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Martillos de vapor: herramientas destructivas masivas de la revolución industrial


Los martillos de vapor y las capacidades que los acompañaron permitieron grandes avances durante la era industrial. Entender la magnitud de estas máquinas de impacto es difícil a través del texto o la imagen, pero superaron con creces a otros equipos de la época.

Estos pistones de caída masivos permitieron a equipos de hombres forjar piezas de metal increíblemente grandes, entre otros procesos. Si bien la invención del uso del vapor como fuerza impulsora se remonta a James Watt en 1784, el primer martillo de vapor no apareció hasta la década de 1840. En ese momento cambió la industria de fabricación de forja.

Entendiendo el mecanismo

Si bien los martillos de vapor pueden parecer rudimentarios, su mecanismo y capacidad fueron fundamentalmente importantes para muchas innovaciones de la revolución industrial. Bajo una luz moderna, todavía reinan como máquinas de fuerza bruta masivas, utilizadas en algunas aplicaciones. Antes de seguir adelante con su historia y de lo que son capaces los martillos de vapor, debemos comprender los principios básicos de su funcionamiento.

[Fuente de imagen: Popular Science Monthly Volume 38 / Wikipedia]

Un martillo de vapor es básicamente eso, un gran martillo o pistón que se utiliza para forjar metal. La mayoría de los martillos de vapor simplemente se levantaban a través de máquinas de vapor y luego se dejaban caer, permitiendo que la gravedad impartiera toda la fuerza necesaria sobre el metal que se estaba forjando. La parte real del martillo del mecanismo generalmente está unida a un pistón que se desliza dentro de un cilindro, pero en casos más raros, el martillo está unido a un cilindro que se desliza sobre un pistón fijo. Cualquiera que sea el caso, estas máquinas masivas utilizaron principios mecánicos simples para impartir cantidades de energía sin precedentes a los objetos.

Resumiendo toda la mecánica, los martillos de vapor funcionaban tomando la energía en vapor presurizado, convirtiéndola en movimiento lineal en un pistón, lo que elevaba un pesado martillo una distancia, almacenando energía potencial en la masa. Esta energía potencial se transformó luego en energía cinética a través del lanzamiento del pesado martillo con la ayuda de la gravedad, trabajando en el metal que se estaba forjando, logrando así un resultado beneficioso y deseado.

Poder de los martillos de vapor

Ahora que tenemos algunas de las mecánicas básicas fuera del camino, echemos un vistazo a lo que estas poderosas máquinas eran capaces de hacer.

Un martillo de vapor construido en 1891 era capaz de dar un golpe de 125 toneladas en cada pasada. Eso es lo mismo que 41 elefantes africanos.

[Fuente de imagen: James Nasmyth, editado por Samuel Smiles / Wikimedia Commons]

Dentro del ámbito de los martillos de vapor, existen mecanismos de acción simple y doble. Un martillo de vapor de acción simple se elevó por la presión del vapor en el cilindro inferior del mecanismo. Liberar la presión hizo que el martillo cayera. Los martillos de doble acción, que eran más comunes, usaban la energía del vapor para aumentar la fuerza descendente del martillo. Los pesos de todos estos martillos pueden variar desde 500 a 50.000 libras, o de 225 a 22,500 kilogramos. Por lo general, el metal forjado se colocaba en un gran yunque debajo del martillo, lo que permitía a las cuadrillas trabajar con él de manera efectiva.

Problemas y apoyos

Como probablemente pueda predecir, los mecanismos de martillo de vapor están constantemente sujetos a conmociones cerebrales y fuerzas elevadas. Todas estas fuerzas repetidas estresan los metales del martillo, más aún cuando se considera el choque térmico del metal caliente que se está forjando. Para contrarrestar estos problemas, la mayoría de los martillos se fabricaron con una gran cantidad de piezas atornilladas. Esencialmente, los ingenieros diseñaron los martillos para romperse, pero también facilitaron la reparación y sustitución de las piezas rotas. El aumento de las conexiones atornilladas también permitió una mayor elasticidad en los componentes del martillo que resistieron mejor las repetidas conmociones cerebrales de los martillos.

[Fuente de imagen: F.A. Brockhaus, Berlín y Viena / Wikipedia]

En lo que respecta a sostener el marco real del martillo de vapor, se realizó una gran cantidad de trabajo tanto en el marco como en la base de cada martillo. Los martillos de un solo bastidor permitían a los operadores mover las matrices más fácilmente, pero significaba que todo el soporte tenía que provenir de un brazo. Los marcos dobles se usaban generalmente para martillos más grandes que distribuían uniformemente la tensión entre muchos miembros.

En áreas de un piso de fabricación donde se iba a instalar un martillo de vapor, se vertió hormigón de alta resistencia a una profundidad mucho mayor que la cimentación del edificio circundante. Esto permitió que el impacto fuera absorbido, pero solo ligeramente. Los edificios donde se usaban martillos de vapor más grandes todavía temblaban con cada golpe.

La historia de los martillos de vapor

Se ha demostrado la importancia de los martillos de vapor desde una perspectiva mecánica y para la revolución industrial, pero no siempre ha sido así.

El martillo de vapor Fritz, uno de los primeros, tomó su nombre de un maquinista que se decía que era tan preciso con un martillo manual que tenía un control perfecto. Se dice que el emperador Guillermo, rey de Prusia, colocó su reloj con diamantes en el yunque frente a Fritz, diciéndole que siguiera trabajando sin romper el reloj. Fritz terminó de trabajar, dejando ileso el reloj, que el Emperador le regaló a Fritz.

Ya sea que esa historia sea cierta o no, los maquinistas y fabricantes pronto vieron la necesidad de martillos de magnitudes colosales. El martillo de vapor Creusot se construyó en 1877 en una pequeña ciudad industrial francesa. Este martillo fue capaz de dar un golpe a 100 toneladas, que en ese momento era el más poderoso del mundo.

Martillo de vapor, Savile Street East, Sheffield[Fuente de imagen: Chris Allen / Geografía]

En 1891, una empresa estadounidense de hierro, Bethlehem Iron, compró la patente del martillo de vapor y amplió el diseño a 125 toneladas.

Fue a fines del siglo XIX cuando los usos prácticos de los martillos de vapor masivos estaban en su apogeo. Permitieron el uso de troqueles y punzones precisos en la metalurgia masiva. Permitieron la formación precisa de piezas de alta resistencia. Básicamente, tomaron el trabajo en metal de un pequeño proceso de un solo hombre y lo convirtieron en una capacidad de fabricación a gran escala.

A medida que la década de 1900 rugió, los martillos de vapor se volvieron obsoletos lentamente. Fueron reemplazados por prensas hidráulicas y mecánicas que ofrecían un esfuerzo de fuerza más uniforme y controlado. Muchos martillos de vapor, incluido el famoso martillo de vapor Creusot de 1877, se erigen como monumentos a sus históricas ciudades industriales.

Incluso con esta disminución en la utilidad de las máquinas masivas, todavía se utilizan en algunas aplicaciones en la actualidad. Los ingenieros usan martillos de vapor para clavar pilotes en el suelo para cimientos o soportes independientes. Dondequiera que haya una pila en construcción, se usará algún tipo de martillo de vapor o una ligera desviación. Junto con esta aplicación industrial, los forjadores y los trabajadores del metal todavía utilizan martillos de vapor que aprovechan su capacidad para forjar metal de manera rápida y precisa.

Escrito por Trevor English


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