新鐵器帶來的風潮,在州城裡颳了小半個月,才慢慢沉澱下來,變成市井間一句句實實在在的唸叨和手裡愈發趁手的傢什。便民坊的生意依舊紅火,但排隊的人龍短了些,因為供貨漸漸跟上了。民間鐵匠鋪的叮噹聲也重新密集起來,只是細聽之下,打的東西似乎和以前有些不同了,多了些精細的活計,少了些粗笨的農具毛坯。劉鐵匠的鋪子裡,新接了一單給城裡酒樓打製全套烤叉、鐵籤的生意,用的是黑石溝的“新熟鐵”,主顧要求高,價錢也給得爽快。他帶著徒弟埋頭苦幹,抱怨的話少了,琢磨勁頭倒足了。
這一切,林越看在眼裡,心裡那本賬卻翻到了下一頁。鐵器普及、價格下來,是基礎。但要讓這“筋骨”真正強壯起來,生出更大的力氣,還得有能讓它高效運轉的“關節”和“巧勁”。他的目光,投向了那些重複、費力、卻又至關重要的生產環節。
契機來自一次尋常的走訪。那日,他帶著鐵蛋去城東的織染坊區,檢視新式紡車(這是之前他根據記憶中的珍妮紡紗機原理簡化改進的,已在少數織戶中試用)的使用情況。經過一家規模不小的棉紡作坊時,卻被裡面傳出的一陣陣沉悶的“梆、梆”聲和女工隱約的嘆息聲吸引。
作坊管事認得林越,忙迎出來。進去一看,寬敞的工棚裡,幾十個女工正兩人一組,對著堆成小山的籽棉忙碌。她們的“工具”簡單到令人心酸:一根光滑的木棍,一把帶彎鉤的短木弓。女工一手持木棍壓住一小撮籽棉,另一手用木弓的弦反覆彈擊、刮擦棉絮,利用振動和摩擦,艱難地將棉籽從棉絮中分離出來。這便是此時最普遍的“軋棉”工序。效率極低,聲音單調沉悶,女工們的手臂肉眼可見地痠麻腫脹,指節粗大,一天下來,也處理不了多少棉花。旁邊堆積的、已經初步去籽的皮棉,與待處理的籽棉山相比,顯得微不足道。
“林先生,您是不知道,這軋棉最是熬人。”管事苦著臉,“費時費力,還傷手。偏生這道工序省不了,棉籽不去,紡出來的線就粗,還愛斷。咱們坊裡就卡在這道工序上,有紡車,有織機,可皮棉供不上,急死人吶!”
林越拿起一團籽棉,輕輕一扯,堅韌的棉纖維緊緊包裹著褐色的棉籽,確實結合得很牢固。他記得,在原來的歷史軌跡中,直到元明之際,中國南方才逐漸推廣了用一種稱為“攬車”或“軋車”的簡單機械軋棉,效率比手弓高得多。但顯然,這種機械在北滄州還未普及,或者本地工匠根本不會製作。
“就沒有省力的法子?比如,用個輥子碾?”林越問。
管事搖頭:“試過,木輥子壓不乾淨,鐵輥子容易把棉纖維也壓斷了,還得靠這弓子一點點彈。南邊好像有種帶鐵軸的傢伙什,叫‘軋車’,聽說快得很,可咱們這兒沒人會造,請南邊的師傅,貴得很,還不一定請得來。”
軋車……林越腦中飛快檢索著有限的記憶碎片。原理應該不復雜,主要是兩個相向旋轉的輥軸(一個鐵製,一個木製或另一鐵製),利用轉速差和間隙,將籽棉喂入,棉纖維被輥軸帶走,棉籽被阻隔落下。關鍵在於輥軸的材質、間隙的調節以及傳動裝置。
“這輛車,你看過實物嗎?大致什麼樣?”林越追問。
管事努力回憶著:“幾年前去南邊進貨時,在個大作坊裡瞟過一眼。好像有個木頭架子,上面兩個並排的圓輥子,一個看著是鐵的,亮晃晃的,另一個像是硬木的。旁邊有個搖把,一搖,兩個輥子就轉起來,方向好像還不一樣?女工抓著籽棉往那縫裡一送,這邊皮棉就出來了,那邊棉籽嘩啦啦往下掉,快得很!可惜就看了幾眼,人家不讓細瞧。”
足夠了。林越心裡大致有了輪廓。雙輥軋棉機,手動曲柄驅動,透過齒輪或簡易傳動裝置實現兩輥相向差速旋轉。鐵輥表面需要光滑堅硬,木輥(或包覆皮革等其他材料的輥)則提供一定的彈性和摩擦力。間隙需要可調,以適應不同品相、溼度的籽棉。
這比改進風箱、煉焦炭要具體得多,目標明確,就是造一臺能極大提高軋棉效率的機械。而且,有了黑石溝相對優質且價格下降的鐵料,製作關鍵的鐵製部件成為可能。
“此事,或可一試。”林越對管事道,“我回去琢磨一下,看看能否畫出個樣子,找工匠試著做一臺出來。若成了,你這作坊的難題,或可緩解。”
管事將信將疑,但林越之前弄出新鐵器的事蹟他是聽說了的,連忙道謝:“那敢情好!若能成,可是救了小坊的急了!需要什麼材料、人手,您儘管吩咐!”
回到分齋,林越立刻鋪開紙筆。他並非機械專家,但基本的槓桿、齒輪、軸承、傳動原理還懂。結合管事的描述和力學常識,他開始勾勒草圖。首先是一個穩固的木製機架。核心是兩個平行安裝的輥軸:一個是表面打磨光滑的熟鐵或低碳鋼實心輥(要求硬度適中,不易變形,這可利用黑石溝新出的炒鋼嘗試製作),另一個是硬木(如棗木、柞木)輥,或者是在木輥表面緊密包裹一層皮革或厚實棉布,以增加摩擦和保護纖維。兩輥之間的間隙必須可調,他設計了簡單的楔形滑塊加調節螺栓的結構。
傳動部分最費思量。要讓一人手搖即可驅動兩輥相向且差速旋轉(鐵輥轉速稍快,以更好地“抓取”纖維;木輥稍慢或反向,以“阻擋”棉籽)。他放棄了複雜的齒輪組(加工精度要求高),採用大小不同的木製摩擦輪組合,透過皮帶(或結實的麻繩、皮繩)傳動,利用輪徑比實現差速。搖把連線主動輪,透過一級或兩級摩擦輪減速、換向後,分別帶動兩個輥軸。
畫廢了十幾張紙,反覆修改,直到深夜,一份勉強能看清結構關係的“手搖式雙輥軋棉機”草圖才算完成。雖然粗糙,但關鍵部件和傳動邏輯基本清晰。
第二天,林越帶著草圖,找到了工房王主事和州城裡手藝最好、也最有鑽研精神的木匠陳師傅和鐵匠鄭師傅(這位鄭師傅就是最早接受州衙優惠鐵料、成功轉型打造精細鐵件的那位)。
陳、鄭兩位師傅看著那佈滿線條和標註的圖紙,眉頭皺得能夾死蚊子。這圖……太“寫意”了,許多地方只有示意,沒有具體尺寸,更別提榫卯結構、軸承安裝這些細節了。
“林先生,您這……是想做個啥?這兩個圓軲轆並排著,還轉得不一樣快?”陳師傅指著輥軸部分,一臉茫然。
“這是要碾棉花?可這縫兒這麼細,怎麼進料?”鄭師傅也撓頭。
林越只好耐心解釋原理:利用兩個旋轉輥軸之間的縫隙和差速,將棉纖維“梳”下來,棉籽被卡住掉落。他用手比劃著,又找來一團棉絮和幾粒豆子模擬。
解釋了半天,兩位師傅總算大致明白了要做什麼東西,但臉上的難色絲毫未減。
“道理俺好像懂了點,”陳師傅咂咂嘴,“可這木頭架子怎麼搭才穩當?這木頭軲轆和鐵軲轆怎麼裝到架子上,還得能轉?這縫兒要能調,咋調?還有您這畫的這幾個圓盤(指摩擦輪)……怎麼讓它們轉起來還能帶著那兩個軲轆轉?皮帶?啥樣的皮帶經得住這麼磨?”
鄭師傅則指著鐵輥:“這鐵棍子要做得圓,還得光滑,不能有半點凹凸,不然絞棉花。長短粗細您這也沒個準數。還有跟架子連線的地方,咋弄?直接穿個孔?那轉起來不晃盪?得有個‘軸承’吧?可咱們打鐵,很少做這麼精細的玩意……”
問題一個接一個,都是最實際、最底層的工藝細節。林越畫的只是一個原理框架,要將它變成一臺能實際運轉的機器,中間隔著無數匠人需要憑經驗和手藝去填補的鴻溝。
林越沒有氣餒,反而更來了精神。這才是真正的“製作”,不是紙上談兵。他誠懇地說:“陳師傅,鄭師傅,學生於此道確是外行,只有個粗淺想法。具體怎麼做,尺寸如何,結構怎樣才牢靠,全仰仗二位師傅的本事和經驗。咱們一起琢磨,一起試!材料、工錢,州衙來出。做壞了,沒關係,找出原因,再改!直到做成為止!”
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