复杂的齿轮组(加工精度要求高),采用大小不同的木制摩擦轮组合,通过皮带(或结实的麻绳、皮绳)传动,利用轮径比实现差速。摇把连接主动轮,通过一级或两级摩擦轮减速、换向后,分别带动两个辊轴。
画废了十几张纸,反复修改,直到深夜,一份勉强能看清结构关系的“手摇式双辊轧棉机”草图才算完成。虽然粗糙,但关键部件和传动逻辑基本清晰。
第二天,林越带着草图,找到了工房王主事和州城里手艺最好、也最有钻研精神的木匠陈师傅和铁匠郑师傅(这位郑师傅就是最早接受州衙优惠铁料、成功转型打造精细铁件的那位)。
陈、郑两位师傅看着那布满线条和标注的图纸,眉头皱得能夹死蚊子。这图……太“写意”了,许多地方只有示意,没有具体尺寸,更别提榫卯结构、轴承安装这些细节了。
“林先生,您这……是想做个啥?这两个圆轱辘并排着,还转得不一样快?”陈师傅指着辊轴部分,一脸茫然。
“这是要碾棉花?可这缝儿这么细,怎么进料?”郑师傅也挠头。
林越只好耐心解释原理:利用两个旋转辊轴之间的缝隙和差速,将棉纤维“梳”下来,棉籽被卡住掉落。他用手比划着,又找来一团棉絮和几粒豆子模拟。
解释了半天,两位师傅总算大致明白了要做什么东西,但脸上的难色丝毫未减。
“道理俺好像懂了点,”陈师傅咂咂嘴,“可这木头架子怎么搭才稳当?这木头轱辘和铁轱辘怎么装到架子上,还得能转?这缝儿要能调,咋调?还有您这画的这几个圆盘(指摩擦轮)……怎么让它们转起来还能带着那两个轱辘转?皮带?啥样的皮带经得住这么磨?”
郑师傅则指着铁辊:“这铁棍子要做得圆,还得光滑,不能有半点凹凸,不然绞棉花。长短粗细您这也没个准数。还有跟架子连接的地方,咋弄?直接穿个孔?那转起来不晃荡?得有个‘轴承’吧?可咱们打铁,很少做这么精细的玩意……”
问题一个接一个,都是最实际、最底层的工艺细节。林越画的只是一个原理框架,要将它变成一台能实际运转的机器,中间隔着无数匠人需要凭经验和手艺去填补的鸿沟。
林越没有气馁,反而更来了精神。这才是真正的“制作”,不是纸上谈兵。他诚恳地说:“陈师傅,郑师傅,学生于此道确是外行,只有个粗浅想法。具体怎么做,尺寸如何,结构怎样才牢靠,全仰仗二位师傅的本事和经验。咱们一起琢磨,一起试!材料、工钱,州衙来出。做坏了,没关系,找出原因,再改!直到做成为止!”
看他态度如此诚恳,又承诺承担试制成本,两位师傅对视一眼,也起了些好胜心。他们都是各自行当里的佼佼者,碰到这种新奇又挑战手艺的活计,骨子里那股钻研劲头被勾了起来。
“成!林先生既然这么说,俺们就试试!”陈师傅一拍大腿,“不过,这木头架子、轱辘的尺寸,得先定个大概,俺才好下料。”
“铁棍子俺先试着打一根,看看要多粗多长,怎么打磨圆滑。”郑师傅也道,“您说的那个‘轴承’……俺琢磨着,是不是可以用硬木做个套,里面抹上厚厚的油脂,把铁棍子穿进去转?或者,找点圆滑的鹅卵石垫着?”
说干就干。林越和两位师傅就着草图,连比划带争论,先确定了木制机架的大致尺寸和结构(采用厚实的方木,榫卯连接,确保稳固)。然后估算轧棉所需的工作宽度,定下铁辊和木辊的长度(约两尺)。铁辊的直径需要兼顾强度和“抓棉”效果,暂定一寸半;木辊稍粗些,约两寸。至于辊轴如何安装到架子上并能灵活转动,两位师傅商量后,决定在机架两侧的立板上,开凿出上下可调的滑槽,将包裹硬木轴套(内抹牛油)的辊轴两端放入滑槽,再用楔形木块和调节螺栓固定位置并微调间隙。这虽然粗糙,但理论上可行。
传动部分最为麻烦。摩擦轮的尺寸比例需要计算和试验,皮带(最后决定用浸油的厚实牛皮条)的松紧和耐用性也需要测试。陈师傅凭着经验,先做了几对不同直径的木制摩擦轮坯子。
接下来的日子,分斋后院临时清理出的工棚里,锯木声、刨花声、叮当打铁声不绝于耳。林越几乎泡在了这里,和两位师傅及他们的徒弟们一起折腾。铁蛋和几个分斋学生也跑前跑后,帮忙打下手,记录数据。
第一台样机的制作过程,充满了各种意想不到的问题和失败。
郑师傅打出的第一根铁辊,淬火时稍稍变形,一头粗一头细,转动起来跳得厉害,根本不能用。重打!
陈师傅做的木辊,选料时没注意,有处暗疤,装上后没转多久就开裂了。换料重做!
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