Mechaniczny młot

Praca kowala jest bardzo ciężka. Polega m.in. na rozgrzewaniu „kęsa” metalu w palenisku, a potem, gdy jest już on rozpalony do białości, na formowaniu go młotem do oczekiwanego kształtu. Aby ten wysiłek stał się lżejszy, zaprojektowano młoty mechaniczne i właśnie zbudowanie niewielkiego, stołowego modelu takiego młota proponuję w najnowszym odcinku naszego cyklu. Zabawkę da się stworzyć w ciągu jednego wieczoru, a kręcenie korbką i obserwowanie działania skonstruowanego mobilu nie tylko będzie pouczające, ale i przysporzy nam wiele radości.

Zgodnie z encyklopedyczną definicją, młot mechaniczny to urządzenie do obróbki plastycznej i kształtowania przedmiotów metalowych. W zależności od temperatury działań z materiałem, rozróżnia się młoty do obróbki plastycznej na gorąco oraz do obróbki na zimno. Materiały odkształcane są plastycznie pod wpływem udarów, czyli właśnie uderzania młotem – odkształceniu ulegają przede wszystkim zewnętrzne warstwy materiału.

Młoty mechaniczne dzieli się na: parowe, wodne, o napędzie mechanicznym elektrycznym, a także pneumatyczne – tam gdzie wykorzystuje się instalacje sprężonego powietrza. Nasz model odwzoruje młot z napędem ręcznym, gdzie ciężką pracę z młotem zamieniono na pracę obracania korbą. Czy to ma sens? Ma, bo łatwiej jest obracać korbą, niż uderzać ciężkim młotem. Poza tym zawsze możemy nasz model rozbudować i napędzać go prostym silniczkiem elektrycznym. Frajda jednak będzie polegać na samej budowie, a potem obserwowaniu mechanizmu pracującego młota. Jest to mechanizm prosty i sprytny jednocześnie, a do zrobienia modelu nie potrzeba skomplikowanych narzędzi – wystarczą podstawowe, które zwykle znajdują się w domowym warsztaciku.

Działanie młota

Korba lub silnik elektryczny porusza obrotowym wałkiem zamocowanym w ramionach suportu. Na wałku umieszczono rodzaj ślimakowej krzywki mimośrodu ze stopniem. Widzimy ten element na fot. 5. Na mimośrodzie opiera się pozioma dźwignia współpracująca z trzonem młota. Obracający się mimośród podnosi powoli ramię młota i zarazem ciężki obuch (17). Ten, unosząc się, gromadzi energię kinetyczną, jak oceniliby fizycy. W pewnym momencie następuje osunięcie się dźwigni na stopniu krzywki i uwolnienie energii kinetycznej – młot opada, wykonując swoją pracę. Ponieważ wał obraca się bezustannie, młot bezzwłocznie unosi się i po chwili znowu opada. Taki cykl możemy powtarzać tyle razy, ile jest to potrzebne. Teraz wystarczy umiejętnie układać obrabiany kawał metalu na kowadle, żeby uzyskać oczekiwany efekt udarowej obróbki.

Nie muszę oczywiście dodawać, że rozgrzany początkowo do białości metal trzyma się szczypcami kowalskimi o długich uchwytach.

Co z czego i do czego

Materiały: deseczka podstawy, listewki konstrukcyjne, cienka deseczka ze skrzynki po owocach, patyczki do szaszłyka, czarna farba akrylowa w tubie, lakier srebrny chrom w spreju.

Narzędzia: klej na gorąco umieszczony w serwującym go pistolecie lub wikolowy (np. magic), kombinerki, wiertarka, nóż, pilnik do drewna, piłka do metalu albo dremel z tarczą do cięcia, papier ścierny do wyrównania drewnianych elementów modelu.

Podstawa: deseczka o wymiarach 100×50×15 mm. Podobnie jak inne powstałe drewniane elementy warto ją po odcięciu obrobić papierem ściernym.

Suport wału: zrobiony jest z listewki o wymiarach 120×30×10 mm – potrzebujemy dwóch sztuk (4). W odległości 50 mm od siebie wiercimy dwa otwory o średnicy 4 mm. Pierwszy z nich ma się znajdować 15 mm od górnej krawędzi. Zadbajmy o to, żeby otwory w listewkach dokładnie się pokrywały. Najlepiej wywiercić je równocześnie w obu listewkach i to przy pomocy wiertarki na kolumnie, co zapewni nam prostopadłość otworów w stosunku do płaszczyzny.

Korba: ramię korby to listewka o wymiarach 40×8×4 mm. W pobliżu obu końców tego elementu wiercimy otwory o średnicy 4 mm, bo taką średnicę ma patyk od szaszłyka. Do pierwszego otworu wklejamy klejem na gorąco uchwyt korby, czyli 40-milimetrowej długości odcinek patyczka od szaszłyka (8).

Wał korbowy: patyczek od szaszłyka o długości 80 mm – będzie osią obrotu dla krzywki poruszającej dźwignię młota.

Wał młota: patyczek od szaszłyka o długości 80 mm – będzie osią obrotu dla trzonu młota.

Kowadło: klocek o wymiarach 30×30 mm i wysokości, którą dopasujemy, montując nasz model (można przyjąć, że wynosić będzie ok. 10 mm).

Obuch młota: zrobimy go z ciężkiego drewna – najlepiej klocka dębu o wymiarach 60×15×20 mm. Przy pomocy piły i pilników uformujemy go tak, jak na fot. 9. W klocku wiercimy otwór o średnicy 8 mm na trzonek. Obrobiony w ten sposób obuch malujemy czarną farbą akrylową.

Trzonek: okrągła listewka o średnicy 4 mm i długości 150 mm. Trzonek dopasowujemy na wcisk do otworu w obuchu. Jeśli nie mamy listwy okrągłej, możemy zrobić trzonek młota z listwy prostokątnej w przekroju, a jedynie zaokrąglić jej koniec i dopasować go potem do obucha.

Krzywka mimośrodowa: wytniemy ją z deseczki o grubości 3 mm. Możemy się wzorować na zamieszczonych w artykule fotografiach, albo skonstruować własną krzywkę.

Zaczynamy od narysowania na papierze kółka o średnicy 30 mm. Będzie ono podstawą i ważny jest jego środek. Drugie koło – tym razem o średnicy 40 mm – rysujemy tak, by jego obwód stykał się z jakimś punktem obwodu tego pierwszego (2). W miejscu, gdzie odległość między obwodami jest największa, rysujemy prostą.

Taki oto krzywik będzie poruszał naszym młotem. Cienkopisem wzmacniamy kształt krzywki i wycinamy go z papieru. Klejem naklejamy na cienką deseczkę. Zróbmy to starannie, żeby klejem był posmarowany cały szablon, a papier nie odstawał, kiedy będziemy ten element wycinali, obrabiali pilnikami i papierem ściernym.

Gdy klej wyschnie, możemy przystąpić do wycinania tego elementu z drewna. Jeśli potrafimy posługiwać się piłką włośnicową i mamy ją „na stanie”, to właśnie nadszedł moment, gdy można jej użyć. Reszta Czytelników niech sprawdzi w Googlach, co to jest, bo w sumie nie wiem, czy żyje jeszcze ktoś na Ziemi, kto potrafi się takim narzędziem posłużyć. Jeśli nie, to użyjemy brzeszczotu do metalu. Ten jest szeroki, ale ma drobne ząbki i świetnie tnie drewno, nie strzępiąc go na drzazgi. Najpierw wykonamy kilka prostych, przybliżających cięć, piłką do metalu, a potem kształt doprecyzujemy do wzoru pilnikami lub papierem ściernym. Można też posłużyć się dremelem z tarczą do cięcia, co jest najefektywniejszym rozwiązaniem (3). Dobrze przyklejony szablon pozwoli na perfekcyjne docięcie i doszlifowanie, czyli uzyskanie zamierzonego kształtu krzywki.

Dźwignia współpracująca z mimośrodem: jest przymocowana do trzonka młota. Składa się z dwóch trójkątnych kawałków sklejki (10) i listewki poprzecznej o wymiarach 30×8×4 mm. Trójkąty uzyskamy, rysując na cienkiej deseczce prostokąt o wymiarach 30×40 mm, wycinając go, a następnie przecinając wzdłuż przekątnej.

Montaż modelu

Zaczynamy od przyklejenia listewek z otworami, czyli ramion suportu do podstawy (6). Najlepiej posłużyć się do tego celu klejem na gorąco serwowanym z pistoletu oraz kątownikiem stolarskim. Przez listwy ramion przetykamy patyczek od szaszłyka, co ułatwi montaż. Klejem pokrywamy boki podstawy i zyskujemy chwilę czasu na prawidłowe ustawienie prostopadłości ramion do podstawy (7).

Do drugiego otworu ramienia korby wklejamy 80-milimetrowej długości odcinek patyczka od szaszłyka, czyli wał napędowy. Teraz do górnych otworów w suporcie wkładamy korbę, pamiętając o założeniu na wał krzywki. Krzywkę mocujemy do wału klejem na gorąco serwowanym z pistoletu, dbając, by była prostopadła do wału. Skorygujmy to, nim klej stwardnieje.

Przyszła kolej na trzonek młota. Przymierzmy, gdzie powinien trafiać obuch. Zaznaczmy ołówkiem na trzonku młota miejsce, w jakiej wypada dolny otwór suportu. Tam też nakleimy klejem na gorąco przygotowane trójkąty. Powinny znaleźć się po obu stronach trzonka, równolegle do siebie. Przy pomocy wiertarki kolumnowej wiercimy w trzonie młota i trójkątach otwór o średnicy 4 mm (11). Do wierzchołków trójkątów przyklejamy przygotowaną listewkę poprzeczną o wymiarach 30×8×4 mm (12). To ona będzie współpracować z obracającą się krzywką. Młot mocujemy pomiędzy ramionami suportu, przy pomocy drugiego 80-milimetrowego patyczka od szaszłyku.

Możemy wreszcie spróbować, czy krzywka porusza młot. Pokręcenie korbą powinno dać błyskawiczną odpowiedz (13). Jeśli wszystko działa, dobieramy wysokość kowadła i przyklejamy je w miejscu, gdzie centralnie uderzy obuch. Nasz model jest już właściwie gotowy, jednak prawdziwie efektowny stanie się po pomalowaniu. Rozłóżmy go jeszcze raz na części, odkładając pomalowany na czarno obuch (14). Resztę elementów malujemy chromowym lakierem z w sprayu (15). Proponuję wykonać malowanie na dworze albo w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Dwie warstwy farby wystarczą. Gdy farba dobrze wyschnie, wykonujemy montaż końcowy (16).

Czas zabawy

Jedną ręką przytrzymujemy model, drugą kręcimy korbą. Można to robić tylko w jedną stronę, zgodnie z ruchem wskazówek zegara, bo inaczej dźwignia się zablokuje – chyba że krzywkę zamontowaliśmy odwrotnie. W miarę obracania młotek powoli się podnosi, a potem nagle opada.

Warto zrobić taki model i cieszyć się jego działaniem. Naszym kolegom też z pewnością zabawa się spodoba.

Adam Łowicki