不是靠工匠的手艺一层层叠铜片,而是靠材料自身的特性。
热胀冷缩。
铜受热膨胀。
如果能让铜环的膨胀方向朝外,让它在受热后自动压向气缸壁,那就完美了。
但问题是,铜环的内侧是活塞体,外侧是气缸壁。
铜环受热后,它同时向内外两个方向膨胀。
向内的膨胀会被活塞体挡住,向外的膨胀才能贴合气缸壁。
但向内的那部分膨胀力,会作用在活塞体上。
薄珏猛地睁开眼。
他想明白了。
不能用一个整体铜环。
要多层。
每一层都要极薄,薄到受热后几乎只向外膨胀。
他重新拿起那块铜板,用錾子切出五片极薄的铜片,每一片约莫两张纸厚。
他把这些铜片叠在一起,用铆钉固定在活塞体的外壁上。
每一层铜片之间留有极细的缝隙。
当铜片受热膨胀时,每一层铜片都向外膨胀,缝隙被挤压,但因为铜片极薄,向内的膨胀量极小,大部分膨胀力都作用在气缸壁上。
常温下,多层铜环的外径比气缸内径小几丝,活塞能轻松装入。
高温下,铜片受热膨胀,外径增大,自动压紧气缸壁,形成密封。
薄珏拿起这个多层铜环模型,去找王徵。
王徵正在正堂里画偏轮的改进图纸。
看见薄珏进来,他抬起头:“密封有进展了?”
薄珏把多层铜环模型放在桌上,把自己的思路说了一遍。
王徵听完,沉默了片刻。
然后他站起身,走到薄珏面前,拿起那个多层铜环模型,对着光看了看。
五层铜片叠在一起,铜片之间的缝隙均匀而细密,肉眼几乎看不见。
“妙啊。”
王徵放下模型,看着薄珏:“你怎么想到的?”
“陛下那本《力学初解》里提到铜的膨胀率,我自己计算一下,但单层铜环膨胀力太大,向内的膨胀会把活塞往外挤,向外的膨胀又不够。”
“多层的话,每一层都极薄,膨胀力向外,不向内。”
王徵点了点头:“那你怎么保证每一层铜片都平整贴合?”
薄珏愣了一下。
他还没想到这个。
铜片是手工剪出来的,边缘难免有毛刺。
五层叠在一起,毛刺累积起来,反而会增加摩擦。
“得用车床车。”
薄珏说:“用精度更高的车床,车出厚度均匀的铜片,边缘光滑,不能有毛刺。”
“那就去车。”
王徵说:“我给你三天时间,做出第一套能用的多层铜环。”
薄珏点了点头,转身要走。
“等等。”
王徵叫住他:“陛下赐的那本《力学初解》,能不能先借我抄录几份,分发给其他几人?”
薄珏从怀里掏出那本书放在桌上,然后大步走出正堂。
王徵拿起那本书,翻到薄珏说的那一页,低头看了起来。
......
三日后,薄珏的第一套多层铜环做成。
他用改良后的车床,车刀换了一把新的,刀刃磨得极锋利。
铜片厚度均匀得可以用千分尺量出来,边缘光滑得像镜子。
五层铜片叠在一起,总厚度恰好是预定间隙再多一丝。