ROZWÓJ

ROZWÓJ

KONSTRUKCJI KOŁA

KONSTRUKCJI KOŁA

WODNEGO I MŁOTA

WODNEGO I MŁOTA

Marcin Dudek

Marcin Dudek

Metalurgia gr.2

Metalurgia gr.2

KOŁO WODNE

KOŁO WODNE

Na świecie istnieje około 1,5 mld

km3 wody. Jest niezbędna do

życia, ale również stanowi wielki

magazyn energii, z którego

współcześnie pochodzi około

20% globalnej energii

elektrycznej.

POCZĄTKI...

POCZĄTKI...

Początkowo wykorzystywane były

Początkowo wykorzystywane były

jedynie do nawadniania pól

jedynie do nawadniania pól

uprawnych. Łopatki koła

uprawnych. Łopatki koła

odgrywały jednocześnie role

odgrywały jednocześnie role

czerpaków. Podnosiły wodę na

czerpaków. Podnosiły wodę na

wyższy poziom i wylewały ja do

wyższy poziom i wylewały ja do

odpowiedniego koryta

odpowiedniego koryta

drewnianego, prowadzącego do

drewnianego, prowadzącego do

kanałów nawadniających. 

kanałów nawadniających. 

Koło wodne składało się z

kilkunastu łopat

drewnianych

umocowanych na wspólnej

osi. Napędzało ono

mechanizm zbudowany z

ruchomych czerpaków

połączonych łańcuchem.

Czerpaki te w położeniu

dolnym wypełniały się

wodą. Następnie unosiły

się do góry, tam

przekręcały i wylewały

wodę do koryta. 

Były to koła drewniane, o średnicy

Były to koła drewniane, o średnicy

ponad 3 metrów z zamocowanymi na

ponad 3 metrów z zamocowanymi na

obwodzie metalowymi wiadrami lub

obwodzie metalowymi wiadrami lub

drewnianymi rynnami, po których

drewnianymi rynnami, po których

spływała woda. Drewniana zębatka,

spływała woda. Drewniana zębatka,

umieszczona na końcu poziomej osi

umieszczona na końcu poziomej osi

koła wodnego, zaczepiała o koło

koła wodnego, zaczepiała o koło

zębate osi pionowej. Na górnym

zębate osi pionowej. Na górnym

końcu tej osi był osadzony i

końcu tej osi był osadzony i

przymocowany metalowymi

przymocowany metalowymi

klamrami właściwy kamień młyński. 

klamrami właściwy kamień młyński. 

CAŁKIEM

CAŁKIEM

NIEDAWNO...

NIEDAWNO...

Przemysł metalurgiczny, tekstylny i papierniczy we

Przemysł metalurgiczny, tekstylny i papierniczy we

wczesnej fazie rozwoju (wiek XVIII i XIX) był

wczesnej fazie rozwoju (wiek XVIII i XIX) był

nierozwiązalnie związany z wodą, stąd rozwój

nierozwiązalnie związany z wodą, stąd rozwój

przemysłu właśnie w dolinach rzek, nadających się

przemysłu właśnie w dolinach rzek, nadających się

do energetycznego wykorzystania, aż do czasu

do energetycznego wykorzystania, aż do czasu

wynalezienia maszyny parowej. Na większą skalę

wynalezienia maszyny parowej. Na większą skalę

energię wody zaczęto stosować dopiero po

energię wody zaczęto stosować dopiero po

wynalezieniu turbiny wodnej. W 1881 roku, za

wynalezieniu turbiny wodnej. W 1881 roku, za

pomocą dynama podłączonego do znajdującej się w

pomocą dynama podłączonego do znajdującej się w

młynie zbożowym turbiny oświetlono ulice

młynie zbożowym turbiny oświetlono ulice

amerykańskiego miasta Niagara Falls, a w roku 1882

amerykańskiego miasta Niagara Falls, a w roku 1882

uruchomiono pierwszą na świecie elektrownię

uruchomiono pierwszą na świecie elektrownię

wodną - instalację na rzece Fox River w Appleton

wodną - instalację na rzece Fox River w Appleton

(stan Wisconsin).

(stan Wisconsin).

CZASY

CZASY

WSPÓŁCZESNE...

WSPÓŁCZESNE...

Dziś nowoczesne odpowiedniki kół

Dziś nowoczesne odpowiedniki kół

wodnych w postaci turbin

wodnych w postaci turbin

wodnych z powodzeniem

wodnych z powodzeniem

napędzają potężne generatory

napędzają potężne generatory

wielkich elektrowni wodnych,

wielkich elektrowni wodnych,

produkujących znaczne ilości

produkujących znaczne ilości

energii elektrycznej. W niektórych

energii elektrycznej. W niektórych

krajach (na przykład Norwegia),

krajach (na przykład Norwegia),

większość energii wytwarzana

większość energii wytwarzana

jest właśnie w ten sposób.

jest właśnie w ten sposób.

WSPÓŁCZESNY

WSPÓŁCZESNY

PODZIAŁ

PODZIAŁ

Zależnie od sposobu zasilania, koła

Zależnie od sposobu zasilania, koła

wodne dzielimy na:

wodne dzielimy na:

PODSIĘBIERNE

NASIĘBIERNE

ŚRÓDSIĘBIĘRNE

PODSIĘBIĘRNE

PODSIĘBIĘRNE

Koła podsiębierne poruszane są przez prąd przepływającej

rzeki. Szybki strumień wody naciska na dolne łopatki koła i

wprawia je w ruch. W młynach energia uzyskana z obrotu

koła przekazywana jest następnie przez przekłądnię zębatą

kamieniom młyńskim. Koła podsiębierne mają prostą

budowę, lecz są mało efektywne. Dodatkowo ich praca

uzależniona jest od stanu wody w zbiorniku.

NASIĘBIĘRNE

NASIĘBIĘRNE

Koła nasiębierne

Koła nasiębierne

 są wprawiane w ruch obrotowy

 są wprawiane w ruch obrotowy

przez wodę spadającą na ich zakrzywione łopatki.

przez wodę spadającą na ich zakrzywione łopatki.

Charakteryzują się znacznie większą

Charakteryzują się znacznie większą

efektywnością od kół podsiębiernych i w zasadzie

efektywnością od kół podsiębiernych i w zasadzie

są niezależne od poziomu wody w zbiorniku.

są niezależne od poziomu wody w zbiorniku.

MŁOT

Narzędzie ręczne - młotek, lub

Narzędzie ręczne - młotek, lub

maszyna do plastycznej

maszyna do plastycznej

obróbki metali pracująca

obróbki metali pracująca

uderzeniami, składająca się z

uderzeniami, składająca się z

nieruchomej szaboty

nieruchomej szaboty

(kowadła), ruchomego bijaka

(kowadła), ruchomego bijaka

oraz zespołu napędowego.

oraz zespołu napędowego.

Najpierw jednak był zwykły

Najpierw jednak był zwykły

kamień, później - około 4

kamień, później - około 4

tysiące lat p.n.e. w

tysiące lat p.n.e. w

Mezopotamii powstały

Mezopotamii powstały

pierwsze młoty z rękojeścią

pierwsze młoty z rękojeścią

do kucia

do kucia

przedmiotów miedzianych.

przedmiotów miedzianych.

W epoce brązu w dalszym ciągu

W epoce brązu w dalszym ciągu

używano młotów kamiennych,

używano młotów kamiennych,

lecz w niektórych regionach

lecz w niektórych regionach

wykonywane są

wykonywane są

z żelaza (najstarszy znany

z żelaza (najstarszy znany

pochodzi z wykopalisk na

pochodzi z wykopalisk na

terenie byłej Czechosłowacji -

terenie byłej Czechosłowacji -

około 500 lat p.n.e.). Na

około 500 lat p.n.e.). Na

podstawie licznych opisów

podstawie licznych opisów

wiadomo, że w Rzymie

wiadomo, że w Rzymie

znanych było 10 typów

znanych było 10 typów

młotów ręcznych o różnych

młotów ręcznych o różnych

kształtach i przeznaczeniu.

kształtach i przeznaczeniu.

Po raz pierwszy młoty

Po raz pierwszy młoty

mechaniczne zastosowano w

mechaniczne zastosowano w

XIV wieku w średniowiecznych

XIV wieku w średniowiecznych

kuźnicach, wykorzystując do

kuźnicach, wykorzystując do

napędu koło wodne. 

napędu koło wodne. 

W 1784 roku J. Watt, twórca maszyny parowej, poddał

myśl zbudowania młota parowego, co w znaczny

sposób miało udoskonalić dotychczasową konstrukcję.

Od pomysłu do realizacji minęło jednak aż 56 lat.

Pierwszy projekt opracował James Nasmyth w 1839

roku, ale pierwszy młot parowy wg. jego projektu

zbudowano dopiero w 1842 roku.

W młocie tym zastosowano do podnoszenia

bijaka cylinder z tłokiem, który pod działaniem

ciśnienia pary wodnej przesuwa się do góry. Na pełnej

wysokości otwiera się wylot pary z cylindra, następuje

jej gwałtowne rozprężenie, a bijak spada pod własnym

ciężarem. Ciężar bijaka do kucia swobodnego

dochodzi do 5 tysięcy kilogramów, a do kucia

matrycowego aż do 25 ton.

11 lat później, 16 września 1861 roku, Alfred

Krupp uruchamia w swoich zakładach w Essen

słynnego Fritza - młot parowy, którego bijak waży

już 35 ton. Ledwie kilka lat później bijak tego młota

zostaje zwiększony do 50 ton. 

W tym samym roku 1861, zajmujący się budową

lokomotyw John Haswell zaczyna używać prasy

kuźniczej z naciskiem 800 ton. W odpowiedzi na to

Alfred Krupp jeszcze bardziej potęguje siłę rąk

ludzkich: uruchamia parowo - hydrauliczną prasę

kowalską, która miażdży stalowe bloki z siłą 15 000

ton.