第164章 改良纺纱机,纺纱效率翻倍(2/2)
周师傅皱着眉头,拿着炭笔在木板上比划:“一个带多个……齿轮咬合?那得做一套大小合适的木齿轮,精度要求高,做起来费工,用久了还容易磨损打滑。”
“不一定非用齿轮。”林越启发道,“您看这纺车,动力是用皮带(或麻绳)传动的。咱们能不能做一根长轴,上面固定几个小皮带轮,每个皮带轮用一根皮带,各自连到一个锭子上?这样,脚踏板带动大轮,大轮通过皮带带动长轴,长轴转动,上面所有小皮带轮一起转,不就同时带动好几个锭子了?”
周师傅眼睛一亮,琢磨起来:“长轴……多个小轮……用皮带连锭子……这法子……好像可行!皮带软,对不准也能传上力,比硬碰硬的齿轮好做。就是这长轴要直,要稳,轴承得做好,不然晃得厉害。还有,锭子多了,纱线会不会缠在一起?”
“所以锭子的排列得有讲究,不能太密。纱链的位置也得相应调整,可能得分层。”林越补充道,“还有,锭子多了,纺妇同时照看不过来,得想办法让断纱了能自己停,或者至少容易发现……”
一老一少,加上旁边听得入神的石墩和两名学徒,就在那间充满木屑香气的小屋里,对着拆散的纺车部件和画满草图的木板,反复讨论、比划、争论。周师傅手艺精湛,对木材特性、结构强度了如指掌;林越则提供思路和原理方向;石墩手巧,负责尝试制作一些简单的模型部件。
他们先尝试做了一个双锭的验证模型,用旧木料做了一根短轴,上面固定两个小皮带轮,分别用麻绳(模拟皮带)连接两个从旧纺车上拆下的锭子。用人力摇动作为动力输入的大轮,短轴转动,两个锭子果然一起飞快旋转起来!
初试成功,给了他们极大信心。接下来便是设计真正的多锭纺车。他们决定先尝试制作一架四锭的脚踏纺车。
新的问题接踵而至:如何保证四根锭子转速均匀?皮带的松紧如何调节?纺妇如何同时照看四根纱线?脚踏的力度是否需要增加?纱链(用于卷绕纱线的装置)如何适应多锭?车架结构如何加强以承受更大的力?
每一个问题,都需要反复试验、修改。周师傅负责主要的结构制作和强度把关,林越和石墩则不断提出改进意见并参与测试。他们尝试了不同粗细的麻绳作为皮带,发现太细易断,太粗打滑,最后选用了浸过松脂、有一定韧性的牛筋皮条(一种替代品)。锭子的排列采用了前后错开的两排,每排两个,以减少纱线干扰。纱链则设计成可独立拆卸的筒子,方便换纱和接线。为了便于发现断纱,他们在每个锭子前的导纱钩上系了一小片染色的羽毛,纱线一断,羽毛便垂下,十分醒目。
偏院一角,锯木声、刨削声、敲打声、以及试验时的吱呀转动声,常常持续到深夜。李墨在处理完文书之余,也常来帮忙记录数据、绘制更规范的图纸。那两名学徒更是如饥似渴地学习着这些前所未闻的思路与技法。
十余日后,一架造型略显古怪、却结构扎实的四锭脚踏纺车,终于在“工器试改坊”内组装完成。它比传统纺车大了不少,车架更粗壮,中间一根水平长轴贯穿,轴上四个小皮带轮通过牛筋皮条连接着四个锭子,脚踏板驱动的大轮经过一级增速后,带动长轴旋转。纱链、导纱装置、甚至一个简易的、用于调节皮带松紧的张力轮,一应俱全。
试车那日,林越特意请来了州府织染局一位老练的纺妇。那妇人见到这怪模怪样的纺车,先是吓了一跳,听明白用法后,将信将疑地坐上纺凳,踩动踏板。
“嗡……”长轴平稳转动,四个锭子同时飞速旋转起来,发出均匀的鸣响。纺妇紧张地同时照看着四根棉条,手指略显忙乱,但在林越和周师傅的简单指点下,很快掌握了节奏。四根细细的棉纱,从她手中的棉条里均匀地抽出,经过导纱钩,缠绕到纱链上。
效率,是显而易见的。同样的时间内,她纺出的纱线长度,远超使用单锭纺车之时!虽然因为操作尚不熟练,断头率稍高,且同时照看四根纱线确实更费神,但产量的提升是毋庸置疑的。
“老天爷……”那纺妇停下脚,看着纱链上缠好的四团纱线,又看看那依旧在惯性下缓缓转动的四个锭子,满脸不可思议,“这……这真的成了?一个人,真能同时纺四根纱?”
林越、周师傅、石墩等人相视而笑,心中充满了实验成功的喜悦。虽然这四锭纺车还很粗糙,需要进一步优化人机工程(比如减轻脚踏力度、优化操作位置),离真正的“效率翻倍”或许还有距离,但方向已经指明,道路已经开通。
消息不胫而走。州府织染局的工匠、甚至一些消息灵通的商户,开始打听这“能同时纺四根纱的怪车”。杨知州和吴判官得知初步试验成功,虽未大肆宣扬,但眼中赞许之色更浓。户房张主事也难得地没有再说“靡费钱粮”之类的风凉话。
“河工技术咨议处”成立后的第一项“兼职”创新,便在这充满刨花与皮条气息的偏院角落里,悄然萌芽。它或许不如治理洪水那般惊心动魄,却同样关乎无数家庭妇女的辛劳与生计,关乎着一匹匹棉布、丝绸从原料到成品的效率。便民之路,在踏入州府后,正以其特有的方式,从滔滔江河,延伸至嗡嗡作响的纺车之上,试图用智慧与匠心,轻轻撬动那延续了千百年的、缓慢的生产节奏。而这一切,都还仅仅是个开始。