虽然熊洪觉得,在原始社会搞出来农业时代的复杂器械,颇有些滑稽的感觉,但事实就是,熊木这帮人愣是用这种原始的工具和理论,手搓出了水力锯木坊。
当熊洪得知这一切的时候,脸上的表情十分精彩。
“这就是水车和锯木架中间最重要的旋转轴了,它跟着水车的转动而转动。”
土尘指着水车侧面的一堵墙,墙的另一边,就是用各种齿轮、皮带和连杆、框架组成的复杂的传动装置。
水车的一侧,就是在车轴的地方,突出放置了一根用硬木制造的长杆,这根长杆其实就是水车车轴的延长部分,在车轴滚轴的带动下,连接杆随着水车的转动而转动,将水车的动力给输出出来。
既然不方便直接在这根车轴上安置锯木架,那就只能想办法,让这些力量通过这些组件,传输出来。
但怎样将后续的配件放到这根连杆上,也存在着难点。
车轴上其实就这么长这么小的一丁点地方,并没有多少可操作的空间。有的时候还需要减速、加速甚至停止力量输出,要是按照以往的方法,还需要调整水槽流速和水量。
操作的速度慢不说,还很容易造成水车的损坏。另外,车轴上传出来的动力虽然比较稳定,但无法调节大小,而且方向也不符合使用的要求。
针对这些问题,木工坊的工匠们和齿轮制作的工匠们,发挥了重要的想象力和实践的作用。
很早之前,熊洪就对明观院和工匠里面的教授们,讲解过齿轮的作用,虽然以熊洪的水平,无法做到成系统的讲解,但有些基础的道理族人们还是能理解的。
比如大齿轮和小齿轮互相配合,可以让齿轮转的更快或者变慢,或者通过不同齿轮的放置,可以改变传输的方向,甚至可以多放置几组齿轮组,将车轴中传出来的力量,变成方便、稳定、可控的力量。
故而在建造水力锯木坊的时候,熊巫和水草让各个工坊和匠人们必须配合,生产出了很多必要的配件。
当然不仅仅是齿轮,建造过程中,也用到了很多皮带、木架、滚轴、轴承等大大小小的材料,最终提出这个方法的工匠们,也成功地将水车传出来的动力,传输到了后面的水锯组件上。
在制作水锯时,也遇到了最后一个部分,也就是执行系统的难题。
经过长时间的讨论和实践,木工工匠提出的垂直锯法,打败了熊木等人提出的水平锯法,因为垂直锯法更加安全,需要的材料和步骤也相对最少。
其中最核心的部分,就是锯木架。
锯木架高两米,宽一米多,就像一个门,使用的时候,这道“门”会上下垂直移动,也就是垂直锯法。
垂直锯法,锯片会被放置在锯木架上,沿着锯木架中轴线的两侧分别安放一片长度在一米五的锯片——也就是熊木等人‘逼着’熊山锻打出来的。
锯木架这道“门”是一个用坚硬的方木制成的四面框体,垂直两侧会安装上用青铜板制成的滑轨,与安装锯木架的外框几乎是严丝合缝地靠近。
而锯木架的运动由于是上下垂直运动,为了方便锯木头,锯木架底部的“门框”隐藏在地板下,工作的时候,也不会撞上来。这也是因为使用了熊洪设计的擒纵和曲杆机构,保证锯片在锯动木头的时候,锯子的工作长度并不长,大概只有四十厘米左右,比两名族人拉动的近一米距离短了很多。
为了保证锯出来的木料不会因为自身重量而发生偏移,故而在设计锯木架的时候,熊木等人还在锯木架的两侧和顶部,分别设置了坚硬的木料,将锯木架牢牢的限定在这个工作区域内。
而在预想的操作过程中,可以在地面铺设导轨,放置送料小车,上面放着要开解的木头。
说是送料小车,实际上就是一个只有两侧和前后的木框架,将要开解的木头底端,放在送料小车后面的架子上,架子上也会有个小一点的导轨,在锯木头的时候固定住,一次锯完之后,可以推动木头左右移动,用来调整所需板材的厚度。
这虽然是个不起眼的小设计,但它却让锯出来的木板,按照相同的厚度来开解,并且这个调整的速度,也要比之前快很多。
锯木头时,推动送料小车上的把手,让木料往水锯的锯木架方向移动,被水车带动起来的锯片,在上下移动的时候,就可以逐渐将木头给锯开。
由于底部有送料小车,提前用滑轨给限定住,这样就可以保证一条锯缝从头到尾,都是笔直的直线,不会产生那种族人因为技术水平低,形成的木板厚度不均匀的现象。
但是地上的导轨很好建造,只要参考木质轨道车的建造就可以,铺设两条包着金属皮的轨道就能完成。但对于最重要的锯木架,就不是这么容易了。
锯木框的主体是由四根坚硬的木料搭成的“门”字型框架,除了最底下的隐藏在地板下方,剩下的在两根立柱的内侧,也铺设了导轨,用来固定并让锯子沿着导轨只能上下移动,不能左右横移。
但这样一来,如何让锯木架上下移动,带动锯片锯木头,同时又要保证锯片始终在一定的范围内移动,这又成了一个新的挑战。
解决这个问题的,居然是巫师院的一个年轻的“教授”。
输出动力的连杆,是由一截短一点的金属杆、一截又长又粗的木头、和一块小小的金属块组成,相互连接的地方,打了一个孔,用金属棍进行连接,可以运动。
这就是熊洪在设计蒸汽机时画出的曲柄滑块连杆,虽然没办法现在用在蒸汽机上,但用做水里锯木坊上面,也很有用。
滑块的一端就直接连接在锯木架底部的横框上,并通过一截圆形的圆孔,用当连杆推拉时,它带动的是整个锯架,锯架再带着锯片一起做稳定的上下往复运动。
整个过程中,其实最难的地方就是如何保证锯木架上下往复运动。
而这个问题,最终也被熊杰解决了。
熊杰提出的办法,就是在锯木架连杆和水车连杆中间,再安装一个齿轮组,而在这个齿轮组输出力量的齿轮上,并不是在圆心处通出连杆,而是有个偏心的齿轮,这样一来,再通过皮带,将锯木架变成可以垂直运动。
这就省去了一些不必要的齿轮组,只需要依靠这个曲柄滑块连杆,就能实现往复运动,所耗损的动力,也比之前大大减少。
并且,来自造船坊的骨黑,也提出了预想外的想法。
在送料的时候,如果用人推动的话,是需要这个族人保持稳定、匀速的状态,不然开解出来的木板,很容易就会因为送料的忽快忽慢,在表面形成一些起伏的地方,给后续增加工作量。
另外,如果送料过快或者过慢,还有可能让木板烧焦、崩角甚至损坏锯片,这就需要让送料小车有个稳定的运送速度。
骨黑的想法是,是让原本依靠人力推动的送料小车,也能用上水力,可以在导轨上或者下方的齿轮上,设置一个棘轮结构,也就是用一种齿轮操控速度,让进料速度和锯木头的速度保持一致。
通过这些改进,原本计划需要十个人协助操作的锯木坊,连同从外面运送木材的族人一起,也只需要四五个人。
而且这种自动进料的方式,大大保证了族人的安全性,也保证开解出来的木板,变得均匀、一致。
“锯片来了!锯片来了!”
熊木和熊杰亲自拉着小车,来到了围墙外侧西北方向的水力锯木坊这里,而这里已经挤满了十几名工匠——今天是最终试验的时候,要是成功了,大家这两个月的辛苦,就能看到成效。
“太好了,赶紧换上,试试看有没有用。”
“怎么没有用,前两天空车试验的时候,大家不是都看到了吗?那锯木架的速度……虽然不一定有匠人拉的快,但这个不用休息啊,可以一直锯,直到锯完。”
“你这是什么眼神?那锯木架的速度可一点也不慢,我敢肯定,就算是我们部落最熟练的木匠,拉锯子也没有这么稳,要是按照这个速度来拉,他们一刻钟都坚持不了。”
“就是,速度就不说了,你看锯出来的木板表面,那些木匠们要是不用刨子刨平,那木板根本没办法造船。”
“那今天就看看这个装置到底有没有用了。”
“……”
众人窃窃私语,言语中满是期待,而这些工匠们看着上前安装锯片的熊木,心里很是痒痒,将近两个月的辛苦研究和制作,就看能不能起到作用了。
很快,锯片就顺利地安放在锯木架上,两端用特制的钩子牢牢固定住锯片,随后众人退出锯片崩裂可能伤到众人的区域,并在众人的期盼下,熊木搓了搓手,紧张地拉动了旁边的木制扳手。
木制扳手随之往下移动,带动连接在后面的齿轮,随着一声轻响,这处齿轮稳稳地卡在了另一处旋转的齿轮组上,紧接着,带动连接在锯木架上面的曲杆,开始上下运动起来。
同时,在皮带传动的棘轮也旋转起来,不过此时送料小车上面的扳手还有被放下来,送料小车便安静地停在原地。
“大家最后再仔细看一下有没有什么问题!”
外面水流冲击的声音变得更大了,熊杰知道,熊木扳下把手之后,外面连接的水槽,出水量也变大了一倍,水车此时旋转的速度更快,众人透过地板和墙体的缝隙,看到通过水车连轴延伸进房间里的部分,正带着一个大齿轮快速地旋转着,让曲杆的运动速度逐渐快了起来,直至变的稳定。