返回第三十四章蒸气动力(第2/3页)  我是西门庆首页

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明了平行运动连杆机构,解决了双动作蒸汽机的结构问题。

    1788年他发明了离心式调速器和节气阀,用来自动控制蒸汽机的运转速度。1790年发明了蒸汽机配套用压力计。

    到此为止,瓦特完成了对蒸汽机的整套发明过程。经过他的一系列重大的发明和改进,使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多,而且配套齐全、性能优良、切合实用。

    后来,瓦特又不断改进他的机器,使它成为能够带动各种工作机的蒸汽动力机。这就是万能蒸汽机。万能蒸汽机的效率远远超过了畜力和水力,而且不受地区和季节的限制。

    当然了,以现代的科技造出的曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部件还比较粗糙,还需要进一步的打磨才行。制造这些部件倒没有太大的困难,然而最困难的是汽缸和活塞。

    瓦特为什么花了20多年才让蒸气机走向成功,其中关键一环是什么呢?是材料,是加工的工艺。

    虽然人类在瓦特发明蒸汽机之前已经由铜器时代进入了铁器的时代,但对于铁的加工仍是相当原始、相当简陋的手工生产方式,而且有相当多的工具和简单的机械还停留在木制阶段。

    拿18世纪初出现的纽科门蒸汽机来说,仍旧是工匠出身的手艺人用手工攒合起来的工匠工艺水平的产物,比中古时代的制作水平高不了多少。

    他的那种蒸汽机,28英寸口径的汽缸和活塞之间压根儿没有能紧密吻合,而存在着0.5英寸左右的间隙。

    为了弥补纽科门蒸汽机的这种缺陷,人们在活塞的顶部浇一层水来封闭缝隙。这样做的结果,蒸汽机虽说可以工作,但却降低了机器的效率,因为水使汽缸的温度降低,势必要浪费其中的一部分蒸汽。

    瓦特加以改进的蒸汽机,目的就是要使汽缸始终保持着它的高温,以免蒸汽散失,造成燃料的浪费,所以不能再沿用纽科门蒸汽机中采用的水封闭活塞的手工艺土办法,它要求一种精密的机器造型,它要求有金属造成的汽缸,汽缸的内壁必须光滑,才能使活塞与汽缸之间吻合得十分严密而又能活动自如。

    要求金属与金属的各个衔接的地方必须衔接得十分坚固,而“关节”处又能进退灵活。正是这种材料和工艺的严格要求使瓦特试制蒸汽机过程进展不顺利,用手工锻打出来的金属汽缸和各种部件,由于精度不高,总是协调不好,达不到预期的要求,汽缸与活塞之间吻合不严密,一工作就“嗤嗤”地漏气。

    后来瓦特的合作伙伴威尔金森为瓦特提供了一个蒸汽机的汽缸,这汽缸的外形制作是如此精巧,内部采用镗床镗得十分光滑,是手工锤打所望尘莫及的。

    特别是用钻孔机钻出的小孔,使汽缸与其他部件的接合达到了紧密而不透气的要求。瓦特所追求和要求的真空达到了,他的蒸汽机完全试制成功了。

    研究18世纪产业革命历程的历史学家甚至认为,如果威尔金森没有首先供给瓦特以他所需要的金属汽缸,那么瓦特就无法建造出他的蒸汽机。

    因此要加工出紧密而不透气的气缸需要镗床,通过镗床把气缸内壁镗得十分光滑,才能使活塞与汽缸之间吻合得十分严密而又能活动自如;所以关键之关键的是镗床。

    镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床,通常,镗刀旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床在加工过程中工件不动,让刀具移动,将刀具中心对正孔中心,并使刀具转动。

    所以,我需要搞一个镗床来,当然了,镗床的动力可以先用纽科门的简单蒸气机解决,水力也可以,但是,并不稳定。

    至于刀具的金属材料,我还需要在意一下。

    想到这些,我刚

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