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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
스팀 해머. 발명과 생산의 역사
증기 해머는 90년 동안 기계 공학을 지배했으며 당시 가장 중요한 기계 중 하나였습니다. 산업 혁명에 대한 중요성의 측면에서 그것의 생성 및 생산 도입은 XNUMX세기 전환기에 Henry Maudsley가 수행한 기계화된 선반 지지대의 도입과 비교할 수 있습니다.
생산 사슬에서 망치가 차지하는 중요한 위치는 철 제품을 생산하는 전체 기술 과정에서 단조의 중요성이 크기 때문입니다. 이미 언급했듯이 단조의 기원은 철 환원의 원료 방법과 관련이 있습니다. 고로에서 추출한 연철의 균열은 느슨한 다공성 구조를 가지고 있었다. 그녀의 모공은 슬래그로 가득 차 있었다. 도구를 만들기 위한 고품질의 철과 강철을 얻기 위해서는 슬래그를 제거하고 구멍을 용접해야 했습니다. 이것이 바로 단조를 통해 달성한 것입니다. 금속을 용접 열로 가열해야만 금속을 단조할 수 있었습니다. 해머에 가해지는 타격은 가능한 한 강력해야 박리 부위의 용접이 실제로 발생하고 공극이 형성되지 않았습니다. 또한 강한 타격으로 뜨거운 금속에서 남은 슬래그를 짜내며 철의 품질도 향상되었습니다. 잘 단조된 금속만이 도구와 무기 생산에 적합했으며 수세기 동안 단조로만 만들어졌습니다. 나중에 XVIII-XIX 세기에 기계 부품도 단조되었습니다. 고대에는 모든 대장장이 작업을 대장장이가 직접 수행했습니다. 미래에는 분업이있었습니다. 대장장이는 작업의 가장 자격있는 부분을 계속 수행하고 무겁고 저숙련 된 부분은 그의 지도력하에 일하는 망치질에 의해 수행되었습니다. 대장장이는 1-2kg의 망치로 작업했으며 망치는 무게가 12kg에 달하는 대형 망치로 작업했습니다. 쇠망치는 단단하고 탄력 있고 쪼개지지 않는 나무로 만든 긴 손잡이에 장착되었습니다. 긴 손잡이로 인해 망치를 양손으로 잡고 "그네에서" 원을 그리며 두드릴 수 있습니다. 대장장이와 망치질하는 사람 사이의 분업은 망치질하는 사람이 생산하는 무겁고 단조로운 타격을 기계화하고 그의 작업을 메커니즘에 이전할 가능성을 열어주었습니다. 중세 시대에 물레방아로 구동되는 캠 해머가 발명되었습니다. 이러한 해머는 이미 1784세기에 처음 등장했으며 널리 사용된 것은 XNUMX세기로 거슬러 올라갑니다. XNUMX세기 말에 증기 기관으로 구동되는 해머가 사용되었습니다. 이러한 망치의 발명에 대한 특허는 XNUMX년 James Watt에 의해 접수되었습니다.
망치를 기계에 연결해도 처음에는 자체 설계에서 아무 것도 변경되지 않았습니다. Watt가 발견하기 XNUMX년 전에 물레방아에 의해 동력을 얻은 것은 같은 꼬리, 캠 망치였습니다. 게다가 고대 수동 프로토타입을 쉽게 볼 수 있었습니다. 증기의 시대는 모양이나 작동 원리를 바꾸지 않고 크기와 무게만 늘렸습니다. 그러나 이 상황은 오래가지 못했다. 그 후 수십 년 동안 기계 공학, 철도 건설, 그리고 주로 거대한 원양을 항해하는 증기선 건설의 발전에는 전례 없는 차원의 부품 가공이 필요했습니다. 외륜, 크랭크 및 기타 증기 기관 부품의 샤프트는 종종 엄청난 크기에 도달했습니다. 제조를 위해 강력한 스팀 해머를 포함한 거대한 기계가 만들어지기 시작했습니다. 그러나 단점이 많았던 캠 해머의 설계로 특히 대형 가공물을 고품질로 단조할 수 없었다. 망치 타격의 강도는 낙하 높이에 직접적으로 의존했습니다. 한편, 공작물의 크기가 증가함에 따라 스트라이커와 모루 사이의 자유 공간이 감소하여 결과적으로 충격력이 약해졌습니다. 크고 거대한 부품을 처리 할 때 충격이 가장 약하고 그 반대의 경우도 마찬가지였습니다. 두께가 얇은 부품을 처리 할 때 해머가 생산 요구와 완전히 반대되는 최대 힘으로 작용했기 때문에 이것은 큰 불편이었습니다. . 그 결과 거대한 부품은 단조가 완료되기 전에 냉각될 시간이 있었습니다. 그것은 망치 아래에서 계속해서 가열되어야 했습니다. 시간과 노력이 많이 들었지만 단조의 품질은 여전히 많이 부족했습니다. 또한 해머의 이동이 직선이 아닌 원호 형태로 이루어지기 때문에 해머 표면과 모루 사이의 엄격한 평행도를 달성할 수 없었습니다(해머가 부품 단조용인 경우는 제외). 같은 두께). 완전히 다른 원리에 기반을 둔 Nesmith 스팀 해머가 등장한 40년대 초의 상황은 이러했습니다. 가장 시급한 생산 요구 사항을 충족했기 때문에 즉시 널리 퍼졌습니다. 이 놀라운 발명의 이유는 다음과 같은 상황에서 주어졌습니다. Nesmith의 공장에서 금속 절단 기계를 지속적으로 공급하는 Great Western Company는 거대한 증기선 "Great Britain"을 건조하라는 명령을 받았습니다. 기선에는 직경이 약 750mm인 거대한 크랭크축이 있어야 했습니다. 결과적으로 당시 존재했던 해머의 도움으로 그러한 샤프트를 단조하는 것은 완전히 불가능했습니다. 회사의 어려움을 알게 된 Nesmith는 그러한 거대한 단조를 수행하는 방법에 대해 생각했습니다. 처음에 그는 오래된 망치를 개선하려고했지만 이전 계획을 완전히 포기하고 증기 기관과 드러머가 단일 메커니즘으로 연결되는 새로운 장치를 만들어야한다는 것을 깨달았습니다. 이전의 모든 해머의 주요 단점 중 하나는 증기 기관에서 해머의 충돌 부분으로의 움직임이 매우 비합리적으로 전달된다는 것입니다. 기계 실린더에서 피스톤의 왕복 운동은 먼저 캠축의 회전 운동으로 변환되었습니다. 그런 다음 샤프트의 회전 운동을 해머 자체의 왕복 운동으로 변환해야 했습니다. Nesmith는 나중에 "이 운동의 복잡한 변형에 어떤 이점이 있었습니까? 전혀 없었습니다. 반대로 이로 인해 많은 중요한 단점이 나타났습니다. 우선 힘이 손실되었습니다."라고 썼습니다. 오래된 디자인의 단점을 잘 알고 있던 Nesmith는 자유 낙하하는 작동 부품이 없는 새 기계를 만들었습니다. 그의 망치의 주요 부품은 실린더, 피스톤 및 이를 지지하는 프레임이었습니다. 스팀 실린더 C는 피스톤 로드가 앤빌 K 쪽으로 돌출되도록 배치되었습니다. 실린더 C는 프레임을 형성하는 두 개의 기둥 O에 의해 지지되었습니다. "Baba" B는 홈에 있는 이러한 랙 사이를 이동하고 수행되는 작업의 특성에 따라 교체할 수 있는 스트라이커를 휴대했습니다. 파이프 P를 통해 보일러에서 나오는 증기는 스풀이 움직이는 챔버로 들어갔습니다. 스풀이 더 낮은 위치를 차지하면 증기가 피스톤 아래로 들어가서 스템, "여성"및 스트라이커뿐만 아니라 피스톤을 들어 올렸습니다. 핸들을 다른 방향으로 돌리면 스풀이 피스톤 아래의 증기 흐름을 멈추고 주 파이프를 통해 대기로 열었습니다. 그런 다음 떨어지는 부품은 자체 무게의 영향으로 테일 캠 해머에 완전히 접근할 수 없는 힘으로 공작물을 칩니다. 증기 압력은 배출되는 구멍을 줄임으로써 조절되었습니다. 이런 식으로 해머가 더 느리게 또는 더 빨리 떨어지도록 할 수 있었고 그에 따라 다소 강한 타격을 줄 수 있었습니다. 증기 배출구를 완전히 차단하여 언제든지 망치를 즉시 멈출 수 있습니다.
새로운 망치가 관리에 얼마나 순종했는지, 그러한 에피소드는 말합니다. 1843년 해군의 영주가 그의 발명품을 검사하기 위해 Nesmith의 공장에 도착했습니다. 네스미스는 2톤의 낙하 부품을 가진 기계를 직접 몰았고, 영주들을 놀라게 하기 위해 속임수 같은 것을 준비했다. 날달걀이 든 수정 유리를 모루 위에 올려 놓았습니다. 차에 시동을 걸면서 Nesmith는 안경을 손상시키지 않고 달걀 껍질을 깨뜨렸습니다. 새 기계의 상업적 성공은 모든 기대를 뛰어 넘었습니다. 망치는 기계 제작자 사이에서 센세이션이되었습니다. 그 장치에 익숙해지기 위해 엔지니어와 기계공이 전국에서 왔습니다. 많은 명령이 접수되었고 증기 망치는 처음에는 영국에서, 그 다음에는 전 세계에서 승리의 행진을 시작했습니다. (첫 번째 주문 중 하나는 러시아에서 왔습니다.) 이 발명품은 Nesmith를 최고의 기계 제작자 중 하나로 전 세계적으로 명성과 명성을 얻었습니다. 그가 살아 있는 동안에도 1861세기 후반에 증기 해머는 엄청난 비율에 도달했습니다. 그래서 50년에 Krupp 공장에서 Fritz 해머가 만들어졌습니다. 그의 "여자"의 무게는 XNUMX톤이었습니다. 저자: Ryzhov K.V.
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