墨身著灰布短打,臉上沾著機油,見扶蘇進來,連忙上前:“公子!我們成功造出‘水力螺旋壓力機’了!按您說的‘能量轉換’原理,水輪的旋轉運動,通過齒輪系統轉換為螺旋桿的直線下壓力——您看!”
她示意墨行打開水閘,水流加快,水輪轉動得更快,主動齒輪帶動從動齒輪,蝸桿緩緩轉動,蝸輪隨之帶動螺旋桿向下移動,牙頭穩穩地壓在青銅板上。“轟隆”一聲輕響,原本平整的青銅板,竟被壓出了一個規整的方形凹槽!墨行興奮地喊道:“公子您看!之前咱們用人力壓這塊青銅,需要十個壯漢一起用力,還壓不出這么規整的凹槽;現在有了這水力機,只要水輪轉,輕輕松松就能壓成!”
扶蘇湊近機器,仔細觀察每個部件:水輪是下擊式,葉片用楠木加固,邊緣包著鐵皮,防止磨損;主動齒輪齒數三十,從動齒輪齒數六十,通過“小齒輪帶大齒輪”的減速結構,將水輪的高速轉動轉化為低速但大力的動力;蝸桿與蝸輪的咬合處,涂著一層動物油脂,減少摩擦;螺旋桿是用整塊青銅鍛造而成,表面刻著細密的螺紋,確保上下移動時不會卡頓。
“太精妙了!”扶蘇忍不住贊嘆,“你們不僅實現了旋轉到直線的轉換,還通過齒輪減速增力,解決了人力不足的問題。這機器要是完善好了,能沖壓金銀銅鐵各種金屬,以后打造農具、兵器,效率能提高十倍!”
墨眼中閃著光:“我們還想試試沖壓鐵器——之前打造曲轅犁的犁頭,需要鐵匠反復鍛打,費時費力;若是用這水力機沖壓,說不定能一次成型。只是目前螺旋桿的承重還不清楚,怕壓壞鐵器。”
“那就多做實驗!”扶蘇道,“你們記錄下不同金屬的硬度(如金最軟、鐵最硬),測試螺旋桿能承受的最大壓力,比如先壓金塊,再壓銀塊、銅塊,最后壓鐵塊,逐步增加難度;同時改進螺旋桿的材質,比如在青銅中加入少量錫,提高強度。這些實驗數據一定要詳細記錄,以后造更大的水力機械,都能用上。”
墨行連忙點頭,拿出紙張開始記錄,生怕漏掉一個細節。扶蘇看著忙碌的墨家兄弟,突然想起碼頭的難題,連忙說道:“對了,我還有個想法——你們能不能基于這水力螺旋壓力機的原理,設計一套‘水力起重機’?碼頭現在靠人力裝卸貨物,效率太低,若是能用水力驅動起重機,吊起幾百斤甚至上千斤的貨物,就能解決大問題。”
他比劃著解釋:“起重機需要一個可旋轉的臂架,臂架一端裝掛鉤,另一端用配重平衡;通過水力驅動絞盤,絞盤纏繞繩索,帶動掛鉤升降;關鍵是要計算清楚——水輪的功率能帶動多大的配重?繩索的承重極限是多少?臂架的長度與承重的關系如何?這些都需要你們測算。”
墨若有所思地看著水力螺旋壓力機:“原理上可行!水輪帶動絞盤的話,只需將齒輪系統稍作修改,把螺旋桿換成絞盤就行;配重可用鑄鐵塊,繩索可用dama繩加鐵絲編織,增加承重;臂架可用粗壯的楠木,表面包鐵加固。只是具體的承重測算,還需要我們畫圖紙、做模型,反復試驗。”
“不急,你們先把壓力機完善好,再著手設計起重機。”扶蘇笑著說,“有了這水力機械,咱們不用強行研制蒸汽機,也能一步步提升生產力——畢竟蒸汽機需要鍋爐、活塞,技術難度太高,眼下先把水力用好,才是最實際的。”
他走出墨家工坊,夕陽正灑在渭水上,波光粼粼。看著遠處忙碌的工坊、往來的貨船,還有墨家兄弟充滿干勁的身影,扶蘇心中突然涌起一股成就感——穿越到大秦后,他沒有照搬現代科技,而是基于這個時代的材料與工藝,用科學原理引導創新,比如水力螺旋壓力機,便是“能量轉換”原理與墨家機械技藝結合的產物。
“就算沒背下蒸汽機圖紙,又有什么關系?”扶蘇喃喃自語,“只要掌握科學的方法,一步步積累技術,大秦遲早能迎來自己的‘科技baozha’。”他抬頭望向天空,晚霞絢爛,仿佛預示著大秦的未來,也如這晚霞般,充滿希望。
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