水碓 :利用水力舂米的机械

更新时间:2023-11-03 17:45

水碓是西汉末年出现的一种利用水力舂米的机械,其动力机械为立式筒车,轮上装有板叶和拨板,用于拨动碓杆进行舂米。水碓的工作原理是利用水流力量,通过水车转动轮轴,再拨动碓杆上下舂米。

名称

名称:水碓

主题词或关键词: 水碓 粮食加工机械

栏目关键词: 共享工程少儿版 机械

简介

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加工的稻谷。流水冲击水轮使它转动,轴上的拨板臼拨动碓杆的梢,使碓头一起一落地进行舂米。利用水碓,可以日夜加工粮食。凡在溪流江河的岸边都可以设置水碓,还可根据水势大小设置多个水碓,设置两个以上的叫做连机碓,最常用是设置四个碓。

水碓是用水力将粮食皮壳去掉的机械。早在西汉的一些文献中已提及这种机械,魏末晋初(260~270年),杜预在总结利用水排原理加工粮食经验的基础上,发明了连机水碓。根据推测,水碓的构造是:筒车的横轴上穿有四根短横木(与横轴成直角),旁边的架上装有四根舂谷物的碓捎。当横轴上的短横木转动时,就能碰到碓捎的末端,将之压下,另一端就会翘起,短横木转了过去,翘起的一端就会落下。四根短横木连续不断地打着相应的碓梢,就能一起一落地舂米。

历史沿革

水碓的发明可以追溯到西汉,其技术在随后的朝代中得到了进一步发展和推广。晋代杜预发明了连机碓,这是一种大水轮驱动数个水碓的机械。到了唐朝,水碓的记载更多,其用途也逐渐扩展到各种需要捣碎的物品,如药物、香料、矿石等。水碓的发明对后世的机械发展产生了深远影响,被认为是蒸汽锤出现之前所有重型机械锤的直系祖先。

工作原理

水碓的工作原理是利用水力、杠杆和凸轮的原理去加工粮食。水碓是脚踏碓机械化的成果,使用立式筒车结构,通过回转运动带动上下摆动输出运动。在《天工开物》中绘有水轮带动四个碓的画面,这种设置两个以上的水碓被称为连机碓。

建造与使用

水碓的建造多选择在河畔,以避免所碓之物受日晒雨淋,并方便使用。各地的水碓都建有水碓房,建房资金多由村民集资。村民按顺序轮流使用水碓,有的地方还收些租金作为维修之用。水碓声音较大,但由于多设在村外,不会影响村民休息。

改进与创新

魏末晋初(公元二百六十至二百七十年)杜预总结了我国劳动人民利用水排原理加工粮食的经验,发明了连机碓。水碓的构造大概是筒车的横轴穿着四根短横木(和轴成直角),旁边的架上装着四根舂谷物的碓捎,横轴上的短横木转动时,碰到碓捎的末端。把它压飞,另一头就翘起来,短横木转了过去,翘起的一头就落下来,四根短横木连续不断地打着相应的碓梢,一起—落地舂米。

用途

水碓的用途逐渐推广,大凡需要捣碎之物,如药物、香料、乃至矿石、竹篾纸浆等等,皆可用省力功大的水碓。

文献记载

最早提到水碓的是西汉桓谭的著作。《太平御览》引桓谭《新论·离车第十一》说:“伏义之制杵臼之利,万民以济。及后世加巧,延力借身重以践碓,而利十倍;又复设机用骡子、牛马及投水而舂,其利牛膝。”这里讲的“投水而舂”,就是水碓。从《新论》一书看来,早在公元前后,筒车带动杆碓,已非新奇之事。刘祜永建四年(公元129年),尚书仆射虞诩上疏,建议在陇西羌人住地筑河槽、造水碓。从此边远地区遍布“水舂河漕”、“用功省少,军粮饶足”。更有甚者,晋王爵公主的水碓多到“遏塞流水,转为浸害”,以致不得不下令罢水碓,方使百姓获其便利。《古今图书集成》载:“凡水碓,山国之人,居河滨者之所为也,攻稻之法,省人力十倍。”

影响

水碓的发明对后世的机械发展产生了深远影响,被认为是蒸汽锤出现之前所有重型机械锤的直系祖先。18世纪西方的锻锤,其实是水碓之复制品而已。

衍生地名

水碓这一名称在台湾新北市淡水区水碓里、新北市汐止区水碓街、新北市五股区水碓里、台中市南屯区镇平里水碓巷、云林县古坑乡水碓村、彰化县大村乡美港村水碓等地演变成地名。

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