Виды молотков и их назначение

Знакомый с самого раннего детства инструмент — молоток, в представлении многих людей выступает в роли примитивного орудия труда, которым пользовались еще первобытные люди. Конечно, это исторический факт. Но он ничуть не умаляет роли этого гениально простого приспособления ударного действия, которое с полной уверенностью можно описать как самый эффективный механизм превращения кинетической энергии в механическую работу.

Немного теории

Забивая гвоздь мы не задумываемся о сложнейших физических преобразованиях в системе молоток / гвоздь / твердое тело. Коэффициент полезного действия (соотношение полезной работы и затраченной на приведение молотка в движение энергии) составляет 70 – 97%. Для большинства современных машин и механизмов — это недостижимый предел.

Основная часть потерь энергии уходит на отдачу молотка назад, вследствие возникновения упругих сил. Величина отдачи зависит от материала, из которого сделана головка молотка и свойств материала. Для стального инструмента потери энергии составляют около 30%, для титанового — в пределах 3 – 5%. Но эти показатели зависят еще и от других параметров:

• вида и формы ударной части;
• материала и длины рукояти;
• массы инструмента;
• угла соприкосновения;
• соответствия вида молотка выполняемой операции.

Последний пункт списка очень важен — в машиностроении, камнеобработке, строительстве используются различные виды молотков разного уровня универсальности. Среди них можно выбрать инструмент на все случаи жизни, для бытового и полупрофессионального использования, и узкоспециализированные, «заточенные» под выполнение одной-двух операций, но с высочайшей эффективностью.

Две основных части, из которых состоит молоток — рукоятка и головка, крепко соединены между собой. При движении на массивную головку действуют достаточно большие силы — при соскальзывании с рукоятки во время удара, кинетическая энергия головки позволяет пролететь ей несколько десятков метров. Если в месте соединения возникли малейшее шатание или появились трещины на рукоятке — молотком категорически нельзя пользоваться. Он становится опасным для работающего и окружающих.

Головка состоит из нескольких частей:

Боек, головная ударная часть, обычно плоский, обладает достаточной площадью и прочностью, позволяющей выдерживать значительное количество ударных контактов с твердыми предметами без деформации. Ударная поверхность плоская или слегка выпуклая. В поперечном сечении она представляет квадрат, прямоугольник или круг.

Тыльная часть молотка, в большинстве случаев, клиновидная. Это позволяет развить значительно бОльшую ударную силу, за счет снижения площади контакта. Применяются удары клином при необходимости раскалывания материала или чеканке. Тыльная часть может быть и сферической, в зависимости от области применения молотка и его главного назначения.

Всад сделан в виде овального или круглого сквозного отверстия, стенки которого слегка расширяются от центра к верхней части, для исключения возможного соскальзывания с рукоятки. На некоторых видах молотков предусмотрена оковка вокруг посадочного отверстия в виде металлического воротника, заходящего на верхнюю часть рукояти на несколько сантиметров. Эта часть инструмента предохраняет рукоятку от излома при слишком сильном или неточном ударе.

Головка изготовляется из твердого металла способом ковки, литья или фрезерования. От коррозионных воздействия она защищена специальными видами краски или гальваническим покрытием. До нанесения защитного слоя головка подвергается закаливанию, в большинстве случаев селективному. Наибольшей твердости (до 52 единиц по шкале Роквелла) достигает ударная часть (боек). Производится закалка электроиндукционным методом, что дает возможность точно регулировать глубину упрочнения поверхности. На бойке глубина закалки достигает 3 – 5 мм.

Тыльная часть (клин или носик) упрочняется до 36 – 42, а область посадочного отверстия — всего до 24 - 30 единиц по той же шкале. Форма, масса, размеры и прочие характеристики молотков промышленного изготовления определяются ГОСТ 11042-90 и 2310-77 в которых описаны практически все виды молотков и их назначение.

Многие производители выпускают ударный инструмент по собственным ТУ, в которых учитывается большинство требований, приведенных в общегосударственных стандартах. Изменения касаются использования новых сплавов, длины и формы рукояток улучшенной эргономики, смоделированных компьютерным способом, более точной обработки поверхности.

Типы и виды молотков

Молоток плотника

Отличается своей формой — задняя часть выполняется в виде «ласточкиного хвоста», гвоздодера. В большинстве случаев, виды молотков и их применение можно безошибочно определить по дизайну. Как правило, они представляют собой инструмент двойного действия, с помощью которого можно выполнить несколько разнородных операций без привлечения других приспособлений.

Масса плотницкого молотка находится в пределах 300 – 800 граммов. Предназначены они для забивания гвоздей и клиньев, подгонки деревянных сопряжений. Рабочая поверхность гладкая или рифленая, плоская, задняя часть, гвоздодер, имеет различный угол изгиба — от его полного отсутствия до 100 – 120⁰ (так называемый «калифорнийский). Первое известное изображение плотницкого молотка привычного для нас вида датировано 1514 годом. Увидеть его можно на картине Дюрера «Меланхолия».

Используются плотницкие молотки при монтажных работах различных несущих и вспомогательных конструкций из дерева. Некоторые разновидности инструмента имеют специальные прорези на головной части для наживления гвоздей или намагниченный боек, удерживающий гвоздь в рабочем положении при работе одной рукой.

Столярные молотки

Инструменты высокой точности. Здесь требуется не столь большая сила удара, сколь точность. Производятся в широком диапазоне массы головной части — от 100 до 800 граммов с шагом в 50 граммов. Ударная часть в большинстве случаев — идеально плоская. Тыльная —  может представлять собой как гвоздодер, так и простой клин.

Рукоятки выполняются не только из дерева, встречаются металлические и стеклопластиковые, покрытые резиновыми или полимерными накладками для предотвращения соскальзывания руки.

Молотки слесарные

Очень похожи на столярные, но с клиновидной задней частью и слегка выпуклым бойком, закаленным до показателя в 45 – 50 единиц, что предотвращает повреждения при ударах по керну или зубилу. Диапазон масс такой же, как и у столярных, рукоятки тоже изготовляются из различных материалов, как правило, покрываются маслостойкими накладками.

Молоток каменщика

Под этим названием объединены различные виды молотков, отличительной особенностью которых является наличие плоской ударной части и специфической тыльной, предназначенной для скалывания и разбивания кирпича и различных каменных и бетонных материалов. Тыльная часть может иметь вид плоской или заостренной кирки. По этому признаку инструмент каменщика называется берлинским или женевским.

Работа с каменными и керамическими материалами требует повышенной прочности молотка, поэтому они цементируются или закаляются индукционным способом до твердости не ниже, чем у кузнечного молота. Среди универсального инструмента можно выделить молотки для нанесения декоративной насечки. Они получили название «бучарда», отличить их можно по наличию различного рода выступов, бугорков и вырезов на ударной части.

Как и в кувалдах, рукоятка молотка каменщика вставляется сверху и не расклинивается. На рукоять часто наносится разметка в виде линейки, облегчающая работу каменщика при подгонке кирпича для перевязки или кладки сложных архитектурных элементов.

Молоток плиточника

При монтаже керамической плитки большие механические нагрузки и ударные воздействия не применяются. Как и для столярного ремесла, здесь важнее точность. Вес молотка плиточника редко превышает 75 граммов, ударная часть закалена до высокой твердости. Применяются такие инструменты преимущественно для откалывания небольших частей кафельной плитки при подгонке по размеру. При использовании требуют точности и аккуратности.

Молотки кровельщиков

В зависимости от применяемого кровельного материала выбирается инструмент со стальным или полимерным бойком. Рукоятка обычно деревянная. В отличие от рихтовочных, тоже предназначенных для работы с листовым металлом, тыльная часть молотка кровельщика представляет собой заостренный клин, наподобие кирки. Он служит для пробивания отверстий в листе и отгибания фальцев и кромок.

Молотки для монтажа шиферных кровель отличаются от инструмента для металла — они оборудованы более широким бойком для шиферных гвоздей и гвоздодером специальной формы в тыльной части.

Рихтовочные молотки и киянки

Предназначены для выравнивания деформированных жестяных изделий, монтажа кровель, водосточных систем и прочих операций с листовым металлом. Как правило, изготовляются из резины или полиуретана, но есть и модели с металлической головной частью, оснащаемой сменными бойками из более мягкого материала.

Среди рихтовочных молотков пользуется популярностью безынерционная разновидность инструмента, совершенно не дающая отскока. Такие молотки выполнены с полой ударной частью, в которую засыпаны песок или мелкая дробь. Они полностью поглощают ответную энергию удара и молоток как бы «прилипает» к обрабатываемой поверхности.

Киянки предназначены для столярных или слесарных работ (разные виды). Они сделаны из твердых пород дерева, литой резины или полимерных материалов и предназначены для рихтования, выравнивания и подгонки крупных деталей, а также для работы с долотами, зубилами, клиньями, резцами. Ударная часть — прямоугольный параллелепипед, рукоятка — дерево или прочный пластик, фиберглас, металл, обычно круглого сечения.

Столярные киянки могут иметь цилиндрическую или бочкообразную форму, а слесарные — оборудоваться клиновидной тыльной частью. Для работ, требующих особой деликатности, бойковая часть молотка может дополняться кожаными, пластиковыми, резиновыми или каучуковыми накладками и насадками.

Кувалды и молоты

Одним из самых мощных инструментов является кувалда — массивный оголовок на длинной рукоятке. Используются кувалды для выполнения различных операций, где требуется большая сила удара и невысокая точность — дробления камней, бетона, забивания клиньев и стоек, кузнечной обработке крупных деталей. Увидеть кувалды можно на египетских и древнеримских фресках и картинах из жизни строителей. В некоторых случаях кувалды использовались как мощное и эффективное оружие.

Как правило, кувалды — инструмент двуручный. Но есть и разновидности для работы одной рукой в стесненном пространстве. Регламентируется производство кувалд ГОСТ 11401-75 и 11402-75. Масса рабочей части кувалд находится в пределах 8 – 10 кг, но может достигать и 16 кг.

Изготовляются кувалды методом ковки с последующей закалкой поверхности до 32 единиц. Кузнечные молоты дополнительно оснащается стальными накладками на ударной части. Небольшие кузнечные и строительные кувалды с массой головки до 2 кг закаливаются до 50 единиц по Роквеллу.

Сам оголовок кувалды представляет собой прямоугольный параллелепипед или имеет форму обычного молотка с клиновидной тыльной частью. Клин расположен перпендикулярно или параллельно продольной оси рукояти.

Посадочное отверстие кувалды и молота слегка коническое, со сужением к нижней части. Рукоять вставляется сверху и не требует расклинивания, вследствие такой формы всада соскальзывание массивной головки практически исключено. Длина рукоятки коррелируется с массой головной части и может достигать 120 см (преимущественно 80 – 90 см).

Экзотические типы молотков

Рассматривая специальные виды молотков и их назначение можно выделить еще немало разновидностей и модификаций, среди которых массово используются молотки:

Кроме них существуют и молотки очень узкой сферы применения, порой весьма необычной.

Молоток эксперта по бетону

Предназначен для определения твердости бетонных изделий, производится в нескольких разновидностях:

• Молоток Шмидта — базируется на измерении высоты отскока;
• Молоток Физделя — твердость бетона определяется глубиной оставленного  следа на поверхности сферической ударной частью;
• Молоток Кашкарова, самый точный из всех. Прочность бетона определяется по сравнению глубины следа на бетоне и контрольной металлической пластине, вставляемой с противоположной стороны бойка. От силы удара и скорости движения молотка точность определения не зависит.

Обратный молоток

Используется при кузовном ремонте автомобилей и работах с тонкой жестью. С обычным молотком имеет мало общего — это сложная система вакуумных присосок, крючков, втулок и прочих деталей, взаимодействующих между собой по достаточно непростой схеме.

Молотки декоротивные

Из вполне практического приспособления, извещающего хозяина о приходе гостей, дверной молоток, известный еще со времен Древнего Китая, превратился в изысканный аксессуар, использующийся более для декора. Представляет собой деревянную колотушку оригинальной формы, закрепленную на шнурке или шарнире на входной двери.

Молоток судей и аукционистов

Деревянный инструмент, предназначенный для привлечения внимания аудитории и извещения о завершении определенного этапа правосудия или продаж. По внешнему виду несколько напоминает киянку, но встречаются и весьма необычные изделия, предоставляющие подлинные произведения искусства.

Молоток невропатолога

Медицинский инструмент для определения различных нервных реакций поиска патологий. Изготовляется из нержавеющей стали и оснащается резиновыми или полимерными наконечниками по обеим сторонам симметричной головной части. Иногда комплектуется неврологической иглой, спрятанной в рукоятке.

Хирургический молоток

Используется для ударов по хирургическому долоту или стоматологическим инструментам. Изготовляется из нержавеющей медицинской стали, чугуна, латуни, оснащается полимерными накладками для снижения шума от удара.

Кроме названных инструментов встречаются и другие молотки узкого назначения:

• искробезопасные, из бериллия или алюминия;
• обойные;
• кухонные, для отбивания мяса;
• для укладки мозаики;
• бондарные;
• керновые;
• геологические;
• альпинистские;
• железнодорожные;
• скобозабивные.

Практически для каждой специальности и сферы деятельности, где предполагаются ударные воздействия, разработаны свои виды и разновидности молотков.

Разнообразие рукояток молотков

Кроме разнообразия форм и размеров головной части, молотки отличаются и рукоятками. Эта деталь инструмента играет не меньшую роль в его функциональности, определяя не только силу удара и скорость движения, но и уровень усталости работающего с молотком человека, безопасность использования инструмента и его долговечность.

Изготовляются рукоятки из твердых пород дерева, которым придается удобная и эргономичная овальная в поперечном срезе форма, удобная для захвата. Но, кроме твердости, от древесины требуется еще и определенная гибкость, для снижения силы отдачи, устойчивость к излому (вязкость), равномерная плотность. Наиболее подходят для изготовления рукояток следующие породы:

• граб;
• дуб;
• орешник;
• гикори;
• ясень;
• клен;
• береза (комель).

Экзотические виды молотков и молоточков могут изготовляться из красного дерева и других ценных пород.

Многие современные инструменты оборудуются рукоятками из различных видов полимеров, фибергласа, даже цельнометаллическими. Они непременно оснащаются виброгасящими накладками из мягкой резины или каучука, снижающими силу отдачи и повышающими трение между руками работающего и рукоятью.

Особенностью действия молотка является то, что максимальная часть его массы должна быть сосредоточена в районе головной части — в этом случае скорость ее движения будет максимальной при минимуме прилагаемых усилий. Оптимальное соотношение прочности рукоятки и ее веса — главное требование при производстве молотка любого вида.