發(fā)明紡車的故事
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紡車歷史
喚起人們對歐洲村舍生活方式和印度農(nóng)村生產(chǎn)力相似想象的家用紡車起源于中國。歐洲已知的對紡車的最早介紹,是在公元1280年左右出版的德國斯佩耶爾一個行會章程中間接提到的。
紡車是從我國用來加工絲綢纖維的機械派生出來的。一根絲線有幾百米長,其抗拉強度為每平方厘米4570千克,這比我們已知的任何一種植物纖維的強度都高,并接近某些工程材料的強度。在我國最遲不晚于公元前14世紀,蠶已被馴化,絲綢工業(yè)已經(jīng)發(fā)展起來。雖然很顯然,從那以后的好幾個世紀里養(yǎng)蠶和絲綢工業(yè)有了發(fā)展,但從一開始絲綢業(yè)就會需要繞絲機來處理如此綿長的絲纖維。這種機器在公元121年刊印的《說文解字)里提到過,在公元230年刊印的《廣雅》中又一次提及。而于公元1237年刊印的《耕織圖》叢書,第一次將上述機器描繪出來了。
這種把絲線繞到筒管上的卷緯機也傳到了歐洲,而且似乎比紡車進入歐洲還要早一點。在查特里斯大教堂的櫥窗里被展示過。按年代推算公元1240年至公元1245年間的紡織機就是卷緯機,其中有一種圖樣描繪得更清楚的機器可以在大約公元1300年出現(xiàn)的伊普里斯的《貿(mào)易》中見到。
卷緯機在我國至少可以追溯到公元前1世紀。現(xiàn)在還不清楚紡車是什么時候從卷緯機派生出來的。如果保守一點,我們可以說,到公元11世紀時便發(fā)生了這種變化。這時棉花的栽培已經(jīng)遍及全國。很明顯,為了處理棉紗,紡車便從卷緯機中分化出來了。當然,通過傳送帶把紡錘(錠子)與大輪子連接起來從而使紡錘(錠子)高速運轉(zhuǎn),這是最聰明的辦法了。
紡車最早出現(xiàn)在什么時代,目前還無法確定。關(guān)于紡牟的文獻記載最早見于西漢揚雄(前53年——后18年)的《方言》,在《方言》中叫做“繀車”和“道軌”。單錠紡車最早的圖像見于山東臨沂金雀山西漢帛畫和漢畫像石。到目前為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有關(guān)紡織畫像石不下八塊,其中刻有紡車圖的有四塊。如1956年江蘇銅山洪樓出土的畫像石上面刻有幾個形態(tài)生動的人物正在紡絲、織綢和調(diào)絲操作的圖像,它展示了一幅漢代紡織生產(chǎn)活動的情景。這就可以看出紡車在漢代已經(jīng)成為普遍的紡紗工具。因此也不難推測,紡車的出現(xiàn)應(yīng)該是比這為早的。
漢代的紡車
漢代紡車,根據(jù)畫像石上所畫的形狀看,和明代《天工開物》上的紡車類似。這種紡車的結(jié)構(gòu)雖然比較簡單,但是紡紗動效已經(jīng)比紡專提高大約二十倍。這種紡本上已經(jīng)使用繩輪傳動,證明我國早在兩千年前就在工具機上使用繩輪傳動了。使用這種紡車,還可以加拈、并合比較均勻一致、不同粗細的絲或弦線。1972年長沙馬王堆漢墓出土叫做”漢瑟”的樂器;它的弦是用十六根單絲合股加拈成的,每一根都紡得非常均勻,能發(fā)出協(xié)調(diào)的音律,大概就是用這種紡車加工的。
這種紡車,除了可以紡紗之外,還有一個重要作用,就是制成緯紗用的纖子。過去用紡專的時候,需要另外偽工具搖纖,現(xiàn)在有了紡車,就能兼做這項工作了。這就可以比較大地提高生產(chǎn)效率。
漢、唐以來,我國絢麗的絲綢,通過“絲綢之路”向西方輸出,博得了極高的聲譽。今天在當年絲綢之路的古道上,仍然可以發(fā)現(xiàn)當時的錦、羅、綾、綺等水平相當高的絲織品。生產(chǎn)這些高水平的絲織品也是和紡車的使用分不開的。
在紡績麻、絲、棉等生產(chǎn)實踐過程中,為了提高質(zhì)量和產(chǎn)量,我國勞動人民是本斷有所創(chuàng)造、有所前進的,在手搖紡車的基礎(chǔ)上創(chuàng)造的腳踏紡車和水力紡車,又進一步把我國的紡紗技術(shù)提到了一個新的高度。
腳踏紡豐是利用偏心輪在紡車制造上完成的一次改革。腳踏紡車的最早發(fā)明時間還有待查考,現(xiàn)在能見到的是公元四世紀我國東晉著名畫家顧愷之(約345—406年)一幅畫上的腳踏三錠紡牟。后來在元代皇慶二年(公元1313年),我國著名的農(nóng)學家王幀在他所著的《農(nóng)書》上也出現(xiàn)了三錠腳踏棉紡車和三錠、五錠腳踏麻紡車,證明了腳踏紡車從東晉以后一直都在使用。
紡車在棉紡織中應(yīng)用最廣,時間也比較長。在植棉和棉紡織中,我國少數(shù)民族作出了杰出的貢獻。云南和海南島的少數(shù)民族很早就積累了一套棉花的紡織加工技術(shù),就紡車來看,既使用大竹輪的紡車,一般直徑在六十一厘米,也采用小直徑的竹輪紡車,直徑三十到四十厘米,以適應(yīng)棉纖維比絲麻短的紡紗需要。
宋末元初,松江烏泥涇(今上海縣烏泥鎮(zhèn))童養(yǎng)媳出身的棉紡織革新家黃道婆(約1245年—?),年輕的時候曾經(jīng)流落到海南島崖州(今海南省三亞市),向黎族姐妹學習了棉紡織技術(shù),元成宗元貞元年(公元1295年)左右回到故鄉(xiāng),和當?shù)氐目棆D一起,在紡織生產(chǎn)的實踐中,把用于紡麻的腳踏紡車改成三錠棉紡車,并且總結(jié)了一套紡紗技術(shù)。同時她還革新了軋棉和彈棉工具,紡紗產(chǎn)量得到大幅度提高,迅速改變了當時松江地區(qū)的落后面貌。她又總結(jié)提高了織布中的“錯紗、配色、綜線、摯花”等織造技術(shù),使當時松江地區(qū)戌為棉紡織中心之一,精美的“烏泥涇被”運銷全國。
在王禎的《農(nóng)書》中,除了對手搖和腳踏紡車作了全面總結(jié)外,更介紹了另外兩種新的紡車,大紡車和水轉(zhuǎn)大紡卒。
王禎在《農(nóng)書》中詳盡地記載了他的這一重大發(fā)明,并“特圖其制度,欲使地方之民視其機括關(guān)鍵,仿效成就,可為普利”。王禎稱他的這一發(fā)明為“水轉(zhuǎn)大紡車”。從書中的文字記載和簡要圖樣來看,這種水力大紡車已經(jīng)是一種相當于完備的機器。它具備了馬克思所說的“發(fā)達的機器”所必備的三部分——發(fā)動機、傳動機構(gòu)和工具機。其發(fā)動機為水輪。水輪是馬克思所說的那種“接受外部某種現(xiàn)成自然力的推動”的發(fā)動機。傳動機構(gòu)由兩部分組成,一是傳動錠子,一是傳動紗框,用來完成加捻和卷繞紗條的工作。工作機與發(fā)動機之間的傳動,則由導輪與皮弦等組成。按照一定的比例安裝并使用這些部件,可做到“弦隨輪轉(zhuǎn),眾機皆動,上下相應(yīng),緩急相宜”。工具機即加捻卷繞機構(gòu),由車架、錠子、導紗棒和紗框等構(gòu)成。為了使各紗條在加捻卷繞過程中不致相互糾纏,在車架前還裝置了32枚小鐵叉,用發(fā)“分勒績條”,同時還可使紗條成型良好,作用與繰車上的橫動導絲桿相同。這里要指出的是,水轉(zhuǎn)大紡車的工具機所達到的工藝技術(shù)水平,即使是用18世紀后期英國工業(yè)革命時代紡紗機器中的工具機為尺度來衡量也是非常卓越的。
大紡車,它不同于舊的紡車的特點是:紡紗的錠子更多,達到三十二枚,這樣它的生產(chǎn)力就顯著增加。一般的單錠紡豐,一天只能紡三到五兩紗,三錠也不過七到八兩,這是指棉。紡麻,用五個錠子也不超過二斤。大紡車是紡麻的,一天一夜可以紡一百斤。紡績的時候需要集中多家的麻才能滿足它的生產(chǎn)要求。其次,大紡車的傳動已經(jīng)采用和現(xiàn)在的龍帶式傳動相仿的集體傳動了。