Martillos Neumáticos Explicados: Tipos, Diseño y Funcionamiento

¿Qué son los Martillos Neumáticos (Power Hammers)?

Los martillos neumáticos (power hammers) son martillos de forja mecánicos que usan una fuente de energía eléctrica o vapor para levantar el martillo preparatorio al golpe y acelerarlo sobre la pieza trabajada. También llamados "Martillos de Forja a Matriz Abierta". Han sido usados por herreros, fabricantes de cuchillas, metalúrgicos y fabricantes desde finales de 1880, habiendo reemplazado a los martillos de caída (trip hammers).

Diseño y Operación

Un martillo neumático típico consiste en un bastidor, un yunque, y un ariete reciprocante que sostiene una cabeza de martillo o matriz. La pieza se coloca en el yunque o matriz inferior y la cabeza o matriz superior golpea la pieza.

El martillo neumático es descendiente directo del martillo de caída, diferenciándose en que el martillo neumático almacena energía potencial en un arreglo de enlaces mecánicos y resortes, en aire comprimido o vapor, y por el hecho de que acelera el ariete en la carrera descendente.

Esto proporciona más fuerza que simplemente permitir que el peso caiga. Predecesores como martillos de caída, martillos de vapor, martillos de tabla o correa, usaban la fuente de energía para levantar el ariete o cabeza de martillo, pero lo dejaban caer solo bajo gravedad.

Los martillos neumáticos se clasifican por el peso de las partes móviles que actúan directamente sobre la pieza. Esto incluye el peso de las partes que pueden consistir en la matriz superior, ariete, brazos de enlace mecánico y resorte(s) o ariete, pistón y bielas asociadas. Los elementos de diseño específicos son dictados por la fuente de energía. El martillo neumático más grande era accionado por vapor y clasificado en 125 toneladas cortas (113 t).

Tipos de Martillos Neumáticos

Hay varios tipos de martillos de forja neumáticos ampliamente usados en el mercado.

• Martillos Neumáticos (Pneumatic Hammers)
• Martillos de Vapor o Aire (Steam or Air Hammers)
• Martillos Helve (Helve Hammers)
• Martillo Hidráulico de Potencia (Hydraulic Power Hammer)
• Martillos de Palanca-Resorte (Lever-Spring Hammers)

1. Martillo Neumático de Potencia

Los martillos neumáticos de potencia son una forma típica de dispositivo mecánico responsable de llevar el cilindro en el que trabaja el pistón. Este pistón se encuentra conectado al eje principal del motor con ayuda de una manivela y un mecanismo de biela. Una palanca manual también está involucrada que opera la válvula de aire.

La válvula de aire se proporciona a través de los diferentes cilindros. Otro pistón también trabaja dentro del cilindro que lleva el macho (tup) en su parte inferior y se desliza en guías fijas. Para hacer mover el macho, el pistón en el cilindro se mueve hacia abajo para crear vacío sobre el pistón dentro del otro cilindro. Esto es responsable de proporcionar un efecto de succión en el pistón debido a lo cual el macho comienza a subir.

Cerca del final de la carrera ascendente del pistón en el cilindro, el aire es forzado de un cilindro a otro donde el aire se comprime debido a la carrera ascendente del pistón. Esto es responsable de forzar el pistón y así mover el macho hacia abajo con alta velocidad. Esta operación se repite regularmente y se obtienen los golpes requeridos.

2. Martillo de Vapor o Aire

Un martillo de vapor se refiere a aquellos que pueden ser accionados por el efecto de vapor o aire comprimido. Estos son dispositivos que incluyen un ariete móvil, vástago, pistón, herramienta de elevación, cilindro de vapor de doble efecto de alta presión, bastidor o carcasa, y yunque.

Estos son martillos de forja donde el vapor entra inicialmente y luego en la parte inferior del cilindro; el pistón se eleva hacia arriba junto con las otras partes móviles. La cantidad de fuerza se considera 3 m/s mientras que la masa de las partes móviles es casi 5000 kg.

Cuando se requiere el golpe, la palanca se energiza automáticamente donde la válvula deslizante superior se abre para recibir vapor desde arriba del cilindro y el vapor de escape que permanece en la parte inferior. Así, se obtienen los golpes requeridos.

3. Martillo Helve

Un martillo helve también se refiere a un martillo de caída o basculante (trip or tilt power hammer) que es un martillo grande accionado. Estos son tipos de martillos de forja donde más de un martillo helve se instala en una forja que también se refiere como molino de martillos.

Estos martillos de forja normalmente se levantan con una leva que se suelta repentinamente para dejar caer la fuerza de gravedad. Los martillos helve son dispositivos mecánicos que son mayormente accionados hidráulicamente por una rueda de agua.

También se usan para hacer bloques (blooms) de hierro en hierro en barra más trabajable en fraguas de refinación.

4. Martillo Hidráulico de Potencia

Los martillos hidráulicos también se denominan prensas hidráulicas que usan 200 a 300 veces mayor presión de aceite comparada a la presión atmosférica en un cilindro hidráulico. Las prensas hidráulicas se aplican en forjados pesados que consisten en una prensa y un accionamiento hidráulico. La tasa de producción en prensas hidráulicas se observa más rápida comparada a otras forjas con martillo a través de las cuales se completa la acción de apriete única.

El martillo hidráulico se encuentra con bajo ruido y vibración ya que en estos dispositivos la velocidad, baja presión y carrera de la matriz, son controladas automáticamente. Las prensas que pueden proporcionar una fuerza de 75,000 toneladas son bastante comunes hoy. Las prensas hidráulicas se usan en industrias de forja que van desde 1,000 a 10,000 toneladas. Estas prensas se usan mayormente para producción de tuercas, tornillos, tornillos y remaches.

5. Martillo de Palanca-Resorte

Un martillo de palanca-resorte es un tipo bastante ligero de martillo de potencia usado mayormente para forjados pequeños. Estos tipos de martillos consisten en un bastidor pesado con una proyección vertical en su parte superior que actúa como alojamiento para cojinete en el que se encuentra oscilando el resorte laminado.

Hay dos extremos de este resorte donde un extremo es responsable de llevar una biela y el otro un macho vertical. El macho es responsable de llevar el peso y se mueve verticalmente hacia arriba y abajo dentro de guías fijas.

La biela está unida con una chaveta excéntrica en su extremo inferior. Además, la chaveta excéntrica está conectada a la rueda de manivela que es responsable de operar el martillo y presionar el pedal hacia abajo.

Esto es lo que hace girar la chaveta a través de la rueda de manivela y por tanto el resorte laminado empieza a oscilar en el cojinete. Esta oscilación continua del resorte lleva al macho a moverse hacia arriba y abajo. Por tanto, se proporcionan los golpes requeridos en el trabajo y la palanca manual se opera para ajustar la carrera de la biela y la intensidad de los golpes.