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第21章 古代的水碓和水磨

古代中国是农业大国,谷物收获脱粒以后,要加工成米或面才能食用。中国古代在粮食加工方面发明了不少机械,如磨、碾、碓、扇车、罗等,后来又发明了用水力做动力的水碓和水磨,这些机械效率高,应用广,是农业机械方面的重要发明。

粮食加工和储存是生产活动的重要组成部分,与之相关的汉墓出土的器具模型十分丰富。仓房用以储存粮食,平面多为圆形和方形,有的设足,开窗或有门以通风防潮。风车是用于筛选和清理谷物的农具,将脱粒好的谷物与糠分开;磨坊造型设计通透,以一面敞开的小屋形和凉棚式为主,内置碓。从收成的原粮变为食用的口粮,要经过一系列加工,汉代和晋代的粮食加工技术已达到相当高的水平。

水碓

水碓是利用水力舂米的机械,在西汉末年就出现了,水碓的动力机械是一个大的立式水轮,轮上装有若干板叶,轮轴长短不一。转轴上装有一些彼此错开的拨板,一个碓有四块拨板,四个碓就要十六块拨板,拨板是用来拨动碓杆的。每个碓用柱子架起一根木杆,杆的一端装一块圆锥形石头。下面的石臼里放上准备要加工的稻谷。流水冲击水轮使它转动,轴上的拨板就拨动碓杆的梢,使碓头一起一落地进行舂米。利用水碓,可以日夜加工。

凡在溪流江河的岸边都可以设置水碓。根据水势的高低大小,人们采取一些不同的措施。如果水势比较小,可以用木板挡水,使水从旁边流经水轮,这样可以加大水流的速度,增强冲动力。带动碓的多少可以按水力的大小来定,水力大的地方可以多装几个,水力小的地方就少装几个。设置两个碓以上的叫做连机碓,常用的都是连机碓,一般都是四个碓。

水磨

磨,最初叫硙,汉代才叫做磨,是把米、麦、豆等加工成面的机械。磨用两块有一定厚度的扁圆柱形的石头制成,这两块石头叫做磨扇。下扇中间装有一个短的立轴,用铁制成,上扇中间有一个相应的空套,两扇相合以后,下扇固定,上扇可以绕轴转动。两扇相对的一面,留有一个空膛,叫磨膛,膛的外周制成一起一伏的磨齿。上扇有磨眼,磨面的时候,谷物通过磨眼流入磨膛,均匀地分布在四周,被磨成粉末,从夹缝中流到磨盘上,过罗筛去麸皮等就得到面粉。

磨有用人力的、畜力的和水力的。用水力作为动力的磨,大约在晋代就发明了。水磨的动力部分是一个卧式水轮,在轮的立轴上安装磨的上扇,流水冲动水轮带动磨转动,这种磨适合于安装在水的冲动力比较大的地方。假如水的冲动力比较小,但是水量比较大,可以安装另外一种形式的水磨:动力机械是一个立轮,在轮轴上安装一个齿轮,和磨轴下部平装的一个齿轮相衔接。水轮的转动是通过齿轮使磨转动的。这两种形式的水磨,构造比较简单,应用很广。

随着机械制造技术的进步,后来人们发明一种构造比较复杂的水磨,一个水轮能带动几个磨同时转动,这种水磨叫做水转连机磨。这种水力加工机械的水轮又高又宽,是立轮,要用急流大水,冲动水轮。轮轴很粗,长度要适中。在轴上相隔一定的距离,安装三个齿轮,每个齿轮又和一个磨上的齿轮相衔接,中间的三个磨又和各自旁边的两个磨的木齿相接。水轮转动通过齿轮带动中间的磨,中间的磨一转,又通过磨上的木齿带动旁边的磨。这样,一个水轮能带动九个磨同时工作。

用水力做动力的水碓和水磨,效率高,应用广,深受普通百姓的喜爱和推广,促进了中国小农经济的发展和完善,是中国古代劳动人民的智慧的结晶。

延伸阅读

水磨的发明

水磨是用水力作为动力的磨,大约在晋代就发明了。水磨的发展与杜诗发明水排有关。马钧大约在公元227至239年间创造一个由水轮转动的大型歌舞木偶机械,包括以此水轮带动、磨。无疑,这是根据当时流行的水、水磨而设计的。在马钧之后,杜预造连机,其中也可能包括水磨。祖冲之在南齐明帝建武年间(公元494至498年)于建康城(今南京)乐游苑造水磨,这显然是以水轮同时驱动与磨的机械。几乎与祖冲之同时,崔亮在雍州“造水碾磨数十区,其利十倍,国用便之”,这是以水轮同时驱动碾与磨的机械。水磨自汉代以来,发展蓬勃,而到三国时代,多功能水磨机械已经诞生成型。

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