MAGLIO

MAGLIO

. Si chiama maglio un martello di grandi dimensioni mosso meccanicamente per via idraulica, o con vapore, o con l'aria compressa, o con l'elettricità. Il lavoro è comunicato sollevando un blocco di metallo (mazza) e lasciandolo cadere sul pezzo da lavorare; in molti casi se ne aumenta l'energia cinetica lanciandolo contro il pezzo. Sono parti essenziali di un maglio (fig. 1): la mazza (M), grosso blocco di ghisa o di acciaio, che porta sulla faccia inferiore collegata con unione a coda di rondine e chiavetta la bocca (B′) o lo stampo che può avere forme svariatissime; l'incudine, grosso blocco di ghisa o di acciaio, largo, pesante circa 10 o 20 volte la mazza, che porta fissata superiormente, con incastro a coda di rondine e chiavetta, la bocca (Bn) o il controstampo. Nei piccoli magli l'incudine forma corpo con i montanti per semplicità di costruzione e soprattutto per assicurare l'esatta posizione della mazza rispetto all'incudine. Questa è condizione indispensabile nei lavori di stampo. Nei grossi magli essa è posata su fondazioni separate da quella dei montanti, ed è separata dalla propria stessa fondazione da un cuscino elastico formato da una spessa intelaiatura di travi di legno duro, saldamente collegate fra loro, per ridurre il propagarsi degli urti al terreno. Le bocche o gli stampi e i controstampi sono gli utensili con cui si producono le volute deformazioni del metallo.

Detta m la massa della mazza

V la velocità all'istante dell'urto in m. al sec., ed η il coefficiente di rendimento del maglio, l'energia del maglio, cioè il lavoro disponibile, è data da:

Se il maglio è a semplice caduta si ha V² = 2 g. H e allora l'energia del maglio risulta = η•Q•H, essendo H l'altezza di caduta. La pressione P esercitata dalla mazza si ha uguagliando il lavoro effettuato dal maglio

al lavoro che produce lo schiacciamento s; cioè

da cui

e nel caso del maglio a semplice caduta

Volendo invece per più esattezza tenere conto dell'effetto della massa dell'incudine Q₀, osserveremo che l'energia acquistata della massa Q cadendo su Q₀ è W = ηQH; per effetto dell'urto supposto anelastico essa si scinde in due parti, la prima consumata dalla deformazione del massello percosso

la seconda consumata nel lavoro elastico di deformazione della mazza, dell'incudine e dello zoccolo d'appoggio

Poiché nella deformazione per compressione di un solido rettilineo e omogeneo il lavoro molecolare è dato da:

se la mazza è di sezione costante Ω₀ e altezza l₀, l'incudine (generalmente a forma di tronco di piramide) di sezione variabile Ω_x e altezza l, lo zoccolo di sezione costante Ω₁′ e altezza h, l'espressione del lavoro di deformazione diventa:

essendo E il modulo di elasticità dell'acciaio ed E′ quello del legno. L'integrale del trinomio fra parentesi è:

e poiché detto Q₀ = λQ₁ è:

da cui si ha la forza del maglio:

Questo valore si può avere in via approssimata sotto altra forma uguagliando il lavoro Ps della mazza che affonda nel massello all'energia consumata W_p: si ha

Il numero dei colpi al 1′ del maglio si ottiene osservando che detta w la velocità del fluido all'entrata (ϕδ), la velocità con cui ìa mazza è spinta nella salita durante t = H/v secondi è:

essendo D il diametro dello stantuffo e d quello dell'asta; per la discesa occorrono secondi

e quindi il numero dei colpi chiesto è:

Se la mazza è lanciata verso l'incudine dalla pressione di un fluido e poi cade liberamente da una altezza H, si potrà nei calcoli precedenti sostituire all'altezza H, un'altra H, tale che, quando la mazza ha percorso per semplice caduta lo spazio H-H ivi abbia acquistato una velocità uguale a quella che le ha comunicato il fluido sotto pressione.

È anche parte essenziale il meccanismo motore che, secondo il tipo e la posizione, fa distinguere i magli nelle seguenti categorie:

Magli a leva. - Sono i più semplici, i più antichi e ormai quasi del tutto fuori d'uso. In fig. 2 riproduciamo una pista per carta così come era usata generalmente nei secoli XII e XIII nella regione attigua alla città di Fabriano, e che si può considerare come uno dei più antichi magli a leva. Imitano la forma e il modo di agire del martello a mano e servono per lavori di stiramento e di raffinamento. Il comando è dato da una corona di camme fissa a un albero motore: esse agiscono alla testa della leva (maglio frontale, fig. 3 A), o fra mazza e perno (maglio a sollevamento, fig. 3B) o su prolungamento della leva dietro l'asse di rotazione (maglio a coda, fig. 3 C). Perché il colpo sia elastico la mazza è richiamata dall'elasticità della leva, o da blocchi di legno, o da respingenti a molla. Nei magli idraulici il peso della mazza varia fra 200 e 750 kg., la frequenza fra 100 e 50 colpi al minuto primo e la corsa fra 30 cm. e i metro. Per i magli meccanici (quasi esclusivamente a coda) il peso della mazza è al massimo di 100 kg., con una frequenza di 200 a 400 colpi al minuto primo e 30 a 35 cm. di corsa.

Magli a molla. - Sono anch'essi semplicissimi: seguono da presso il tipo precedente, ma sono ancora oggi molto usati per i loro innegabili pregi, specialmente nei lavori leggieri di stiratura. Il comando è a manovella; la mazza corre fra le guide parallele; fra manovella e mazza è inserita la molla (fig. 4). È assai vantaggioso che la frequenza propria di oscillazione del sistema elastico sia uguale al numero dei giri del manovellismo. Per regolare l'intensità del colpo si varia l'eccentricità del perno di manovella; per variare il numero dei colpi si varia il numero di giri del meccanismo di comando. Il peso della mazza varia fra 30 e 150 kg.; la frequenza fra 400 e 200 colpi al minuto primo; la corsa fra 15 e 35 cm.; il consumo di energia fra i e 8 HP. Analoghi sono i magli atmosferici.

Magli a caduta. - Sono di semplice costruzione e funzionamento, molto usati per i lavori di stampo perché la mazza, che cade per sola gravità, si ferma e agisce sul pezzo da lavorare con tutto il suo peso, dando un "colpo a fondo". Il sollevamento è ottenuto per mezzo di una cinghia o di una fune che si avvolge su una puleggia (magli ad avvolgimento, fig. 5), o è trascinata per attrito da una puleggia che ruota di continuo e preme contro la cinghia o se ne allontana (magli ad attrito), o infine la cinghia abbraccia la puleggia mobile e da questa è trascinata e successivamente ne è distanziata e la mazza cade. In tutti i tipi la mazza è guidata in tutto il suo percorso dai montanti laterali a evitare qualsiasi spostamento della mazza rispetto all'incudine o dello stampo rispetto al controstampo. Questo particolare è indispensabile per i lavori di stampo per cui questo tipo di maglio è specialmente adatto. Il peso dell'incudine è circa 20 volte quello della mazza. Nei magli ad avvolgimento la puleggia collegata alla cinghia è mossa da una trasmissione alla quale è innestata o distaccata con giunto a frizione. Nei magli ad attrito la cinghia o la fune metallica può essere sostituita da una tavola stretta fra due pulegge, una folle e una motrice o entrambe motrici. Questo tipo è usato per mazze fino a 500 kg. e altezza di sollevamento non superiore a 2,5 m. I magli con cinghia invece si costruiscono con mazze fino a 2000 kg. e, se il sollevamento avviene con vapore o con aria compressa, che agisce su uno stantuffo collegato alla fune (maglio Bêché) o collegato a un'asta sottilissima (maglio Eumuco), il peso della mazza può salire fino a 6000 chilogrammi e l'altezza di sollevamento a 2 e 3 metri.

Magli a vapore. - Il primo brevetto per magli a vapore fu preso nel 1784 da J. Watt; seguirono J. Nasmyth che nel 1839 ideò un maglio a vapore brevettato nel 1842, e F. Bourdon della Soc. Creusot che nel 1840 costruì il primo maglio a vapore con una mazza di 2500 kg., e un'altezza di caduta di 2 metri. I magli a vapore servono per lavori di sbozzatura, di stiratura e di stampo. Il comando si ottiene con uno stantuffo rigidamente collegato all'asta del maglio e mosso dal vapore o da aria compressa, nei due sensi. Il cilindro è portato sui montanti, cui sono pure fissate le guide della mazza (fig. 6). La loro fondazione è indipendente da quella del maglio, la pressione del vapore non supera le 15 atmosfere e il peso dell'incudine è circa 15 volte quello della mazza. I magli con mazza da 1 tonnellata in più sono in genere comandati a mano; il vapore agisce sulla faccia inferiore dello stantuffo per sollevare la mazza e su quella superiore per lanciarla in basso. Le valvole di ammissione e di scarico sono comandate da camme. La corsa di questi magli è da 1 a 2,5 metri, la frequenza fino a 40 e 60 colpi al primo. Hanno invece distribuzione automatica i magli di potenza inferiore con mazze non superiori a 1000 chilogrammi. L'incastellatura è allora fusa, e nei più piccoli, per lavori di stampo, fa corpo con l'incudine. La loro corsa varia fra 20 e 60 cm., la velocità all'istante dell'urto è di 4 a 8 m. al secondo, hanno una frequenza di 120 a 60 colpi al minuto primo con un consumo di vapore da 20 a 30 kg. per HP ora, e l'incudine pesa 20 a 25 volte la mazza. Nei tipi rapidi con mazza da 100 a 200 kg., e corsa da 15 a 25 cm. la frequenza può salire a 250 e più colpi al minuto primo.

Magli pneumatici. - Essi sono i più moderni e i più veloci e servono per lavori di stiratura e di sbozzatura. L'aria compressa è fornita da un compressore facente parte del maglio stesso con cui lavora in fase e la regolazione è ottenuta con cassetti girevoli (valvole) posti nei canali di comunicazione fra i due cilindri (fig. 7). Se si chiudono entrambi s'interrompe la comunicazione fra maglio e compressore e si ha la marcia a vuoto del compressore mentre il maglio resta fermo; se è aperta solo la valvola inferiore il compressore esercita una maggior pressione sulla faccia inferiore dello stantuffo collegato alla mazza e questa rimane sollevata; se è aperta la valvola superiore la mazza è premuta contro il pezzo da fucinare; se entrambe le valvole sono aperte la mazza continua a battere. Lo stantuffo del compressore è azionato da una manovella e a ogni suo giro completo si ha un colpo. Peso della mazza fino a 600 kg., dell'incudine circa 12 volte quello della mazza, corsa fino a 85 cm., frequenza 280 a 100 colpi al primo, consumo di energia da 3 a 55 HP. Esistono anche piccoli magli pneumatici celerissimi fino a 400 colpi al primo.