Un martillo de vaivén , también conocido como martillo basculante o martillo de mano , es un martillo motorizado de gran tamaño . Los usos tradicionales de los martillos de vaivén incluyen golpear, descortezar y pulir el grano en la agricultura . En la minería , los martillos de vaivén se utilizaban para triturar minerales metálicos en trozos pequeños, aunque un molino de estampación era más habitual para esto. En las forjas de refinación se utilizaban para extraer tochos hechos de hierro forjado y convertirlos en barras de hierro más trabajables . También se utilizaban para fabricar diversos artículos de hierro forjado , latón (una forma temprana de latón ), acero y otros metales.
En una fragua , también conocida como molino de martillos , forja de martillos o fábrica de martillos, se instalaban uno o más martillos . Los martillos se elevaban normalmente mediante una leva y luego se soltaban para que cayeran bajo la fuerza de la gravedad . Históricamente, los martillos se accionaban a menudo hidráulicamente mediante una rueda hidráulica .
Se sabe que los martillos de impacto se han utilizado en la China imperial desde la dinastía Han occidental . También existieron en el mundo grecorromano contemporáneo , con más evidencia de su uso en la Europa medieval durante el siglo XII. Durante la Revolución Industrial, el martillo de impacto cayó en desuso y fue reemplazado por el martillo mecánico . A menudo, se accionaban varios martillos a través de un conjunto de ejes de línea , poleas y correas desde una fuente de alimentación ubicada centralmente.
En la antigua China, el martillo de vaivén evolucionó a partir del uso del mortero y la mano del mortero , lo que a su vez dio lugar al martillo basculante accionado por pedal ( chino : 碓Pinyin : dui ; Wade-Giles : tui ). [1] Este último era un dispositivo simple que empleaba una palanca y un fulcro (accionado por la presión aplicada con el peso del pie en un extremo), que también presentaba una serie de pestillos o lengüetas en el eje giratorio principal. [2] Este dispositivo permitía el trabajo de golpear, a menudo en el descortezado y pulido del grano, y evitaba el uso manual de golpear con la mano y el brazo.
Aunque los historiadores chinos afirman que sus orígenes pueden remontarse a la dinastía Zhou (1050 a. C.-221 a. C.), el sinólogo británico Joseph Needham considera que los primeros textos que describen el dispositivo son el diccionario Jijiupian del 40 a. C., el texto de Yang Xiong conocido como Fangyan del 15 a. C., así como la "mejor declaración", el Xin Lun escrito por Huan Tan alrededor del 20 d. C. (durante la usurpación de Wang Mang ). [3] Este último libro afirma que el legendario rey mitológico conocido como Fu Xi fue el responsable del mortero (que evolucionó en el martillo basculante y luego en el dispositivo de martillo de maniobra). Aunque el autor habla del mitológico Fu Xi, un pasaje de su escrito da una pista de que la rueda hidráulica y el martillo de maniobra se usaban ampliamente en el siglo I d. C. en China (para la metalurgia china impulsada por agua , véase Du Shi ):
Fu Hsi inventó el mortero, que es tan útil, y más tarde lo mejoró de tal manera que todo el peso del cuerpo podía utilizarse para golpear el martillo, aumentando así la eficiencia diez veces. Más tarde, la fuerza de los animales (burros, mulas, bueyes y caballos) se aplicó por medio de maquinaria, y también se utilizó la fuerza del agua para golpear, de modo que el beneficio se multiplicó por cien. [4]
Sin embargo, este pasaje, así como otras referencias tempranas de la era Han , pueden referirse más bien a una palanca de agua, no a un martillo hidráulico. [5] [6] Investigaciones posteriores, que apuntaron a dos objetos funerarios contemporáneos de la era Han que representaban martillos hidráulicos, demostraron que se usaban ruedas hidráulicas verticales para alimentar baterías de martillos hidráulicos durante la dinastía Han. [7]
Con su descripción, se ve que el término chino obsoleto para mortero (dui, tui) pronto sería reemplazado por el término chino para el martillo hidráulico (chino:水碓; pinyin: shuǐ duì ; Wade–Giles: shui tui ) . [2] El erudito y poeta de la dinastía Han, Ma Rong (79-166 d. C.) mencionó en uno de sus poemas los martillos "golpeando en las cuevas que resonaban con el agua". [4] Como se describe en el Hou Han Shu , en el año 129 d. C. el funcionario Yu Xu le dio un informe al emperador Shun de Han de que se estaban exportando martillos de la China Han al pueblo Qiang occidental a través de canales a través de las montañas Qilian . [4] En su Rou Xing Lun , el funcionario del gobierno Kong Rong (153-208 d. C.) comentó que la invención del martillo era un excelente ejemplo de un producto creado por un hombre inteligente. hombres durante su propia época (comparando los logros relativos de los sabios de la antigüedad). [4] Durante el siglo III d. C., el alto funcionario del gobierno e ingeniero Du Yu estableció el uso de baterías combinadas de martillos de viaje (lian zhi dui), que empleaban varios ejes que estaban dispuestos para funcionar con una gran rueda hidráulica. [8] En los textos chinos del siglo IV, hay relatos escritos de hombres que poseían y operaban cientos de máquinas de martillos de viaje, como el venerable matemático Wang Rong (fallecido en 306 d. C.), Deng Yu (fallecido en 326 d. C.) y Shi Chong (fallecido en 300 d. C.), responsables de la operación de cientos de martillos de viaje en más de treinta distritos gubernamentales en toda China. [9] Hay numerosas referencias a martillos de impacto durante la dinastía Tang (618-907 d. C.) y la dinastía Song (960-1279), y hay referencias de la dinastía Ming (1368-1644) que informan sobre el uso de martillos de impacto en fábricas de papel de la provincia de Fujian . [10]
Aunque los martillos de ariete chinos en China a veces eran accionados por la rueda hidráulica de ajuste vertical más eficiente, los chinos a menudo empleaban la rueda hidráulica de ajuste horizontal para operar martillos de ariete, junto con martillos reclinados. [11] El martillo reclinado fue encontrado en ilustraciones chinas en 1313 d. C., con la publicación del libro Nong Shu de Wang Zhen sobre metalurgia antigua y contemporánea (medieval) en China. [12] También hubo ilustraciones de martillos de ariete en una enciclopedia de 1637, escrita por Song Yingxing (1587-1666). [13]
El uso chino de la leva permaneció confinado al tipo horizontal y se limitó a una "pequeña variedad de máquinas" que incluían sólo descascaradoras de arroz y mucho más tarde trituradoras de mica, fábricas de papel y aserraderos, mientras que los batanes, los sellos de mineral o los martillos de forja eran desconocidos. [6]
Los componentes principales de los martillos hidráulicos ( ruedas hidráulicas , levas y martillos) eran conocidos en el mundo helenístico . [15] Las primeras levas están presentes en autómatas hidráulicos del siglo III a. C. [16] [17] Según MJT Lewis, un flautista cuyo mecanismo fue descrito por los hermanos persas Banū Mūsā en el siglo IX d. C. y puede atribuirse "razonablemente" a Apolonio de Perge , funciona según el principio de los martillos hidráulicos. [18]
El erudito romano Plinio ( Historia Natural XVIII, 23.97) indica que los morteros accionados por agua se habían extendido bastante en Italia hacia el siglo I d.C.:
En la mayor parte de Italia se utiliza un mortero sin herrar, ruedas que hacen girar el agua al fluir y un mazo [ mola ]".
Aunque algunos eruditos han considerado que este pasaje significa un molino de agua, [19] estudios posteriores argumentaron que mola debe referirse a martillos hidráulicos que se usaban para machacar y descascarar el grano . [20] [16] Su carácter mecánico también lo sugiere una referencia anterior de Lucio Pomponio (fl. 100-85 a. C.) a un molino de batanero , un tipo de molino que se ha operado en todo momento con existencias en caída. [21] [22] Sin embargo, se ha señalado que la traducción del texto fragmentario de Pomponio podría ser defectuosa y se basa en traducir mola , que a menudo se piensa que significa un molino o una piedra de molino, para referirse en cambio a un martillo hidráulico. [23] Hay testimonios de machacadores de grano con manos de mortero, así como de molinos de agua comunes , de mediados del siglo V d. C. en un monasterio fundado por Romano de Condat en la remota región del Jura , lo que indica que el conocimiento de los mazos continuó hasta principios de la Edad Media . [16]
En el yacimiento italiano de Saepinum , los excavadores han desenterrado recientemente un molino de agua de la Antigüedad tardía que puede haber empleado martillos para el curtido , la evidencia más temprana de su tipo en un contexto clásico . [24] [25]
La aplicación más amplia de los martillos de viaje parece haber ocurrido en la minería romana, donde el mineral de las vetas profundas se trituraba primero en pequeños trozos para su posterior procesamiento. [26] Aquí, la regularidad y el espaciado de las grandes hendiduras en los yunques de piedra indican el uso de sellos de mineral operados por levas, muy similares a los dispositivos de la minería medieval posterior . [26] [14] Estos yunques deformados mecánicamente se han encontrado en numerosos sitios de minería de plata y oro romanos en Europa occidental , incluso en Dolaucothi ( Gales ), y en la península Ibérica , [26] [14] [27] [28] donde los ejemplos datables son del siglo I y II d. C. [29] En Dolaucothi, estos martillos de viaje eran accionados hidráulicamente y posiblemente también en otros sitios mineros romanos, donde el uso a gran escala de la técnica de silenciamiento y esclusa de tierra significaba que grandes cantidades de agua estaban directamente disponibles para alimentar las máquinas. [26] [30] Sin embargo, ninguno de los yunques españoles y portugueses puede asociarse de manera convincente con sitios de molinos, aunque la mayoría de las minas tenían fuentes de agua y sistemas de acequias que podían aprovecharse fácilmente. [14] Del mismo modo, la datación de la piedra de Pumsaint en la era romana no abordó el hecho de que la piedra pudiera haber sido movida, y se basa en una serie de probabilidades interrelacionadas que pondrían en peligro la conclusión de una datación romana si alguna de ellas se desmoronara. [14]
Los martillos hidráulicos y mecanizados reaparecieron en la Europa medieval en el siglo XII. Su uso fue descrito en fuentes escritas medievales de Estiria (en la actual Austria), escritas en 1135 y otra en 1175 d. C. [31] Las fuentes francesas medievales de los años 1116 y 1249 registran el uso de martillos hidráulicos mecanizados utilizados en la forja de hierro forjado . [31] Los martillos hidráulicos medievales europeos del siglo XV solían tener la forma de molino de sellos con mortero vertical, aunque empleaban con mayor frecuencia la rueda hidráulica vertical que las versiones chinas anteriores (que a menudo usaban la rueda hidráulica horizontal). [10] El conocido artista e inventor renacentista Leonardo da Vinci a menudo esbozaba martillos hidráulicos para su uso en forjas e incluso en maquinaria de corte de limas, los del tipo de molino de sellos con mortero vertical. [12] La ilustración europea más antigua de un martillo de forja es quizás la Descripción de los pueblos del norte de Olaus Magnus , fechada en 1565 d. C. [12] En esta imagen xilográfica, hay una escena de tres martinetes y una rueda hidráulica trabajando los fuelles de madera y cuero del horno de Osmund Bloomery. [12] El martillo reclinado fue representado por primera vez en una obra de arte europea en una ilustración de Sandrart y Zonca (fechada en 1621 d. C.). [12]
Un martillo de percusión tiene la cabeza montada en el extremo de un mango reclinado, de ahí el nombre alternativo de martillo de mango. La elección del tipo que se utilizó en un contexto particular puede haber dependido de la tensión que su funcionamiento impuso al mango. Este normalmente era de madera, montado en un anillo de hierro fundido (llamado hurst) donde pivotaba. Sin embargo, en el siglo XIX, los mangos más pesados a veces eran de una sola pieza, incorporando el hurst.
El martillo basculante o martillo de cola tiene un pivote en el centro del mango en el que está montado y se levanta empujando el extremo opuesto a la cabeza hacia abajo. En la práctica, la cabeza de estos martillos parece haber estado limitada a un quintal (unos 50 kg), pero era posible una velocidad de golpe muy rápida. Esto lo hacía adecuado para estirar el hierro a tamaños pequeños adecuados para los oficios de cuchillería. Por lo tanto, hubo muchas fraguas de este tipo conocidas como "tilts" en Sheffield . También se usaban en las fábricas de baterías de latón para hacer ollas y sartenes de latón (o cobre). En las fábricas de baterías (al menos) era posible que una fuente de energía operara varios martillos. En Alemania, se usaban martillos basculantes de hasta 300 kg en molinos de martillos para forjar hierro. Se pueden ver martillos supervivientes en funcionamiento, impulsados por ruedas hidráulicas, por ejemplo, en el Frohnauer Hammer en los Montes Metálicos .
El martillo con empuñadura de panza era el tipo que se encontraba normalmente en una forja de refinación , utilizado para convertir el hierro en lingotes en barras de hierro forjable. Este se levantaba mediante levas que golpeaban la empuñadura entre el pivote y la cabeza. La cabeza normalmente pesaba un cuarto de tonelada. Probablemente esto se debía a que la tensión sobre una empuñadura de madera habría sido demasiado grande si la cabeza fuera más pesada.
El martillo con empuñadura de nariz parece haber sido poco común hasta finales del siglo XVIII o principios del XIX. Se levantaba por encima de la cabeza. Las empuñaduras de nariz que sobreviven [32] y las que aparecen en las fotografías [33] parecen ser de hierro fundido.
El martillo de caída accionado por vapor sustituyó al martillo de vaivén (al menos para las piezas forjadas de mayor tamaño). James Nasmyth lo inventó en 1839 y lo patentó en 1842. Sin embargo, para entonces la forja había perdido importancia para la industria del hierro, tras las mejoras en el laminador que se produjeron junto con la adopción del pudling a partir de finales del siglo XVIII. No obstante, los martillos siguieron siendo necesarios para el forjado .
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