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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Martillo de vapor. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. El martillo de vapor dominó la ingeniería mecánica durante 90 años y fue una de las máquinas más importantes de su época. Su creación e introducción en la producción en términos de su importancia para la revolución industrial solo puede compararse con la introducción de un soporte de torno mecanizado, realizado por Henry Maudsley a principios del siglo XIX.
El importante lugar que ocupaba el martillo en la cadena productiva se explicaba por la gran importancia de la forja en el proceso tecnológico general para la producción de productos de hierro. Como ya se mencionó, el origen de la forja está asociado con el método de reducción de hierro de la materia prima. La fisura de hierro dulce, extraída del alto horno, tenía una estructura porosa suelta. Sus poros estaban llenos de escoria. Para obtener hierro y acero de alta calidad para la fabricación de herramientas, había que eliminar la escoria y soldar los poros. Esto es exactamente lo que se logró forjando. Era posible forjar metal solo calentándolo al calor de la soldadura: los golpes aplicados por el martillo tenían que ser lo más poderosos posible para que la soldadura en los lugares de deslaminación realmente ocurriera y no se formaran vacíos. Además, los fuertes golpes exprimieron la escoria restante del metal caliente, lo que también aumentó la calidad del hierro. Entonces, solo el metal bien forjado era adecuado para la producción de herramientas y armas, y durante muchos siglos también se fabricaron exclusivamente mediante forja. Más tarde, en los siglos XVIII-XIX, también se forjaron piezas de máquinas. En la antigüedad, todo el trabajo de herrería lo realizaba el propio herrero. En el futuro, hubo una división del trabajo: el herrero continuó realizando la parte más calificada del trabajo, y la parte pesada y poco calificada la llevaron a cabo los martilladores que trabajaban bajo su dirección. El herrero trabajaba con un martillo de 1-2 kg, y los martilladores trabajaban con mazos, cuyo peso alcanzaba los 12 kg. Los mazos estaban montados en mangos largos hechos de madera dura, elástica y que no se astillaba. El mango largo hizo posible sostener el mazo con ambas manos y golpearlo con un movimiento circular "en un columpio". La división del trabajo entre el herrero y el martillador abrió la posibilidad de mecanizar los pesados y monótonos golpes producidos por este último y trasladar su trabajo al mecanismo. En la Edad Media, se inventó un martillo de leva accionado por una rueda hidráulica. Los primeros martillos de este tipo aparecieron ya en el siglo XIII, y su uso generalizado se remonta al siglo XVI. A finales del siglo XVIII se empezaron a utilizar los martillos accionados por una máquina de vapor. James Watt recibió una patente para la invención de tal martillo en 1784.
Al principio, conectar el martillo a la máquina no cambió nada en su propio diseño. Era la misma cola, martillo de leva que, cuatrocientos años antes del descubrimiento de Watt, funcionaba con una rueda hidráulica. Además, en él se podía ver fácilmente su antiguo prototipo manual. La era del vapor no cambió ni su forma ni el principio de funcionamiento, solo aumentó su tamaño y peso. Pero esta situación no podía durar mucho. En las décadas siguientes, el desarrollo de la ingeniería mecánica, la construcción de ferrocarriles y, principalmente, la construcción de colosales barcos de vapor oceánicos exigió el procesamiento de piezas de dimensiones sin precedentes. Los ejes de las ruedas de paletas, las manivelas y otras partes de las máquinas de vapor a menudo alcanzaban tamaños enormes. Para su fabricación comenzaron a crearse máquinas gigantes, entre ellas potentes martillos de vapor. Sin embargo, el diseño del martillo de leva, que tenía muchas deficiencias, no permitía forjar piezas de trabajo especialmente grandes con alta calidad. La fuerza del golpe del martillo dependía directamente de la altura de su caída. Mientras tanto, con un aumento en el tamaño de la pieza de trabajo, el espacio libre entre el percutor y el yunque disminuyó y, en consecuencia, la fuerza de impacto se debilitó. Esto fue un gran inconveniente, ya que al procesar piezas grandes y masivas, los impactos resultaron ser los más débiles, y viceversa: al procesar piezas de espesor insignificante, el martillo actuó con la máxima fuerza, lo que era completamente opuesto a las necesidades de producción. . Como resultado, la parte masiva tuvo tiempo de enfriarse antes de que se completara la forja. Tuvo que ser calentado una y otra vez transferido bajo el martillo. Tomó mucho tiempo y esfuerzo, pero la calidad de la forja aún dejaba mucho que desear. Además, como el movimiento del martillo no se realizaba en línea recta, sino en arco, nunca era posible lograr un paralelismo estricto entre la superficie del martillo y el yunque (excepto cuando el martillo estaba destinado a forjar piezas). del mismo espesor). Tal era el estado de las cosas a principios de la década de 40, cuando apareció el martillo de vapor Nesmith, construido sobre principios completamente diferentes. Inmediatamente se generalizó, ya que cubría las necesidades productivas más apremiantes. La razón de este notable invento viene dada por la siguiente circunstancia. Great Western Company, para la cual la planta de Nesmith suministraba constantemente máquinas para cortar metales, recibió una orden para construir un barco de vapor gigante "Gran Bretaña". El vapor debía tener un cigüeñal gigante con un diámetro de unos 750 mm. Al final resultó que, era completamente imposible forjar tal eje con la ayuda de los martillos que existían en ese momento. Al enterarse de las dificultades de la empresa, Nesmith pensó en cómo llevar a cabo una forja tan gigantesca. Al principio, pretendía mejorar el viejo martillo, pero luego se dio cuenta de que era necesario abandonar por completo el esquema anterior y crear un nuevo dispositivo en el que la máquina de vapor y el tambor estuvieran conectados en un solo mecanismo. Una de las principales deficiencias de todos los martillos anteriores era que el movimiento de la máquina de vapor a la parte de impacto del martillo se transmitía de manera extremadamente irracional. El movimiento alternativo del pistón en el cilindro de la máquina se convirtió primero en movimiento de rotación del árbol de levas. Luego fue necesario convertir el movimiento de rotación del eje en el movimiento alternativo del propio martillo. "¿Y hubo algún beneficio en esta compleja transformación del movimiento? Absolutamente ninguno", escribió más tarde Nesmith. "Por el contrario, solo resultaron muchas desventajas importantes de esto: en primer lugar, se perdió el poder". Muy consciente de las deficiencias del diseño anterior, Nesmith creó una nueva máquina con una parte de trabajo de caída libre, que no tenía. Las partes principales de su martillo eran un cilindro, un pistón y un marco que los soportaba. El cilindro de vapor C se colocó de manera que el vástago del pistón sobresaliera hacia el yunque K. El cilindro C estaba sostenido por dos pilares O que formaban un marco. "Baba" B se movía entre estos bastidores en las ranuras y llevaba el percutor, que era intercambiable y dependía de la naturaleza del trabajo que se realizaba. El vapor de la caldera a través del tubo P entró en la cámara en la que se movía el carrete. Cuando la bobina ocupaba la posición inferior, entraba vapor por debajo del pistón y lo levantaba, así como el vástago, la "mujer" y el percutor. Si se giraba la manija en la otra dirección, el carrete detenía el flujo de vapor debajo del pistón y lo abría a la atmósfera a través de la tubería principal. Luego, las piezas que caen, bajo la influencia de su propio peso, golpean la pieza de trabajo con una fuerza completamente inaccesible para el martillo de la leva de cola. La presión del vapor se regulaba reduciendo la abertura por la que salía. De esta manera era posible hacer caer el martillo más lento o más rápido y, en consecuencia, dar golpes más o menos fuertes. Al cerrar por completo la salida de vapor, era posible detener instantáneamente el martillo en cualquier punto.
Cuán obediente fue el nuevo martillo en la gestión, dice tal episodio. En 1843, los Lores del Almirantazgo llegaron a la fábrica de Nesmith para inspeccionar su invento. El propio Nesmith conducía la máquina, que tenía un peso de 2 toneladas de piezas que caían, y para sorprender a los señores, preparó algo así como un truco. Sobre el yunque se colocó una copa de cristal con un huevo crudo. Arrancando el auto, Nesmith rompió la cáscara del huevo sin dañar los vidrios. El éxito comercial de la nueva máquina superó todas las expectativas. El martillo se convirtió en una sensación entre los constructores de máquinas. Para familiarizarse con su dispositivo, ingenieros y mecánicos vinieron de todo el país. Se recibieron muchos pedidos y el martillo de vapor comenzó su marcha victoriosa, primero en Inglaterra y luego en todo el mundo. (Uno de los primeros pedidos provino de Rusia). Este invento le dio a Nesmith fama mundial y fama como uno de los principales constructores de máquinas. Incluso durante su vida, en la segunda mitad del siglo XIX, los martillos de vapor alcanzaron proporciones colosales. Entonces, en 1861, se construyó el martillo Fritz en la fábrica Krupp. Su "mujer" pesaba 50 toneladas. Autor: Ryzhov K.V.
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