更深露重,吴家堡的灯火早已熄灭,唯有叶青云的住处还亮着一盏油灯。窗纸上,他伏案的身影被灯光拉得很长,桌上摊着几张粗糙的麻纸,上面用炭笔勾勒着密密麻麻的线条 —— 那是他苦思半夜画出的滑轮组(机械葫芦)图纸。城墙建设到关键阶段,工匠们吊装青砖、巨石全靠人力扛抬,动辄需要五六人才能搬动一块千斤重的基石,不仅效率低下,还常有工匠扭伤腰肢,研发省力的吊装工具,已成了当务之急。
叶青云揉了揉发酸的眼睛,指尖划过图纸上的 “三组滑轮” 结构 —— 他想起初中物理课上学的滑轮组原理,三组定滑轮与动滑轮组合,能将重物的重量分摊到多根绳索上,理论上能省三分之二的力,原本需要六人扛抬的巨石,用滑轮组只需两人拉动绳索就能吊起。但在这个没有工业机床的时代,如何做出精度足够的滑轮,成了最大的难题。
“直接锻打肯定不行。” 叶青云喃喃自语,之前唐师傅锻打的铁件多是大刀、长矛这类形状简单的物件,滑轮需要圆形的轮盘,中间还要留出穿轴的圆孔,轮盘边缘得有凹槽用来卡绳索,锻打根本无法保证轮盘的圆度和凹槽的均匀度,稍有偏差,滑轮转动时就会卡顿,甚至磨断绳索。
他的目光落在桌上的陶碗上 —— 陶碗是用模具烧制的,形状规整,大小一致。“对了,铸造!” 叶青云猛地拍了下桌子,油灯都晃了晃。用铸造的方法,先做木胎模具,再用精砂翻模,就能做出形状规整的滑轮轮盘,不仅效率高,还能保证精度。这个念头一出,他立刻重新铺开麻纸,开始细化图纸:滑轮轮盘直径定在一尺二,厚度三寸,中间圆孔直径两寸,边缘凹槽宽一寸、深半寸,刚好能卡住麻绳;轴要做成长两尺、直径两寸的实心铁棍,两端要打磨光滑,减少转动摩擦;外面还要铸一个铁盒,用来固定滑轮组,铁盒两侧留出穿轴的孔,顶部焊一个挂钩,方便固定在城墙的支架上。
窗外的天渐渐泛白,叶青云终于完成了全套图纸 —— 包括滑轮轮盘、轴、铁盒的零件图,还有滑轮组的组装图,甚至在图纸旁标注了尺寸和材料要求:轮盘和铁盒用精铁铸造,轴用锻打后的精铁打磨,确保足够坚固。他小心翼翼地把图纸叠好,揣在怀里,快步走向食堂 —— 这个时辰,唐师傅应该正在食堂吃早饭,正好把图纸交给她。
食堂里飘着玉米粥的香气,工匠们三三两两地坐在桌边吃饭。叶青云一眼就看到了唐师傅,她正拿着一个白面馒头,和几个冶铁工匠讨论着什么。“唐师傅,有急事找你。” 叶青云走过去,把图纸放在桌上。
唐师傅放下馒头,拿起图纸仔细看了起来,眉头渐渐皱起:“叶首领,这画的是啥?三个圆盘子,还有铁盒子,是用来干啥的?”
“这是滑轮组,也叫机械葫芦,用来吊装重物的。” 叶青云指着图纸解释,“你看,把这个铁盒固定在城墙上,里面的三个滑轮组合起来,绳子绕在滑轮上,一端挂钩子挂重物,另一端让人拉,原本需要六个人扛的巨石,用这个工具,两个人就能拉起来,能省不少力气。”
唐师傅眼睛一亮:“还有这么省力的工具?要是真能成,建城墙搬基石就不用愁了!” 她又看向图纸,“那这圆盘子(滑轮轮盘)怎么做?用锻打吗?我让工匠们把精铁烧红,锤打成圆形,再钻个孔,应该能成。”
叶青云摇摇头:“锻打不行。你看这轮盘边缘有凹槽,中间有圆孔,锻打很难保证凹槽均匀、圆孔居中,要是轮盘不圆,转起来会卡顿,甚至磨断绳子。得用铸造的方法做。”
“铸造?” 唐师傅愣住了,旁边的冶铁工匠也纷纷抬头,脸上满是疑惑,“叶首领,‘铸造’是啥法子?咱们只听过锻打、锻造,从没听过铸造啊。”