雖說水車最初的功能就是用來汲水的,也就是把水從較低的地方提升到較高的地方,適合從河道中向河岸外面取水用的,但是隨著水車的不斷發(fā)展,人們也漸漸意識到水車光用來汲水其實(shí)是一種極大的浪費(fèi)。
水流的力量是很強(qiáng)的,而水車一旦在水流的推動下轉(zhuǎn)動起來之后,產(chǎn)生的力量也是很大的。
尤其是在水車的主軸上,因?yàn)榱Ρ酆团ぞ氐木壒剩囍鬏S轉(zhuǎn)動起來產(chǎn)生的力量是極大的。
哪怕水流給水車的每個(gè)橫板的推力只有五公斤的力量,那么套用個(gè)后世的計(jì)算公式就可以大體的算出水車主軸的扭矩是多少來。
按照一公斤力等于9.8牛米的換算來計(jì)算,水車的輻條長度為五米,也就是說一個(gè)橫板可以為主軸帶來245牛米的扭矩。
而一輛排量為2.0的汽車發(fā)動機(jī)的最大扭矩也不過才200牛米左右。
更別說這臺水車上面一共有十六個(gè)橫板了......
古代的人自然不會計(jì)算什么力臂、扭矩之類的東西,但這并不妨礙人們能夠清楚的認(rèn)識到水車主軸在轉(zhuǎn)動起來之后其實(shí)是能夠做很多事情的。
于是,不管是華夏還是歐洲,在古時(shí)候都會利用水車來做更多的事情。
就好像在這個(gè)時(shí)期的歐洲,利用水輪也就是水車作為動力已經(jīng)是很普遍的事情了。在瓦特成功的改良蒸汽機(jī)之前,水力驅(qū)動就是歐洲各國一個(gè)很重要的動力源泉。
高樹部落做的這兩臺水車是帶有試驗(yàn)性質(zhì)的,所以水車的直徑只有十米左右,這個(gè)個(gè)頭在水車中算是小型水車了。
不過即便是小型水車,通過轉(zhuǎn)動的主軸來帶動其他工件進(jìn)行一些工作也是綽綽有余了。
這臺水車的主軸末端固定著一個(gè)直徑差不多有半米左右的齒輪,這個(gè)大號的齒輪同樣是鑄出來的。
得益于石熊給杰克提供的那些有關(guān)于齒輪模數(shù)的計(jì)算公式,這個(gè)齒輪制作的很不錯(cuò)。
當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時(shí),會帶著這個(gè)齒輪一塊轉(zhuǎn)動。如果水車的轉(zhuǎn)動速度是每分鐘三圈的話,那么這個(gè)大齒輪的轉(zhuǎn)動速率也是這個(gè)速度。
一分鐘三圈,這對于一臺水車來講是一個(gè)比較快的速度,但是對于機(jī)械動力來講就很慢了。
不過這個(gè)作為主動輪的齒輪直徑很大,齒數(shù)也很多,所以一旦有一個(gè)小齒輪和其嚙合,那么小齒輪的轉(zhuǎn)速就會提升N倍。
套用后世一個(gè)很簡單的一個(gè)計(jì)算公式就能計(jì)算出來。
比如說作為主動輪的這個(gè)大齒輪齒數(shù)為72個(gè),一分鐘的轉(zhuǎn)速為3圈。當(dāng)一個(gè)齒數(shù)為6個(gè)的被動輪和主動輪嚙合起來之后,那么被動輪一分鐘就可以達(dá)到72÷6×3=36的轉(zhuǎn)速。
一分鐘36轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速對于一臺機(jī)械來講肯定是非常慢的,但是對于現(xiàn)在的高樹部落來講足夠用了。
如果水車想要帶動一臺大磨轉(zhuǎn)動,一分鐘36轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速還太快呢。
當(dāng)然,如果要想獲得更高的轉(zhuǎn)速,那就需要進(jìn)行二級變速了。
比如說部落需要一臺設(shè)備擁有一秒五轉(zhuǎn)的設(shè)備,那么就可以在被動輪內(nèi)安裝一根軸,同軸的另一端安裝一個(gè)齒數(shù)多一些的齒輪,這個(gè)齒輪會作為二級主動輪,然后帶動另外一個(gè)齒數(shù)少的被動輪。
只要計(jì)算好齒數(shù)比例,那么這個(gè)一分鐘三轉(zhuǎn)的水車主軸完全可以帶動起一個(gè)一秒鐘五轉(zhuǎn)也就是一分鐘三百轉(zhuǎn)的工件。就算是轉(zhuǎn)數(shù)再高一點(diǎn),只要不是大負(fù)荷的工件,同樣可以帶動。
所以,為了能夠帶動更多不同的工件轉(zhuǎn)動,杰克設(shè)計(jì)了好幾種齒數(shù)不同的齒輪。這些齒輪都是當(dāng)做被動輪使用的,根據(jù)不同設(shè)備的轉(zhuǎn)速要求,采用不同的齒輪來帶動。
其實(shí)在石熊的計(jì)劃中,這兩臺水車的主要目的是試驗(yàn)。一旦試驗(yàn)成功,這兩臺水車的功能就是汲水和帶動石磨。
這里畢竟是高樹部落的大本營所在地,一些工業(yè)方面的事情不會在這里做的。高樹部落主要就是居住生活和產(chǎn)糧,所以這兩臺水車主要就是汲水和為部落的族人日常生活服務(wù)。
一旦這兩臺水車成功,那么在大青山部落那邊就會豎立起直徑更大、數(shù)量更多的水車。
大青山部落作為高樹部落的工業(yè)基地,那里才是應(yīng)用水力最多的地方。
不過這件事急不得,先把這兩臺水車搞定,并且這兩臺水車能夠長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn),才能夠在大青山部落那邊架設(shè)更多更大的水車。
而如果不考慮其他方面的原因,單論單純的動力來講的話,水力其實(shí)比蒸汽機(jī)要更優(yōu)秀。
一旦水力能夠大力發(fā)展起來的話,那么有了這個(gè)充沛的動力保障,其他計(jì)劃中的工作就能慢慢的展開了。
比如說水織機(jī)、騾機(jī)。
有杰克在,再加上石熊的金手指,搞出這兩樣?xùn)|西來并不是什么難題。而一旦杰克少校答應(yīng)在歐洲建立紡織廠同時(shí)推廣這兩種機(jī)器,那么在未來的幾年內(nèi),石熊就可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)不斷的從歐洲大陸得到一些急需的東西。
正如后世一句話所講的那樣,工業(yè)發(fā)展,動力先行。
這水車的成功架設(shè),為高樹部落以后的工業(yè)化發(fā)展提供了最有力的保障。
第二臺水車在第二天就架設(shè)好了,效果和第一臺水車沒什么區(qū)別。
兩個(gè)大家伙矗立在河邊,這成了高樹部落的一大景觀。
不論早晚,部落的族人只要有空,都會來這里欣賞這兩臺不知疲倦總是轉(zhuǎn)動的水車。
老木頭一家人在架設(shè)完這兩臺水車之后,老木頭領(lǐng)著兩個(gè)兒子還有其他打下手的族人去了大青山部落,既然這兩臺水車架設(shè)成功了,那么他們接下來的工作就是制作尺寸更大的水車。
老木頭的兩個(gè)孫子則帶領(lǐng)著另外一些族人在這兩臺水車旁邊建設(shè)新的木屋。
這兩座大木屋就是以后盛放水力磨盤的場所。在目前而言,這兩臺水車除了汲水之外,最大的功能就是帶動四臺大磨,專門為部落里的族人磨制一些東西。
當(dāng)然,這兩臺水車也有專人看管,比如說定時(shí)往軸承中添加熬煉出來的油脂做潤滑,比如說監(jiān)控水車的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
反正這兩臺大水車假設(shè)起來之后,就成了高樹部落所有族人心目中的寶貝......