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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Dampfhammer. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Der Dampfhammer dominierte 90 Jahre lang den Maschinenbau und war eine der wichtigsten Maschinen seiner Zeit. Ihre Entstehung und Einführung in die Produktion ist hinsichtlich ihrer Bedeutung für die industrielle Revolution nur mit der Einführung einer mechanisierten Drehbankunterstützung durch Henry Maudsley um die Jahrhundertwende zu vergleichen.
Der wichtige Platz, den der Hammer in der Produktionskette einnimmt, erklärt sich aus der großen Bedeutung des Schmiedens im gesamten technologischen Prozess zur Herstellung von Eisenprodukten. Wie bereits erwähnt, ist der Ursprung des Schmiedens mit der rohstofflichen Methode der Eisenreduktion verbunden. Der Riss aus Weicheisen, der aus dem Hochofen gewonnen wurde, hatte eine lockere poröse Struktur. Ihre Poren waren mit Schlacke gefüllt. Um hochwertiges Eisen und Stahl für die Werkzeugherstellung zu erhalten, musste die Schlacke entfernt und die Poren verschweißt werden. Genau das wurde durch Schmieden erreicht. Metall konnte nur durch Erhitzen auf Schweißhitze geschmiedet werden: Die Schläge des Hammers mussten so stark wie möglich sein, damit an den Delaminationsstellen wirklich geschweißt wurde und sich keine Lunker bildeten. Außerdem drückten starke Schläge die restliche Schlacke aus heißem Metall heraus, was auch die Qualität des Eisens erhöhte. Nur gut geschmiedetes Metall eignete sich damals für die Herstellung von Werkzeugen und Waffen, und viele Jahrhunderte lang wurden sie auch ausschließlich durch Schmieden hergestellt. Später, im XVIII-XIX Jahrhundert, wurden auch Maschinenteile geschmiedet. In der Antike wurden alle Schmiedearbeiten vom Schmied selbst ausgeführt. In Zukunft gab es eine Arbeitsteilung - der Schmied führte weiterhin den qualifiziertesten Teil der Arbeit aus, und der schwere, geringqualifizierte Teil wurde von den Hämmern ausgeführt, die unter seiner Führung arbeiteten. Der Schmied arbeitete mit einem Hammer von 1-2 kg und die Hämmer mit Vorschlaghämmern, deren Gewicht 12 kg erreichte. Vorschlaghämmer wurden an langen Stielen aus hartem, belastbarem, nicht splitterndem Holz montiert. Der lange Stiel ermöglichte es, den Vorschlaghammer mit beiden Händen zu halten und in kreisenden Bewegungen „im Schwung“ zu schlagen. Die Arbeitsteilung zwischen Schmied und Hämmerer eröffnete die Möglichkeit, die schweren monotonen Schläge des letzteren zu mechanisieren und seine Arbeit dem Mechanismus zu übertragen. Im Mittelalter wurde ein von einem Wasserrad angetriebener Nockenhammer erfunden. Die ersten Hämmer dieser Art tauchten bereits im 1784. Jahrhundert auf, und ihre weit verbreitete Verwendung geht auf das XNUMX. Jahrhundert zurück. Ende des XNUMX. Jahrhunderts kamen Hämmer zum Einsatz, die von einer Dampfmaschine angetrieben wurden. Ein Patent für die Erfindung eines solchen Hammers wurde XNUMX von James Watt erhalten.
Das Anschließen des Hammers an die Maschine änderte zunächst nichts an der eigenen Konstruktion. Es war derselbe Nockenhammer, der vierhundert Jahre vor Watts Entdeckung von einem Wasserrad angetrieben wurde. Außerdem konnte man darin leicht seinen alten manuellen Prototyp sehen. Das Dampfzeitalter hat weder seine Form noch sein Funktionsprinzip verändert, es hat nur seine Größe und sein Gewicht erhöht. Aber dieser Zustand konnte nicht lange anhalten. In den folgenden Jahrzehnten erforderten die Entwicklung des Maschinenbaus, des Eisenbahnbaus und vor allem der Bau kolossaler Hochseedampfer die Bearbeitung von Teilen in nie gekannten Dimensionen. Wellen von Schaufelrädern, Kurbeln und anderen Teilen von Dampfmaschinen erreichten oft enorme Ausmaße. Für ihre Herstellung wurden riesige Maschinen geschaffen, darunter leistungsstarke Dampfhämmer. Die Konstruktion des Nockenhammers, die viele Mängel aufwies, erlaubte es jedoch nicht, besonders große Werkstücke mit hoher Qualität zu schmieden. Die Stärke des Hammerschlags hing direkt von der Fallhöhe ab. Unterdessen verringerte sich mit zunehmender Größe des Werkstücks der freie Raum zwischen dem Schläger und dem Amboß, und folglich wurde die Schlagkraft schwächer. Dies war ein großer Nachteil, da sich bei der Bearbeitung großer und massiver Teile die Stöße als die schwächsten herausstellten und umgekehrt - bei der Bearbeitung von Teilen mit unbedeutender Dicke wirkte der Hammer mit maximaler Kraft, was den Anforderungen der Produktion völlig entgegengesetzt war . Infolgedessen hatte das massive Teil Zeit zum Abkühlen, bevor das Schmieden abgeschlossen war. Es musste immer wieder erhitzt und wieder unter dem Hammer übertragen werden. Es hat viel Zeit und Mühe gekostet, aber die Qualität des Schmiedens ließ noch zu wünschen übrig. Da außerdem die Bewegung des Hammers nicht in einer geraden Linie, sondern in einem Bogen erfolgte, war es nie möglich, eine strikte Parallelität zwischen der Oberfläche des Hammers und dem Amboss zu erreichen (außer wenn der Hammer zum Schmieden von Teilen bestimmt war). gleich dick). Dies war Anfang der 40er Jahre der Fall, als der Nesmith-Dampfhammer auftauchte, der auf völlig anderen Prinzipien aufgebaut war. Es verbreitete sich sofort, da es die dringendsten Bedürfnisse der Produktion erfüllte. Der Grund für diese bemerkenswerte Erfindung wurde durch den folgenden Umstand gegeben. Die Great Western Company, für die Nesmiths Werk ständig Metallschneidemaschinen lieferte, erhielt den Auftrag, ein riesiges Dampfschiff "Great Britain" zu bauen. Der Dampfer musste eine riesige Kurbelwelle mit einem Durchmesser von etwa 750 mm haben. Wie sich herausstellte, war es völlig unmöglich, einen solchen Schaft mit Hilfe der damals existierenden Hämmer zu schmieden. Nachdem er von den Schwierigkeiten des Unternehmens erfahren hatte, dachte Nesmith darüber nach, wie man solch ein gigantisches Schmieden durchführt. Zuerst beabsichtigte er, den alten Hammer zu verbessern, aber dann erkannte er, dass es notwendig war, das vorherige Schema vollständig aufzugeben und ein neues Gerät zu schaffen, bei dem die Dampfmaschine und der Schlagzeuger zu einem einzigen Mechanismus verbunden würden. Einer der Hauptnachteile aller bisherigen Hämmer war, dass die Bewegung von der Dampfmaschine auf das Schlagteil des Hammers äußerst irrational übertragen wurde. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinder der Maschine wurde zunächst in eine Drehbewegung der Nockenwelle umgewandelt. Dann war es notwendig, die Drehbewegung der Welle in die Hin- und Herbewegung des Hammers selbst umzuwandeln. „Und hatte diese komplexe Umgestaltung des Uhrwerks irgendeinen Nutzen? Absolut keinen“, schrieb Nesmith später, „im Gegenteil, es ergaben sich nur viele wichtige Nachteile – erstens ging Kraft verloren.“ Nesmith war sich der Mängel des alten Designs bewusst und schuf eine neue Maschine mit einem frei fallenden Arbeitsteil, dem diese fehlten. Die Hauptteile seines Hammers waren ein Zylinder, ein Kolben und ein sie tragender Rahmen. Der Dampfzylinder C wurde so positioniert, dass die Kolbenstange zum Amboss K vorragte. Der Zylinder C wurde von zwei Säulen O getragen, die einen Rahmen bildeten. „Baba“ B bewegte sich zwischen diesen Gestellen in den Rillen und trug den Schlagbolzen, der austauschbar war und von der Art der auszuführenden Arbeit abhing. Der Dampf aus dem Kessel durch das Rohr P trat in die Kammer ein, in der sich die Spule bewegte. Als die Spule die untere Position einnahm, trat Dampf unter den Kolben ein und hob ihn sowie den Schaft, die "Frau" und den Schlagbolzen an. Wenn der Griff in die andere Richtung gedreht wurde, stoppte die Spule den Dampffluss unter dem Kolben und öffnete ihn durch das Hauptrohr zur Atmosphäre. Dann treffen die herunterfallenden Teile unter dem Einfluss ihres Eigengewichts mit einer für den Hecknockenhammer völlig unzugänglichen Kraft auf das Werkstück. Der Dampfdruck wurde durch Verkleinern der Austrittsöffnung reguliert. Auf diese Weise war es möglich, den Hammer langsamer oder schneller fallen zu lassen und dementsprechend mehr oder weniger starke Schläge abzugeben. Durch das vollständige Absperren des Dampfauslasses war es möglich, den Hammer jederzeit sofort zu stoppen.
Wie gehorsam der neue Hammer im Management war, sagt eine solche Folge aus. 1843 trafen die Lords of the Admiralty in Nesmiths Fabrik ein, um seine Erfindung zu inspizieren. Nesmith selbst fuhr die Maschine, die aus herunterfallenden Teilen ein Gewicht von 2 Tonnen hatte, und um die Herren zu überraschen, bereitete er so etwas wie einen Trick vor. Auf den Amboss wurde ein Kristallglas mit einem rohen Ei gelegt. Nesmith startete das Auto und zerbrach die Schale des Eies, ohne die Brille zu beschädigen. Der kommerzielle Erfolg der neuen Maschine übertraf alle Erwartungen. Unter den Maschinenbauern wurde der Hammer zur Sensation. Um sich mit seinem Gerät vertraut zu machen, kamen Ingenieure und Mechaniker aus dem ganzen Land. Viele Aufträge gingen ein und der Dampfhammer trat seinen Siegeszug zunächst in England und dann weltweit an. (Einer der ersten Aufträge kam aus Russland.) Diese Erfindung brachte Nesmith weltweite Berühmtheit und Ruhm als einer der führenden Maschinenbauer. Schon zu seinen Lebzeiten, in der zweiten Hälfte des 1861. Jahrhunderts, erreichten Dampfhämmer kolossale Ausmaße. So wurde 50 der Fritzhammer im Krupp-Werk gebaut. Seine "Frau" wog XNUMX Tonnen. Autor: Ryzhov K.V.
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