Martelos de Forja Explicados: Tipos, Design e Operação para Forjamento Moderno

O que são Martelos de Forja?

Martelos de forja são martelos mecânicos de forjamento que usam uma fonte de energia elétrica ou vapor para levantar o martelo preparatório para o golpe e acelerá-lo sobre o trabalho sendo martelado. Também chamados de "Martelos de Forjamento a Matriz Aberta". Têm sido usados por ferreiros, cuteleiros, metalúrgicos e fabricantes desde o final da década de 1880, tendo substituído martelos de queda (trip hammers).

Design e Operação

Um martelo de forja típico consiste de uma estrutura, uma bigorna, e um aríete reciprocante segurando uma cabeça de martelo ou matriz. A peça de trabalho é colocada na bigorna inferior ou matriz e a cabeça ou matriz superior golpeia a peça.

O martelo de forja é um descendente direto do martelo de queda, diferindo no fato de que o martelo de forja armazena energia potencial em um arranjo de ligações mecânicas e molas, em ar comprimido, ou vapor, e pelo fato de que acelera o aríete no curso descendente.

Isso fornece mais força do que simplesmente permitir que o peso caia. Predecessores como martelos de queda, martelos a vapor de queda, martelos de prancha ou cinta, usavam a fonte de energia para levantar o aríete ou cabeça do martelo, mas deixavam cair apenas sob gravidade.

Martelos de forja são classificados pelo peso das partes móveis que atuam diretamente na peça. Isso inclui o peso das partes que podem consistir da matriz superior, aríete, braços de ligação mecânica e mola(s) ou aríete, pistão, e hastes de conexão associadas. Elementos de design específicos são ditados pela fonte de energia. O maior martelo de forja era movido a vapor e classificado em 125 toneladas curtas (113 t).

Tipos de Martelos de Forja

Existem vários tipos diferentes de martelos de forjamento que são amplamente usados no mercado.

• Martelos Pneumáticos
• Martelos a Vapor ou Ar
• Martelos Helve
• Martelo Hidráulico de Forja
• Martelos de Alavanca-Mola

1. Martelo Pneumático de Forja

Martelos pneumáticos de forja são uma forma típica de dispositivo mecânico responsável por transportar o cilindro no qual o pistão trabalha. Este pistão é encontrado conectado ao eixo do motor principal com a ajuda de uma manivela e um mecanismo de biela. Uma alavanca manual também está envolvida, que opera a válvula de ar.

A válvula de ar é fornecida através dos diferentes cilindros. Outro pistão também trabalha dentro do cilindro que carrega o tup em sua base e é feito para deslizar guias fixos. Para fazer o tup mover, o pistão no cilindro é movido para baixo para criar o vácuo acima do pistão dentro do outro cilindro. Isso é responsável por fornecer um efeito de sucção no pistão, devido ao qual o tup começa a subir.

Perto do fim de um curso ascendente do pistão, no cilindro, o ar é forçado de um cilindro para outro onde o ar é comprimido devido ao curso ascendente do pistão. Isso é responsável por forçar o pistão e assim mover o tup para baixo com alta velocidade. Esta operação é repetida regularmente e os golpes requeridos são obtidos.

2. Martelo a Vapor ou Ar

Um martelo a vapor é referido como aqueles que podem ser realizados pelo efeito de vapor ou ar comprimido. Estes são o dispositivo que inclui um aríete móvel, hastes, pistão, uma ferramenta de elevação, um cilindro de vapor de dupla ação de alta pressão, estrutura ou armação, e bigorna.

Estes são os martelos de forjamento onde o vapor entra inicialmente e então na parte inferior do cilindro; o pistão é levantado para cima junto com as outras partes móveis. A quantidade de força é considerada como 3 m/s, enquanto a massa das partes móveis é quase 5000 kg.

Sempre que o golpe é requerido, a alavanca é energizada automaticamente onde a válvula deslizante superior é aberta para receber o vapor de cima do cilindro e o vapor de exaustão que permanece na parte inferior. Assim, os golpes requeridos são obtidos.

3. Martelo Helve

Um martelo helve também é referido como martelo de queda ou inclinação (trip ou tilt hammer) que é um enorme martelo motorizado. Estes são os tipos de martelos de forjamento onde mais de um martelo helve é instalado em uma forja, que também é referida como moinho de martelos.

Estes martelos de forjamento são normalmente levantados com uma came que é subitamente liberada para deixar cair a força da gravidade. Os martelos helve são dispositivos mecânicos que são principalmente acionados hidraulicamente por uma roda d'água.

Também, estes são usados para fazer tarugos (blooms), feitos de ferro, em ferro em barras mais trabalhável nas forjas de refino.

4. Martelo Hidráulico de Forja

Os martelos hidráulicos também são chamados de prensas hidráulicas, que usam 200 a 300 vezes maior pressão de óleo comparada à pressão atmosférica em um cilindro hidráulico. As prensas hidráulicas são aplicadas em forjamentos pesados que consistem de uma prensa e um acionamento hidráulico. A taxa de produção em prensas hidráulicas é observada como mais rápida comparada a outros forjamentos por martelo através dos quais a ação de aperto única é completada.

O martelo hidráulico é encontrado com baixo ruído e vibração, pois nestes tipos de dispositivos a velocidade, baixa pressão, e curso da matriz, são controlados automaticamente. Prensas que podem fornecer uma força de 75.000 toneladas são bastante comuns hoje em dia. As prensas hidráulicas são usadas em indústrias de forjamento que variam amplamente de 1000 a 10.000 toneladas. Estas prensas são usadas principalmente para produção de porcas, parafusos, parafusos e rebites.

5. Martelo de Alavanca-Mola

Um martelo de alavanca-mola é um tipo bastante leve de martelo de forja que é usado principalmente para pequenos forjamentos. Estes tipos de martelos consistem de uma estrutura pesada com uma projeção vertical em seu topo que atua como uma carcaça para o mancal no qual a mola laminada é encontrada oscilando.

Existem duas extremidades desta mola onde uma extremidade é responsável por transportar uma biela e a outra extremidade um tup vertical. O tup é responsável por transportar o peso e move-se verticalmente para cima e para baixo dentro de guias fixos.

A biela é anexada com uma polia excêntrica em sua extremidade inferior. Além disso, a polia excêntrica é conectada à roda de manivela que é responsável por operar o martelo e pressionar o pedal para baixo.

Isto é o que faz a polia girar através da roda de manivela e, portanto, a mola laminada começa a oscilar no mancal. Esta oscilação contínua da mola leva o tup a mover-se para cima e para baixo. Portanto, os golpes requeridos são fornecidos no trabalho e a alavanca manual é operada para ajustar o curso da biela e a intensidade dos golpes.