第197章 珍妮紡紗與走錠精紡（1 / 1）
昌國，岱山島，昌國技術學院臨時木屋。
“剛才顧匠頭所說的棉紗問題其實也好解決，最簡單的方法就是多造一些普通的紡紗機,大家有事沒事就紡幾錠紗，紡紗的人多了，自然可以得到更多的紗錠。”
大工們知道沈方肯定不會這麼無聊消遣他們，便只當聽一個笑話。
“其實新的紡紗機也沒有什麼特殊的地方，不過就是以前一個紡紗輪轉一個紗錠，現在透過增加一些從動輪，讓紡紗輪可以同時轉動多個紗錠即可。”
在後世的歷史上，隨著飛梭織布機的出現織布的效率大幅提高，棉紗就有些供不應求了，在此情況下，英國人詹姆斯·哈格里夫斯在一七六四年發明了一種新式的紡紗機。和原來的紡紗機不同，這種紡紗機將紗錠都豎著排列，用一個紡輪帶動,極大地提高了紡紗的效率。哈格里夫斯以女兒的名字命名了這種新機器，便是聞名世界的珍妮紡紗機。珍妮紡紗機最初的時候同時紡八個紗錠，經過不斷地改良，二十年後，珍妮紡紗機增加到八十個紗錠。
同一時期的英國人理查德·阿克萊特於一七六九年發明了卷軸紡紗機,使用水力為動力，不需人來操作，而且紡出的紗堅韌而結實；英國人塞繆爾·克隆普頓於一七七九年發明了走錠精紡機。它結合了珍妮紡紗機和卷軸紡紗機的特色，又稱“騾機”。這種機器可以同時帶動三、四百個紗錠，而且紡出的棉紗柔軟、精細又結實，很快得到應用,成為紡紗機的主流。正是因為走錠精紡機和水力織布機的發展需要大量穩定的動力驅動機械，才催生了後世的蒸汽機。一七八五年，瓦特的改良蒸汽機開始用做紡織機械的動力，並很快推廣開來，引起了第一次技術和工業革|命的高潮，人類從此進入了機器和蒸汽時代。
昌國沈氏產業一直以來便大量使用水力車機，沈方更是直接將發電機、電動機、蒸汽機的原型機直接展現在大周最優秀的一批能工巧匠面前，可以肯定在不遠的將來，便可以研發成功效率更高的動力驅動機械。在這種情況下，最適宜沈氏產業的紡紗機當然是走錠精紡機，也就是大名鼎鼎的騾機。珍妮紡紗機是代表工業時代的第一臺真正的機器，但仍然需要人來操作；而走錠精紡機則是更加成熟的紡紗機，並且利用了水力等其它動力驅動，不需人力。
雖然走錠精紡機更加先進、更加精巧，但其設計的基礎卻是珍妮紡紗機，為了讓在場的大工真正的理解紡紗機的製造原理，沈方準備先從珍妮紡紗機開始講起。
珍妮紡紗機構造簡單，但設計十分巧妙。紡紗時候，只要操作者轉動紡紗機的大轉輪，帶動轉軸，轉軸就會透過繩套轉動錠杆。完成後這一步後，小小的倒轉一下大轉輪再順轉，使的紗線從紗錠杆頂端脫下。最後放下錠子壓板使錠子與錠杆同軸轉動，將紗線卷繞到紗錠上，便完成整個過程，將粗紗紡成棉紗。
沈方在宣紙上將改良型珍妮紡紗機的示意圖畫了出來，然後指著示意圖的各個關鍵地方講道，“先說這個紡紗機如何工作，這個紡紗機的操作分為四步，第一步，轉動大轉輪，讓轉軸透過繩套帶動紗錠杆旋轉，因為紗錠杆有一定傾斜，旋轉後的紗線會很快轉到紗錠杆的頂端，然後將紗錠杆的纏繞轉動轉變為紗線自身的纏繞，將粗紗捻成紗線。”
“第二步，倒轉大轉輪，使紗線從紗錠杆的頂端移下來，同時落下紗錠壓桿將紗線壓低。”
“第三步，轉動大轉輪，同時推動走車，讓轉軸透過繩套帶動紗錠杆旋轉，因為有了紗錠壓桿的限制，會將已捻細的紗線纏繞在紗錠之上。”
“第四步，拉回走車，收起紗錠壓桿，同時拉起走車上的壓板，讓粗紗進一小段料。然後重複一到四步，不斷地捻細粗紗。”
桌子旁邊只能圍站十來個人，為了讓所有大工看清楚，沈方在黑板上面，將珍妮紡紗機分成了幾個部分，首先是一個走車及其壓板在滑道上的設計圖；接著是大轉輪連線著轉軸，轉軸透過繩套連線紗錠杆；接著是傾斜的紗錠杆及紗錠；最後是與紗錠逐一對應的粗紗套管。
所有的大工都理解了珍妮紡紗機的工作原理，並且已經用自己的方法驗證可以正常工作，做到了胸有成竹，接著便是將腦海中運轉的紡紗機變成實物即可。
顧弘章已經完全吃透這個紡紗機，“二公子，此紡紗機只有一個不好，只能使用粗紗，而生產粗紗同樣需要大量的人工。”
“粗紗如果用手工來紡，確實麻煩，而且粗細不均勻。可以生產一臺軋花機，將籽棉中的棉葉、棉稈、鈴殼等雜質先進行清理，使蓬鬆、乾淨的籽棉能均勻連續地喂入到軋花部分進行軋花，將棉籽和棉花分離，形成脫籽棉。而後將脫籽棉透過有波紋的鋼筒進行整形，並纏繞成粗紗錠。用這種方法生產的粗紗粗細均勻，只需經過紡紗機，便可以產出結實、精細的棉線。”
整個大周，除了昌國便沒有人再研究棉花脫籽和粗紗紡織的機器，而一旦沈方的新型的織布機和紡紗機投入執行，馬上就會面臨粗紗短缺的實際情況。由一般棉戶手工紡織的粗紗產量遠遠跟不上消耗不說，其粗紗的粗細質量很難保障，於是沈方便乾脆解鎖了軋花機這項技術。好在軋花機的原理更加簡單，最簡單的脫籽機用兩根鐵管旋轉即可，棉花柔軟可以透過鐵管之間的縫隙，但是棉籽卻不可以。而軋花機的清理部分，則是先用象糧牙棒一樣的滾筒將籽棉破拆開，然後利用棉花與棉葉、棉稈、鈴殼等雜質輕重不一的特性，透過旋轉或吹風進行分離。象這些簡單的技巧，沈氏產業的大工們自然心中有數，倒不必講得很清楚。
“二公子，這臺紡織機也可以利用水力來變成自動執行的機器！”顧弘章腦袋裡面已經在計劃如何佈置齒輪、皮帶、滾筒等等。
“可以，不過除了這臺人工使用的紡紗機外，還有一臺更適合水力車機或風力車機的自動紡紗機。自動紡紗機和人力紡紗機的不同之處在於，取消了走車，而由紗錠來移動。”
沈方將黑板擦乾淨，在上面畫了一個碩大的滾筒，滾筒之上是與其緊密貼合的線滾子。
“這個大線滾子上面纏著二十把粗紗線，透過這個滾筒和前面的限位杆，均勻將工作面鋪滿。”
沈方又在黑板的另一邊畫了一個略微傾斜的紗錠杆。
“在離滾筒三、四米的另一端安裝了同等數量的紗錠杆。自動紡紗機的工作分為四步。簡單而言就是三轉兩滑一停頓。”
沈方指著紗錠杆繼續說道。
“第一步，紗錠杆快速旋轉九秒，使棉紗充分旋轉緊緻。”
“第二步，紗錠杆停止旋轉，並倒轉使棉紗離開紗錠杆頂端，用時一秒。”
“第三步，紗錠杆慢速旋轉三秒，同時紗錠整體向滾筒這邊靠攏，將紡好的棉線纏進紗錠。”
“第四步，紗錠杆快速旋轉三秒，同時紗錠整體向初始位靠攏，這時滾筒和大線滾子相應地轉動，送入粗棉紗。”
“第四步的轉速和第一步相同，所以是三轉。第一步和第二步紗錠杆在初始位，叫做一停頓。第三步和第四涉，紗錠來回移動，叫做兩滑動。連在一起就是三轉兩滑一停頓。”
“紗錠杆這邊要設定兩個壓桿，負責對紗線進行整形，同時保證可以將紗線纏繞到紗錠之上。”
“自動紡紗機和人力紡紗機大部分原理相同，但其效率卻截然不同。自動紡紗機可以將紗錠杆連續並排幾百個，而紗錠杆的對面安裝相應的滾筒和線滾。由一臺水力車機帶動旋轉，而無需人來干預。人力紡紗機最多也就是同時紡七八十個，太多了，人力便很難推動。”