说起来制造水泵和蒸汽机都是非常简单,但是实际上铸造加工起来,还是颇为复杂。
这是最考验技术的地方,也是老师傅手艺与现代知识结合的关键。
为了减少制造的复杂程度,陈晓克采用现代设计软件在虚拟世界中提前完成绝大部分的设计、计算、仿真和优化工作,将1950年代需要靠大量实物试错、耗费巨大人力物力的过程,压缩到一台笔记本电脑中完成。
首先使用三维建模。
在电脑上精确绘制出水泵、蒸汽机的每一个零件,并将它们虚拟装配成整机。
软件可以自动检查出零件在装配中是否会发生碰撞、干涉。
这避免了在1950年代需要制作多个实物木模和样机才能发现的结构错误,节省了大量时间和材料。
软件可以直接从三维模型生成精准的二维工程图纸,包括尺寸、公差、表面粗糙度要求等。
陈晓克就可以将这些图纸打印出来,虽然不能带回1950年代,但在陈晓克的心里已经建立了一个标准。
在设计阶段就能通过软件发现结构中薄弱的、应力过大的部位,并在制造前就进行加强优化,避免了产品在实际使用中发生断裂的风险。
现代软件还有一个功能,就是流体仿真。
作用是对水泵的内部流场进行模拟计算。
这样陈晓克可以在电脑上无限次地修改叶轮的叶片形状、包角、进出口角度以及泵壳的蜗室形状,并立即通过仿真看到流量、扬程和效率的变化。
这相当于在虚拟世界进行了成千上万次试验。
在制造出第一个实物之前,他就能准确地预测出最终水泵的流量-扬程曲线、效率曲线和汽蚀余量。
这使他能直接给出一个最优化的设计,而不是像1950年代那样先凭经验做一个,测出来不行再修改。
仿真可以直观显示哪里会产生破坏性的气泡,从而在设计阶段就避免这个问题。
软件结构仿真与有限元分析,对零件的强度、刚度、疲劳寿命进行计算。
陈晓克还可以用软件精确计算锅炉在不同压力下的应力分布,从而科学地确定锅炉壁需要多厚,开孔处如何加强,而不是仅仅依赖经验公式和盲目加大安全系数,实现了在安全的前提下最经济的设计。
对蒸汽机的曲轴进行仿真,可以预测其在工作转速下的振动情况,避免因共振导致机器损坏。
计算轴承的负载和预期寿命,指导选用合适的型号。
其他的制造困难都一个个被攻克,最后,“我们需要一块压力表。”
“找工业局问问吧?”
可是工业局给的回话是没有,让前进厂自己想想办法。
这话说的让陈晓克听的牙都痒痒的,这真是这9也没有那也没有。
现代社会几十上百就能随便买的东西,这个时代一个省都买不到。
可是活人不会被尿憋死,没有压力表,就用液柱压力计。
这是基于流体静力学原理,利用U型玻璃管中液柱的高度差来测量压力。
材料上只需要一段透明的玻璃管、橡胶软管、一块刻有高度刻度的木板、水银或水。
将玻璃管弯成“U”型,固定在标尺板上,一端连接锅炉的蒸汽空间,另一端敞开于大气。
这种液柱压力计原理简单,绝对准确,它是压力的基本定义,无需校准,其准确性只取决于液柱高度和液体密度的测量,非常可靠。
不需要精密加工,只需要简单的玻璃工和木工。
当然它也不是没有缺点,这种液柱压力计笨重、易碎、玻璃管和液柱不便操作,还需要人工读取液面高度。
这也是它被慢慢淘汰的原因。
为了防止压力过高,陈晓克还增加了安全阀,一旦压力过高就会自动泄压。
设计、铸造、车、镗、打磨,前前后后用了一个多月,才把水泵和蒸汽机制造出来。
如果算上陈晓克在现代忙活的日子,都快三个月了。
而这时厂里的水井也被深挖好,出水量足够,接上了前进厂自己生产的铸铁管。
安装上水泵,只需要给蒸汽机点火升压,就要开始做功抽水。
实际上蒸汽机已经实验过了,水泵也实验过,但是没有组合在一起实验。
今天总算是都完成了试验。
站在厂区中央,那台崭新的、还带着铸件毛刺和机油味的蒸汽水泵机组已经安装就位。
蒸汽机的炉膛里煤火正旺,发出轻微的呼呼声,粗壮的铸铁飞轮静静地等待着第一次转动。
连接着深井的水泵进出口管道也已对接完毕,就等一声令下。
陈晓克正蹲在蒸汽机旁,最后一次检查着那个临时搭建却至关重要的U型管水银压力计。
透明的玻璃管内,水银柱在标尺的“0”刻度线微微晃动。邹师傅手持铁锹,守在炉门前,紧张地盯着压力计;刘师傅和魏师傅则分别站在水泵和传动带旁,准备随时应对突发情况。
整个工厂的工人都自发地围了过来,屏息凝神,等待着激动人心的试车时刻。
就在这时,厂门口传来了几声清脆的汽车喇叭声和刹车声。门卫老魏头慌慌张张地跑进来:“经理!经理!来了好多小汽车!沈局长…沈局长陪着大领导来了!”
众人闻言一愣,纷纷转头望去。只见厂门口停着三辆吉普车,沈局长带着一群人下来。
为首的是一位身穿灰色中山装、气质沉稳的中年干部,身边跟着几名秘书和干部模样的人。
沈局长一眼就看到了厂区中央那台显眼的新设备和围观的工人们,也看到了愣在原地的陈晓克。
他赶紧招手,示意陈晓克过来。
陈晓克连忙小跑过去。
沈局长压低声音,语气带着一丝紧张和兴奋:“晓克同志,这位是市委邓书记,书记刚从洪都机械厂筹建处视察回来,听我汇报了你们厂的情况,特意过来看看!你们这是…在搞什么大动静?”
陈晓克心里也是咯噔一下,赶紧汇报:“报告局长,报告书记!我们正在准备试运行厂里自己设计制造的第一台蒸汽水泵机组,打算解决厂里的供水和消防问题。”
邓书记闻言,脸上露出浓厚的兴趣:“哦?自己造的蒸汽机和水泵?这可是解决生产实际问题的好事情嘛!正好,让我们也观摩学习一下!”说着,便迈步向机组走去。
沈局长趁机拉了一下陈晓克,低声略带埋怨:“你小子!搞这么大动作也不提前跟我通个气!这要是试车不成,在书记面前出了洋相…”
陈晓克也是手心冒汗,低声道:“局长,我们也是刚组装好,心里没十足把握,本想自己先试成了再向您报喜…”
事情也确实是这样,之前试车也出现了不少问题,谁知道组装上还会不会出现问题。
难道还能把领导呼来喝去耍着玩吗?
“行,你们准备的怎么样了?”沈局长也能体会陈晓克的难处。
“已经点火了,压力上来就可以试着抽水了。”
邓书记也站到锅炉边,看着陈晓克过来,就道,“你们准备好了吗?”
“准备好了。”
“那就开始吧!”
“是。”
陈晓克深吸一口气,快步走到机组前,大声下令:“邹师傅,加煤,升压!准备试车!”
邹师傅响亮地应了一声“好嘞!”,用力铲起一锹煤投进炉膛。火焰顿时更加旺盛,蒸汽机锅炉发出“咕噜咕噜”的水沸声。
所有人的目光都聚焦在那根U型管压力计上。
只见玻璃管中的水银柱,开始极其缓慢却稳定地向刻度标尺的上方爬升。0.05MPa…0.1MPa…车间里鸦雀无声,只有炉火的呼啸和压力计液面上升时几乎微不可闻的摩擦声。
邓书记看得津津有味,指着压力计问陈晓克:“陈经理,你们这个土办法测压力,很科学嘛!读数清晰得很!”
陈晓克连忙解释:“报告书记,暂时买不到压力表,我们就用这土办法顶一顶,原理是一样的,保证安全可靠!”
当水银柱稳稳地停在0.35MPa的刻度时,陈晓克看向邹师傅。邹师傅会意,用力点了点头,表示锅炉运行平稳。
“压力到位!刘师傅,准备脱开空转!”陈晓克下令。
刘师傅应声操作,脱开了传动带与水泵的连接。
魏师傅迅速打开了蒸汽机通往飞轮的蒸汽阀门。
“嗤——哧——”一阵急促的蒸汽喷发声响起,那巨大的铸铁飞轮先是猛地一颤,接着便开始缓慢而有力地转动起来,并且越转越快,越转越平稳!皮带轮带着空转的传动带呼呼生风,蒸汽机发出的节奏均匀的“哧-咔-哧-咔”声充满了力量感,仿佛一个巨人的心脏在强健地跳动!
“好!”围观的人群中爆发出第一声喝彩!
邓书记和沈局长脸上都露出了赞赏的笑容。
空转运行了五分钟,确认蒸汽机运转正常后,陈晓克深吸一口气,发出了最终命令:“合上传动带!水泵启动!”
刘师傅看准时机,麻利地将传动带推入工作位置。
动力瞬间传递到了水泵上。水泵先是发出一声低沉的呜咽,紧接着,一股浑浊的、夹杂着气泡的井水猛烈地从出水口喷涌而出,射向空中,划出一道有力的弧线,然后水流迅速变得清澈、稳定、汹涌!
水柱重重地砸在预先挖好的泄水渠里,发出哗啦啦的巨响。
魏师傅早就带人打开了通往屋顶蓄水池的阀门,水流立刻沿着管道奔腾而上!
“成功啦!出水啦!”工人们欢呼雀跃,掌声雷动!
邹师傅激动得满脸通红,不住地用棉纱擦着手。
刘师傅和魏师傅相视一笑,长长地舒了一口气。
邓书记用力地鼓着掌,对身边的沈局长说:“老沈,看到了吗?这就是‘自力更生,艰苦奋斗’!一个小修理厂,能造出这么好的机器,解决了大问题!了不起!”
他走上前,紧紧握住陈晓克和几位老师傅满是油污的手:“同志们,辛苦了!我代表市委祝贺你们试车成功!你们这种敢想敢干、勇于攻坚克难的精神,值得全市的工厂企业学习!你们不仅解决了自己的困难,更展现了我们地方工业的潜力和志气!”
沈局长也是满面红光,与有荣焉,之前那点埋怨早已烟消云散,只剩下满满的骄傲。
“你们要再接再厉,扩大生产,把水泵和蒸汽机多多的生产,解决其他部门的用水难题。”
陈晓克激动地汇报:“请书记放心,请局长放心!我们下一步就着手小批量生产这种机组,争取为我市更多的工厂和农村抗旱提供可靠动力!”
邓书记赞许地点头:“好!很有志气!市里和工业局要大力支持!要把‘前进厂’的经验推广出去!”
领导们的车队在工人们的欢送下离开了工厂,但厂里的兴奋气氛久久没有平息。
那台蒸汽机机依然不知疲倦地轰鸣着,将清澈的井水源源不断地泵送至高处。(记住本站网址,Www.WX52.info,方便下次阅读,或且百度输入“ xs52 ”,就能进入本站)