第538章 改良传动,可带磨盘(2 / 3)

冶山矿场的成功给了他们无比的信心。

墨衡坐镇协调,沈知章整日泡在工坊里计算、画图、调试配气机构与飞轮的匹配;欧冶胜则守着炉火和铁砧,反复试验不同的铁料配比和热处理方式,以得到强度与韧性平衡的齿轮材料。

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赵构也时常关注进展,并再次给出了关键性提示:“活塞往复,其力不均。或可于曲轴另一端,加一沉重‘配重铁’,与活塞连杆运动相反,或可抵消部分震动,使转动更稳。”

这便是“平衡块”或“配重”的概念,对于减少单缸蒸汽机那令人头疼的振动至关重要。

时间在叮叮当当的敲打声、齿轮的尖啸声和失败的叹息声中流逝。

又是一个春天过去,“热力所”终于组装出了第一台“可传动试验机”。

这台机器以改进后的“擎初二号”蒸汽机为动力核心,其后连接着一套复杂而坚固的传动系统:巨大的主飞轮安装在曲轴上,曲轴另一端按照赵构的建议,加装了一个沉重的铸铁配重块。

曲轴通过一组经过无数次调试的熟铁齿轮组,将动力传递给一根平行的输出轴,输出轴上除了主传动齿轮,还按照沈知章的设计,加装了两个较小的铸铁均衡轮。

输出轴的末端,设计了一个可以安装不同工作机的“输出法兰”。

第一次试车,他们连接的是一个沉重的石制磨盘模型。

当锅炉压力升起,蒸汽涌入汽缸,活塞开始往复运动时,所有人都屏住了呼吸。

“吭哧——嘎啦——吭哧——嘎啦——”

蒸汽机部分运行还算稳定,但传动系统发出了巨大的、令人牙酸的噪音。

输出轴开始转动,但转速极不均匀,时快时慢,带动着沉重的磨盘模型一顿一顿地转动,整个机器基础都在随之剧烈摇晃,仿佛下一秒就要散架。

“停下!快停下!”欧冶胜大吼。照看的学徒慌忙关闭蒸汽阀门。

失败。传动不平顺,振动过大,根本无法实用。

问题出在哪里?是齿轮加工精度不够?是轴承配合太松?是配重块大小位置不对?还是飞轮和均衡轮的设计有问题?

沈知章带着人,一点一点检查,测量,计算。他们发现,齿轮啮合间隙不均匀,有的地方紧,有的地方松;主轴在受力下仍有微小弯曲;配重块虽然减轻了垂直方向的振动,但水平方向的扭振依然严重……

改进,永无止境的改进。

重新加工齿轮,调整啮合间隙;加强输出轴,采用更粗的锻铁轴;尝试在轴承座下加垫弹性良好的硬木片以减震;调整配重块的质量和位置;甚至重新设计了均衡轮的形状和安装角度……

每一次改进,都伴随着新的问题和挑战。传动系统的复杂性,远超单一的提水机构。

但匠师们没有气馁。冶山矿场的成功如同明灯,指引着方向。

他们知道,一旦突破传动难关,蒸汽机的用途将无限广阔。

终于,在经历了不知道多少次失败、调试、再失败后,夏末的一天,改进后的“可传动试验机”再次点火。

这一次,机器运行的声音虽然依旧嘈杂,但那种令人心悸的剧烈抖动和尖啸减少了许多。

输出轴的转动,虽然还能看出周期性的快慢变化,但已平稳了许多。

更重要的是,那沉重的石磨盘模型,随着输出轴的转动,开始平稳、持续地旋转起来!

虽然转速不快,虽然噪音和震动依然存在,但那种旋转的连续性和可用性,是此前从未达到的!

“成了!真的成了!” 齿轮匠师激动地大喊。

沈知章长舒一口气,脸上露出了疲惫但欣慰的笑容。

欧冶胜用力拍了拍身旁还在冒烟的轴承座,哈哈大笑。

墨衡站在一旁,捋着胡须,眼中闪烁着激动的光芒。

他们迫不及待地进行了实际测试。在空磨盘稳定运行了半个时辰后,他们开始少量、缓慢地向磨盘里添加预先准备好的小麦。

沙沙沙……

金黄的麦粒落入磨眼。随着磨盘平稳的旋转,洁白的粉末开始从磨缝中缓缓溢出,越来越多,逐渐堆积。

真的可以!蒸汽机带动磨盘,磨出了面粉!

效率测试随之展开。他们用同一台石磨,分别用骡马牵引和用这台蒸汽机传动带动,在相同时间内研磨相同数量的小麦,比较出粉率和能耗。

在研磨粗细相近的前提下,蒸汽机驱动的效率,达到了畜力牵引的三到四倍!而且,蒸汽机可以日夜不停地工作,只要燃料和有人照看,而畜力需要休息