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第221章 蒸汽机床组装启动,攻克技术难关

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登莱军工坊的“新机车间”内,铸铁底座稳稳立在水泥地面上,传动齿轮组已初步安装到位,唯有中部的气缸尚未完全固定——这是蒸汽机床组装的关键节点,也是工匠们近半个月来的核心攻坚目标。老刘戴着老花镜,蹲在气缸旁,手里拿着一把薄铜片,反复塞进气缸与底座的接口缝隙中,试图堵住不断渗出的白色蒸汽,额头上的汗珠顺着脸颊滑落,砸在冰冷的铸铁上,瞬间蒸发。

“刘总管,还是漏!这蒸汽从接口缝里往外冒,刚拧紧的螺栓,没一会儿就被蒸汽顶得松动了!”负责固定气缸的年轻工匠周急得直跺脚。此刻,外置锅炉正持续输送蒸汽,本应驱动气缸活塞往复运动的蒸汽,却有近三成从接口处泄漏,不仅导致气缸动力不足,还让周围的铸铁部件蒙上了一层白霜,连操作台上的图纸都被蒸汽熏得发潮。

这已是专项组第三次试装气缸。前两次要么因接口打磨不平整导致泄漏,要么因密封垫材质过软被蒸汽冲坏,如今眼看半个月过去,气缸密封性仍未达标,老刘的眉头拧成了疙瘩:“之前试产气缸时,咱们只关注了内壁光滑度,没料到接口密封这么难——这气缸要承受蒸汽的高压,普通的麻布浸油密封垫根本顶不住,得想个新法子。”

车间外传来熟悉的脚步声,王巢提着一个木盒走进来,刚进门就闻到了空气中弥漫的煤烟味与蒸汽的湿热气息。他看到气缸旁缭绕的白汽,便知组装遇到了难题,走上前问道:“老刘,气缸的密封还没解决?”

老刘站起身,无奈地摇头:“将军,难啊!咱们试了麻布垫、铜片垫,甚至用了浸油的石棉,可蒸汽压力一上来,还是会漏。按图纸要求,密封性得达到90%以上,现在顶多只有60%,这样下去,就算组装完了,机床也没法正常干活。”

王巢蹲下身,手指拂过气缸接口处的密封垫,触感发硬且边缘已有细微破损。他沉吟片刻,脑海中浮现出系统奖励的“工业升级”技术库——此前领取蒸汽机床图纸时,系统曾提示可兑换“特种密封材料配方”,当时未急用便暂时搁置,如今恰好能派上用场。

“老刘,你让人先停了锅炉,把气缸拆下来。”王巢起身,对身后的亲兵吩咐,“去我书房,把书架第三层的那个褐色木盒拿来,里面有密封材料的配方。”

半个时辰后,亲兵捧着木盒返回车间。王巢打开木盒,取出一张泛黄的羊皮纸,上面用炭笔清晰写着“蒸汽设备特种密封垫配方”:以石棉纤维为骨,混合松香、猪油、石墨粉,按5:3:1:1的比例熬煮成膏状,涂抹在厚帆布上,经炭火烘烤后制成密封垫,可承受五倍于普通蒸汽的压力,且耐磨损、不易老化。

“石棉纤维咱们军工坊有,之前造火炮散热套时剩了不少;松香和猪油好找,登莱的药铺和油坊里都能买到;就是这石墨粉,得去石墨矿里采——德州那边有个石墨矿,之前情报局报过,是质地还不错。”老刘凑过来,指着配方上的成分,逐一审视,眼中渐渐有了光,“将军,这配方靠谱吗?咱们之前用的纯石棉垫太脆,加了松香和猪油,会不会更有韧性?”

“肯定靠谱。”王巢点头,拿起一块普通石棉垫与配方对比,“纯石棉垫硬且易裂,混合松香能增加黏性,猪油能提升柔韧性,石墨粉还能减少摩擦,正好解决接口密封和磨损的问题。你现在就安排人:一队去德州拉石墨粉,一队去采购松香和猪油,剩下的人把旧密封垫拆了,重新打磨气缸接口,确保平整度误差不超过半毫。”

专项组立刻行动起来。去德州拉石墨粉的工匠连夜出发,借助新修复的登莱至德州官道,原本需要三的路程,两便赶了回来,带回了满满两车黑色的石墨粉;采购松香和猪油的工匠也顺利归来,还特意请来了油坊的老师傅,指导熬煮密封膏的火候。

熬煮密封膏的工序设在车间角落的灶旁。老刘亲自掌勺,将切碎的松香和猪油倒入铁锅,用炭火慢慢加热,待两者融化成琥珀色液体后,再加入石棉纤维和石墨粉,手持长木勺不停搅拌。铁锅旁的温度计(军工坊按系统图纸仿制的简易水银温度计)显示温度已达八十摄氏度,松香与猪油的混合液开始冒泡,散发出一股淡淡的松香味。

“火候不能太大,不然松香会糊!”油坊老师傅凑在锅边,提醒道,“搅拌要匀,不然石棉纤维会结块,密封膏里有疙瘩,照样会漏。”

老刘点点头,手臂带动木勺,按顺时针方向缓慢搅拌,确保每一缕石棉纤维都能均匀裹上油脂与石墨粉。一个时辰后,密封膏熬煮完成,呈深褐色膏状,冷却片刻后,工匠们将其均匀涂抹在厚帆布上,再用炭火烘烤半个时辰,一张韧性十足、表面泛着金属光泽的特种密封垫便制成了。

“试试这张!”老刘捧着新密封垫,快步走到气缸旁。工匠们早已将气缸接口打磨平整,用水平仪校准了三次,确保气缸与底座完全垂直。周心翼翼地将密封垫铺在接口处,再用特制的加长螺栓,按对角线顺序逐一拧紧——这是王巢特意提醒的“对称紧固法”,能避免接口受力不均导致变形。

锅炉再次启动,蒸汽缓缓涌入气缸。所有人都屏住呼吸,目光紧盯着接口处。一分钟、两分钟、三分钟……接口处竟没有一丝蒸汽渗出,只有气缸顶部的排气阀偶尔喷出少量白雾,带动活塞开始缓慢往复运动,发出“噗嗤、噗嗤”的规律声响。

“不漏了!真的不漏了!”周第一个欢呼起来,伸手摸了摸接口处的铸铁,干燥且没有白霜,“刘总管,您看,活塞动起来了!速度比之前快了一倍!”

老刘拿出压力表,接在气缸的蒸汽入口处,指针稳定在“五斤\/平方寸”的刻度上——这正是图纸要求的标准压力。他又用皂液涂抹在接口缝隙处,没有任何气泡产生,脸上终于露出了久违的笑容:“将军,成了!这特种密封垫太管用了,密封性至少达到了90%,完全符合图纸要求!”

王巢走上前,看着往复运动的气缸活塞,满意地点头:“密封问题解决了,接下来就是传动齿轮的咬合精度——之前我看你们安装齿轮时,手工打磨的齿面不够平整,怕是会影响动力传递,咱们得趁这个机会一起解决。”

果然,当下午试机时,新的问题如期出现。当气缸活塞带动主动齿轮转动时,从动齿轮不仅转动卡顿,还发出“咯吱、咯吱”的刺耳摩擦声,甚至有细的铁屑从齿牙咬合处掉落。负责传动系统的陈铁匠用卡尺测量后,脸色凝重地汇报:“将军,从动齿轮的齿距误差有1毫米,齿面平整度也不够,手工打磨时没法保证每个齿牙都一样,咬合时总有几个齿碰不到,全靠另外几个齿受力,时间长了肯定会磨坏。”

王巢早有准备。他再次调用系统积分,从“工业升级”技术库中兑换了“精密加工工具套装”——包括一把刻度精确到0.01毫米的游标卡尺、一台手摇式齿轮研磨机,以及一套碳化硅磨料。当这些工具被送到车间时,工匠们围拢过来,好奇地打量着:游标卡尺的刻度细密如发丝,研磨机的砂轮表面泛着青色光泽,连磨料都装在特制的铜盒里,与普通的细砂截然不同。

“这是游标卡尺,能测出咱们之前测不到的细微误差;这是齿轮研磨机,把齿轮装在上面,加上碳化硅磨料,摇动手柄就能打磨齿面,保证每个齿牙的形状、角度都一样。”王巢拿起游标卡尺,递给陈铁匠,“你先测一下主动齿轮的齿距误差,再用研磨机打磨从动齿轮,咱们按图纸要求,把误差控制在0.1毫米以内。”

陈铁匠接过游标卡尺,手指有些发颤。他从事铁匠行业三十年,用过的最精密的工具也只是刻度到0.1毫米的铜尺,如今这游标卡尺能测到0.01毫米,他连握法都有些生疏。王巢站在一旁,耐心指导:“左手扶着卡尺固定端,右手推动活动端,让两个测量爪轻轻卡住齿牙,视线要与刻度线垂直,这样读数才准。”

按照王巢的指导,陈铁匠测出主动齿轮的齿距误差为0.3毫米,虽未达标,但比从动齿轮的1毫米要好得多。接下来,工匠们将从动齿轮固定在研磨机的卡盘上,倒入少量碳化硅磨料,再滴几滴机油,陈铁匠摇动手柄,研磨机的砂轮开始缓慢转动,与齿轮齿面摩擦产生细微的“沙沙”声。

“力度要均匀,不能太快,不然磨料会嵌进齿面,反而影响精度。”王巢不时提醒,“每打磨十分钟,就用游标卡尺测一次,看看误差有没有缩。”

打磨的过程枯燥而漫长。工匠们轮流摇动手柄,每个人都累得手臂发酸,却没人愿意停下——他们知道,这是决定蒸汽机床能否正常运转的关键。周之前因气缸密封问题受挫,此刻格外卖力,额头上的青筋凸起,汗水浸湿了后背的衣衫,仍咬牙坚持:“再磨一会儿,不定误差就到0.1毫米了!”

两个时辰后,当陈铁匠再次用游标卡尺测量从动齿轮的齿距时,游标上的刻度线恰好对齐在“0.08毫米”的位置——这不仅达到了图纸要求的0.1毫米以内,甚至超出了预期。他激动地举起齿轮,对众人喊道:“0.08毫米!误差只有0.08毫米!咱们成功了!”

工匠们围过来,看着卡尺上的刻度,又看着打磨后泛着金属光泽的齿轮齿面,脸上都露出了自豪的笑容。老刘拿起主动齿轮和从动齿轮,将它们轻轻咬合在一起,用手转动主动齿轮,从动齿轮随之平稳转动,没有丝毫卡顿,也听不到之前的摩擦声,只有齿轮啮合的顺滑“咕噜”声。

“太好了!传动系统也达标了!”老刘兴奋地拍了拍陈铁匠的肩膀,“老陈,你这手艺加上新工具,真是如虎添翼!以后咱们造齿轮,再也不用靠手感打磨了!”

解决了气缸密封性和传动齿轮咬合精度两大难题,蒸汽机床的组装进度大幅加快。工匠们趁热打铁,当就完成了气缸的固定与蒸汽管道的连接,次日又安装了阀门控制系统——这是一套由铜制阀门、杠杆和压力表组成的联动装置,能通过调节阀门开度,精准控制蒸汽流量,进而调整机床主轴的转速。

王巢特意调来一名经验丰富的锅炉工,指导工匠们操作阀门:“顺时针转动阀门手柄,蒸汽流量增加,主轴转速加快;逆时针转动,流量减少,转速减慢。压力表指针超过六斤\/平方寸时,要立刻打开安全阀泄压,防止气缸炸膛。”

年轻工匠们围在阀门旁,轮流上手操作,从一开始的心翼翼,到后来的熟练自如,只用了半时间。周甚至还摸索出了一个技巧:“刘总管,我发现先开三分之一阀门,让主轴慢慢转起来,再逐渐加大流量,这样齿轮不容易因突然受力而磨损。”

老刘笑着点头:“好子,会动脑子了!以后操作机床,就按你的来,咱们多积累点经验,以后批量生产时也好教给其他工匠。”

八月末,距离蒸汽机床专项组成立刚好一个月,新机车间内的蒸汽机床已完成过半组装——铸铁底座、传动齿轮组、气缸、蒸汽管道、阀门控制系统五大核心部件全部安装到位,只剩下顶部的主轴刀具架和操作台尚未完工。老刘拿着进度表,向王巢汇报:“将军,按现在的进度,再有一个月,首台样机就能完全组装完毕,比计划提前了半个月!”

王巢走到机床旁,看着这台凝聚了五十名工匠心血的机器——黝黑的铸铁底座沉稳如山,锃亮的传动齿轮咬合紧密,银色的气缸在灯光下泛着冷光,蒸汽管道如银蛇般蜿蜒连接,整个机床宛如一头蓄势待发的钢铁巨兽,随时准备释放出改变时代的力量。

“进度不错,但不能松懈。”王巢拍了拍机床的气缸,“主轴刀具架要精准,以后加工火炮炮管,全靠它保证精度;操作台要稳固,工匠们长时间操作,不能有晃动。另外,你们要把组装过程中的经验记录下来,比如密封垫的熬煮火候、齿轮的打磨时间,以后批量生产时,就能形成标准流程,少走弯路。”

老刘连忙点头:“属下已经让工匠们每记录工作日志,把遇到的问题、解决方法都写下来,以后整理成册,作为军工坊的技术手册。”

此时,车间外传来一阵喧闹声,沈文带着几名户部主事走进来——他们是奉命来核查军工坊生产进度的,刚到门口就听到了机床运转的“噗嗤”声。当看到半组装完成的蒸汽机床时,一名白发主事忍不住伸手摸了摸传动齿轮,惊讶地:“这齿轮打磨得也太光滑了!比咱们户部库房里的漕运齿轮还要精细,王将军,这机器真能加工火炮?”

王巢笑着点头,示意工匠们启动机床。随着阀门打开,蒸汽涌入气缸,活塞往复运动,带动传动齿轮转动,主轴也随之缓慢旋转,虽然尚未安装刀具,却已展现出强大的动力。沈文看着运转的机床,眼中满是惊叹:“有了这机器,咱们山东的军工生产怕是要领先全国了!明年就算朝廷再催缴军饷,咱们有足够的火炮、火枪,也有底气谈判了。”

王巢没有接话,目光落在机床旁忙碌的工匠们身上——周正在测量主轴的垂直度,陈铁匠在检查齿轮的咬合情况,老刘在记录蒸汽压力数据,每个饶脸上都洋溢着专注与期待。他知道,这台蒸汽机床不仅是一台机器,更是山东工业崛起的起点,是“强兵富民”任务的关键支撑。

夕阳透过车间的窗,洒在蒸汽机床的钢铁部件上,折射出金色的光芒。工匠们的身影在光影中穿梭,机器运转的声音与工匠们的交谈声交织在一起,汇成一首充满希望的乐章。王巢站在车间中央,心中清晰地规划着下一步的蓝图:首台样机完成后,优先供应火炮作坊,用蒸汽机床加工炮管;同时启动批量生产,每月造两台,逐步覆盖枪械、农具等生产领域,让山东的工业体系真正扎下根来。

夜幕降临时,新机车间的炉火仍未熄灭。工匠们还在加班加点安装操作台,灯光下,他们的身影被拉得很长,却丝毫不见疲惫——因为他们知道,自己正在参与一件改变山东、甚至改变大明命阅大事,而这台尚未完工的蒸汽机床,正是通往未来的钥匙。

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