次日方少云便常呆在枪炮机械厂里忙碌着改造机械,于机器他这些年水平虽有提高,但将想法完整绘图出来这水平仍差得不是一点点。为此他的办法依然是设计草图后由木匠甚至是还有首饰匠制作实物再研究,其中木匠的活是大框架的东西,而首饰匠的活是小零件。
木模乃是试验结构合理性与零件精确尺寸,而这番工作虽然很笨其实也不是完全白费劲。因为大小铸件也是要靠木模来翻砂制模然后浇制的,小铸件特别是需金加工的零件如齿轮、轴座等还需要加上余量,但有个木模加工时也直观些不是。
参与研制第一第二代机械的人除了去其它工厂,他们中大多数仍然在操作他们参与研制的这些机械。几年来经过操作实践及方少云带领或他们自己的小改小革,对现有机械不说摸透也是比后世的工人差不了多少。他们虽说没有学过数理化及专业机械知识,识字也比不上后世小学生,但他们专心与热爱自己的工作,理性东西不懂操作实践经验丰富。
因有实践经验、肯钻研、加方少云营造的开放式的学习与交流的氛围与环境,他们对研制更好机械十分热情与向往。因此方少云一来就召集由他们组成的机械研究小组,让他们自己提想法、提要求,然后综合他们的设想结合自己知识与经验设计了新一代机床。
研制新机床是源于新要求,而能够进行乃是之前几年积累下来的实力。比如这几年在材料上有一些进步,这使得不少过去无法做的事现在成为可能。
随着材料进步及机床类型不断开发,不少零部件质量与加工精度也是有不少提高。如轴承生产不仅材料上有所突破外,在加工精度与装配质量也是有大幅度提高的,而正是仅仅一个装配环节,因采用一些测量手段使之精度就提高了一大截。而如紧固件与齿轮等因生产出专门加工机床不论产量连精度也比之前好,紧固件标准化与产量也是有极大提高。
材料及零部件质量有了提高外,有机加工能力也是这次研制新一代机床的底气所在。因为现在的金加工足以使新机床的加工精度提高外,在大型化上也少了障碍。
而这些物质条件外,他带出培养出一小批学生兼技术工人更加宝贵。当初基本上靠方少云单打独斗,或手把手教出一些人,而现在他们不仅能熟练使用机床,加工出更好的产品,还能有自己的想法。他们没有条条框框的东西束缚,现在他们在生产第一线,也在机械研究与改进第一线,没有他们方少云分成八瓣也顾不上这么多的事与活儿。
方少云培养的学生朝气勃勃无所畏惧,可他们的缺点同样也是显著的,那就是他们的理论及实践经验实在有点狭窄得可怜。而这方面首先是方少云这个师傅与领路人实在是水平不高,第二个是他们从事这时间还不长见到的仅是已有这些东西。不过新机械越来越多他们的经验与见识也越来越多,只要他们肯将热情与钻研精神保持下去超越方少云不难,开创一个机械化时代不难。
这个前景完全是可以期待的,方少云为他们打开了一扇窗,并给他们放好了垫脚的凳子。只是他们现在还太稚嫩,因而方少云现在只能亲自带领他们一起改进现有的机械,新研制更新一代机床。
因为有一小批研究与操作机械的人,这次研制新一代机床在思路上、要求上其实是比较清晰的。不过关到实际研制时仍然是草图之后是木匠开道,这实在是完全绘图纸方少云没有能力外,也在于反正新机床设计好后也要做了木模翻砂浇铸成铸件加工才成。
当然铸件木模不必所有部件都高要求,一些木模会简单一些,特别是需要金加工的地方加上加工余量。但二者差别不大,对研制新机械还是用木模来试验它的运动合理性及刚性等比较直观,想改动也简单。因为之前用这样的方法让设计的机床成熟性达到了八九成,使研制生产的机床基本上能达到设想,这个方法方少云怎可能放弃不用。
每日与工人们讨论新机床的具体要求,旧机床怎么改才能达到,然后绘草图让木匠制作木模,然后再共同研究有何不足如何改进。这样的日子忙碌而烦琐,有时为顺利而开心,有时为解决某个难题拚命回忆前世的经验不得而烦躁。虽然并不算一帆风顺但每日都有些成绩,这让方少云觉得很充实与自傲,仅是为这时代留下这些机械与这些种子他就觉得自己没有白穿越一回。
随着新机床研制进程向前进步,方少云觉得有必要拿出点新东西、提出新起点。这新起点与新东西乃是解决动力问题,现在的机械都在靠水力推动着,而水力不可靠不方便外,为获得水力代价也不少。
为获得水动力有一定的水量与高度差是必要条件,有了这二个条件还只是基本的,或制大水车或筑堤坝蓄水冲动水轮机才能获得动力。制大水车或筑堤坝让水冲动水轮机的代价不小还不稳定,水量有季节性变化更有周期性变化,完全受制于大自然。
除此以外水动力必须设在水有高位差的地方,受制于地理。如现在枪械等生产留在方家谷区这里,也有几分是动力问题。因为即便是为解决运输远而搬迁,可惜搬离这里仍然不能建厂在平原地带,在平原地带无法使用水动力,而风动力更加不稳定。
脱离自然动力如水能束缚是人类工业化发展的必由之路,而现在采用什么动力代替方案方少云经过这些年考虑痛苦地决定从蒸气机开始。而从蒸汽机开始乃是无可奈何的选择,因为电器化与内燃机现在根本生产不了或者使用不了。
如造一个发电原理机容易,用些永磁石与绝缘铜丝绕几个线圈的东西就能有电。但整个用电发电输电系统如建水坝造水轮机,发电机、电动机加大量电线等,不算输变电那也是一个大工程。其中技术方少云不懂,一点一点破关斩将的难度之大不说,就算是铜原料方少云也凑不起多少。而生产电动机与发电机的矽钢片方少云根本不知道其成分,弄清楚还不知年月怎能倚靠。
另外没有输变电设备发电靠水力然后用电动机带动机械,与现在利用水力从本质上暂时区别不大,若平原上建发电厂万事俱备仍然不能离开了蒸汽机。因为如此实际上即使欲电器化缺少蒸汽机来发电是不可想象的,而且如车辆船舶之类运输设备除了内燃机只能是外燃机。
说起来方少云修过柴油机、汽油机,原理与结构上他内燃机比蒸汽机认识更多。只是不说柴、汽油之类燃料有没有,那生产的材料及金加工能力也远远不足。材料、技术、工艺一样也不具备,内燃机暂时是不可能生产出来的,即使不用柴、汽油的,结构最简单的二冲程煤气机他也生产不了,正因为如此蒸汽机是现实又必然要走的一步。
说实话方少云现在连真正的蒸汽机也生产不了,他的第一步准备研制一台驼锅机,也就是一种最简易锅炉与活塞式蒸汽机合成一体的东西。而为何研制这东西乃是高压锅炉的生产条件还不具备,仅是阀门、管子、高压泵等零部件及水的软化处理他也没有相关生产设备或技术,而汽轮机更加没有设计能力及设备与技术加工能力。
驼锅机的管线与机体同铸,锅炉也是低压的,水烧干也没什么危险。至于这机器用途如挖矿抽水,炼钢鼓风等适用外,现在有一个急用的地方是水军的军舰。军舰三大要素是速度、火力与防御,而现在护卫队的敌人连火力也没有,若是自己的军舰有火炮还有机械动力这优势将扩大几倍不止。
研究驼锅机从起点而言方少云的想法当然比较高,如往复式而不是单缸式,如自动气阀等。他的高起点源于他修理内燃机的经验,因有这个经验活塞环与曲轴等技术根本不需费脑筋,单缸式与往复忒热效率利用上的差距而设计与加工难度相差不大更加不必选择。
至于齿轮油泵润滑系统更是新一代机床要解决的东西,因为之前机床的运动部件磨损太快,这新一代机床运转速度更快,精度要求更高,没有源源不断形成运动处油膜的高压机油齿轮泵是不可能的。
所谓起点高也远远比不上后世成熟的产品,只不过不是亦步亦趋一定从最低档次开始试验起。当然方少云设想不错而结构上仍然只能借助木匠来一步步试验结构合理化。如曲轴连杆的长度,活塞与活塞环零部件等的设计与布置。
而仅这样还不行,往复式蒸汽机即使所有部件合理化了也要锅炉能配套,为此方少云狠狠心拿出了近千斤铜铸造了八台全铜驼锅机,用以一次次实验来改进相关设计。这些试验也不关系成败,而主要是试验热效率与适用性,而每次试验都有一些提高,这样的收获让方少云很高兴。
最后这八台试验驼锅机方少云决定都保留下来作为纪念与参考,一半留给参加试验的几个主要人员。虽然这样小的机器没什么大用处,但方少云将之轴加长隔墙带动叶轮成风扇。这时天气尚炎热,有风扇也挺不错,就是每当要使用还得生锅炉,而且这风扇也够笨拙,与后世电风扇是无法比较的。
如想使用得生锅炉,不想用了只能灭火才行,够麻烦不用说,就是调节风速也只能让炉火旺一些或不旺些来实现。使用时若烧煤还好一点,用不大经烧的燃料还要经常去添加。
这使用麻烦安全上也有问题,电风扇看似转动飞快,其实才三四十瓦功率,力量并不大。可蒸气机的力量超过电风扇许多倍,因为转速低方少云在风叶设计上是大螺旋比,因而转速慢些风力不小。另外看似慢得多的风叶力量却不是电风扇可比,人体是挡不住它的旋转力的。因为生产不了轻巧镀铬网罩,方少云为之生产了铜网罩来保证安全。
就算是要添水、生炉与照看如此麻烦,风吹出来很硬说是电风扇不如说是排风扇,秀娴学会使用后每日晚餐时都会让风扇动起来。这或许是她觉得方少云辛苦一天,这时间该是她尽一下照顾责任吧。而方少云白天忙忙碌碌不觉着,回家后因人小体弱精疲力竭,在风扇下吃晚餐也觉得安逸舒展,二人算是享受了不必用手摇扇子的日子,有一丝后世生活的味道。