Az elektropneumatikus kalapácsokhoz tartozó vésők élei

A véső alapvetően egy ék, akárcsak a kés. Az ék egy háromszög keresztmetszetű test, és leggyakrabban egyenlő szárú háromszög, ahol két azonos hosszúságú oldal az ék szögét zárja be (1. ábra), ami azonban a két tárgy esetében teljesen eltérő.

Ezért azokat a vésőket tekintjük élesnek, amelyeknek az élszögei megfelelőek. Ezek a szögek pedig elsősorban a megmunkálandó alapanyagtól függnek.

Lehet, hogy az automatizálás és robotizálás korában furcsának tűnik számunkra (bevallom, nekem is), de az ék egy gép. Pontosabban - az egyszerű gépek kategóriájába tartozik néhány közeli társával együtt, mint például az egyoldalú emelő vagy a hengerkerék.

1. ábra. Az ék metszetben - egyenlő szárú háromszög két azonos a,b oldallal, amelyek α szöget zárnak be

2. ábra. Vonzó férfi éles szakócával

A szakóca a régebbi paleolitikumból származó jól ismert eszköz. Nem is gondolnánk, de Darwin egyik elmélete szerint a szakócák a legkorábbi művészeti alkotások, és előállításuk a kommunikáció egyik eszköze volt. A férfiak azért is készítették őket (2. ábra), hogy a nők előtt felvágjanak velük. A nők pedig értékelték a férfi finommotorikus képességeit, lelkiismeretességét, kitartását és az anyagokhoz - vagyis a szakóca előállításához szükséges és számukra akkoriban igen értékes nyersanyagokhoz - való viszonyát.

Az éknek sok közös vonása van a ferde síkkal, a ferde síknak pedig sok közös vonása van a csavarral. A csavar ugyanis tulajdonképpen egy feltekert ferde sík, és a menet emelkedése nem más, mint a "dőlés", azaz a ferde sík szöge. Legalább látjuk, hogy a technikai dolgok hogyan függnek össze. Hiszen a mindennapi életben ki gondolná, hogy a vésőnek és a csavarnak van valami köze egymáshoz?

Az őseink bizonyára nem tudták, hogy mekkora erőt képesek kifejteni az ékre mért egyetlenegy ütéssel (3. ábra).

Egy ilyen ütés erőinek pontos kiszámítása természetesen lehetséges, de bár egyszerű gépekről van szó, a számítások mégsem olyan egyszerűek. Fel kellene frissítenünk a goniometriai függvényekről szerzett ismereteinket, hiszen ehhez elkerülhetetlenül szükség van a tangens, a szinusz és a koszinusz fügvényekre. Ezért megpróbáljuk nélkülözni őket, bár egy kis matematika azért lesz benne.

Mindenki, aki hasított már fát, és ráadásul kénytelen volt ékeket használni, tudja, milyen nehéz munka ez.

De tudta-e, hogy egy közepesen erős ember egy 7 kg-os nehéz "pöröllyel" és egy megfelelő ékkel egyetlen jól irányzott ütéssel 10 000-15 000 kilopond erőt képes kifejteni? Egyszerűen fogalmazva, ez 10-15 tonna erőnek felel meg egyetlen ütéskor!

3. ábra. Az ékre mért ütés megkönnyíti a munkát

4. ábra. Az ék elve

A munkás által az ékre kifejtett F erő (4. ábra) az alaptestre ható Fg terhelést az ék méreteivel azonos arányban egyenlíti ki:

Az F erőt könnyen kiszámíthatjuk az oldalak arányából egyszerű gondolkodással. Tegyük fel például, hogy egy Fg = 300 kg tömegű súly nyomja az éket, amelynek hossza a = 5 m, szélessége pedig b = 1 m. Mekkora erővel kell a munkásnak az éket nyomnia ahhoz, hogy a rendszer egyensúlyban legyen?

Mivel az a:b arány 5:1, akkor a munkás által kifejtett erő is ötször kisebb, mint 300kg = 60kg. Ha ez az ék 10 m hosszú lenne, és a szélessége változatlan maradna, akkor a munkásnak csak 30 kg erővel kellene tolnia az éket.

Tehát az ék mechanikai előnye az a tényező, amellyel megsokszorozzuk az erre a gépre ható erőt. Ez a bemeneti és a kimeneti erő aránya (5. ábra). A nagy területre irányított bemeneti erő az éknek köszönhetően sokkal kisebb területre koncentrálódik.

Minél élesebb az ék, annál kisebb erőfeszítésre van szükség ugyanannak az erőnek a létrehozásához, bár hosszabb úton. Vagy másképp fogalmazva - minél élesebb az ék, annál nagyobb erőt fogunk tudni kifejteni ugyanazzal az ékre kifejtett erővel. Így egy hosszabb és vékonyabb éknek nagyobb mechanikai előnye van, mint egy rövidebb és szélesebb éknek.

Az ék keskeny (éles) oldalát előlapnak nevezzük. A vésők esetében az él kifejezést használjuk. Az ék hátára ható erő az oldalfalakra merőleges irányban oszlik el. Vésőknél az ék háta helyett a véső feje kifejezést használjuk - ez valójában az ütőfelület.

5. ábra. Bemeneti erő (A) és kimeneti erők (B)

6. ábra. Éles ék (A) és tompa ék (B): az erők vektoros eloszlása

A véső fejére ható ütés ereje átadódik az élnek, amely a ferde oldalak - a ferde síkok - mentén erőt fejt ki a munkadarabra, ami a munkadarab hasadását vagy szétvállását okozza.

Ez az erő az oldalfalakra merőleges irányban osztódik el, és ezek az összetevők nagyobbak, mint a bemeneten fellépő erő - és, mint már tudjuk, függnek az oldalfalak által bezárt szögtől - minél kisebb a szög, annál nagyobbak az erők (6. ábra).

Az elektro-pneumatikus kalapácsok vésőélének (7. ábra) szerepe a megmunkálandó anyag szerkezeténk megbontása, amelybe aztán a vésőhegy élesebb része behatol, és leválasztja a megmunkálandó anyag egy részét.

A leválasztott munkadarab mérete függ a fúrókalapács paramétereitől - egy kis vésővel és SDS-plusz fúrókalapáccsal 2 Joule ütési energiával kisebb munkadarabrészeket választunk le, mint egy nagyobb vésővel és SDS-max vésőkalapáccsal vagy kombinált SDS-max fúrókalapáccsal 10 Joule ütési energiával.

7. ábra. A véső éle, az anyag felületének megbontása és az azt követő behatolás

8. ábra. A hegyes és a lapos véső szögei

A meghatározott élszög nagymértékben függ a munkadarab jellemzőitől. Bizonyára észrevette, hogy a fejszének kisebb az élszöge, mint a hasító éknek. A túl keskeny ék mélyen belehatolna az anyagba (= nagy felület, nagy súrlódás...), a túl kicsi szög pedig azt eredményezné, hogy az ék "beszorulna" a hasítandó fába, amit csak nagy erőfeszítéssel lehetne kiszabadítani. Az ék "beékelődött" - halljuk gyakran, ez a találó kifejezés erre az állapotra.

A betonba való vésők sem véletlenszerű geometriájúak. A rövid, kb. 60°-os élszög kb. 20°-os szögbe megy át. Ezek az értékek optimálisak a betonba véséshez, és (legalábbis megközelítőleg) be kell tartani őket.

Figyelje meg, hogy mind a hegyes, mind a lapos véső (8. ábra) élszöge az élnél azonos.

Nézze meg a kofferben, hogy van-e benne a 9. ábrán láthatóhoz hasonló véső.

Nyilvánvaló, hogy ilyen vésőkkel nem fogunk jó termelékenységet elérni - jól előkészített véső nélkül nem érjük el a szükséges hatékonyságot, függetlenül attól, hogy milyen kalapácsunk van. Az ilyen tompa vésőket csak hőkezeléssel tudjuk "felújítani".

Pedig elegendő a vésőt rövid ideig, de többször, folyamatosan élezni. Ehhez az építkezés harci körülményei között elég, ha kéznél van egy kis sarokcsiszoló 40-es vagy 60-as szemcseméretű fibertárcsával. Csak csiszoljuk át vele röviden a hegyet, és próbáljuk meg legalább egy kicsit betartani az előírt szögeket.

9. ábra. Példák „éles“ vésőkre