第二十天,船體結構已經完工,船首的建築也已經開始修建。只有船中後部留下了吊裝蒸汽機組的開口,這個時候問題出現了。
雲定海非常難為情的找到李志堅:「李官人,你們的鐵件重量太大,我們的腳手架支撐不住,這安裝不上去,該如何是好啊?」
在現場,李志堅可以看到船體和船體下無數的撐棍。在安裝船板的時候,都是依靠這些撐棍把船板固定在位置之上,然後再通過榫接固定在船體上。船體旁邊的土路上,一個大鐵疙瘩樣的鍋爐放在幾個大樹幹上滾動著,停在船體旁邊。它旁邊散落著幾根折斷的木棍,一看就是因為無法支撐住鍋爐的重量才折斷的。
「你們吊重物,用的是什麼工具?」李志堅問道。
「自然是絞盤,把繩子從主樑上繞回來,然後轉動絞盤,把重物拉吊上去。不過吊裝這個鍋爐的時候,不僅繩子斷掉,主梁也支架也都折斷了。」
「這個還是有辦法解決的,今日我讓工匠打造幾個鐵製工具,我們明日接著吊裝。」李志堅安慰一下這個老工程師,便轉身回作坊。
每個機組的鍋爐組由三個組成,每一個都是圓柱型,直徑一米三,長三米左右,由鑄鐵分別鑄造後,在接縫處用青銅燒焊製成。重8噸左右。可以儲存3噸多的水,足夠支持蒸汽機運行5個小時。
如何把8噸的鍋爐吊到3.6米高,然後放到距離船身邊緣五米的船艙內部呢?如果是通過滑軌的話,船體邊緣肯定無法承受這麼大的壓力,會把厚約十厘米的木板損壞。唯一的辦法只是吊車。
這年頭哪裡找吊車呢?而且還是能吊裝八噸重的。
沒有辦法,李志堅又只能全靠自己的金手指自己設計建造一個了!
吊車的結構主要是索具,滑輪和吊臂系統。現有的索具只有一種,那就是麻繩。直徑2厘米的麻繩的破斷拉力在2噸左右。為了安全,只能按照500公斤的重量來計算。這個就是吊車系統的主要動力索具。
因為這個鍋爐也是大尺寸物體,因此需要用兩個吊臂,兩個吊裝點來實現吊裝,每個吊臂和吊裝點的承重按照6噸的安全余量來計算。
吊臂要在3.6米的高度上,水平伸出5米多的距離。斜伸出去的吊臂為了維持平衡,除了垂直方向上受到重物的重力,水平方向上也要有力來維持受力的平衡。
經過受力分析計算,如果從3.6米的高度開始向水平五米的位置延伸,那麼淨高要在8.6米時,這個吊臂的支撐力才能在垂直和水平上相等。否則,吊臂水平方向上的受力,甚至要大於垂直方向上吊起重物的拉力。
按照這個數據,吊臂斜邊承受的壓力,以6噸的重量設計,是85kn,木材的許用應力為4mpa,代表每平方米截面的木材能承受的壓力是400噸。所以這個吊臂的截面積最小需要有0.02125平方米,也就是邊長14厘米的正方形。
這個長7米的斜臂從離地面3.6米的支撐點上沿45度伸出,然後還需要一個水平的橫樑來提供平衡的水平拉力,這個力是60kn,需要最小截面邊長12.2厘米的正方形木料,長度5米。
豎直樹立的吊臂梁是用來平衡整個系統的,在它後方依然需要兩根木料提供這兩個支撐桿件另一端受到的平衡力。它需要的最小截面也是邊長12.2厘米的正方形木料。後續支撐的斜桿也是45度傾斜的,它的需求和第一根斜桿的一樣,也是邊長14厘米的正方形。
整個吊臂系統,就是一個由兩個等邊直角三角形拼成的平行四邊形。在另一個端點,需要有重物來壓住,才能維持整個平衡。
吊臂系統之後就是要設計索具系統。因為麻繩只能承重500kg,那麼對6噸的重物需要用12跟索具來同時拉拽。這就需要6對動靜滑輪組來實現。或者使用雙索3對動靜滑輪組。考慮到製作原因,選用了後者。
懸吊掛鉤自然是整體鑄鐵。然後在鍋爐上用多捆麻繩反覆捆紮後,再固定在連著動滑輪組上的掛鉤上。
這一系列的零件迅速的從金手指系統化為圖紙,分發到鐵匠作坊,老黃頭和小田看到這些簡單零件,於是很開心的立即開工。小田是這麼說的:「自從來了這裡,就很少打造這麼簡單的玩意了。真不敢相信以前我還嫌這些東西沒有技術含量,現在看到他們,就像看到親人一樣!」
鐵匠作坊的動作非常迅速,雲定海的造船師傅也不差,拿到數據之後幾個小時,整個吊臂系統也在他們高超的木工技術下順利完工。這個系統搭建在一個八輪的移動平台上。他們要在正式的吊裝作業開始之前,鋪設好這個移動平台的移動道路。
第二天,李志堅帶著吊裝的吊鉤,索具以及滑輪組來到現場。很快的就安裝在吊臂系統之上。索具最後連在一個並不是很粗的絞盤上,絞盤連著一個很長的搖臂,傳動比達到了6比1,這樣只需要90公斤的力量就可以轉動這個絞盤,最後通過滑輪組帶動最重可達6噸的負載。
每個吊臂系統有兩根主索,每跟主索有一個絞盤帶動。每個絞盤由三個壯漢操作。吊裝這個鍋爐需要兩套吊臂。吊臂需要在移動平台上平移5米的距離。
這兩台吊車在安裝完成以後,首先進行了起吊測試。當六名壯漢搖動吊臂,把三十個人差不多2噸的重量輕鬆吊上8米高的距離,這些抓著繩索的志願者們紛紛表示出強烈的不滿。
「那個龜兒子把腳伸在我頭上了!」
「趕緊放我下來!好嚇人!」
八米高差不多四層樓高了,這確實不是一件輕鬆的測試啊!
中午十二點,李志堅一聲令下,吊車開始正式的吊裝作業。吊鉤穩穩的掛住綁縛著鍋爐的麻繩,六名壯漢使出吃奶的勁兒開始轉動絞盤。在吱吱呀呀的摩擦聲中,麻繩崩的緊緊的,讓人非常擔憂是不是會隨時斷掉。每組吊臂下的兩個絞盤保持了同步轉動。有幾個人專門觀察鍋爐的位置,防止它兩段升起的速度不一樣,當某一段升起的速度過慢時,他就發出指示,讓另一組人降低速度。人們緊張的關注著所有的細節,力求鍋爐安全的升上去。
雖然壯漢們轉的不慢,可是鍋爐吊起的速度更慢。假設壯漢通過手臂可以發出100瓦的功率,不考慮傳動系統的效率,把這個鍋爐升到5米高,也需要超過五分鐘的時間。
在萬眾矚目下,這五分鐘極其漫長。整個現場的人,都盯著那個高高昇起龐然大物,不少膽小的人甚至都不敢看了。萬一出現什麼事故砸下來,那可是真正的要把人砸的血肉模糊。
不多時,鍋爐還是升到了預定的位置,李志堅一聲令下,壯漢們馬上同時停止了轉動,把絞盤牢固的鎖死。即使這樣,他們還是不敢鬆懈,防止固定的絞盤鬆掉。
然後另外的一組人開始用撬棍,把兩台吊車緩慢的水平移動。同樣的,人們小心的調整著工作的力度,讓兩台吊車同步而緩慢的移動。有幾組人用木棍支撐著鍋爐,防止它的晃動破壞了吊臂系統的平衡。所有人都知道站在這個吊在空中龐然大物身下,需要多麼大的勇氣和多麼大的風險。可是只要有人一聲令下,他們還是悍不畏死的衝了上去。
兩台吊車移動到位以後,人們穩定住稍微晃動的鍋爐,然後壯漢們用更加困難的方式,緩緩的把鍋爐放下在制定的位置上。在下降的最後幾個公分更是如此,人們仔細調整這個大傢伙的位置,讓他完美的停靠在精心建造的平台上。這個巨物放上的時候,整個船身都發出了吱吱呀呀的聲音。
無論如何,當麻繩從緊繃的狀態恢復鬆弛的時候,造船場內還是發出了一陣震耳欲聾的歡呼。
「太厲害了!這麼大的傢伙,就被十二個人輕輕鬆鬆的搬到了那麼難的地方!」
就算是能舉起100公斤重量的勇士,也得用80人合力才能抬動他。八十個人你圍住這個三米長一米寬的傢伙,你還有地方用力嗎?還能協作嗎?所以,實際上不用機械,這個是靠人力無法移動的傢伙。
每個人都清楚的知道這一點,所以當這個工程上的奇跡一樣的成就,在他們手上實現時。這幫工匠的心裡,逐漸找到了只屬於人類的尊嚴和信念。
「我們是可以無所無能的!」