徐省聲的目光依舊放在了手上的那枚齒輪上,和之前工匠們以實際經驗製作出來的齒輪相比,他手中這枚齒輪顯然更為順眼,看起來有一種令人驚訝的美感。
當機器概念被提出之後,機器也被分成了動力、傳動、執行和控制四個主要的部分,原始機器中對於後兩部分要求並不高,對於動力和傳動部分則要求較高。
人力、畜力、風力、水力等自然能輸出功率不大且不穩定,因此傳動結構就變得越來越複雜,既要求傳動過程中動能損失不大,又要求通過傳動構造的裝置,將不穩定的動力變成穩定的動能輸出。
這六、七年來文思院對於老工匠的工作經驗總結,再加上對於年輕工匠的文化教育,使得文思院下屬的機械製造所,在機器研發、製造的技術上突飛猛進。而在出使歐洲的使團帶回了伽利略等一大批學者之後,數學理論開始被引入到了工業設計之中,先從數學上設計和計算機器零部件的加工,然後再研製改進機器,已經成為了文思院年輕工匠們…不,應當說是工程師們的一種新的工作方式。
對於那些老一輩的工匠們來說,這些年輕工程師們的工作方式未免太過偷懶了,僅憑藉數學理論上的計算,怎麼能夠用來確定一種零部件的改變呢?祖先傳下來的各種營造法式,那一件不是經歷了數十乃至上百年的使用才逐漸定型的。
然而這是一個機器需求爆發的年代,國內及海外市場的擴大,使得作坊式的手工業正進一步的發展為標準化的工廠製作。任何能夠使用機器節約人力的地方,可以使用機器加快生產的方式,都會優先受到工廠主的追捧。
因為目前的狀況就是,只要你能夠更快的生產出商,你就能夠佔有更多的市場。在大明生產力不斷提高的今日,工廠主們所面對的海內外市場,已經不像過去手工業時代那麼不愁買家了。也就是說,在交通成本能夠承受的海內外市場,其能夠消費的商上限已經差不多被大明的商所滿足了。
接下來,工廠主想要保住工廠的利潤,要麼就是降低成本,要麼就是繼續開拓新的市場。後者並不是單槍匹馬的工廠主能夠做到的,而前者倒是可以通過採用新技術、新工藝和新式機器來實現。
能夠提高勞動生產率的機器總是會有更新換代的產出現,因此工廠主們並不需要一台可以用上一百年的牢固機器,他們所希望的機器壽命,只要能夠維持到下一代新機器被製造出來即可,這樣他們就能拋棄舊的機器,購入新的機器來維持工廠的領先地位。
在這種製造機器的理念支持下,文思院的機械製造所研製新機器的動力就非常充足了。年輕工程師們看似浪費和不怎麼靠譜的奇思妙想,在徐省聲的支持下正一一被試製着。
當然,徐省聲之所以願意支持這些年輕工程師,不僅僅在於皇帝的暗示。還在於這些年輕工程師提出的設想,只要十件中能夠成功一件,機械製造所就能夠撈回成本了。
只是在舊機器上稍加改進,就能變成又一代的新機器,工廠主們就不得不掏錢出來更新換代。而內務府再把那些舊機器低價回收修繕,再販賣到其他落後的省份,或是日本、琉球、朝鮮去,又可以賺上一筆,這真是何樂而不為呢。
而在這持續不斷的改進設計當中,機器的各個部件變得越來越精緻耐用,不管是傳動、執行還是控制部分,提升效率的難度已經越來越大。而工廠主們對於機器的動力部分則越來越不滿意,除了已知動力來源的不穩定之外,這些動力還及受到場地的限制。
在北方工廠修建的越來越多的同時,想要找一個適當的地方修建新工廠也是越來越難了。更不必提,最為穩定有效的水力動力,不僅要飽受北方枯水期的影響,還要同地方上的農業用水和同業者爭奪水源。光是天津一地,此類官司就從三年前的不到百件,上升到了今年的一千二百三十九件。
不管是文思院也好,還是有見識的工廠主也好,都越來越將目光轉移到了用來抽水的蒸汽機身上了。這種原本極為簡陋的無壓力的蒸汽機,只要有煤就能提供一定的動力,這不僅擺脫了受場地限制的其他動力,更是一種可以全年工作無休的動力來源。
此時的抽水蒸汽機雖然已經將抽水部分和蒸汽機部分分開,極大的提升了抽水的效率,但它依舊還是一台只能用於