Krachthamers Uitgelegd: Typen, Ontwerp en Werking

Wat zijn Krachthamers?

Krachthamers zijn mechanische smiedhamers die een elektrische energiebron of stoom gebruiken om de hamer voor het slaan op te tillen en te versnellen naar het te smeden werkstuk. Ook "Open Matrijs Krachtsmiedhamers" genoemd. Ze worden sinds de late jaren 1880 door smeden, messenmakers, metaalwerkers en fabrikanten gebruikt, en hebben de valhamers vervangen.

Ontwerp en Bedrijf

Een typische krachthamer bestaat uit een frame, een aanbeet, en een heen-en-weer bewegende ram met een hamerkop of matrijs. Het werkstuk wordt op de onderaanbeet of matrijs geplaatst en de kop of bovenmatrijs slaat het werkstuk.

De krachthamer is een directe nakomeling van de valhamer, verschillend in dat de krachthamer potentiële energie opslaat in een aanleg van mechanische koppelingen en veren, in gecomprimeerde lucht, of stoom, en doordat het de ram op de neerwaartse slag versnelt. Dit levert meer kracht op dan alleen het gewicht vallen te laten. Voorgangers als valhamers, stoomvalhamers, plank- of riembroeihamers, gebruikten de energiebron om de ram of hamerkop op te tillen, maar lieten deze puur onder zwaartekracht vallen.

Krachthamers worden gewaardeerd naar het gewicht van de bewegende delen die direct op het werkstuk werken. Dit omvat het gewicht van delen die kunnen bestaan uit de bovenmatrijs, ram, mechanische koppelingsarmen en veren of ram, zuiger, en bijbehorende koppelstangen. Specifieke ontwerpelementen worden gedicteerd door de energiebron. De grootste krachthamer werd aangedreven door stoom en was good voor 125 korte ton (113 ton).

Typen Krachthamers

Er zijn verschillende typen smiedkrachthamers die wijdverspreid op de markt zijn.

• Pneumatische Hamers
• Stoom- of Luchthamers
• Helve Hamers
• Hydraulische Krachthamer
• Hendel-Veer Hamers

1. Pneumatische Krachthamer

Pneumatische krachthamers zijn een typische vorm van mechanisch apparaat dat verantwoordelijk is voor het dragen van de cylinder waarin de zuiger werkt. Deze zuiger is verbonden met de hoofdmotoras met behulp van een knikarm en een koppelstangmechanisme. Een handhendel bedient het luchtklep. Het luchtklep wordt via de verschillende cylinders geleverd. Een andere zuiger werkt ook in de cylinder die de tup aan zijn onderkant draagt en wordt gemaakt om te glijden in vaste geleiders. Om de tup te laten bewegen, wordt de zuiger in de cylinder neerwaarts bewogen om vacuüm boven de zuiger in de andere cylinder te creëren. Dit zorgt voor een zuigeffect op de zuiger waardoor de tup begint te tillen. Bij het einde van de opwaartse slag van de zuiger in de cylinder, wordt lucht van de ene cylinder naar de andere gedrucht waar de lucht gecomprimeerd wordt door de opwaartse slag van de zuiger. Dit dwingt de zuiger en beweegt de tup neerwaarts met hoge snelheid. Deze operatie wordt regelmatig herhaald en de vereiste slagen verkregen.

2. Stoom- of Luchtkrachthamer

Een stoomkrachthamer refereert aan diegene die door het effect van stoom of gecomprimeerde lucht uitgevoerd kunnen worden. Dit zijn apparaten die een bewegende ram, stang, zuiger, een tillgereedschap, een dubbelwerkende hogedruk stoomcilinder, behuizing of frame, en aanbeet omvatten. Dit zijn de smiedkrachthamers waarbij de stoom initieel binnenkomt en dan aan de onderkant van de cylinder; de zuiger wordt opwaarts getild samen met de overige bewegende delen. De kracht wordt gerekend op 3 m/s terwijl de massa van de bewegende delen bijna 5000 kg is. Wanneer een slag vereist is, wordt de hendel automatisch geenergiseerd waarbij de bovenste glijdklep opent om stoom boven de cylinder te ontvangen en de uitlaatstoom die aan de onderkant blijft. Zo worden de vereiste slagen verkregen.

3. Helve Krachthamer

Een helve krachthamer wordt ook wel val- of kantelkrachthamer genoemd, een grote aangedreven hamer. Dit zijn typen smiedkrachthamers waarbij meer dan één helve hamer in een smidse geïnstalleerd is, wat ook een hammermolen genoemd wordt. Deze smiedkrachthamers worden normaal getild met een nok die plots wordt losgelaten om de zwaartekracht te laten werken. De helve hamers zijn mechanische apparaten die meestal hydraulisch aangedreven worden door een waterrad. Ook gebruikt om bollen, van ijzer gemaakt, in meer bewerkbare staafijzer om te zetten in de verfijningssmieden.

4. Hydraulische Krachthamer

De hydraulische hamers worden ook hydraulische pressen genoemd die 200 tot 300 keer hogere oliedruk gebruiken ten opzichte van de atmosferische druk in een hydraulische cylinder. De hydraulische pressen worden toegepast in zware smiedstukken die bestaan uit een pers en een hydraulische aandrijving. De productiesnelheid in hydraulische pressen wordt waargenomen als sneller vergeleken met andere hamer smiedprocessen waarbij de enkele knijpactie wordt voltooid. De hydraulische hamer heeft lage ruis en trilling omdat in deze typen apparaten de snelheid, lage druk, en matrijsverplaatsing automatisch worden gecontroleerd. Pressen die een kracht van 75.000 ton kunnen leveren zijn tegenwoordig gangbaar. Hydraulische pressen worden in smiedeindustrieën gebruikt die wijd variëren van 1000 tot 10.000 ton. Deze pressen worden meestal gebruikt voor de productie van moeren, bouten, schroeven, en nitten.

5. Hendel-Veer Hamer

Een hendel-veer hamer is een tamelijk lichte krachthamer die meestal voor kleine smiedstukken gebruikt wordt. Deze typen hamers bestaan uit een zwaar frame met een verticale projectie aan de top die fungeert als behuizing voor een lager waarin de gelaagde veer oscilleert. Er zijn twee uiteinden van deze veer: één eind draagt een koppelstang en het andere een verticale tup. De tup is verantwoordelijk voor het dragen van het gewicht en beweegt verticaal opwaarts en neerwaarts binnen vaste geleiders. De koppelstang is bevestigd met een excentrische schijf aan zijn onderuideinde. Verder is de excentrische schijf verbonden met het knikwiel dat verantwoordelijk is voor het bedienen van de hamer en het indrukken van de trap. Dit zorgt ervoor dat de schijf roteert via het knikwiel en daarom begint de gelaagde veer in het lager te oscilleren. Deze continue oscillatie van de veer leidt de tup om opwaarts en neerwaarts te bewegen. Daardoor worden de vereiste slagen op het werkstuk geleverd en de handhendel bediend om de slag van de koppelstang en de intensiteit van de slagen aan te passen.