天色阴沉得厉害。
屋檐下悬挂的冰凌,又长了几分。
铁匠铺后院已经临时搭建了一个简陋工棚,紧靠着那条半冻不冻的溪流。
张星落此时的状态有些不太好。
眼窝深陷布满了血丝,显然又是硬熬了一个通宵。
他蹲在地上,手里拿着一块木屑,死死地盯着眼前的水排传动装置。
东西是已经初具雏形了,但是却问题百出。
水轮是用几块厚实的榆木板拼合而成的,轮辐上还带着少许锛凿的痕迹。
当在溪流不算强劲的时候,它倒是能吱呀作响地转动起来。
因为这种冲击力度不大。
但是,转是能转,可顺畅却是远远谈不上。
水轮主轴与硬木凿出的轴承座处有一个接触点。这个点很重要,可是仅仅是运转了不到一个时辰,就会磨损得不成样子,不断发出“咯吱、咯吱”的噪音,听得人心烦意乱。
但是也没办法。
为了增加润滑,张星落几乎把家里仅存的那点劣质兽油都给涂了上去。
可在这寒冷的天气下,几圈下来,油脂就会变得粘稠,鸟用没有。
呼……怎么会这样?
张星落蹲在地上,眉头拧成了一个疙瘩。
如果主轴的耐磨度和润滑的问题得不到解决的话,那这水排就根本无法长时间运行。
还谈什么稳定?
最重要的是摩擦生热。
他甚至有理由怀疑,再这样强行转下去,会不会因为摩擦过热而直接把木头点着了?
更要命的是那组核心的斜齿轮。
虽然阴家送来的阴坡老木确实坚韧细密,远非寻常榆木可比。
然而,《考工记》上只记载了原理。
这斜齿的角度、齿形、齿距,全得靠他连蒙带猜加反复测量。想要做到优质,手里没有精密工具,光凭锛凿手锯,怎么可能做到分毫不差?
此刻,安装好的两个齿轮,虽然用料考究,但细看之下,齿形依然不够规整,间隙也大小不一。
所以当水轮带动主轴时,齿轮间便发出了“嘎啦嘎啦”的刺耳摩擦声。
很典型的咬合不畅,受力不均造成的。
转动极其费力不说,只要水流冲击稍大那么一丢的话……
“咔嚓!”
正想着时,又一声清脆的断裂声传来!
张星落心中一凉。
完犊子了,其中一个齿轮的边缘又崩掉了一小块!
“唉……”
他捡起那块木屑,烦躁地捏碎在掌心。
木料是没问题了,可是现在又卡在了精度上!
用斜齿理论上是没错的,但对加工的要求太高了!
怎么办?
一想到这里,张星落脑子都大了。
还打造神兵利器?
光是这基础的动力装置都搞不定!
还在那吹什么牛皮呢?
没有水排来提供的高温炉火,后续的渗碳、锻打、淬火咋整?
要知道,十日期限,已经过去了三天多。
而这每一息时间的流逝,都是无限的接近那个丧命钟。
张星落烦躁地将手中的木屑扔在地上,然后站起身,活动了一下因长时间蹲坐而僵硬的腿脚。
身后再次传来张老憨剧烈压抑的咳嗽声。
老人佝偻着背,正吃力地将一小捆木头添进前院的炉膛,试图维持着炉火不灭。
他的脸色灰败,每一次咳嗽都牵动着胸口。
张星落心中一紧,快步走了过去,从养父的手中接过木柴,“老爹,您赶紧去歇着吧,这点活我自己来就行。”
张老憨摆了摆手,又咳了几声,才喘着气道,“歇?哪还有心思歇。看你天天捣鼓那破水车,一点进展没有,我这心里咳咳……比炉子里的火还烧得慌!”
他看了一眼后院那套半成品装置,满是担忧,“星落啊,听爹一句劝,那玩意儿……官府都不一定能弄利索,就凭咱们爷俩……”
看着少年沉默不语,老人还是硬着头皮把话说完,“我看还是算了吧!趁着还有几天,赶紧想想怎么凑齐那二十把刀,哪怕……哪怕去求求阴家小姐,看能不能先赊点铁料也许……”
“老爹!水排是必须弄好的!”
张星落打断了父亲的话,语气带着不容置疑,“凑数?怎么凑?拿什么来凑?指望用那些废铁打出来的东西就能瞒过官府吗?好,就算瞒得过,但是这些东西若是最后落到了陈家手里,你觉得他们会放过我们吗?”
“还有啊老爹,求阴家是没有用的。咱们现在的情况谁不知道?阴家怎么可能会这么明目张胆的帮我们?就算我赖着脸皮去又能如何呢?”
“这些大户,可都是吃人不吐骨头的啊。”
“哎……可是……可那玩意儿它不行啊!”
张老憨指着后院,满眼无奈,“你听听,这噪音大得几里外都能听见,生怕陈家不知道咱们在搞什么鬼吗?你用那木头轴,我看转不了两天就得断掉!还有那个齿轮,昨天又崩了!照这样下去,不等官府来收刀,咱们自己就先把这点家底给折腾光了!”
“我知道,我知道这里面有存在问题!”张星落被质疑的也有些烦躁了。
但是他还是强迫自己冷静下来,耐着性子给老人解释,“轴承磨损的问题,我会想办法解决的,无非就是再多抹点油膏来润滑嘛。噪音大,噪音大呢也不是问题,我会在外面制作一层隔音,等到隔音外壳做好了噪音就能好一些。至于齿轮……”
说到这里,就有些牙疼。
齿轮的问题还真是不好解决。
因为这不是靠拆东墙补西墙能够搞定的。那是需要精度,需要工具和强悍的技术。
少年叹了口气,“问题就是出现在这里,如果用斜齿的话,对精度要求太高了,我手上没有合适的工具,所以暂时做不了。所以,我打算……改成直齿!这样结构简单点,相对加工也容易上不少。当然,有得有失,传动效率虽然会降低,噪音可能会更大,但至少……至少应该可以转起来,不至于崩盘。”
“改成直齿?”
张老憨愣了一下,随即又摇头,“不成不成,直齿虽然是简单,可那震动你考虑过了吗?转起来后震动会更厉害了……我怕你这整个木头架子都受不住,转不了半天就得彻底散架!”
“没的选了!老爹,咱们先得让它转起来再说!”
张星落斩钉截铁道,“死马当成活马医,总比现在这样卡着强!等能用了之后我们再慢慢改进!现在没时间犹豫了!必须尽快让炉温提上去,我们才会有机会!”
“哎……你这孩子……怎么就这么犟呢!”
看着养子眼中那股近乎偏执的光芒,张老憨又是心疼又是生气。
但是他也知道,这是没有办法中的办法了。
所以老人最终只能长长的叹息一声,不再多言。
看着老人默默地转身,继续佝偻着身子去整理那些散乱的铁料,张星落的心里也不好受。
少年继续低下头,用力的削起了木头。
我知道你是为了我好。
但是我更清楚,在这个人命如草芥的时代,按部就班就是等死!
我可不想被陈氏当狗,也不想你填炉子。
所以,咱们别无选择,只能这样继续冒险了。
张星落暗暗的下定了决心。
重新回到后院,少年拿起炭笔,继续在木板上勾画直齿轮的结构图。
刚才已经分析过了,不管是斜齿还是直齿。
最重要的都是齿轮间的精度和难题!
张星落的目光再次投向那些失败的齿轮碎片和地上的草图。
原理不是问题,问题是在于如何去实现!
在现有仅有的条件下,如何能够最大限度提高轮齿的一致性,减少随机误差才是最重要的!
这样的话……
为什么不换个思路呢?
既然完美精度我做不到,为什么我不先做一个相对的?
比如说,先做一个相对精确的轮齿来做统一标准呢?
嘶……这个似乎可行!
张星落捏了捏下巴,猛得站起身,先是看了一眼墙角边那几块尚未使用的阴坡老榆木,然后又看向了手中那把特殊打磨的小型锛凿。
“唔……有了!”
一个念头突然划过脑海,张星落脱口而出,“先做一个模板!让它充当标准器!!”
既然我无法保证每一刀都分毫不差,那为什么不先集中所有精力,来制作一个尽可能标准的“母版”呢?
然后用这个母版来复制数量就好了!
就算过程中仍有误差,但至少至少可以保证所有轮齿的形状和相对位置是高度相似的!
这样就可以解决大部分问题了!
想到就干!
茅塞顿开的张星落立刻兴奋起来。
他蹲下去,从那堆木料中挑选出一块巴掌大小,没有任何瑕疵的硬木块。
然后再找来炭笔和一根绷直的细麻线来充当尺子,最后又用两截小木棍和一根削尖的硬木枝绑成了一个简易的圆规。
“呼!!”
张星落深深吸了一口气,给自己打气。
接下来的事情就需要极大的耐心和高度的注意力了。
第一步需要在木块上绘制出单个轮齿的精确形状。
张星落一边回忆着齿轮的基本原理,一边结合这个水排的实际需求,设计出一个相对粗壮的齿形。
这样的形状更能承受冲击,而且对加工精度的要求也略低一些。
紧接着,他屏住呼吸,用尖刀的刀尖,一点一点地在木块上刻划出基准线、齿顶圆和齿根圆。
每刻画一个尺寸,都反复用麻线和自制圆规来比量,力求准确。
在确定无误后,他才开始用最锋利的窄刃凿子,一点一点的来剔除多余部分。
这不仅仅是体力活,更是对手眼协调和力道控制的极致考验!
一个时辰。
两个时辰……
当窗外的天色开始泛起鱼肚白时,一个形状规整边缘光滑的齿形阳模终于出现在了他的手中!
虽然按照现代标准来看还是粗糙的要死,但相对于之前随手画线的轮齿,已是天壤之别了!
YES!第一步已经完成!
张星落恶狠狠地挥了一下拳头,然后站起身来稍微活动一下。
接下来就是等分圆周。
张星落取来了准备制作齿轮的圆木坯,通过精确定点找到了圆心。
然后再利用自制圆规画出齿顶圆和齿根圆的基准线。
当然,这里最难的是如何将圆周精确地等分成所需的齿数,比如二十齿或三十齿。他反复尝试了多次,最终选择了一种结合几何分割和绳长测量的方式。
先反复对折画线,粗略分出几个大的等分点,再用麻线仔细量取这一段弧长,然后以此弧长为标准,一点点地在圆周上标记出所有齿槽的位置。
这个过程繁琐至极!
标记完成后,就是最关键的复制齿形。
他将那个之前搞好的齿形阳模紧紧按在标记好的位置上,用尖刀沿着模板边缘刻划出清晰的轮廓线。每一个齿槽都重复这个过程,确保所有齿形的起点都是一致的。
最后就是最简单也是最难的手工切削了。
到这一步就没有投机取巧可言,完全就是硬干!
“笃、笃、笃……”
安静的铁匠铺里,只剩下木槌敲击凿子柄的声响。
伴随着张星落沉重的呼吸声,汗水顺着脸颊流下,一滴一滴落在木坯上。
洇开了一片深色。
“成了!”
当最后一刀落下,两个布满了细密齿牙的木齿轮终于成型!
张星落几乎要虚脱了。
以前狂更码字时都没这么拼命过,我真牛逼!
也不知道过了多久,反正只记得自己饿得头晕眼花啃了几口冷硬的麦饼。
“呼!”
张星落小心翼翼的拿起两个齿轮,让它们啮合在一起。
“嘎啦……”
虽然还有摩擦声,依旧不够顺滑,但相比之前那种刺耳的的噪音,已经温和太多了!
齿与齿之间的接触面明显更加贴合,虽然细看之下仍有瑕疵,但整体的一致性大大提高了。
不过,这样还不够!
仅仅这样还不足以支撑长时间的运转的。
还需要进行最后一步。
跑合与润滑。
张星落站起身来,却感觉到一阵天晕地转。
“完犊子了,累过头了!”
这是他最后的想法。