他前世虽然是学历史的,但理工科的通识教育还是让他对这些基本概念有所涉猎。蒸汽机的振动问题,在现代机械工程中早就有成熟的解决方案——飞轮、减振器、弹性联轴器。
办法有两个。赵衍竖起两根手指,第一,在曲轴上加装飞轮——一个大而重的铁轮。飞轮的惯性可以平滑曲轴的转速波动,减少振动。第二,在传动轴的连接处加一组弹性衬垫——用硬木或者皮革做缓冲,吸收振动。
飞轮……宋应星喃喃重复,眼中逐渐亮了起来,陛下高明!飞轮的重量可以抵消转速的波动,就像水车的轮子一样——水流的脉冲被轮子的惯性平滑了,出来的就是均匀的转动。
就是这个原理。赵衍微笑,飞轮的大小和重量需要计算——太轻了没用,太重了会增加负荷。这个让鲁师傅来试。
老臣明白!鲁明远已经掏出了随身携带的炭笔和纸,蹲在地上开始画草图。
第三个问题呢?赵衍问。
宋应星的表情变得更加严肃:
锅炉。
他走到锅炉前,拍了拍水管栅格:新式水管锅炉的效率确实比火管锅炉高四成。但有一个问题——水管的接头处容易漏水。在陆上测试时,这个问题不严重,因为锅炉固定不动。但装到船上以后,风浪颠簸会让接头松动。第一次试车时,有七根水管的接头出现了渗漏。
接头用的什么工艺?
铜管套接,用锡焊密封。
赵衍沉思片刻。锡焊在常温下没问题,但在高温高压和持续振动的环境下,确实容易失效。这个世界的冶金水平还没有焊接工艺,靠熔合金属来连接管路根本做不到——得换个思路。
改接头结构。赵衍说,不要用套接,改用法兰连接加铆接。两根水管的端口各铆一个法兰盘——在管壁上钻孔,用铜铆钉把法兰盘固定上去,两个法兰盘中间夹一层橡胶垫片,然后用螺栓拧紧。铆钉打死后不会松,橡胶垫片负责密封——这样即使风浪颠簸,也不容易漏。
宋应星和鲁明远对视一眼。
法兰连接……宋应星低声重复,陛下,这个设计——臣从未见过。
赵衍面色不变,朕想出来的。
鲁明远已经飞快地在纸上画出了法兰连接的结构图。他画得很快,但线条精准——四十年的匠师功底,让他看一眼就能把概念变成图纸。
臣明白了。鲁明远抬起头,法兰连接比套接牢固得多,而且拆装方便——哪根管子漏了,拆下来换垫片就行,不用整个锅炉都拆开。
赵衍点头,就是这个好处。海上维修条件有限,越容易拆装的结构越好。
他站起身,环顾整个机舱。
三个问题——密封、振动、锅炉漏水。都不是小问题,但也不是解决不了的。
他看着宋应星和鲁明远,目光坚定:
给你们十天时间。密封改用橡胶垫片,振动加装飞轮和弹性衬垫,锅炉管路全部改为铆接法兰连接。十天之后,朕要再来看一次试车。
十天?宋应星面露难色,陛下,橡胶垫片的选材和厚度要试验,飞轮的尺寸要计算,法兰连接还要找铁匠专门铸造……
我知道难。赵衍拍了拍他的肩膀,但时间不等人。蒸汽机早一天上舰,天元的海防就早一天踏实。
他转身走出机舱,海风迎面扑来。