Молот

Молот, ручной и машинный, служит основным орудием ковки металлов. Молот  вообще представляет собой   тяжелое тело, падающее с некоторой высоты и в момент удара превращающее живую силу падения в работу. Работа удара выражается формулой

I = Mv²/2, или L = Q/g · v²/2, где М – масса молота, равная его весу = Q, разделенному на ускорение силы тяжести = g; v = скорость при ударе. Действие удара распространяется в глубину обрабатываемого металла в зависимости от продолжительности удара, т. е. времени соприкосновения соударяющихся тел. Пусть m и m₁ — массы двух движущихся молотов, имеющих одну и ту же живую силу удара при разных скоростях, так что mv²/2 = m₁v₁²/2. При одной и той же силе сопротивления обрабатываемого предмета = R, движения масс при ударе после начала соприкосновения будут замедляться с ускорениями: j = R/m; j₁ = R/m₁. Тогда время ударов будет соответственно: t = mv/R; t₁ = m₁v₁/R; откуда t/t₁ = mv/m₁v₁; но v/v₁ = √m₁/m; следовательно t/t₁ = √m/m₁, т. е. время удара пропорционально корню квадратному из массы падающих частей.

Для того, чтобы молот деформировал тело, а не приводил его в движение, отковываемый предмет надо положить на прочную опору, оказывающую сопротивление давлению и парализующую стремление к перемещению покоившихся масс под действием удара. Опора эта называется наковальней и делается из стали или чугуна, ковкого или простого; в последнем случае — часто со стальной накладкой. Средний вес наковальни для ручного молота = 80 —100 кг. Наковальня для приводных (как и для паровых) молотов состоит из верхней, сменной стальной части, соединенной с тяжелым «стулом» или «шаботой»; в зависимости от массы падающих частей, вес стула может быть очень большим; стул или шабота может быть или соединен в одно целое со станиной приводного молота на общем фундаменте, или соединяться со станиной посредством скоб, анкерных колец, хомутов и т. п., помещаясь на отдельном фундаменте. Молоты  разделяются на ручные, приводные и паровые.

а) Ручной молот, или молоток состоит из средней железной части с отверстием для насадки на рукоять и с наваренными по обоим концам этой железной части стальными: бойком и хвостом, или задком. В зависимости от веса молота и соответствующей ему длины деревянной рукояти, ручные молоты разделяются: 1) на ручники — весом от 0,5 до 2 кг при длине рукояти от 350 до 400 мм; 2) легкие кувалды — весом от 2,5 до 4 кг, и З) тяжелые кувалды — весом до 10 кг при длине рукояти до 1 метра. Далее различают ряд отдельных видов и ручных молотов по форме бойка и хвоста и по их назначению для определенной работы. При ковке ручными молотами работа изменения формы производится обычно кувалдой молотобойца, кузнец же ударом ручника указывает место на предмете, по которому должен ударить молотобоец, а также условным числом ударов указывает требуемую силу ударов. При обработке крупных предметов совместно с кузнецом работают одновременно два или несколько молотобойцев.

Фиг. 1.

б) Приводные молоты. Приводные молоты были известны с глубокой древности в виде рычажных (лобовых, среднебойных, хвостовых) молотов. Современный тип рычажных молотов осуществляется в виде молота системы Брадлей (см. фиг. 1). Молот  приводится в движение от ремня, надетого на шкив. Тяга R эксцентрика, сидящего на валу шкива, передает движение части, на которой сидит резиновый буфер А, а этот буфер толкает рычаг вверх. Буфера В и С отражают рычаг вниз и тем сообщают ему большую силу удара. Буфер D способствует более быстрому поднятию поперечины вверх. Удлиняя или укорачивая эксцентриковую тягу при помощи гайки К, можно изменять величину размаха молота. Для приведения молота в движение рабочий прижимает ногой педаль Т, ремень прижимается к шкиву нажимным блоком, и молот приходит в движение. Для остановки служит тормоз W. Нажатием на педаль с различной силой можно изменять как силу, так и число ударов в минуту. В настоящее время наряду с рычажными молотами типа Брадлей получают распространение приводные  молоты: пружинные, или рессорные, пневматические, или воздушные, а также фрикционные, или молоты трения.

Фиг.2.

В пружинных молотах соединение падающей части молота с приводящим ее в движение механизмом (например, шатуном и кривошипом) осуществляется посредством пружин, вообще гибких, податливо-упругих частей, причем пружины или рессоры служат не только для устранения жесткости при ударе и для обеспечения от поломок частей, но и в качестве аккумуляторов кинетической энергии при размахе, возвращая эту накопленную работу при ударе, увеличивая размах и силу удара. Пружинный молот системы Бугей изображен на фиг. 2. Вверху станины помещается вал со шкивом В, тормоз D и нажимной блок С. Баба получает свое движение от шатуна j при помощи пружины F и ремня G. Нажимая на рукоятку, можно приподнять тормоз, надавить нажимной блок и этим привести молот в движение.

Число ударов и их силу можно регулировать большим или меньшим нажатием блока С и тормоза D, следовательно, введением известного скольжения ремня. Благодаря пружине между шатуном и бабой сила удара получается больше той, которая соответствует скорости движения шатуна: в самом деле, при движения шатуна вниз баба, вследствие своей инерции и пользуясь упругостью пружинного соединения, не сразу следует за шатуном; при этом сжимается пружина, которая затем в конце хода отдает накопленную ранее энергию и тем увеличивает силу удара.

Фиг. 3.

Вместо полукруглых пружин в пружинном молоте применяются и плоские рессорные пружины, наподобие рессорного молота системы «Аiах» (см. фиг. 3). В молот «Аiах», кроме рессорного рычага 1, имеется еще пружинный эксцентриковый шатун и из двух пружинных полос, воспринимающий на себя толчки и удары и совместно с рычагом увеличивающий силу удара.

Пневматические молоты отличаются от пружинных тем, что пружины заменены в них воздухом, как более упругим телом, которое при движении падающей массы и поршня попеременно сжимается и расширяется. Образцом таких молотов служит пневматический молот Арнса. Цилиндр прикреплен к станине молота; внутри цилиндра ходит поршень, соединенный шатуном с пальцем кривошипа, насаженного на верхний вал. В том же цилиндре находится внизу и другой поршень, служащий бабой.

При движении верхнего поршня вверх происходит разрежение воздуха, и давлением атмосферы нижний поршень с бабой поднимается. При обратном движении верхнего поршня вниз начинается падение бабы, а сила удара  увеличивается упругостью сжатого между поршнями воздуха. Регулирование силы ударов производится краном, впуская большее или меньшее количество воздуха. Пневматический молот прост по своему устройству и при удобстве для управления может быть остановлен почти моментально.

Фиг. 4. Молот Иеклей.

Из прочих систем пневматических молотов наибольшее распространение получили молоты системы Jeakley и Bĕché, в которых цилиндр воздушного насоса а с поршнем b отделен от цилиндра с, служащего для подъема и направления бабы d (см фиг. 4). Такая конструкция обеспечивает большую надежность ответственных частей механизма, а также лучшее регулирование силы ударов.

Молоты трения. В них баба поднимается вверх вследствие трения, проявляющегося между шкивом, двигающимся от привода, и гибким или жестким телом, соединенным с бабой. Как только трение прекратится, баба падает от собственного веса. Телом, к которому прилагается сила трения,  может быть приводной ремень. В таком случае  молот имеет простейшую конструкцию, представленную на фиг. 5: а — наковальня, b — баба, с — стойки, соединенные вверху поперечиной d, служащие для направления бабы и для поддержания шкива е, через который перекинут ремень, соединенный с бабой. Шкив все время вращается. Если к свободному концу ремня приложить небольшое усилие (около 0,02 от веса бабы, при хорошем состоянии ремня, т. е. когда он мягок и хорошо промазан), то между ремнем и шкивом проявится сила трения, которая и поднимет бабу. Освободив ремень от нагрузки, мы заставим его скользить по шкиву, и баба упадет. Обыкновенно ширину ремня в миллиметрах берут равной весу бабы в кг. Окружная скорость шкива = 0,80—1,00 метр. Взамен ремня, для подъема бабы может быть применена полоса или доска, зажимаемая при подъеме между вращающимися роликами. Если приводимый во вращение ролик прижать каким-либо механизмом к полосе с силой Р, то развившаяся между полосой и роликом сила трения К = Pf (где f— коэффициент трения) послужит для подъема бабы. Если оба ролика приводятся в движение от привода, причем сила трения проявляется между каждым из роликов и полосой, то нажатие может быть в два раза меньше, нежели в том случае, когда движение от привода получает лишь один ролик. Коэффициент трения о шкив для деревянной полосы может быть принят в среднем f=0,25.

Фиг. 5.

Конструкция подобного молота (завода Billings & Spencer С°) представлена на фиг. 6. Здесь приводятся в движение оба ролика с. Для передвижения ролика с следует повернуть особый кривошип при помощи штанги е; так как ось ролика эксцентрична, то при движении штанги е вниз и повороте кривошипа зажатие доски производится действием веса штанги е. Чтобы заставить бабу упасть, нужно рукоятку l или соединенную с ней педаль надавить вниз, тогда штанга е поднимется и баба упадет. Для автоматичной работы молот на штанге е закрепляется рычаг g, опирающийся своим вильчатым концом на шпильки, поставленные на различной высоте в станине. При движении бабы b вверх рычаг g поднимается вместе со штангой е и тем освобождает доску от зажатия. Нижний конец штанги проходит через стойку о, в которой имеется особая защелка; при подъеме штанги е на известную высоту нижний конец ее защелкивается, и штанга остается на месте, позволяя бабе свободно падать. Проходя около этой защелки, баба имеющимся на ней скошенным выступом   r расцепляет защелку, штанга падает и снова, защемив полосу, заставляет бабу подниматься вверх. Молота  трения, благодаря простоте устройства и дешевизне ремонта, получили широкое распространение, особенно при массовом производстве однообразных деталей.

Рис. 6.

в) 0 паровых молотах см, XX, 151/52, приложение, 55/56.

Н. Чарновский.