Гвоздей производство

ГвоздиГВОЗДЕЙ ПРОИЗВОДСТВО, изготовление гвоздей - заостренных металлических стержней, служащих для соединения и укрепления частей из дерева, кожи и других мягких материалов. Гвоздь состоит из цилиндрического или конического стержня, снабженного в большинстве случаев острием и шляпкой, и удерживается на месте (в отличие от винтов и заклепок) исключительно трением между стержнем гвоздя и тем материалом, в который он загнан. Коэффициент этого трения в сильной степени зависит от состояния поверхности гвоздя, сорта и состояния дерева, способа вколачивания и пр.

Приведенные в табл. 1 числа, выражающие собою сопротивление свежезаколоченных гвоздей в кг/см2 поверхности гвоздя, представляют результаты многочисленных опытов, произведенных в Уотертоунском арсенале и, независимо от того, Ф.В. Клеем (Америка); они довольно точно согласуются с результатами опытов Функа (Германия).

Сопротивление свежезаколоченных гвоздей

Резаные гвозди оказывают гораздо большее сопротивление выдергиванию, в виду их конической формы, способствующей более равномерному распределению давления по всей поверхности гвоздя. Другим интересным следствием этих опытов является уменьшенное сопротивление гвоздей с зазубренным стержнем в мягких породах; это объясняется тем, что зазубрины при вколачивании действуют как напилок и настолько уширяют канал, что, несмотря на шероховатую поверхность, гвоздь извлекается легче, чем с гладким стержнем. Приведенные выше числа относятся к гвоздям, вколоченным поперек волокон; при вбивании в торец эти числа следует уменьшить примерно вдвое.

Виды кованых гвоздейВиды проволочных гвоздейПо способу изготовления гвозди делятся на: 1) кованые - ручным или механическим способом; первый способ почти совсем вышел из употребления, а второй применяется главным образом для особо крупных гвоздей (фиг. 1: а - обойный гвоздь, б и в - корабельные гвозди, г - трубный костыль, д - строительная скоба, е - ж.-д. костыль); 2) проволочные, составляющие главную массу всех гвоздей (фиг. 2: а - обыкновенный гвоздь, б - с потайной шляпкой, в - квадратный, г - обойный с медной шляпкой, д - с полукруглой головкой, е - с утопленной винтовой шляпкой, ж - с особо длинной утопленной головкой, з - толевый, и - кровельный, кил - костыльки, м - рамная шпилька, н - бочарный костылек, о и п - скобки, р - соединительная шпилька, с - корабельный гвоздь с алмазной шляпкой, т - он же с пирамидальной шляпкой, у - мостовой гвоздь с полукруглой головкой и долотообразным острием, ф и х - формовочные и шишечные шпильки); из проволоки же делаются подковные гвоздиВиды подковных гвоздей (фиг. 3: а, б и в - летние и г - зимний) и некоторые виды сапожных гвоздей (фиг. 4: а и б - каблучные, в и г – цвиковочные - проволочный текс, д, е, ж и з - подошвенные и каблучные гвозди); 3) резаные гвозди [фиг. 5: а и б - каблучные , в - резаный текс (жестяной) , г - обыкновенный резаный (обойный) гвоздь; 4) литые ковкого чугуна; этот способ применялся для изготовления гвоздей с особо крупными фасонными шляпками; в настоящее время он все более уступает место проволочным гвоздям.Сапожные и резаные гвозди

Материалом для гвоздей служат железо, медь (в кораблестроении - для укрепления подводной обшивки деревянных судов), латунь и цинк (для кровельных работ). По отделке гвозди бывают: вороненые, оцинкованные (через огонь или электролитическим способом), луженые, лакированные, закаленные, отслеженные и т. д. Величина гвоздей каждого сорта обозначается номером, причем почти каждая страна имеет собственную нумерацию. По русской нумерации толщина гвоздей обозначается в №№ бирмингамского проволочного калибра (В. W. G.—Birmingham Wire Gauge), а длина - в английских дюймах. В Германии в настоящее время (1928 год) идут работы, пока еще не законченные, по включению гвоздей в ряд общегосударственных промышленных норм (DIN).

Производство кованых гвоздей - гвоздильняПроизводство кованых гвоздей. Ручная ковка гвоздей применяется теперь сравнительно редко - для изготовления специальных или особенно крупных гвоздей, требуемых в небольших количествах. Материалом служит мягкое сварочное прутковое железо. Оборудование гвоздарни состоит из горна, специальной наковальни а (фиг. 6), гвоздильни б, укрепленной в стойке в клиньями г, отсечки д и молотка е. Около одного горна работают обычно 3—4 кузнеца. Гвоздарь берет накалившийся добела пруток, оттягивает стержень и острие на наковальне а, затем надрезает пруток на отсечке д, как это показано у ж, и втыкает его в отверстие гвоздильни б, после чего пруток отламывается. При надсекании полосы получают утолщение, которое удерживает гвоздь от проваливания сквозь отверстие гвоздильни. Затем косыми ударами молотка (чтобы не продавить гвоздь через гвоздильню) расклепывают шляпку, окончательную форму которой придают или от руки, или при помощи особой матрицы. Ударом молотка снизу гвоздь выбрасывается из гвоздильни и падает в подставленный ящик. Матрицы делаются либо ручными, в виде стальной полосы с выделанной на одном конце формой, либо в виде примитивного штампа - бабы, висящей на гибкой жерди и приводимой в движение ногой. Для более крупных гвоздей необходимы помощь молотобойца или применение механического молота. Ж.-д. костыли изготовляются на горизонтальных ковочных машинах или на винтовых прессах. Машина для изготовления ж.-д. костылейУстройство специальной машины для изготовления ж.-д. костылей поясняет фиг. 7, а стадии обработки последних изображены на фиг. 8. Машина состоит из станины А, в которой помещается матрица б; одна половина ее подвижна, другая может прижиматься к ней при помощи ползуна в, приводимого в движение через посредство коленчатого рычага г—г' и толкателя д от эксцентрика е, заклиненного на главном валу а. Предназначенное для костылей квадратное железо разрезается на куски надлежащей длины, причем один конец отрезается перпендикулярно, а другой - под острым углом (а, фиг. 8). Стадии обработки ж.-д. костылейРаскаленную добела болванку кладут в матрицу и зажимают в ней, причем одновременно острию придают правильную форму (б, фиг. 8). Затем салазки з, приводимые в движение кулачковой шайбой, имеющей два выступа (М, фиг. 7), сначала осаживают болванку штампом к, а при втором ходе окончательно формуют головку штампом л (в и г, фиг. 8). Оба штампа зажаты в поперечном ползуне и, который подводит их последовательно к матрице посредством механизма, состоящего из шкива с фасонной канавкой В, рычага н и тяги о. После этого щеки матрицы б расходятся, и выбрасыватель р, приводимый в движение от кулачка на шкиве В, выталкивает готовый гвоздь. При другом способе производства ж.-д. костылей, для изготовления головки применяют винтовые фрикционные прессы, подобные изображенному на фиг. 9 (Наsenclever, Dusseldorf).Винтовой фрикционный пресс для изготовления гвоздей

Прутковое железо нарезают на куски требуемой длины, один конец раскаливают добела, после чего болванку вставляют в матрицу, которая затем поднимается кверху и ударяется о неподвижный штамп. Иногда головка не м. б. откована достаточно чисто за один удар; тогда приходится делать два штампа - один предварительный и другой окончательный. Оба штампа помещаются в салазках, которые передвигаются вручную; это приспособление позволяет оба удара производить за один нагрев. Острие костыля оттягивается на специальной машине, работающей по принципу редукционных станков, с той лишь разницей, что наковальни и молоточки не вращаются, а стоят на месте, вследствие чего вытягиваемое острие получается не круглого сечения, как обычно, а квадратного.

Производительность пресса при одноударной головке 350—600 штук в час, при двухударной 250—350 штук; для приведения машины в действие необходимо 5—8 НР. Готовые костыли подвергают в течение 4—6 часов отжигу при 900°С и затем медленно охлаждают.

Производство резаных гвоздейПроизводство резаных гвоздей. При этом способе от железной полосы, ширина которой равна длине будущего гвоздя, отрезают узкие клиновидные кусочки, которые затем снабжают, если требуется, шляпкой и острием. Сечения полосового железа (а, б и в), а также и форма отрезаемых клинышков (г, д и е) изображены на фиг. 10. В то время как гвозди клиновидной формы (з и д) м. б. вырезаны из полосы прямоугольного сечения без потери материала, пирамидальные гвозди (е) вырезаются из полосы ножевидного профиля (ж), причем отрезы е' представляют собою отбросы. Вырезание клиновидных кусочков может совершаться двумя методами: Станок для изготовления резаных гвоздей1) поворачиванием ножей или полосы в горизонтальной плоскости, вращением полосы, идущей в машину под постоянным углом, равным половине угла клина, на 180° вокруг ее продольной оси перед каждым отрезом. Схематический чертеж машины, работающей по первому способу, приведен на фиг. 11: рама А, несущая ползун Б, может вращаться в станине вокруг цапф н, н; кривошип е, сидящий на главном валу В, сообщает раме А колебательное движение посредством тяги ж. Ползун Б, приводимый в движение коленчатым рычагом Д, соединенным с мотылем г посредством шатуна д, совершает два полных хода за один оборот главного вала. Рабочая часть состоит из ножниц а, б и упорки а'. Железные полосы (до 5 штук одновременно) зажимаются щипчиками з и подаются вперед шнурками л, проходящими через ролики и, к и натягиваемыми грузиками м. Главный вал делает 125 об/мин., и таким образом машина делает в минуту 250 отрезов. Производительность меняется в зависимости от длины гвоздей: при 5—14 мм в машину пускают сразу пять полос, при 14—20 мм - четыре полосы, при 20—30 мм - три полосы, при 30—60 мм - две полосы и при 60—80 мм - одну. Максимальная толщина полосового железа 3 мм; мощность станка 0,5 НP. Схема машины, работающей по второму способу, изображена на фиг. 12: Станок для изготовления резаных гвоздейполосовое железо А помещается в трубке Б, причем стержень в, снабженный щипчиками, толкает полосу вперед; трубка Б приводится в переменно-вращательное движение посредством двух ремней а и б, прикрепленных к обоим концам рычага В, который качается тягой г; перед каждым отрезом, производимым ножницами Г и Д, полоса поворачивается на 180° вокруг ее продольной оси; угол отрезаемых клинышков = 2α, ширина их у толстого конца равна расстоянию между неподвижным ножом Д и упором д. Машина, работающая по этому способу, изображена на фиг. 13; она снабжена приспособлением, которое автоматически округляет верхнюю часть стержня гвоздя и снабжает последний шляпкой. Производственные данные таких машин приведены в табл. 2.

Производственные данные машин для изготовления резанных гвоздей из вращаемой полосы

Станок для изготовления резаных гвоздейПроизводство проволочных гвоздей. Для изготовления обыкновенных гвоздей служит неотожженная проволока из томасовского литого железа (0,18— 0,25%С, 0,02—0,06%Р) с сопротивлением на разрыв в 45—50 кг/мм2, при удлинении в 20—28%. Для зазубренных гвоздей употребляют отожженную проволоку, которую после волочения и отжига травят разведенной серн, кислотой, нейтрализуют известковым молоком, сушат, протягивают через деревянные щеки и выпрямляют. Для толевых гвоздей и вообще для гвоздей с широкими тонкими шляпками берут лучшее сименс-мартековское литое железо (0,06% С и не более 0,03% Р) с сопротивлением на разрыв в 34—37 кг /мм2, при удлинении в 28—34% и сужении поперечного сечения до 75%. Проволоку подвергают волочению почти до требуемого диаметра, отжигают, очищают от окалины и слегка протягивают в один ход для придания ей некоторой жесткости. Для бочарных, штукатурных и трубных костыльков берут проволоку из такого же материала, как и для обыкновенных гвоздей, отжигают ее перед предпоследней протяжкой и подвергают волочению в два хода до нужной толщины. Для гвоздей с крупными массивными шляпками (конической, алмазной, круглой, полукруглой и т. д.) употребляют сименс-мартеновскую проволоку, волоченую без отжига. Скобы для заборов из колючей проволоки делают обычно из оцинкованной и отожженной проволоки.

Схема ударной машины для изготовления гвоздей из проволоки

Для изготовления проволочных гвоздей до сего времени применяют главным образом ударные машины, образующие шляпку одним или двумя ударами молотка; прессы, работающие медленным давлением, не пользуются значительным распространением. Причина предпочтения, отдаваемого ударным машинам, несмотря на меньшую их производительность, заключается, по-видимому, в более быстром износе матриц и щек в прессах вследствие развиваемых ими больших рабочих усилий. Схема рабочего механизма ударной машины представлена на фиг. 14. Угол вращения вала гвоздильной машиныПроволока выпрямляется, проходя через два ряда роликов а, а, и поступает в подаватель А, состоящий из собачки б, прижимаемой пружиной в; подаватель и совершает колебательные движения под действием кривошипа е, тяги д и системы рычагов г (кривая А, фиг. 15); амплитуду колебаний подавателя, равную длине гвоздя плюс избыток для образования шляпки, можно изменять, переставляя палец кривошипа е. Из подавателя проволока поступает между двумя зажимными щеками ж, ж', из которых первая неподвижна, а ( вторая прижимается к ней под действием рычага зи, приводимого в движение фигурной шайбой к (кривая В, фиг. 15). В щеках проделана канавка, которая снабжена зубчиками для удержания проволоки во время расклепывания головки, и выработана форма для нижней поверхности последней. Сзади щек помещаются два ножа п, п', которые получают движение от двух рычагов о и о', приводимых в действие двумя шайбами с и с' с фигурными канавками (кривая Г, фиг. 15). Режущая часть ножей для изготовления гвоздейРежущая часть ножей имеет своеобразную форму, изображенную на фиг. 16; пирамидальный вырез а прессует острие гвоздя, в то время как лезвие б отрезает последний. В результате по бокам острия остаются два «крылышка» в, которые при последующей полировке отделяются от гвоздя. Для того, чтобы ножи не слишком скоро тупились, их устанавливают так, чтобы они не вполне соприкасались между собою, вследствие чего отрезанный гвоздь держится на конце проволоки. Для удаления готового гвоздя служит выбрасыватель т, приводимый в движение от кулачка х, через посредство тяги ф и системы рычагов у. Шляпка образуется ударом молотка л, получающего рабочий импульс от деревянной (реже - стальной) рессоры н, н', сжимаемой от кулачка м, действующего на выступ молотка л (кривая Д, фиг. 15). График фиг. 15 показывает последовательность отдельных рабочих ходов. Подаватель  (кривая А) продвигает проволоку вперед, затем проволока зажимается щеками (в, кривая В); при обратном ходе подавателя собачка скользит по проволоке, не захватывая ее. После того как проволока зажата, ножницы отрезают готовый гвоздь (г, кривая Г), который и удаляется выбрасывателем (б, кривая Б); вслед за этим молоток ударяет по выступающей части проволоки и образует шляпку гвоздя (д, кривая Д). Подаватель тем временем дошел до своего крайнего положения, щеки открываются (в', кривая В), и описанный ход работы начинается сначала. Характеристики ударных машин приведены в табл. 3.

Характеристики машин для изготовления гвоздей

Действительная производительность машин (правый столбец) на 20—40% меньше номинальной вследствие простоя, вызываемого необходимостью смены и установки инструмента, замены кругов проволоки, брака и т. д. Потери материала составляют около 2,5— 3,5% в крылышках и 1% в концах и браке. Схема разрезания гвоздейСтремление ускорить работу гвоздильных станков привело к созданию прессов. Схема действия их совершенно аналогична описанной выше, с той лишь разницей, что расплющивание головки гвоздя производится не ударом молотка, а медленным нажимом штампа, приводимого в движение от эксцентрика или фигурной шайбы. Это обстоятельство в соединении с большей быстротой остальных рабочих движений, вызванной тем, что обратное движения частей совершаются не под влиянием пружин, как в ударных машинах, а принудительно, позволяет увеличить производительность почти вдвое. Как уже было указано, при образовании острия получаются по бокам два крылышка, являющимися отбросами производства и составляющие около 3% по весу переработанной проволоки. Стремление уничтожить этот источник потерь привело к созданию машин системы Викштрема (Дюссельдорф), представляющих собою двойной пресс, работающий по следующей схеме. Формирование шляпки гвоздейОт проволоки отрезается кусок, достаточный для образования двух гвоздей; он снабжается по обоим концам шляпками и затем разрезается посредине двумя поясами своеобразной формы (А и Б, фиг. 17), образующими два острия а', а' без потерь материала. Помимо увеличенной производительности (за один оборот машина делает два гвоздя) преимуществом ее является простая форма ножей, которые шлифуются из целого куска стали на весьма простом приспособлении. По новейшему патенту той же фирмы, остающиеся после вырезания острия концы (фиг. 18, А) спрессовываются вместе, образуя остроконечную головку, которая затем обычным путем расплющивается в шляпку (фиг. 18, Б и В). Применяющиеся при этом высокие давления вызывают настолько действительную холодную сварку поверхностей, что в готовом гвозде, даже при сильных ударах молотком, незаметно никакого расслаивания шляпки. Табл. 4 дает производственную характеристику этих машин.

Характеристики машин Викштрема для производства гвоздей

Для производства из круглой проволоки гвоздей с квадратным, постепенно суживающимся стержнем, употребляется особый четырехщечный пресс, действие которого ясно из схемы на фиг. 19. Производственная характеристика четырехщечных прессов Мальмеди тяжелого типа (для крупных корабельных и строительных гвоздей) дана в табл. 5.

Характеристика прессов Мальмеди для производства гвоздей

Машина для производства клиновидных шпилек без шляпок перерабатывает проволоку толщиной в 2,0—2,8 мм и делает до 180 гвоздей в минуту длиной в 10—28 мм; потребная мощность равна 0,5 НP.

Схема четырехщечного прессаВсе описанные выше машины пригодны для производства гвоздей с нормальными шляпками, которые могут быть расплющены одним ударом молотка. Для толевых, обойных, кровельных и штукатурных гвоздей, диаметр шляпки которых иногда в 5—6 раз больше толщины проволоки, приходится применять другой способ работы. Простейший из них заключается в том, что молоток делает за один оборот машины не один, а два удара. При первом ударе перед молотком ставится матрица, образующая промежуточную коническую головку (фиг. 20, А), после чего матрица убирается, и шляпка окончательно расплющивается вторым ударом молотка (фиг 20, Б). Необходимость произвести 2 удара вызывает значительное уменьшение числа оборотов машины (около 90 об/мин. для проволоки диаметром 2,5 мм). Образование конической головки гвоздейС целью повышения производительности сконструировано много машин, из которых можно указать на две. 1) Машина системы И. Г. Кайзера (Нюрнберг), которая одновременно с обработкой переднего конца производит утолщение проволоки на том месте, где будет образована шляпка следующего гвоздя. С этой целью перед зажимными щеками а (фиг. 20, В) помещены щипцы б, совершающие за один оборот машины несколько колебательных движений, причем каждый раз они осаживают небольшую длину проволоки, увеличивая т. о. ее диаметр. Эта машина может делать гвозди с шляпкой в 5,5 раза большей против диаметра проволоки. Производительность равна 140 шт. в мин. 2) Машина системы Мальмеди - производит осаживание выступающего из щек конца проволоки с помощью особым образом сформированных ножей, после чего шляпка расплющивается одним ударом молотка. Производственные данные для машин системы Мальмеди помещены в приведенной ниже табл. 6.

Характеристика машин Мальмеди для гвоздей с широкими шляпками

Последняя из приведенных в табл. 6 машин работает по несколько иной схеме и позволяет делать шляпки диаметром в пять и более раз шире, чем толщина стержня. Достигается это тем, что в обработку поступает толстая проволока, диаметр которой определяется требуемой величиной шляпки, стержень же гвоздя доводится до желаемой толщины на особом прессе.

Отделка гвоздей. Готовые гвозди подвергаются полировке в барабанах, причем, помимо улучшения их внешнего вида, достигается удаление крылышек, сидящих у остриев. Барабаны бывают 5- или 6-угольные; большее число углов невыгодно, т. к. с уменьшением высоты падения гвоздей при вращении барабана удлиняется время обработки. Диаметр барабанов обычно равняется 500 мм, длина 700—1000 мм, число оборотов в мин. около 40, мощность 1,0—1,3 НР. Гвозди загружаются в барабан вместе с буковыми опилками и требуют для полировки: мелкие гвозди 8—12 часов, средние 4—6 часов и крупные 2—3 часа. Во время полировки мелких гвоздей приходится 2—3 раза прибавлять свежих опилок, при полировке более крупных - 1 или 2 раза. По окончании полировки опилки отделяют от гвоздей отвеиванием или отсеиванием. Крылышки выбирают из опилок магнитным сепаратором. Один полировальный барабан достаточен для обслуживания 4—6 ударных машин.

Гвозди некоторых специальных сортов кроме полировки подвергаются еще воронению, лакировке или оцинковке. Воронение производится нагреванием гвоздей на большой железной сковороде или в специальной машине. Последняя состоит из печи, в верхней части которой помещается барабан, снабженный загрузочной дверцей и разгрузочным приспособлением; барабан приводится во вращение приводом; печь отапливается коксом. Машины (фан-Гюльпен, Эммерих на Рейне) строят двух размеров: вместимостью барабана в 100 и в 250 кг; соответственно мощности 2,0 и 2,5 НР. Подлежащие лакированию гвозди предварительно воронятся одним из описанных выше способов; затем, непосредственно из печи, их высыпают в барабан (порциями по 20—25 кг), дают немного остыть и на теплые еще гвозди наливают около 350 см3 черного лака; после этого барабан вращают, пока лак не распределится равномерно по поверхности гвоздей; гвозди высушивают на решетах, на воздухе или в специальных сушилках. Равномерная и экономичная оцинковка гвоздей является весьма затруднительной; это объясняется тем, что по выходе из ванны гвозди очень быстро остывают, вследствие чего цинк не успевает стечь и образует толстый неровный слой; кроме того, гвозди при этом слипаются. Перед оцинковкой гвозди должны иметь совершенно чистую металлическую поверхность, что достигается полировкой в барабанах, травлением кислотой или обработкой пескоструйным прибором. Наиболее обычным способом очистки является травление в 12%-ном (при 40—60°С) или 20%-ном (при комнатной температуре) растворе серной, соляной или плавиковой кислоты. При применении пескоструйных приборов гвозди получают поверхность, на которой оцинковка держится особенно прочно, но этот способ рентабелен лишь при очень крупном производстве. После очистки гвозди кладут на несколько минут в паяльную кислоту или в смесь из 100 частей воды, 100 частей соляной кислоты, 6 частей хлористого олова и 2 части нашатыря. Иногда покрывают гвозди, кроме того, тонким слоем меди, погружая их в раствор медного купороса. Наклонная жесть для высыпания гвоздейПеред погружением в цинковую ванну, чтобы избежать разбрызгивания цинка, гвозди высушивают. Затем их кладут порциями по 10—15 кг в перфорированный черпак, который при этом не д. б. наполнен более, чем на 2/3 объема, и затем медленно погружают в цинковую ванну, очистив предварительно шумовкой поверхность цинка от всплывающих окислов. Погруженные в ванну гвозди энергично перемешивают граблями. Сначала гвозди слипаются и представляют значительное сопротивление перемешиванию; затем, по достижении ими температуры плавления цинка, они могут быть без труда разъединены. Этот момент очень важен, так как указывает на то, что гвозди м. б. вынуты из ванны. Черпак оставляют еще на несколько секунд в ванне, расчищают скребком то место, где черпак должен выйти на поверхность и медленно, чтобы гвозди не так скоро остыли и излишний цинк мог стечь обратно, вынимают его из ванны;
Упаковочная машина для гвоздейударив несколько раз черпаком по краю ванны, чтобы удалить излишек металла, быстрым движением высыпают гвозди на поставленную наклонно волнистую жесть Д (фиг. 21), так что гвозди скатываются в поддон В, где их разбивают граблями и оставляют для остывания. Температура цинковой ванны д. б. 460°С; если температура выше, то оцинковка получается невзрачной и шероховатой, а также сильно увеличиваются потери цинка; при более низкой температуре гвозди часто слипаются, и цинк образует толстую неравномерную пленку. Поэтому необходимым условием для производства хорошей, экономичной оцинковки является применение пирометра, постоянно указывающего температуру ванны. Чрезвычайно важна также чистота цинковой ванны; осаждающийся на дно ее «твердый цинк» (сплав железа с 10—12 частями цинка) должен быть каждый день вычерпываем, равно как и плавающие на поверхности загрязнения и окислы. От времени до времени ванну перемешивают палками из свежесрезанного дерева; выделяющийся при этом пар приводит всю массу металла в сильное движение, вследствие чего загрязнения всплывают наверх и могут быть удалены шумовкой. Большое значение имеет также продолжительность погружения в ванну: она не должна значительно превышать время, необходимое для достижения гвоздями температуры расплавленного металла, т. к. в этот момент начинается образование «твердого цинка», вызывающее значительные потери металла.

Упаковка производится россыпью или рядами. Укладка гвоздей рядами может производиться на специальных упаковочных машинах (фиг. 22), после чего гвозди отвешиваются и пакуются вручную. Производительность ручной и машинной упаковки в бумажные пакеты приведена в табл. 7.

Производительность упаковки гвоздей

Преимуществом упаковки рядами является уменьшение объема, доходящее до 50%, вследствие чего получается экономия в 30— 40% на дереве для ящиков и в 10—15% на фрахте, вследствие уменьшения веса тары.


Схема производства проволочных каблучных шпилекПроизводство сапожных гвоздей
. Главнейшими видами сапожных гвоздей являются каблучные шпильки, текс и подошвенные гвозди. Каблучные шпильки делаются как проволочные, так и резаные. Схема производства проволочных каблучных шпилек с длинным острием изображена на фиг. 23. Проволока зажимается между щеками а—а', затем нож б срезает проволоку вкось, образуя острие, и одновременно поперек, у упора в; за один ход машина делает две шпильки. Неудобством этих гвоздей является несимметричная форма острия. Изображенная на фиг. 24 машина (Malmedie & С°, Dusseldorf) прессует острие с трех сторон, придавая ему правильную пирамидальную форму; характеристика и производственные данные для этих станков приведены в табл. 8.

Характеристика станков Мальмеди для производства шпилек

Для производства текса идет проволока из наиболее чистого, мягкого сименс-мартеновского литого железа (≤0,05% С, следы Р), с сопротивлением на разрыв 30—34 кг/мм2, удлинением в 32—40% и сужением сечения до 80%.

Машина Мальмеди

Ход изготовления текса

Ход изготовления текса виден из фиг. 25: проволока а первоначально поступает на четырехщечный пресс г, который формует квадратный стержень; затем проволока зажимается щеками в, шляпка расплющивается ударом молотка д, и ножи е обрезают готовый гвоздь, образуя при этом острие.

Машина для изготовления текса

Изображенную на фиг. 26 машину строят трех размеров (производственные данные приведены в табл. 9).

Характеристика машин для производства текса

Резаный (жестяной) текс изготовляется из полосового железа на машинах, работающих по описанному уже принципу (см. фиг. 12), с той разницей, что стержень гвоздя для придания ему правильной формы обжимается специальным прессом и одновременно снабжается шляпкой. Производственные данные для этих машин приведены в табл. 10.

Характеристика машин для производства резаного текса

Стадии формирования гвоздяПроизводство подошвенных и каблучных гвоздей (фиг. 4, д, е, ж, з) представляет некоторые трудности в виду необходимости образования массивной головки при сравнительно тонком стержне. Это затруднение обходят тем же путем, как и при фабрикации толевых гвоздей т. е. перерабатывают значительно более толстую проволоку, чем это необходимо для стержня, причем последний подвергается в машине сильному сужению. Последнее достигается двумя способами (фиг. 27): 1) последовательным вытягиванием, причем проволока сначала плющится (а), а затем прессуется в квадрат (б), после чего стержень округляется (в) и снабжается острием и шляпкой, образуемой из оставшейся неутонченной части проволоки; 2) однократной редукцией сечения в четырехщечном прессе (г и d). Производственные данные для этих машин приведены в табл. 11.

Характеристика машин для производства подошвенных гвоздей

Из приведенных в табл. 11 машин первые четыре работают по первому способу, а три последних - по второму.

Техника безопасности. Станки и устройства в производстве гвоздей должны снабжаться применяемыми обычно в металлопромышленности охранительными, защитными и оградительными приспособлениями. Из мер, предписанных или рекомендуемых специально для производства гвоздей, необходимо указать на следующие.

Производство гвоздейПроволока, применяемая для обработки, д. б. при переноске и надевании на фигурку обязательно перевязана или отдельной вязкой, или концами самого бунта. Фигурка не д. б. высокой, чтобы не требовать чрезмерного физического усилия при поднимании на нее бунта проволоки. При работе гвоздя из крупных бунтов проволоки целесообразно применять наклоняющуюся фигурку (фиг. 28). Согласно правилам одного из страховых товариществ в Германии, перед сменой инструмента на гвоздильной машине пружина д. б. выведена из рабочего положения. Возможно, что руки рабочего попадут под боек и в том случае, если он, желая удостовериться в доброкачественности гвоздя, будет вынимать его рукой на ходу машины; для этой операции рабочие должны быть снабжены специальными крючками или клещами. На ходу, из-под станка горячие гвозди извлекают при помощи тряпки или концов. Во избежание ранения разбросанными на станках и по полу гвоздями станки должны быть снабжены в достаточном количестве крепкими, поместительными и легко передвигающимися ящиками для того, чтобы гвоздильщику не приходилось заполнять ящики сверх краев. Ящики следует своевременно отправлять в полировочную, не допуская их накопления у станков. В качестве меры против уколов ног может также служить выдача рабочим деревянной обуви.

Во время обтирки станка могут происходить поранения рук крылышками, находящимися в большом количестве как на самом станке, так и на полу; обтирка станка на ходу, в виду опасности поранения движущимися частями машин, воспрещается.

Ударные гвоздильные машины производят большой шум, вследствие чего гвоздильщики теряют остроту слуха. Для борьбы с этим злом рекомендуется затыкать уши ватой, или - лучше, применять специальные приборы для заглушения звука - антифоны, ауротесторы и т. п. Сильно заглушает звук обивка стен и потолка материалом, плохо отражающим звуковые волны (например, плитами из пробковой массы), в особенности если между стеной и плитой оставить воздушную прослойку. Той же цели способствует установка машин на прокладках из эластичного, плохо проводящего звук материала. Прессы производят значительно меньше шума, чем ударные машины.

Полировальные барабаны во время отсеивания опилок следует прикрывать предохранительным чехлом с целью уменьшения распыливания опилок и предохранения рабочих от поранения об острия гвоздей, торчащих из барабана. Целесообразно опилки немедленно отсасывать, пропуская их через сепаратор с целью отделения крылышек, а самые опилки после этого сжигать в печах. Опилки впитывают в себя в процессе работы масло и керосин; вынесенные во двор из мастерской вместе с крылышками, они могут послужить причиной пожара.

Печи для воронения гвоздей должны быть выделены в особые помещения и обеспечены хорошим отводом газов. Для возможности наблюдения за ходом воронения без раскрывания печной двери целесообразно снабжать барабан полой осью, через которую рабочий может брать пробы. Сушку гвоздей целесообразнее производить в особых сушильных шкафах, так как при сушке на противнях, на воздухе, не исключена возможность проникания дыма и газов в помещение. Гвоздь, подлежащий оцинковке, предварительно очищают с поверхности при помощи пескоструйного аппарата или травлением. Первый способ применяется довольно редко. При нем необходимо иметь надежно закрывающуюся камеру с хорошим отсосом. При очистке травлением в серной кислоте выделяется большое количество водорода, который, проходя через ванну с серной кислотой, имеющей обычно примеси мышьяковой, мышьяковистой и других кислот, образует крайне вредные для здоровья сернистый ангидрид и мышьяковистый водород. Необходимо применять серную кислоту, полученную контактным способом и не имеющую вредных примесей, или же давать травильной ванне присадки особых препаратов, получивших за границей большое распространение, как, например, препарат доктора Фогеля, адацид, бадин и т. п. Перед оцинковкой гвозди должны быть предварительно просушены, чтобы избежать ожогов расплавленным цинком вследствие всплескивания последнего. Над травильной и цинковой ваннами должна быть устроена надежно действующая вентиляция.

Приспособление для выемки проволоки из казанаРучная упаковка и рассыпка гвоздей протекают крайне медленно и вызывают поранения об острия гвоздей при укладке и разравнивании их граблями в ящиках. Поэтому рекомендуется производить эту работу на продуктивных и безопасных паковочных машинах. Печи для отжига проволоки обязательно должны обслуживаться краном; проволоку закладывают в стальной или железный горшок (казан), который герметически закупоривают и ставят в печь. Из печи казаны лучше и безопаснее вынимать после того, как они несколько остыли; для окончательного охлаждения их надо ставить в особую канаву, которая д. б. ограждена со всех сторон Из казана проволоку вынимают лишь после того, как он совершенно остыл. Безопаснее всего вынимать проволоку из казана при помощи особого приспособления, подвешенного к крану (фиг. 29).

При изготовлении костылей толщиною более 10 мм горячим способом, с целью избежать предварительного разрезания железа и нагревания последнего мелкими кусками, безопаснее применять печь, позволяющую производить разогрев и подачу материала непрерывно, если материал применяется в виде кругов. На фиг. 30 представлен разрез передней части такой печи. Она состоит из четырех барабанов А, Б, В и Г, небольшого электромотора и зубчатой передачи. Бунт железа накладывается на барабан А, и через направляющий ролик Д проволока наматывается на барабан Б, приводимый в движение от электромотора. Далее проволока передвигается на барабаны В и Г. Барабан Г находится внутри печи и имеет конусообразную форму, почему витки сползают него на штангу Е. Для ограничения количества спущенных витков служит зажим Ж, который, равно как и барабан Г, охлаждается водой. Температура печи держится 950—1100°С. Нагретая до нужной температуры проволока выходит из печи и непрерывно подается на машину.

Печь для нагрева костылей

Отштампованный костыль всегда имеет заусенец, который срезается на прессах в холодном состоянии. Операция эта опасна, если подача костылей под штамп не механизирована при помощи револьверной подачи или при помощи подвижного шибера, почему устройство такой подачи при обрезке заусенцев надо считать обязательным. Пуансон в этом случае м. б. огражден неподвижной решеткой. Для обрезания заусенцев могут быть применены также специальные машины, не требующие установки особых ограждающих приспособлений.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.