Молоток - инструмент настолько распространенный, что с ним знаком любой человек. Однако не каждый сможет рассказать о различиях в конструкции молотков и понять, какие из них для каких работ предназначены. И вообще, что можно говорить о таком простом инструменте, который состоит всего лишь из головки и рукоятки, и которым человечество пользуется уже сотни лет? Оказывается, можно.
Молотки используются для производства самых разных видов работ. Для общестроительных, ремонтных и отделочных, для слесарно-монтажных и слесарных работ. Для кровельных и рихтовочных, для всякого рода работ по дереву и т.п.
Такое разнообразие применений молотков, предполагает наличие большого количества их вариантов. Поэтому молотки различаются как по форме, так и по материалам, из которых они изготовлены. Так для изготовления головок молотков применяются инструментальные и легированные стали, цветные металлы, разнообразные виды резин и пластмасс, кожа и твердые породы дерева. Также из разных материалов изготавливают и рукоятки молотков. Рассмотрим разнообразие молотков более подробно.
МОЛОТКИ СТАЛЬНЫЕ
Все молотки состоят из трех основных частей - головки, ручки и соединяющего их узла крепления.
Для изготовления головок стальных молотков обычно используют стали марок У7, У8, 40Х, стали марок 45, 50 или 60. Головки дешёвых молотков изготавливают литьём или вырубкой из проката. Литые молотки можно применять лишь для лёгких работ, предполагающих несильные удары. Так как, из-за наличия внутренних дефектов литья и напряжений, достаточно велика вероятность разрушения молотка. Вырубленные молотки, хотя и лучше литых, и обычно дополнительно закаливаются, но особой прочностью тоже не отличаются. Поэтому при производстве головок высококачественных молотков обязательным является технологический процесс ковки, уплотняющий структуру металла и придающий ему однородность, что повышает прочность и износостойкость.
ГОЛОВА МОЛОТКА
В головке молотка можно выделить три части (рис.1): - боек, тело и носок. В теле имеется овальное отверстие (всад), в котором надежно фиксируется ручка.
Рис.1 Стальная головка молотка общего назначения:
1 - боёк, 2 - всад, 3 - носок
С помощью термической обработки (чаще всего селективной закалкой токами высокой частоты) разным частям головки инструмента придают различную твердость. Боек - та часть молотка, которую используют наиболее интенсивно, поэтому его закаливают до твердости 52-58HRc на глубину до 3мм. При этом тело головки вокруг всада должно иметь твердость приблизительно 35HRc, а носок головки около 46HRc. Такая селективная закалка обеспечивает бойку прочность и препятствует образованию деформаций на его гранях. Носок головки, подвергающийся меньшим нагрузкам, имеет меньшую твердость, а тело головки обладает повышенной вязкостью, предотвращающей раскалывание головки при сильных ударах. По российским стандартам рабочие поверхности головки слесарного молотка (боек и носок) должны иметь твердость 50,5 ... 57HRс.
После термической обработки головка молотка обычно шлифуется и на неё наносится защитное покрытие. Чаще всего это покрытие цинком, оксидирование или фосфатирование с дальнейшим промасливанием, но достаточно часто встречается просто окрашивание нитроэмалью и нанесение нитроцеллюлозного лака. Кроме защиты от коррозии такие покрытия придают инструменту и привлекательный внешний вид.
У стальных молотков общего назначения (их часто называют ещё «слесарные») принято различать следующие типы головок (рис.2):
- американский тип (в российской документации часто обозначается «Тип 1»), известен в России достаточно давно, но в последнее время уже менее распространён;
- германский тип (иногда его называют немецким), к этому типу относится большая часть слесарных молотков (в российской документации обозначается «Тип 2»);
- британский тип, на нашем рынке менее распространён (в российской документации обозначается «Тип 3»), круглая форма его носка позволяет эффективно выполнять определённый ряд работ;
- французский тип наиболее пригоден для выполнения точных ударов носком, но на российском рынке встречается относительно редко.
Рис 2. Типы головок стальных молотков общего назначения
При сравнении разных типов молотков следует учитывать, что в большинстве случаев рабочие свойства этих молотков практически одинаковы. Удары бойком круглой или квадратной формы не различаются по их точности или силе. Здесь главную роль играет вес головки молотка, соответственно именно по этой важнейшей характеристике принято классифицировать молотки. В странах, пользующихся метрической системой измерений (в том числе и в России), вес головки выражается в граммах (г), и за стандарт принят следующий весовой ряд. Вес головки молотка в граммах:
50г, 100г, 200г, 300г, 400г, 500г, 600г, 800г, 1000г, 1500г, 2000г.
К модификациям стальных молотков, востребованным в основном в строительстве, относится и целый ряд специальных молотков - строительных. Например: молоток - гвоздодёр (рис.3а), молоток - кирочка (рис.3б), молоток каменщика (рис.3в), молоток кровельщика (рис.3г) и другие. Эти молотки предназначены для соответствующих работ и поэтому имеют характерного вида головы, вес которых обычно отличается от размерного ряда для обычных (слесарных) молотков. Как правило, он немного больше.
Рис 3. Головки некоторых специальных молотков
РУЧКА МОЛОТКА
К ручке молотка предъявляются два основных требования:
- высокая механическая прочность;
- эффективное поглощение вибраций, возникающих при ударах.
Хорошая ручка должна быть ещё и эргономичной. Ручки молотков могут быть выполнены из древесины, из синтетических материалов или из стали.
Деревянные рукоятки изготавливаются из лиственных пород деревьев, обладающих твёрдой древесиной. Кроме прочности такая древесина хорошо поглощает колебания, возникающие при ударе, и не передает их на кисть руки, держащей молоток. В России чаще всего используют березу (самый доступный и дешёвый вариант), однако подходят также бук, граб, кизил, ясень и рябина. Большинство специалистов лучшим для этой цели считают американский орешник (гикори). Простейшей, давно устаревшей формой рукоятки, чаще всего встречающейся у большинства дешёвых отечественных молотков, считают прямую, овальную в сечении. Но она не эргономичная, поэтому уже при недолгой работе вызывает усталость и натирает ладонь. Более современная цилиндрическая ручка имеет два утолщения (в середине и на конце), а в сечении представляет эллипс, более вытянутый со стороны направления движения при ударе. Такая рукоятка эргономичнее, лучше гасит вибрацию, чем просто вытянутая цилиндрическая рукоятка, вследствие чего рабочий меньше устает.
Улучшающим дополнением деревянной ручки является наличие предохранительного "воротничка" (другое название - протектора) (рис.4), выполненного из стали или из ударопрочной пластмассы. Он предохраняет ручку молотка от поломки или сколов при случайном промахе.
Рис.4. Предохранительный «воротничок» на деревянной ручке молотка
Отметим, что головка молотка служит гораздо дольше, чем его ручка из дерева, поэтому ведущие производители продают деревянные рукоятки и как отдельный товар.
Синтетические материалы, из которых изготавливают рукоятки молотков, в основном представлены стеклопластиком. Данный композитный материал состоит из пластика армированного стекловолокном, и обладает высокой механической прочностью (приблизительно в десять раз выше, чем у древесины). Его легко обрабатывать. Он устойчив к воздействию ультрафиолета, масел, бензина и прочих растворителей, а также неплохо гасит вибрацию, хотя немного хуже, чем древесина. Очень важно, что стеклопластик совершенно не подвержен гниению и усыханию, а ведь именно в этом состоит главный недостаток древесины. За рубежом данный материал называют фибергласс, что в переводе с английского означает стекловолокно. Для повышения прочности иногда внутри ручек из стеклопластика по продольной оси размещают ещё и стальной ст ержень.
Следует понимать, что применяемый фибергласс может существенно отличатся качеством и, соответственно, ценой. В основном это отличие зависит от подбора оптимального соотношения между количеством и типом пластика, и количеством стекловолокна. То есть, молотки внешне могут выглядеть одинаково, но на практике сильно отличаться по прочности из-за качества стеклопластиковой рукоятки.
Стальные рукоятки в чистом виде у молотков для общестроительных работ встречаются редко. Обычно такие молотки входят в наборы для небольших домашних ремонтов, что предполагает их не частое использование. А вот получившие широкое распространение молотки со стальными ручками обязательно имеют какие-либо конструктивные особенности, применяемые для гашения колебаний. Это свидетельствует о высоком качестве молотка. Так, чтобы обеспечить поглощение энергии от удара, у цельнокованого молотка (у такого молотка головка и ручка составляют единое целое) в рукоятке делают выборку, в которую вставляют деревянный клин на резиновой прокладке. А в молотках с полой стальной рукояткой всё её внутреннее пространство заполняют материалом, хорошо гасящим вибрацию (дерево, резина и др.).
Важно отметить, что ручки из стали и стеклопластика всегда дополнительно покрывают формованным объемным чехлом из мягкого эластомера. Такой чехол улучшает поглощение колебаний, возникающих при ударе, и придаёт рукоятке эргономичные свойства. Такими же чехлами обязательно снабжают молотки, у которых головка и ручка выкованы из одной заготовки (цельнокованые).
В последнее время всё более распространённой становится ещё одна разновидность рукояток молотков - многокомпонентные рукоятки. Такие рукоятки, как понятно из названия, состоят из нескольких материалов. Причём, многокомпонентной может быть как непосредственно сама рукоятка (например, основа - фибергласс и дополнительные вставки из мягкого эластомера (рис.5а), так и чехол, надетый на рукоятку из жёсткого материала (рис.5б).
Рис.5 Молотки с многокомпонентной рукояткой
Многокомпонентные рукоятки являются наиболее эргономичными и создают максимальную комфортность при длительной работе. Правда их производство сложнее и дороже, поэтому молоток, оснащённый такой многокомпонентной рукояткой, будет всегда иметь большую стоимость, по сравнению с аналогом, имеющим рукоятку из одного материала.
КРЕПЛЕНИЕ ГОЛОВЫ МОЛОТКА
Огромное значение имеет крепление головы молотка к ручке. Для надежной фиксации рукоятки используют различные приёмы (рис.6):
- а) расклинивание одним или несколькими металлическими клиньями, которые забиваются в торец ручки, вставленной во всад. Клин имеет обратные зазубрины (заершен), препятствующие его выходу из ручки. Часто клину придают сложную (в сечении) форму;
- б) расклинивание с дополнительной заливкой клеем. Ручка вставляется и расклинивается во всаде так, чтобы образовалось углубление между её торцом и верхним краем всада. Затем это углубление заливается эпоксидным клеем, который страхует клин от выпадения и предохраняет ручку от воздействия влаги.
- в) применение крепежных элементов. Полый конусообразный клин, "заершенный" по его внешней поверхности, забивают в ручку. В ее торец сквозь клин (по его центру) вворачивают длинный шуруп со стягивающей шайбой;
- г) крепление на эпоксидный клей. Применяется для крепления фиберглассовых рукояток и как дополнение при креплении с помощью клина. Современные клеи и технологии позволяют получить высоконадёжное соединение, не подверженное внешним воздействиям (влажность, сухость и т.п.);
- д) крепление ручки "на протяг". В этом случае деревянная или фиберглассовая ручка имеет коническое расширение на одном конце, максимальный диаметр которого больше размера всада. Ручка протягивается тонким концом через голову молотка до расширения и заклинивается в ней. При работе молотком силы инерции направлены в сторону расширения ручки, поэтому происходит «самонасадка» головы инструмента;
- е) крепление запрессовкой. Применяется для крепления металлических ручек. Ручка соединяется с головой молотка путём запрессовки через втулку из мягкой стали.
- ж) крепление развальцовкой. Также применяется для крепления металлических ручек. Выполненная из трубки ручка опрессовывается под форму всада, вставляется в голову и развальцовывается с наружного конца.
- з) крепление сваркой. Очень редко встречающийся вариант, используемый только в особопрочных конструкциях, с обязательным применением эффективных систем гашения вибраций. Не следует путать с «кустарными» самоделками (молотками), когда кусок металлической арматуры приваривают к голове молотка.
Рис.6 Типы крепления ручки в головке молотка
Именно прочность фиксации головы молотка является основным измеряемым параметром для определения соответствия молотка международным стандартам безопасности для ручных инструментов. Кроме того, при изготовлении молотка необходимо выдерживать между продольными осями его рукоятки и головы угол в 90°, так как от соблюдения правильности данного значения зависит точность наносимых молотком ударов.
Государственные органы по сертификации инструментов проводят испытания на срыв головы молотка с рукоятки. Для этого на специальном станке к голове молотка, рукоятку которого надёжно закрепляют, прикладывают контролируемое усилие срыва, соответствующее предписанным стандартом нормам. Например, для инструмента весом 300г данное усилие должно быть не ниже 400кг. Обычно молотки известных фирм-производителей профессионального инструмента выдерживают усилие, в четыре-пять раз превышающее заданное стандартами. В лаборатории нашей компании подобные испытания регулярно проводятся для контроля качества предлагаемого нами инструмента.
Часто на практике многие мастера легкомысленно подходят к вопросу фиксации головы молотка, поэтому нередко можно встретить инструменты, в которых рукоятка расклинена в голове гвоздём или другим подручным материалом, не имеющим обратных зазубрин. Использование такого молотка иногда приводит к серьезным травмам.
