Вентиляционные установки в кузницах имеют задачей борьбу с поступающими в помещение дымом, пылью, вредными газами (окись углерода и сернистый газ) и избыточным: теплом. В усовершенствованных кузницах с печами для нагревания изделий эта задача очень облегчается, однако кузницы с открытыми горнами имеют большое распространение и в них вентиляция особенно важна. Вентиляционное устройство кузницы состоит из следующих частей: 1) устройство для дутья к горнам — вентилятор, воздуховод, сопло (дутьевой наконечник воздуховода), 2) отсасывающее устройство — приемный зонт (колпак над горном), вытяжная труба и побудитель тяги (дефлектор или вентилятор), 3) приточная установка. Для дутья к горнам применяются вентиляторы высокого давления, описанные выше, причем воздух забирают как снаружи, так и изнутри помещения. Воздуховоды от дутьевого вентилятора к горнам подводятся обычно в подпольных каналах, и так как воздух в них движется с большой скоростью, а диаметр труб сравнительно невелик, то иногда для дутьевого воздуховода пользуются дымогарными трубами (отопительными), которые можно заделывать под полом без устройства для них каналов. У самого горна на воздуховоде ставится задвижка или клапан с длинной ручкой, выведенной для удобного пользования к передней стороне горна. Дутьевое сопло имеет одно или несколько отверстий для выхода воздуха, иногда наконечник воздуховода отливается чугунный со сборником для шлака внизу и отверстием для чистки, имеющим крышку с противовесом. Зонт над горном устраивается таким образом, чтобы край зонта был на таком же расстоянии от дутьевого сопла, на каком зонт поднят над горном; устройство горна дано1 на фиг. 257, на которой изображена типовая конструкция кузнечного горна с основными размерами. Укрытие горна должно быть по возможности полным; поэтому нерабочие стороны его закрываются наглухо, а на рабочих сторонах на зонте делаются откидные фартуки, которые должны открываться лишь в случае необходимости.
Зонт должен переходить плавно к вытяжной трубе, которую делают прямой; в типовом горне диаметр трубы 500 мм, высота 4 — 5 м и наверху дефлектор «Шанар-Этуаль». На высоте 0,5 — 1,0 м над зонтом в трубе устраивается дроссель-клапан, который может быть закреплен в любом положении. Для лучшего улавливания дыма зонт устраивается с дополнительными приспособлениями: 1) двойной активированный зонт (фиг. 258, а); в этом случае дым, выбивающийся из-под первого зонта, подхватывается тягой, которая образуется в щели между стенками зонта; 2) двойная труба (фиг. 258, б); кроме вытяжной трубы делается вторая труба длиной около 1 м, которая может спускаться вниз на блоках; высота подъема 0,5 — 0,7 м; внизу иногда делают раструб; спускная труба снабжена противовесом, железным ящиком в виде кольца вокруг трубы, в который для груза насыпается песок.
При проходе вытяжной трубы через перекрытие должны быть приняты противопожарные меры. Труба нигде не должна касаться деревянных частей здания и иметь надежную изоляцию, например в виде обмотки асбестовым картоном, устройства футляров, наполненных песком и т. п. Побудителем тяги в кузницах принят преимущественно дефлектор «Шанар-Этуаль»; в случае применения вентилятора вытяжку устраивают обычно одним из двух способов: 1) непосредственное засасывание дыма вентилятором, который пропускает дым через себя и называется в этом случае дымососом ; дымоходы от горна к вентилятору могут итти как вверх, так и вниз в подпольный канал (фиг. 259);
2) применение эжекции , т. е. создание тяги сильной струей воздуха, увлекающей за собой окружающий воздух; в этом случае вентилятор работает как дутьевой. Сужающийся воздуховод (сопло) выводится в вытяжную трубу (фиг. 260). Эжекцию включают при разжигании, а затем ее можно выключить, так как она не дает особых преимуществ при установившейся естественной тяге; иногда для эжекции пользуются дутьевым вентилятором, от которого дано ответвление воздуховода в вытяжную трубу; после разжигания горна вентилятор переключается на дутье.
Вытяжные устройства в кузницах работают нормально только при устройстве достаточной приточной вентиляции от центральной установки или местных агрегатов, установленных в самой кузнице. Приточный воздух зимой подогревается и объем его регулируется в зависимости от числа одновременно работающих горнов.
Назначение вентилятора для горна
Понять роль вентилятора можно, изучив принцип устройства горна. Он может быть установлен стационарно, а также иметь мобильную конструкцию.
Классический кузнечный горн стационарного типа состоит из рабочего стола, в центре которого устраивается углубление (гнездо), предназначенное для сжигания горючего.
В помещении горн должен иметь трубу с вытяжкой для отвода дыма.
Особенностью кузнечного горна является то, что металлическая заготовка располагается в непосредственном контакте с топливом.
За счет этого обеспечивается разогрев заготовок до пластического состояния, при котором металл легко поддается ковке. Температура в рабочей зоне горна должна быть не меньше 1000–1300 о С. Достигается она за счет сгорания топлива. Для поддержания процесса горения в этой зоне должен быть хороший воздухообмен, который обеспечивается с помощью вентилятора. Воздушная струя от него направляется в гнездо горна через сопло.
Вентилятор должен обеспечивать определенное давление воздуха.
Важно! От мощности вентилятора зависит эффективность обдува и процесса горения, влияющего на температуру в рабочей зоне.
На процесс горения влияет также вид используемого топлива. В качестве горючего используют топливо из кокса, древесного угля и газа. Редко применяют жидкое топливо из продуктов нефтепереработки, например, бензин или керосин.
Рабочее колесо
Сначала сделаем рабочее колесо. Само колесо состоит из лопастей, которые скреплены между собой, а посередине колеса должна быть ступица для крепления двигателя. В качестве колеса подойдет круг из любого материала (дерево, пластмасс и другие). Лопасти можно вырезать из нержавеющей стали необходимого диаметра и прикрепить к кругу любым удобным способом. Для простоты процесса изготовления может понадобиться чертеж с размерами. Вот приблизительный вариант чертежа:
Вот так выглядит самодельный вентилятор, хотя количество лопастей и размер может быть иным.
Рабочее колесо готово, теперь переходим к корпусу. Вентилятор будет иметь форму улитки, поэтому поддув, нередко называют улитка для горна.
Устройство промышленных вентиляторов
Изготовленные промышленным способом горны в основном снабжены центробежными (радиальными) вентиляторами для обдува воздухом. Они просты в устройстве и обеспечивают равномерный режим продувки.
Вентилятор для кузнечного горна такого типа часто имеет корпус, который выполнен в форме улитки. Его внутреннее устройство и принцип работы изображены на рисунке, где а) — это внешний вид, б) — устройство и расположение внутренних деталей.
Принцип работы «улитки» состоит в следующем:
- Внутри кожуха (3) корпуса вентилятора на оси размещено колесо вращения (1), снабженное лопастями (2).
- Форма лопастей и направление вращения колеса создают движение потока воздуха в трубу (4) в направлении зоны горения.
- Направление потока воздуха предусмотрено от расположенного в центральной части корпуса улитки отверстия к ее конечному витку, имеющему сужение. За счет этого напор воздуха усиливается.
Примером промышленного изделия является вентилятор распространенной марки VT1-2, выпускаемой под брендом «Blacksmith».
Он предназначен для обдува как стационарного, так и переносного горна с полностью открытой верхней частью. Диаметр для подсоединения трубы такого устройства равен 50,8 мм, питание осуществляется от сети в 220 В, мощность потребления — 150 Вт, рабочее колесо вращается со скоростью 3000/3600 об/мин.
Максимальный напор (давление) воздушной струи в подводящем отверстии равен 490 Па. Вентилятор имеет габариты 225х180х225 мм и вес 2.65 кг.
Корпус вентилятора выполнен путем литья и отличается повышенной прочностью. Работает аппарат практически бесшумно, легко подсоединяется к горну.
Детали и инструменты
Для его создания потребуются следующие детали:
- Электрический двигатель.
- Рабочее колесо (можно взять от центробежного вентилятора или сделать самостоятельно).
- 2 пластмассовых ведра.
- ПВХ труба.
Из инструментов потребуются:
- Отвертка или шуруповерт.
- Дрель.
- Нож или ножовка для вырезания отверстий.
Привод вентиляторов для горна
Вращение колеса вентилятора с лопастями осуществляется с помощью привода:
- электрическим способом;
- ручным усилием;
- комбинацией способов.
При использовании электрического привода вращение осуществляется с помощью электродвигателя, преобразующего энергию электричества в механическую энергию вращения.
Ручной способ предполагает простое вращение ручки редуктора планерного типа.
Этот вариант обычно является запасным и используется при отключении электричества и невозможности применения установленного электродвигателя.
На рисунке показаны приводы: а) — ручным способом, б) — с использованием электродвигателя.
1— ремень на шкиве;
2 и 3 — передающие шестерни;
4 — ручка вращения;
Обустройство кузницы: особо важные моменты
Сначала надо определиться, какие изделия вы собираетесь создавать, ведь именно от их размеров будет зависеть то, как будет выглядеть ваша будущая мастерская. Если нет необходимости изготавливать довольно габаритные «шедевры», то можно соорудить кузницу, потратив довольно скромные средства.
- Помещение — первый важный пункт, на котором надо остановиться, потому как есть строгое ограничение, и соблюдать его требуют правила пожарной безопасности. Дело в том, что кузнечная мастерская должна быть отдалена как от жилых, так и от хозяйственных строений. Требуемая площадь помещения — минимум 16 м 2 , дверь же должна открываться исключительно наружу.
- Пол кузницы требует особого внимания, ведь горючие материалы здесь строго противопоказаны. Если в давние времена в таких мастерских роль напольного покрытия исполняла основательно утрамбованная земля, то теперь оптимальным вариантом станет бетон или что-то подобное.
- Обеспечение вентиляции и обустройство звукоизоляции также важны. Если без принудительного вида первой работать будет попросту невозможно, то вторая сделает вас общим врагом — как домочадцев, так и соседей.
Если же нужного помещения пока нет, можно устроить кузницу или в гараже, или и вовсе под открытым небом, но в этом случае придется соорудить огнеупорный пол, навес от дождя и творить тогда, когда все окружающие разъехались по делам. Когда вопрос о помещении нашел приличествующий ответ, можно переходить к новой «головной боли» — заботе об инструментах и оборудовании.
«Голая» кузница — без горна — верх неприличия
Если изъясняться высокопарно, то можно сказать, что горн является сердцем кузницы, только там «сталь подчиняется покорно», превращаясь почти в пластилин. Устройство это простое: в горниле такой печи горит уголь, туда и помещают металлическую заготовку, которую разогревают до необходимой температуры. Самый маленький горн можно соорудить даже из консервной банки. И он позволит делать кованые вещи так же успешно, как и его солидный «коллега» по ремеслу. Правда, и размеры у них будут соответствующие.
Главная задача, возложенная на работу этого оборудования, — обеспечение довольно большой температуры для разогрева стали. Лучшим вариантом станет твердотопливный очаг, где используется уголь. Есть у него и конкурент — кузнецкий газовый горн.
Исполнение мечты: сооружаем горн
Этот рабочий инструмент состоит из стола, очага, фурмы и зонта.
Стол — надежная основа
Если вы решили делать основательный стационарный горн, то начать необходимо с сооружения стола, на котором находится очаг. Обычно высота его составляет 700-800 мм, но больше она зависит от роста мастера. Размеры такой столешницы определяют только габариты тех изделий, что будут подвергаться ковке: рабочая поверхность может быть и метр на полтора, и 1,5х2 м. Столешницу можно сделать из железобетона, кирпича или стального листа толщиной 4 мм. Корпус же сооружают из бревен, кирпича или камня. Внутрь этой «коробки» засыпают глину, песок или щебень.
Наковальня — верная напарница горна
Поэтому и располагаться она должна близко от него. Самой лучшей является двурогая ее разновидность. Горизонтальная площадка называется «лицом», поэтому его нужно беречь от всяких изъянов — только идеально отшлифованная поверхность гарантирует качество работы.
С одной стороны у наковальни расположен рог в виде конуса, здесь сваривают и раскатывают кольца. Недалеко от основания конуса находится круглое отверстие (15 мм), с помощью которого придается круглая форма изделиям. С противоположной стороны, где расположен «подбородок» нашего лица, гнут замкнутые прямоугольные детали. Тут тоже присутствует отверстие, но квадратное, его размеры — 30х30 мм.
Внизу у наковальни присутствуют 4 лапы, которые предназначены для ее крепления к основанию. Делается это скобами. Нужен этому инструменту и особый стул, изготовленный из дуба или березы, диаметр его должен быть порядка 600 мм. Для того, чтобы сделать подобие фундамента для наковальни, чурбак нужно углубить в землю на 50 мм, еще глубже — лучше. Это позволит избежать вибрации инструмента.
Корпус
Вот так поддув в виде улитки, выглядит на схеме. Чтобы его изготовить, на дне ведра, в центре делаем отверстие, которое должно быть немного больше, чем диаметр вала двигателя. Затем необходимо сделать крепления, как на фото или любые другие крепления, которые надежно зафиксируют двигатель так, чтобы он не вращался и не касался рабочего колеса.
После этого необходимо обрезать ведро так, чтобы оно было большей ширины, чем рабочее колесо. Далее обрезаем крышку, такого же диаметра, как ведро, а в ней проделываем круг в центре, который будет немного меньшего размера, чем диаметр внутри рабочего колеса.
Кузнечные стуловые тиски: соседи с наковальней
В кузнице без тисков обойтись нереально, ведь в них приходится зажимать заготовки. Соседствовать они должны с наковальней, поэтому деревянное основание для них выкапывается около нее. Сделать это надо так, чтобы рабочая плоскость наковальни была на одном уровне с губками тисков. Если нет возможности приобретения стулового инструмента, на время его можно заменить обычными, но надо «зарубить на носу», что обычный чугун не способен выдержать столь тяжелой работы.
Пошаговая инструкция по изготовлению самодельного поддува для горна
Кузнечный горн — это главный инструмент в кузнице, но чтобы создать в нем необходимую температуру топлива, потребуется, поддув для горна. В продаже существует множество моделей вентиляторов, но они весьма дороги, поэтому мы рассмотрим вариант, как сделать, поддув для горна своими руками. Такой вариант более экономный, да и требует минимум времени.
Остальные помощники кузнеца
Без подходящего инструмента любой кузнец не сможет называться таковым. К обязательной экипировке относятся:
- Боевой молот может весить до 12 кг, поэтому для работы с ним нужны обе руки. Бой головки подходит для основных работ, задок же принимает участие в разгоне стали по оси.
- Кувалда — тяжеловес, ее масса достигает 16 кг. Используется, если нужна большая сила.
- Ручник. Это небольшой молот (от 500 г до 2 кг) для основной работы. Для рукоятки используется рябина, так как эта древесина способна нивелировать отдачу от удара.
- Клещи — инструмент, захватывающий во всех смыслах. Только с его помощью можно вытащить будущие изделия из горна, и держать их во время ковки.
О том, как сделать кузницу в домашних условиях, лучше поинтересоваться на специальных форумах, где вам ответят подробно и профессионально. Или же можно пойти другим путем — посмотреть видео и начать действовать. Выбор за вами.
Изготавливаем кузнечный горн своими руками
Изготовить кузнечный горн своими руками — далеко не самая сложная задача. При этом вы получите возможность в домашних условиях создавать шедевры из металла. Конечно, делать горн своими руками есть смысл только в том случае, если вы собираетесь работать с металлом, ковать некие изделия.
Фото кузнечного горна
Кованые элементы активно используются в промышленности и обычном быту. Это могут быть как огромные сложные конструкции, так и простейшие маленькие поделки.
Чтобы иметь возможность ковать металл, необходимо наличие кузницы и устройства, которое будет разогревать металл до необходимой температуры в 1000-1300 градусов. Как этого добиться в домашних условиях? Правильно, нужно соорудить горн своими руками.
Устройство кузнечного горна как раз предназначено для нагрева металлических заготовок до высоких температур.
Горны имеют одинаковый принцип работы, а отличаются устройства только по типу используемого топлива. Это влияет на тип конструкции.
Современные кузнецы, предпочитающие работать в домашних условиях, используют кокс как топливо. Это обусловлено тем, что кокс обеспечивает высокую температуру при небольшом расходе, выделяет минимум отходов.
Нюансы самостоятельного изготовления
Как можно изготовить самодельный кузнечный горн? Для этого вам потребуются чертежи подходящей вам модели греющего устройства и помещение, где оборудование будет располагаться.
Горны отличаются по типам камер разогрева.
- Закрытые камеры разогрева. Они наиболее эффективные, поскольку минимизируют затраты топлива, обеспечивая отличный нагрев заготовок. Но сами заготовки ограничены по своим размерам, поскольку зависят от габаритов камеры.
- Открытые камеры разогрева. Такая конструкция предусматривает, что топлива насыпают на колосниковую решетку, а снизу обеспечивается подача воздуха. Заготовка из металла укладывается на горючее. Хотя расход топлива несколько больше, зато заготовки могут использоваться более крупные.
Как сделать кузнечный горн, дабы получить возможность ковать железо в домашних условиях? Рассмотрим каждый этап строительства конструкции.
Фото кузнечного горна сделанного своими руками
- Стол. Стол является основой самодельного горна. Чертежи показывают, что соорудить этот элемент достаточно просто. Обычно высота стола до 80 сантиметров, а для крышки используют металл толщиной 5 миллиметров. Рабочая поверхность стало может иметь различные размеры. Все зависит от того, с какими металлическими заготовками вы собираетесь работать. Другой вариант строительства стола — использовать уголки для создания рамы. Внутрь нее укладывается кирпич и колосниковая решетка. Решетку следует расположить по центру.
- Решетка монтируется в отверстие, выполненное в столе. Затем со всех сторон закрывается огнеупорный кирпич. Высоту стола подбирайте непосредственно под свой рост, чтобы конструкция находилась на уровне пояса.
- Поддув. Чтобы устройство горна работало эффективно, ему требуется качественный поддув воздуха. За счет кислорода повышается температура, металл начинает плавиться. В традиционных конструкциях горна использовали поддув с ножным приводом. Но сейчас у всех есть возможность использовать электричество, потому оптимальное решение — электровентилятор или старый пылесос. Пылесос подает воздух нужной силы. При наличии регулятора частоты оборотов вы получите шикарный самодельный горн.
- Теперь все элементы конструкции собираются в единую систему — самодельный металлообрабатывающий горн.
- На колосниковую решетку засыпьте необходимое количество топлива. Сначала воспользуйтесь щепками и средними дровами, после чего наступает черед кокса. Включите поддув, разместите над топливом вашу заготовку. Сверху на железо допускается подсыпка кокса в небольшом количестве. Если кокса нет или есть большие запасы отводов от древесины, вполне можете использовать их.
