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辘轳与绞盘:曲柄收绳的提吊

曲柄增力矩、棘轮防倒转:一根轴一架绳,一人提百斤,是井上船上工地上的通用收绳机。

辘轳器物图:卷轴、曲柄、支架与棘轮棘爪
器物线稿示意。

图解

辘轳绞盘结构与收放绳原理图
曲柄、卷轴、棘爪:辘轳与绞盘的结构与收放原理。
盐井天车下摇辘轳提卤的井场场景
盐井天车下摇辘轳提卤的井场场景。

解决什么问题

垂直提吊(井水、井盐卤、矿石、吊货)和水平牵拉(拉船、紧绳、合闸)都靠”绕轴收绳”。辘轳是小绞盘:曲柄放大人力矩、棘轮防倒转,一人可提百斤。

历史背景

辘轳至迟汉代已普及,四川汉画像砖井盐图中井架、滑轮、辘轳成套出现。《天工开物·作咸》记井盐以辘轳绞提竹筒长索出卤。船上起锚绞盘、闸坝绞关是同一原理的放大版;“绞车+滑车”组合到明清仍是工程起重主力。

原料与前置条件

轴(硬木或铁芯木轴)、支架(木石皆可)、曲柄(木柄或辐条轮)、绳(麻、竹索)、棘轮棘爪(木齿配木爪,防倒转)。全部是木工活,铁件是加分项不是必需。

过程概览

轴架固定(基础要稳,倾覆即事故)→ 装棘轮棘爪 → 绳头系轴、绳绕卷筒(或经滑轮改向)→ 摇曲柄收绳 → 到位挂制动(棘爪或插销)→ 放绳时反向缓释,切忌脱手。

关键难点

力矩比:曲柄半径除以轴半径就是省力倍数,柄长省劲但占空间、缠绳慢。防倒转是安全命门——棘爪失效等于重物自由落体,制动必须冗余。绳与轴的磨损要定期检查。

成品如何辨识

好绞盘摇起来匀、无异响、停得住(棘爪咬合干脆)、放绳可控。轴歪、架晃、绳起毛边都是危险信号,见到就停。

规模化障碍

人力极限就是它的极限;畜力绞盘(牛拉转盘绕轴)可把功率放大,但需更大场地与转架。重型工程仍要多机并联、分段接力。

关联技术

与滑轮组配套成完整起重系统;井盐提卤直接服务盐业;畜力转盘与耕牛具同源;闸坝绞关延伸到水利工程。

原料

  • 硬木轴(或铁芯木轴)
  • 支架(木或石)
  • 曲柄或辐条轮
  • 麻绳竹索
  • 棘轮棘爪(木件)

工具与设备

  • 木工凿锯
  • 轴架基础
  • 制动插销

来源

  • 四川汉代画像砖(盐场图)(成都扬子山等出土画像砖)—— 井架、滑轮、辘轳成套提卤装置的汉代图像
  • 宋应星《天工开物》(卷上·作咸(井盐))—— 井盐以辘轳绞提竹筒长索提卤的记载
  • 《中国科学技术史·机械卷》(陆敬严、华觉明)(起重绞车相关章节)—— 辘轳绞盘的形制演变与力学原理
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