Качает мехи или сам кузнец левой рукой, или его помощники. От рукоятки (п.3) через деревянное коромысло (п.4) и вертикальную тягу (п.7) движение передается на нижнюю подвижную доску (п.15) мехов. При движении доски вниз клапан (п.13) открывается, и воздух поступает в нижнюю камеру, а при движении доски вверх клапан (п.13) закрывается, а клапан (п.14) открывается и воздух перетекает в верхнюю камеру и далее через сопло в очаг горна.
Клинчатые мехи двойного действия дают спокойное дутье, в результате чего создается ровное пламя и заготовки нагреваются равномерно. В тех случаях, когда надо увеличить дутье, на верхнюю доску меха кладут груз (п.5), а к нижней подвешивают груз (п.12).
Рис. 1.1.16. Цилиндрические мехи.
В зависимости от размера горна и проводимых работ кузнецы применяли мехи разной длины: метровые, полутораметровые и двухметровые. Интересно отметить, что на изготовление одного меха шло от одной до трех воловьих или коровьих шкур.
К недостаткам клинчатых мехов следует отнести их громоздкость, быстрое изнашивание кожи из-за нагрева, относительно низкую производительность и трудоемкость процесса качания.
В настоящее время горн с кузнечными мехами можно увидеть не только в музеях, но и на различных кузнечных праздниках и фестивалях: так, на Международном фестивале в городе Ивано-Франковске (организатор проекта Сергей Полуботько – президент Союза кузнецов Украины) известный кузнец-оружейник Петр Федоряка всем посетителям демонстрировал работу «старинного» переносного горна с кузнечными мехами. Ана праздник кузнецов в Москве в парке Царицыно (организатор проекта Т. Бородина) кузнецы из «Сварога» (г. Клин) привезли горн на колесах с кузнечными мехами (фото 1.1.2), показывали его работу и даже поили чаем из самовара всех присутствующих. Кроме того, в парке были организованы другие площадки для ковки (фото 1.1.3), на одной из которых были размещены горны – один с электроприводом, другой с ножным механическим приводом. Наковальни установлены на деревянных колодах, стуловые тиски – на массивном столе, инструмент во время работы разложен и повешен на металлической стойке. На другой площадке (фото 1.1.4) была организована показательная ковка: известный московский специалист по подковам коваль Семен Рубцов, автор такой оригинальной работы, как «Учитель» (фото 1.1.5), «рассказывал» при помощи ручника, как куется подкова, а автор этих строк А.Навроцкий со школьником Ваней Садецким проводили уроки кузнечного мастерства (фото 1.1.6).
Более современными по сравнению с клинчатыми мехами можно считать цилиндрические мехи, которыми оснащались небольшие переносные горны (рис. 1.1.15). Принцип действия у них аналогичен действию клинчатых мехов, но их габариты значительно меньше. Постепенно мехи начинают заменяться вентиляторами с ручным (рис. 1.1.17) или ножным приводом (рис. 1.1.18). Преимущества их бесспорны: они значительно компактнее, имеют бо́льшую производительность и обеспечивают постоянную струю воздуха.
Рис. 1.1.17. «Ветрогон» с ручным приводом.
Рис. 1.1.18. Горн с вентилятором и ножным приводом.
В современных кузницах применяются различные по мощности вентиляторы и турбины с электроприводом. Частота вращения крыльчатки в вентиляторах средней производительности достигает 1000–2000 мин–1, что создает скорость истечения воздуха из фурмы до 50 м/с. К недостаткам этих устройств следует отнести повышенную вибрацию и шум, поэтому лучше выносить их за пределы кузницы.
Инструменты и приспособления
Кузнецу для работы необходимо большое число разнообразных инструментов и приспособлений. Все кузнечные инструменты по своему назначению делятся на опорные, ударные, подкладные, зажимные, захватывающие, мерительные и вспомогательные.
К опорному инструменту относятся: основные наковальни, наковальни небольших размеров для мелких работ и шпераки.
В настоящее время в РФ выпускается три вида наковален (рис. 1.1.19 а, б, в): безрогая массой 90–200 кг, однорогая массой 70–210 кг и двурогая массой 100–270 кг. Раньше выпускались наковальни и других типов с различными технологическими выступами, пазами и наклонными плоскостями для выполнения специальных видов работ.
Рис. 1.1.19. Типы наковален: а – безрогая; б – однорогая; в – двурогая: 1 – лицо; 2 – квадратное отверстие; 3 – хвост; 4 – скобы; 5 – стул; 6 – лапы; 7 – конический рог; 8 – незакаленная площадка; 9 – круглое отверстие.
Современные наковальни изготовляют обычно из стали 45Л методом литья. Наиболее удобна и универсальна в работе двурогая наковальня. Верхняя горизонтальная плоскость п.1 называется лицом или наличником, на ней выполняются все основные кузнечные работы. Поверхность лица термообрабатывается до твердости HRC 45–50 и шлифуется. Боковые грани наковальни должны образовывать с лицевой поверхностью угол 90°, а ребру следует быть довольно острым и не иметь сколов и заминов. На ребре проводят гибку изделий, раздачу материала, а также другие вспомогательные операции.
Конический рог (п.7) предназначен для гибки полос и прутков, а также раскатки и сварки кольцевых заготовок. В некоторых типах наковален имеется промежуточная прямоугольная площадка (п.8) между рогом и лицом, которая не закалена и предназначена для рубки на ней заготовок.
С противоположной стороны от рога расположен хвост (п.3), представляющий собой консольную прямоугольную пирамиду, он предназначен для гибки и правки замкнутых прямоугольных заготовок. В районе рога имеется круглое отверстие (п.9) диаметром 15–25 мм, которое используется при пробивке отверстий. Около хвоста расположено квадратное отверстие (п.2) размером 35 × 35 мм для установки подкладного инструмента (нижняков) и других приспособлений. В некоторых типах наковален делаются два круглых отверстия разных диаметров.
Снизу у наковальни – лапы (п.6), за которые она крепится специальными скобами (п.4) к чурбану – стулу (п.5) или металлической подставке. Для стула обычно берут массивный деревянный чурбан или пень от дуба, клена либо березы диаметром 500–600 мм. Можно набирать стул и из отдельных частей, стягивая их железными обручами. Если нет возможности подобрать необходимый чурбан, можно использовать металлические или деревянные бочки: их набивают песком, глиной, землей, хорошо утрамбовывают, а сверху кладут деревянную прокладку и на нее устанавливают наковальню.
Большое внимание следует уделить установке стула: он должен стоять вертикально и не вибрировать во время работы. Стул закапывают на глубину не менее 0,5 м, а землю вокруг него хорошо утрамбовывают. Верхний торец стула можно закрыть кровельным железом, что предохранит его от обгорания при попадании окалины или горячих обрубков заготовки. Высота стула зависит от роста кузнеца и определяется исходя из того, что плоскость лица наковальни должна быть на высоте 600–700 мм от уровня пола, а точнее – доходить до кончиков слегка согнутых пальцев стоящего кузнеца.
При легком ударе по хорошей наковальне раздается высокий, чистый звук, а молоток при ударе отскакивает от нее со звоном. На фото 1.1.7 а, б, в показаны наковальни и способы установки их на основание: а – на сварном основании вместе со стуловыми тисками, б – на деревянной колоде и в – на литой тумбе.
Рис. 1.1.20. Шпераки: а – для установки на основную наковальню; б – для вколачивания в землю.
Для мелких работ кузнецы применяют наковальни небольших размеров и массы (фото 1.1.8) или специальные наковальни – шпераки (рис. 1.1.20), которые устанавливают четырехгранным хвостовиком в квадратное отверстие в основной наковальне. Некоторые шпераки имеют удлиненную вертикальную стойку и вбиваются заостренным концом в деревянный чурбан или в землю. Изготовляют шпераки методом ковки из углеродистой стали 45–50 с последующей закалкой рабочей поверхности до твердости HRC 40–47.
К ударному инструменту относятся молотки – ручники, боевые молоты и кувалды (рис. 1.1.21). Ручник – основной инструмент кузнеца, с помощью которого он кует. Про кузнецов, работающих без помощников (молотобойцев), говорили, что они куют «в одну руку», и называли их «однорукими».
Рис. 1.1.21. Ручники (1–3), боевые молоты (4–6) и кувалда (7): 1 – с круглым задком; 2, 4 – с односторонними клиновыми задками; 3, 5, 6 – с двухсторонними клиновыми задками.
