Ковальські міхи - від теорії до виготовлення своїми руками

Ковальський горн при нагріванні заготовок перед обробкою повинен забезпечувати температуру в 1100-1300 градусів, при якій сталь ставати пластичної. Щоб процес горіння досягав таких показників, ще з давніх часів використовували додаткову накачування повітря в осередок. Для цього застосовували ковальські міхи у вигляді дерев'яної рами, обтягнуті шкірою. Причому, щоб нагнітання кисню відбувалося постійно, встановлювалося два пристосування, що гойдаються поперемінно.

Які конструкції цього пристрою існують сьогодні, їх відмінності і що потрібно для складання такого пристосування - про це далі в статті.

Концепція ковальських міхів

З невеликими відмінностями конструкція хутра залишалася однією. Рама мала витягнуту серцеподібну конфігурацію, її планки обтягувалися шкірою, зібраної в складки. Це робилося для можливості легко розтягувати і стискати пристрій. У найбільш вузькій частині попереду робилося сопло з трубкою, яка вставлялася в горн. Забір повітря відбувався через клапани, зроблені в рамі пристосування.

Ця найпростіша конструкція використовувалася в майстернях протягом багатьох століть і її ще можна було зустріти в кустарних селянських майстерень на початку 20 століття.

Монтаж установки міг відрізнятися в залежності від типу ковальського горна, однак, обов'язково хутро ставилося так, щоб майстер міг одночасно качати його і контролювати процес горіння у вогнищі.

Установка і привід повітродуву відбувалися наступним чином. Сопло (труба) хутра вставляли в горнових гніздо. Всі пристрій жорстко фіксувалася на дерев'яних стійках за допомогою наявних на них стрижнів. При цьому сам піддув знаходився на одному рівні з гніздом в горнилі.

Накачування повітря здійснювалася шляхом гойдання коромисла, з'єднаного з кришкою пристрою мотузкою.

Така проста схема практично не зазнала жодних змін аж до появи механізації і машин.

особливості конструкції

Пристосування мали такі частини:

Голова. Це передня частина пристрою виготовлялася з товстих дерев'яних брусків, крізь які свердлили отвір, куди монтувалось сопло для виходу повітря.

Кришки. Прикріплялися до голови. Нижня кришка могла бути зафіксована жорстко, а середня і верхня були рухливими. Всі вони з'єднувалися і були щільно обтягнуті шкірою (як правило, волів). Оббивка (гармошка) збиралася з окремих шматків, з'єднуючись з кожною дошкою. Кріплення робили цвяхами з підкладкою з ремінців, щоб запобігти розриви гармошки капелюшками кріплення. На оббивку хутра, в залежності від його розміру, йшло одна-три цілісних шкіри волів.

Клапани. Клапани робили у вигляді отворів в нижній і середній кришці, зсередини прикритих клаптями шкіри. При витягуванні гармошки повітря надходило всередину хутра, піднявши кожен клапан. Причому для обмеження підняття були ремінці, що скріплюють кінець шкіри і дошку.

Сопло. Виготовлялося з труби, яку вставляли в отвір голови ковальського хутра. Сопло входило в фурму горна, а сама передня частина пристрою надійно кріпилася до стінки печі.

Працювали з пристроєм або помічники, або сам коваль. Коли потрібно було збільшити інтенсивність накачування повітря, на верхню кришку клали додаткове грузило.

За параметрами відрізняли метрові, полуторні і двометрові пристосування. Їх габарити визначалися розмірами горна, в який йшла підкачка кисню.

Пристрій був надійним і цілком працездатним. Але були і значні недоліки. По-перше, хутро було досить громіздким приладом, а по-друге, постійне вплив високої температури призводило до швидкого зносу.

З технічним прогресом ці пристосування замінили механізованими вентиляторами, які приводилися в дію руками або ногами. Згодом їх замінили більш досконалі автоматизовані пристрої.

У сучасному обладнанні монтують компресори, потужні турбіни або припливні вентилятори з електричним приводом.

Відмінності і різновиди хутра

За свою багатовікову історію було винайдено величезну кількість видів цього пристрою. Їх класифікація, в основному, залежить від конструкції, принципу роботи та застосування.

• Залежно від пристрою, відрізняли однокамерні і двокамерні хутра.
• Дивлячись, який привід застосовувався, відрізняли ручні пристрої та механізовані, які приводилися в дію силою води (від оборотів водяного колеса).
• Також були хутра ковальські або металургійні. В останньому варіанті використовувалася так звана ящикова конструкція, винахід якої належить Леонардо да Вінчі.

Водяні хутра в металургії

Особливо важливим винаходом для розвитку механізації ковальської справи було створення водяного колеса, яке, обертаючись за рахунок падаючої на нього води, призводило в дію різні пристрої.

Наприклад, водні ковальські міхи в Стародавньому Китаї стали використовувати приблизно ще в 1-2 столітті нашої ери. Пізніше їх почали використовувати в металургії при виплавці сталі. За однією з версій, ця система була завезена в Європу Марко Поло, який почерпнув багато невідомих європейцям технології Піднебесної імперії.

Пристрій водяних ковальських міхів

Хоча згадки водяного колеса згадуються ще древніми греками і римлянами, найімовірніше, як і багато відкриттів античності, вони були втрачені на зорі Середньовіччя. Як би там не було, водяні хутра дозволили значно спростити процес металообробки, а в металургії це призвело до збільшення обсягів виплавки і відкриття чавуну.

Однак, найпростіші кустарні майстерні продовжували використовувати найпростіші ковальські міхи аж до початку 20 століття.

Як виготовити хутра

Сьогодні навіть в домашній кузні можна вільно встановити подачу повітря в горн за допомогою компресора або електричного вентилятора. Але, якщо є бажання, можна виготовити саморобні хутра з використанням доступних і недорогих матеріалів.

Найпростіше саморобний пристрій

Спочатку потрібно прикинути необхідні розміри і обсяг. Як було сказано вище, ці параметри залежать від горна, в який буде здійснюватися нагнітання повітря.

Для кришок підійдуть листи фанери відповідної товщини. У нижній і середній кришці роблять отвори, до яких степлером потрібно закріпити клапті шкіри (зсередини). Вони будуть служити впускними клапанами.

Голова хутра виготовляється з брусків. До одного з елементів кріпитися нижня і середня кришки (жорстко і нерухомо). Верхня робоча частина (та, що буде качати) з'єднується з бруском на звичайну дверну петлю. У верхньому бруску голови роблять отвір під сопло.

Оббивка робиться зі шкіри. Її спочатку проклеюють по краях кришок клеєм (можна момент 1) і додатково фіксують, використовуючи будівельний степлер.