第一百四十一章 神奇的蒸汽

　　蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。世界上第一臺蒸汽機是由古希臘數(shù)學家亞歷山大港的希羅于1世紀發(fā)明的汽轉球，這是蒸汽機的雛形。約1679年法國物理學家丹尼斯·巴本在觀察蒸汽逃離他的高壓鍋后制造了第一臺蒸汽機的工作模型。

　　1698年托馬斯·塞維利和1712年托馬斯·紐科門制造了早期的工業(yè)蒸汽機。不過，瓦特是集大成者。瓦特運用科學理論，逐漸發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機的毛病所在。從1765年到1790年，他進行了一系列發(fā)明，比如分離式冷凝器、汽缸外設置絕熱層、用油潤滑活塞、行星式齒輪、平行運動連桿機構、離心式調速器、節(jié)氣閥、壓力計等等，使蒸汽機的效率提高到原來紐科門機的3倍多，最終發(fā)明出工業(yè)用蒸汽機。

　　蒸汽機首先需要一個使水沸騰產(chǎn)生高壓蒸汽的鍋爐，這個鍋爐可以使用木頭、煤、石油適用性較廣，然后由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動活塞桿運動而產(chǎn)生動力，除此以外，連桿、飛輪等也是比較常見的東西，結構比較簡單，否則也不可能成為第一次工業(yè)革命的動力裝置。

　　可是萬事開頭難，此時的大明可是典型的農(nóng)業(yè)社會，雖然有較為發(fā)達的手工業(yè)，但是制造工業(yè)化初期的蒸汽機還是有些困難。

　　李巖召集了鋼鐵廠最有名的齊鐵匠以及幾名學徒，一起打造蒸汽機，確切說是蒸汽機模型。因為李巖并沒有奢望一步到位的就能生產(chǎn)出可用的蒸汽動力。

　　李巖在后世也看過蒸汽機的圖紙，甚至詳細到零件的圖紙尺寸，畫出零件的圖紙也并不困難，難得卻是加工。連桿什么的可以鍛打，齒輪、飛輪可以鑄造，雖然沒有什么設備，但是就如同后世全手工打造的紅旗轎車一樣，以大明匠人的高超技藝，打造這些要求不高的東西，還是完全可能的。另外鍋爐可以用薄鐵皮加工，就更加簡單了。

　　最大的難點卻是蒸汽機的缸體。

　　為了保證密封性，缸體與活塞就必須制造的足夠精確，成為一個比較緊密的配合，才能盡量減少泄露，保證將大部分蒸汽的力道傳到連桿上。

　　缸體是生鐵鑄造的，畢竟，此時還沒有擁有最佳鑄造性能的灰鑄鐵?；钊麆t是材料更軟且摩擦系數(shù)極小的黃銅制造的。只是，所謂的配合公差難倒了李巖與齊鐵匠。因為，連圓柱與孔的直徑都無法用現(xiàn)有的工具測量準確。

　　李巖一拍大腿，工業(yè)化的制造怎么能夠缺乏測量工具呢？經(jīng)過努力思考，李巖終于在齊鐵匠的協(xié)助下，制造出了第一把游標卡尺。雖然精度不能與后世的相提并論，但是也算得上此時最精確的測量工具了。至少，比現(xiàn)在木匠所用的皮尺、直尺精確度高得多。

　　以此來測量缸體內徑與活塞桿直徑。雖然缸體與活塞都是由精度最低的砂模鑄造的，也沒有車床進行車削，精度不高。但中國無論是農(nóng)民還是工匠都是最勤勞的。所有的配合表面都是齊鐵匠與他的幾個徒弟一點點的用砂紙與毛氈打磨出來的，光潔度很高。后來用卡尺一量，圓度也很不錯，最大最小的差距不過0.5毫米，已經(jīng)是此時能夠達到的最高精度了。

　　缸體與活塞制造完成，齊鐵匠在李巖的指導下繼續(xù)努力，耗費了接近一個月的時間，才制造了一個鍋爐-蒸汽機-連桿-飛輪組合。這個組合加在一起也不過1個平方左右。

　　齊鐵匠雖然親自打造出了這一整套蒸汽動力裝置，但是對于這個大家伙能夠讓飛輪轉動郁然抱有很強烈的懷疑。在齊鐵匠簡樸的唯物主義觀那里，除了人力、畜力以及自然界可直接利用的水力、風力，還沒見過所謂轉換產(chǎn)生的動力源。

　　但是，李巖對實驗的成功卻抱有極大的信心。因為他也全程參與了蒸汽機制造過程。雖然說加工過程有些不盡如人意，但是至少在可控范圍。又是沒有承擔負載，設備就相當于是在空轉，怎么可能轉動不了飛輪?

　　隨后，李巖給鍋爐添加了第一把柴火，鍋爐開始工作。隨著柴火的不斷添加，鍋爐終于產(chǎn)生了蒸汽，并通過管道輸送到了最關鍵的活塞部件。剛開始，由氣缸與活塞桿配合不佳，氣缸一直在抖抖索索的前進，如同抽風。終于，在相互摩擦了一段時間后，這些摩擦點被磨平，摩擦力大減，活塞桿終于平滑的運動起來，而后，飛輪也在迅速轉動。李巖終與放下心來。

　　然而，對于周圍的人來說，就就是神跡了。因為他們的想法u齊鐵匠很類似，對于這種從柴火燃燒產(chǎn)生的熱能轉變成推動飛輪轉動的動能，他們做夢都沒有夢過?？粗麄兒B(tài)可掬的模樣，李巖心中如同吃了蜜般的甜。

　　不過，氣缸雖然能夠運動了，但也暴露出很大的問題，那就是手工打磨的氣缸還是不夠圓，活塞與活塞桿同樣如此。這樣，一方面導致配合不佳，很容易卡死。另一方面，卻會導致大量的氣體泄露，導致?lián)p耗大增。

　　李巖已經(jīng)想到了應對的辦法，那就是制造出一臺簡易的轉塔車床。古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉，并手持刀具而進行切削的。1797年，英國機械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉塔車床。

　　考慮了半天，李巖發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)出一臺簡易的現(xiàn)代車床，有許多難題，總結起來，有三個主要的難題，一是動力系統(tǒng)，二是傳動系統(tǒng)，三是切削刀具。其實，這已經(jīng)是一臺車床的基本構成了?？偨Y一句話就是，在現(xiàn)有的條件下生產(chǎn)出一臺合格的車床，就是無中生有的過程，其中的艱辛可想而知。