Реферат: Кричные молота
Предложенный здесь способ вычисления весьма удобно можно прилагать также и к тем маховикам, которые находятся на молотах, действующих от зубчатых колес; но если паровая машина непосредственно приводит в движение вал с кулаками, тогда силу маховика надобно немного увеличивать, ибо это весьма сильно содействует сохранению цилиндра, поршневого стержня и проч.
Употребление молотов. На большей части кричных заводов, за границею, молота ударяют в минуту от 90 до 120 раз; тяжесть же их соображается с количеством требуемой работы, а равно и с качеством обыкновенно приготовляемого железа. Молота от 15,25 до 18,3 пудов весом, имеющие подъем 12,5 вершков, оказывают слабое действие; для успешного и быстрого обжимания крицы от 3,5 до 4 пудов весом, необходимо иметь молот 27-30 пудов весом, с подъемом в 13,5 вершков и с весьма сильным отбоем. Подобный молот, без всякого затруднения, будет поспевать обрабатывать железо из двух горнов, если только сорта будут самые крупные.
Если же завод занимается обыкновенно изготовлением средних и в особенности мелких сортов, то для каждого огня нужен отдельный молот. Но в этом случае достаточно им придавать вес от 15,25 до 18,3 пудов, потому что крицы в этом случае бывают очень невелики. Лучше же всего, на каждые пять или шесть огней, иметь один обжимный молот, 30-50 пудов весом, и на каждые три огня, два малых молота, для тяги.
Так как употребление молотов с зубчатыми колесами и с маховиками еще недостаточно распространилось и не получило, так сказать, еще оседлости в кричном производстве, то некоторые техники, более опытные, нежели ученые, весьма сильно противятся их введению, уверяя, что работа под ними не может быть успешна, ибо их не так легко останавливать, как старые молота, к которым и рабочие, и они очень привыкли. Конечно, нельзя и спорить, что такой молот невозможно вдруг остановить, но разве это можно вменить ему в великий недостаток, и разве, предвидя окончание работы, мастер не может, за несколько секунд вперед, приказать останавливать молот исподволь? Если же припомнить, что расположение это дозволяет сберегать половину движущей силы, то мы полагаем, что в подобном деле никакие предрассудки и неосновательные доказательства не могут и не должны иметь места.
Хвостовые молота.
Расположение. Хвостовыми молотами называются такие, у которых ось вращения молотовища находится между головою молота и точкою приложения силы. Сила их изменяется в пределах весьма обширных, и не только иногда равняется, но даже превосходить силу среднебойных молотов; в этом последнем случае они снабжаются отбоем. Обыкновенно же вес молота не превосходит 15,25 пудов, достигая нередко 2,5 пудов.
Молотовище осью своего вращения разделяется на две части. Расстояние от пятников до конца хвоста, или до точки приложения силы, составляет, при молотах средней величины, ударяющих в минуту от 140 до 200 раз, одну треть всей длины молотовища. При колотушечных же молотах, ударяющих в минуту от 240 до 300 раз, длина хвоста составляет только четвертую часть всей длины молотовища. Подъем, для больших молотов, от 11,5-13,5 вершк.; для средних от 8-10 вершк.; а для малых 5,5-6,75 вершков.
Пищаль, чрез которую пропущено молотовище, вращается между двумя деревянными или чугунными стойками, соединенными с прочным основанием. Отбоя, такого как у среднебойных молотов, большею частью не делают, заменяя его деревянным брусом с чугунною доскою, в которую и ударяется хвост молота железным кольцом, на конце его надетым; устройство это называют обыкновенно наковальней.
Наковальня молота всегда вкладывается в стул, утвержденный на ростверк ??; из железа делают только малые наковальни; при больших же молотах, наковальни снабжают нередко вставною железною частью, или штампом, посредством которого и придают железу требуемую форму; молот также в этом случае должен иметь подобный штамп; эти вставные матки весьма значительно уменьшают число молотов, необходимых для приготовления разносортного железа. Для выделки железа широкополосного или четырехгранного, бою молота и лицу наковальни, смотря по надобности, придают ширину от 1,5-3,125, а в длину от 9,5-17,5 дюймов.
Бочка с кулаками располагается на валу водяного колеса, или на особенном валу, двигающемся от зубчатых колес; последнее из этих расположений, как мы уже сказали выше, гораздо лучше первого. Кулаки делаются всегда железные; они вставляются в гнезда чугунной бочки, и закрепляются в них железными и деревянными клиньями; число кулаков зависит от числа ударов, которое молот должен делать при всяком обороте колеса; бочке же придают диаметр довольно значительный, для того, чтобы кулаки находились друг от друга в надлежащем удалении. Расстояние между кулаками и длина их находятся в зависимости от подъема молота, так, чтобы, когда один кулак только что оставил хвост молота, то другой не прежде бы начал на него действовать, как когда уже он возвратится на свое место и пробудет несколько мгновений в спокойном состоянии. Кулакам дают форму производящей круга, и то место хвоста, в которое они ударяют, оковывается железом.
Движитель и маховое колесо. Движущая сила, потребная для хвостового молота, вычисляется по предыдущим формулам. Что же касается до махового колеса, которое, по нашему мнению, необходимо для всякого молота, то ему придают там меньшую живую силу, чем толчки слабее и чем быстрее они друг за другом следуют: таким образом молот весом в 15,25 пудов, делающий в минуту 160 ударов, хорошо уже действует при маховике, количество действия которого в четыре иди пять раз превышает количество действия движителя. Если же молот весит 2,5 или 3 пуда, и делает от 240 до 260 ударов в минуту, то помянутое отношение может уменьшиться до трех или четырех.
Употребление. Хотя хвостовые молота преимущественно употребляются для выковки тонкосортного железа, однако, придавая им достаточный вес и подъем (например 15,25 пудов и 11,5 вершков), можно применить их и к обжиманию крицы, от 2,5 до 3 пудов весом; при этой величине они оказываются весьма удобными для приготовления сортов средней руки, а также для выковки осей, сошников и т.п. особенных сортов железа. Почти для всякого благоустроенного, и более или мене обширного завода, необходимо иметь в своем распоряжении два или три хвостовых молота, которые, в случае особенной нужды, могут даже заменить обжимные молота.
Ниже мы увидим, что хвостовым молотам можно придавать силу гораздо большую, нежели среднебойным, и, что, в большей части случаев, их гораздо выгоднее употреблять, нежели последние.
Представим хвостовой молот, голова которого весит 15,25 пудов; подъем его 11,25 вершков; число ударов в минуту 160. Молотовище, длиною. 10,17 фут.; на расстоянии 6,89 фут. от центра головы молота, на молотовище надета и укреплена чугунная коробка с вертлюгами, вращающимися в двойных подшипниках, которые, в свою очередь укреплены в чугунных станинах таким образом, что могут быть, смотря по надобности, направляемы в своем положении, посредством винтов и клиньев. Станины связаны, как между собою, так и с днищем, железными болтами.
Вал, делающий в минуту около двадцати семи оборотов, имеет на себе чугунную бочку, в 3,28 фут. в диаметре; кулаков на бочке 6, длина их 4 дюйма. Можно было бы употребить бочку гораздо большого диаметра, снабдив ее и большим числом кулаков; но тогда маховик вращался бы медленнее, и надобно было бы увеличить или вес его, или диаметр. Диаметр маховика составляет 13,125 футов до середины обода, который весит около 98 пудов.
Этот молот уже довольно хорошо может обжимать крицы от 2,5 до 3 пудов весом и вытягивать, их в сорта средней руки.
Колотушечный молот.
Колотушечный молот расположен подобно предыдущему; но гораздо его меньше. Голова его весит от 3 до 3,66 пуд., подъем 8 вершков, и, при скорости вала в 27 оборотов, он делает 270 ударов в минуту. Обод махового колеса, имеющий 11,48 футов в диаметре весит от 49 до 55 пудов. Наковальня и молот устроены таким образом, чтобы в них можно было вставлять штампы, для приготовления круглого и четырехгранного тонкосортного железа.
Английские якорные молота.
Английские якорные молота - это наиболее употребляемые для сварки тяжеловесных пакетов в Англии молота. Вес подобного молота изменяется от 120 до 360 пудов; подъем от 9 до 13,5 вершков, и они обыкновенно бьют от 80 до 100 раз в минуту. Голова молота, устроена таким образом, что наличник его можно переменять, смотря по надобности; наковальня же, будучи довольно легка, переменяется весьма удобно; лицо ее находится всегда на одном уровне с дверью печи. Чтобы подъем молота можно было изменять до некоторой степени, то плечо его, подхватываемое кулаками, имеет на нижнем конце железный наличник, который посредством железных же клиньев можно боле или мене выдвигать. Положение молота направляется по толщине обрабатываемых пачек, так, чтобы постоянно можно было пользоваться, если не всем его падением, то, по крайней мере, большею его частью. Таким образом, если пакет очень толстый, то подшипники, в которых ходят цапфы молота, подымают посредством деревянных клиньев, а железный наличник, утвержденный в плечи молота, выдвигают дальше. Заметим еще, что в первом случае, ни под каким видом не должно допускать молот падать непосредственно на наковальню, а стараться всегда что-нибудь подложить или подставить, ибо, падая на наковальню, молот вместе с тем ударится и о бочку с кулаками, и может её легко сломать.
Рассматривая внимательно действие кулаков, легко можно заметить, что они стремятся поднять весь молот. Поэтому необходимо стараться отвратить поднятие цапфа молотовища, укрепляя подшипники их к станинам железными болтами, чтобы сделать это устройство более удобным и отвратить всякую возможность к поломке, мы, вместо чугунных, представили здесь железные цапфы, покрытые двумя железными полосами, крепко привинченными к крестовине молота.
Форма кулаков, на которую при обыкновенных молотах мало обращают внимания, составляет предмет очень важный , если вес молота значителен, чтобы избежать при этом излишнего трения, необходимо чтобы давление действовало нормально в кривизне кулака, который по сему должен иметь форму производящей круга, имеющего радиусом горизонтальное расстояние между осью бочки и срединой плеча молота. Бочка делается чугунная, а кулаки обтянуты железными полосами, которые, в случае надобности, можно перемещать, так как они прикреплены к кулакам посредством болтов с гайками.
Фундамент этих молотов требует большой прочности и в тоже время упругости, чтобы удовлетворить обоим этим условиям. Днище чугунное со станинами укрепляют на деревянной режим, которая в свою очередь лежит на каменном фундамента, а через него на сквозь пропущены железные бауты, удерживающие днище и подушки вала с кулаками. Стул расположен на сваях, связанных баутами и окруженных каменною кладкою; эта часть стана с прочими ничем, не связана, и имеет сзади выемку, для прохода кулаков.
Количество движущей силы, необходимой для действия молота в 360 пудов весом, при подъеме в 10,125 вершков и скорости 100 ударов в минуту, составляет от 40 до 45 лошадей. Вал с кулаками, делающий 33 оборота в минуту (если кулаков на бочке три), должен иметь маховое колесо 16,4 футов в диаметре и около 360 пудов весом. Подобный молот стоить очень дорого, и необходим только на тех заводах, где постоянно занимаются приготовлением очень тяжеловесных изделий. Для обыкновенных же надобностей, весьма достаточно иметь молот от 120 до 240 пудов весом, и нередко, при одной паровой машине, располагают два или три подобных молота, различной величины. Паровая же машина имеет лишь столько силы, сколько необходимо для действия самого тяжелого молота, при ней устроенного. Каждый молот, снабжен особенным маховым колесом, не столько для равномерности движения, сколько для того, чтобы уничтожить толчки и воспрепятствовать им передаваться системе зубчатых колес.
Молота приводимые в движение ремнями.
Молота приводимые в движение ремнями. На одном заводе в Стаффордшире, имеющем два среднебойных молота и один лобовой, весящих 240, 180 и 120 пудов, делающих 90, 120 и 140 ударов в минуту, и приводимых в движение одною паровою машиною, при передача движения не употребляют ни зубчатых, ни маховых колес, вместо которых введены пеньковые ремни в 7,8 дюймов шириною, перекинутые чрез большие шкивы. Расположение это весьма просто, дешево и замечательно по правильности своего действия. Из этого примера мы заключаем, что ремни надлежащей ширины, двигающиеся с большою скоростью (от 16 до 20 футов в секунду), весьма успешно противодействуют толчкам, и, во многих случаях, с выгодою и большею безопасностью могут заменить зубчатые колеса, подверженные частым поломкам.
Лобовой молот.
Лобовой молот (в котором точка приложения силы находится между наковальней и осью его вращения) также часто довольно употребителен, при выделке тяжеловесных вещей; но ему обыкновенно придают большую скорость и меньшую тяжесть, нежели среднебойным молотам, а именно, тяжесть этих молотов составляет 215 пудов, подъем 9 вершков, число ударов в минуту от 90 до 100.
Вертлюги молота составляют неразрывное целое с его крестовиной, и лежат на подшипниках, которые в свою очередь поддерживаются станинами, крепко соединенными с днищем, общим и для станин, поддерживающих вал с бочкою. Молот подымается за передний свой конец чугунными кулаками, находящимися в числе пяти ??, на чугунной же бочке, насаженной на весьма толстый вал. Та часть лба, в которую упираются кулаки, имеет железную наделку, по мере надобности переменяемую.