第二十九章 器械的力量

对新式吊装工具，赵永泰不但提出了省力要求，还提出了包括转向在内的一些其他要求，其实也就是参照后世他见过的那种塔吊提的要求。塔吊无疑是一种很好的吊装器械，它可以满足各种吊装转运的工作需要，被广泛应用于码头、货站、建筑等行业。

因为动力的局限，塔吊的动力装置还是选择了转盘。转盘由连接在轴上的成十字的转杆推动，这里就是杠杆的应用。转杆可由人力或畜力带动。轴的下部连接一个小型齿轮，由小型齿轮带动与其耦合的大型齿轮，大型齿轮的中轴作为绞盘用于收放钢绳。这里就是齿轮杠杆的应用。但就这个转盘就比以前所用的老式绞盘省力很多。

钢绳是铁器厂应赵永泰要求开发的，用于满足以后船厂吊装大型部件需求的绳索。不过在制成后，铁器厂就按照赵永泰一直强调的通用化与标准化，按照不同承重力派生出了各种不同绳径的钢绳，以满足吊挂不同重量物件的需求。

而塔身和塔臂，按照赵永泰的提议，大量采用了三角形支撑。这样，在保证了塔体的坚固度的同时又减轻了塔体的自重，还减少了钢铁的使用量，同时塔体内的空间还可以方便安装滑轮组。这种结构的使用使得大型塔吊的建造得以实现。

塔身和塔臂上安装了多个滑轮组，或者称为一个很复杂的滑轮组。因为动力的局限性，使得研究组不得不首先考虑机构的省力性，为了省力，机构再复杂也在所不惜。

五月，台州府决定拆除内城墙。因为内城的地价已经疯涨到了很夸张的地步，而内城墙不但阻碍了城区的发展，还占用了大片的地基。当然，这里边也有合兴泰的需求。此时何文渊已经成为了台州府知府，当然要为合兴泰的发展出力。

合兴泰将南城墙东段及附近大片地方买下来，准备建总部大楼。用赵永泰的话说，这么大的商行，连个像样的总行都没有，实在是有点儿丢人。其实是因为时钟已经研制出来了，他想建个大钟楼，这玩意儿以后说不定也能成为名胜古迹，这样也能为他的史册又添上浓重的一笔。

新设计的合兴泰总部是一个大型楼群，六座副楼高20米，主楼高25米，5米一层。主楼顶层为一个大型时钟，在每日的卯时到戌时每半个时辰会以钟声报时。

大楼外墙设计都用大块石料以水泥粘结而成，这样屋里就能冬暖夏凉。不过现有的吊装工具太过简单，既不省力又不方便。知道邓玉函是机械师，赵永泰就拉着他一起研制新式的吊装工具，正好以后建造大型海船的时候也可以用。

在这个还是以人力、畜力为主要动力的时代，吊装器械设计的主要目标就是要省力，使得人们可以较容易地移动大型物体，提高工作效率。

为了让塔吊能够转动，又为它配了两个单独的转盘。使用的时候，两个转盘相对于塔吊成90度安装在塔吊旁，以钢绳与塔身平衡尾相连，收放钢绳以控制塔身的转动。

平衡尾就是与塔臂对称的负重结构，使用时，里边装载重物，以平衡塔臂方向产生的倾斜力。

在八月中，塔吊终于研制成功了，可以说它代表了这个时代最先进的省力机构技术。这种结构的小型塔吊只需要四个人转动轮盘，就可以很容易地将上千斤的重物吊起来。而大型的吊具理论上甚至可以将上万斤的重物吊起来，为大型海船的建造提供了良好的基础。

轴承的出现使得滑轮的效率大为提高，从而使得大型滑轮组的应用得以实现。滑轮组是一种有效的省力机构，是大型吊装机械的必要组成机构。教士们对赵永泰发明的轴承一直赞不绝口，也因此对赵永泰更加尊敬起来。在来之前虽然徐光启在信中对赵永泰倍加推崇，但教士们以在大明的长期经历看来，徐光启的推崇有为赵永泰张目的嫌疑。来了之后，一开始教士们是因为赵永泰的地位而对他很恭敬，现在则是对他的学术知识崇敬有加。

在他们开始研制吊装器械之后，赵永泰将大部分学堂一二期生都召集了过来，给每个传教士都安排了几个，让他们跟着学习。赵永泰前世只是一个普通大学生，对一些简单的机械结构还有所了解，太过复杂的机械他基本上就只能慢慢摸索了。而这些传教士们也许理论知识没有他丰富，但是具体的机械结构知识却比他高明很多。毕竟后世的大学理论性的东西学习得比较多。传教士们的到来正好弥补了赵永泰这方面的不足，他可以提出很多巧妙的原理，而传教士们则可以将这些原理以现有的技术进行实用化。

齿轮组不单是传动机构，同时也是一种很好的省力机构。大齿轮带动小齿轮可以提高目标物的转速，人力水泵就是这种应用。而反过来，小齿轮带动大齿轮则可以产生杠杆效果，从而达到省力的目的。

事实上人们在很早以前就已经发现这些现象，只是因为技术原因无法大量应用，而主要的技术问题就是轴和轮的摩擦力问题。在轴承出现以前，轴轮之间的摩擦力很大，特别是在承重的时候摩擦力甚至会增大到完全抵消机构的省力效果的程度。使得这个时代的省力器械还主要以杠杆的形式存在。但是杠杆对空间的要求比较大，限制了省力器械的发展。

在一起研究的时候，传教士们再次惊讶地发现，那些如中小学生般的孩子居然懂得很多力学方面原理与计算，有些甚至连他们都没有听过。在知道这些都是赵永泰教授的之后，更使得他们对赵永泰的崇敬如滔滔江水连绵不绝。不少传教士开始请教赵永泰问题，结果无意中发现赵永泰不但数学、物理很厉害，连化学也很厉害。他们开始相信那些工匠们的传言，赵永泰是上帝派来的使者，要不然一个十四岁的孩子如何能够懂得如此之多，如此深奥的知识。要问主为什么会将使者降生到这个东方的国度，可能是主看到大家在这里宣扬主的福音太困难，所以派了这位使者来帮助大家，要不然他为什么会为教会修建大教堂？他们来了东方这么久，都知道这些东方人是不太愿意信仰上帝的，更不可能为上帝修建一座大教堂。于是，教士们看赵永泰的眼神更加恭敬，还多了些亲切。搞得赵永泰心里一阵发毛：难道这些教会人员都有那种情结？