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下盘转动的水磨 精选

已有 3706 次阅读 2019-3-4 17:06 |个人分类:力学科普|系统分类:教学心得| 石磨, 水磨

因史晓雷博士2019年2月27日博文,刘炜老师介绍了许多水磨资料。看后又想起五年前的困惑“水磨为什么下盘转动”下面是20131029日给史博士的信,他直接在信中回答。


 

我文章的表述以及史博士的意见如下。 

 先贴几张照片,再汇报我现在的认识。

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因思考“圆台碾子为什么大头在内”而接触到石磨;20139月9日苏承东高工开车带我去郊区看废弃的石磨;次日打的到邻县粮食机械厂参观,并购买了一个石磨在博士研究生的《岩石力学》课上介绍了自己对碌碡、碾子和石磨的思考,后来刘晓博士拍了许多照片(上面最后一张)送给我

 

 上面这张照片是史晓雷博士提供,似乎为旅游景点。下面的照片来自网络,则是实际磨坊。“陈维山. 水磨坊——渐行渐远的风景. 兰州: 甘肃文化出版社, 2006”有更多的图片。

 

 下盘转动而上盘固定,初看觉得结构不太合理:

(1)  上盘需要加工系绳的眼孔,上方需要有固定绳索的梁架;

(2)  绳索的尺度和位置需要合适,且会减少上盘正压力和工作阻力;

(3)  直接在侧向固定上盘需在两处施力才能避免对转轴施加横向力,但会影响走动空间;

(4)  下盘与转轴联接质量要求较高,以确保磨盘维持水平姿态;

(5)  上下盘重量作用在转轴端部,对转轴需侧向限制,该处会产生摩擦。

现在粮食机械厂生产的石磨都是电机在下方,铁质转动轴透过下盘驱动上盘。不过,水磨以木质转轴直接驱动下盘或许有其不得已的原因:

(1)  转轴是木柱,直径在15 cm 左右,在下盘开凿直孔供立柱穿过略有困难;

(2)  若下盘固定即放置于台基上,则台基高度与立柱的长度关系密切,立柱底端磨损或沟底冲深则转轴不能驱动上盘;当然,将上盘联结方孔穿透可解决这个问题,但上盘已加工进料口,再加工边长10 cm 左右的通孔对于中小尺度的石磨也有些困难;

(3)  以绳索固定上盘而驱动下盘,似乎对整个结构包括房屋的稳定性具有较好效果;

(4)  存在的总是合理,传承的都已优化。

相关博文:

关于石转磨力学原理的注记 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-829381.html 

关于碾子力学原理的注记 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-809458.html

诗句为什么有不同的版本 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-758567.html 



http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-1165620.html

上一篇:圆柱浮体的平衡姿态及其稳定性
下一篇:调和以及调和平均(附:惯性和摩擦的影响)

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