水转大纺车复原基于大纺车结构

由于水转大纺车的工作机和传输机的结构与大纺车一致，同时，王祯《农书》对水转大纺车的描述仅寥寥十几字。因此，笔者对水转大纺车的工作机和传输机部分以大纺车的结构为参照。根据王祯《农书》卷二十二，对大纺车结构和工作的描述：“大纺车，其制长余二丈、阔约五尺，先造地柎，木框四角立柱，各高五尺。中穿横桄，上架枋木。其枋木两头山口，卧受卷、长、铁轴。次于前地柎上，立长木座，座上列臼，以承底铁簨（夫，用木车成筒子，长一尺二寸，围一尺二寸，计三十二枚，内受绩缠）。上，俱用杖头铁环，以拘轴。又于额枋前，排置小铁叉，分勒绩条，转上长。仍就左右，别架车轮两座，通络皮弦，下经列，上拶转旋鼓。或人或畜，转动左边大轮。弦随轮转，众机皆动，上下相应，缓急相宜，遂使绩条成紧，缠于韧上，昼夜纺绩百斤。”[1]今人对水转大纺车进行了复原，其模型现收藏于中国国家博物馆。水转大纺车的复原图见图5-3、锭子的形制见图5-4、纱线卷绕的部件和卷绕过程见图5-5。

图5-3　水转大纺车复原图

1—水轮　2—叶片　3—左导轮　4—皮弦　5—立柱　6—枋木　7—山口　8—长軖

9—铁轴　10—旋鼓　11—右导轮　12—额枋　13—麻纱　14—小铁叉　15—导纱棒

从图5-3中，可知水转大纺车的动力由水流击打水轮中的叶片而产生，水轮带动轴承将转力传导到纺车机架左侧导轮上。左侧导轮的转动通过皮弦与右侧的导轮相连，左右两个导轮形成周而复始的圆周运动。下皮弦直接压在锭杆上，通过摩擦带动锭杆，从而带动锭子旋转；上皮弦则通过摩擦带动纱框铁轴上的旋鼓，进而使纱框转动[2]。纱框的转动，则依靠一对装置相交的木轮（旋鼓）与绳弦的作用[3]。因此，纱框铁轴上木轮转动方向与压在上皮弦下轴承中的木轮的转向是相反的。很显然，这幅水转大纺车复原图中的动力传导装置与王祯《农书》中的描述相符。

图5-4　锭子结构示意图

1—木座　2—臼　3—杖头铁环　4—底铁　5—纱管

图5-5　水轮顺时针旋转纱线卷绕示意图(www.xing528.com)

1—铁轴　2—长　3—麻纱　4—绳弦　5—旋鼓

在流水旁水转大纺车该如何安放？这要看水轮如何放置和转动，此时锭子也要相应地调整位置，分两种情况来考虑：①如果流水在工作机的左侧，则可采用图5-3中的水转大纺车水轮安装的形制。此时，若水轮是顺时针转动，则锭子也按图5-3中锭子头安装的位置，它们置于皮弦远离流水的一侧。若水轮是逆时针转动，则锭子头要置于皮弦靠近流水的一侧。②如果流水在工作机的右侧，则需要将水轮安装在工作机的右侧。此时，若水轮是顺时针转动，其锭子头则置于皮弦靠近流水的一侧。若水轮是逆时针转动，则锭子头要置于皮弦远离流水的一侧。

为什么要按以上的办法安装呢？其实只需要考虑水轮转动方向时整个工作机的运动情况，就可知道答案。此时分为两种情况：

（1）水轮如果是顺时针转动，水转大纺车左右两侧导轮和压在上皮弦下的轴承中的木轮也是顺时针方向运转，然而纱框铁轴上的木轮则是逆时针运转，同时纱线也是采取逆时针方向绕上纱框的，这时锭子头的安装一定如图5-5所示是射向读者的方向。此时又分为两种情况：①若水轮正好在图5-5中靠近读者的这一侧，那么流水正好在水转大纺车的右侧，则锭子头置于皮弦靠近流水的一侧。②若水轮在图5-5中远离读者的那一侧，那么流水正好在水转大纺车的左侧，则锭子头置于皮弦远离流水的一侧。这样如图5-5所示，纱线可以顺利绕上纱框。

图5-6　水轮逆时针旋转纱线卷绕示意图

（2）反之，水轮如果是逆时针转动，纱框铁轴上的木轮则是顺时针运转，很明显，纱线绕上纱框的方式也有所不同，而是采取在纱框上顺时针绕纱的方式，这时锭子头的安装一定如图5-6所示远离读者的方向。此时又分为两种情况：①若水轮正好在图5-6中靠近读者的这一侧，则锭子头置于皮弦远离流水的一侧。②若水轮在图5-6中远离读者的那一侧，则锭子头置于皮弦靠近流水的一侧。只有这样放置锭子，才能顺利完成纱线的卷绕。