Cara Membina Tukul Pelampung Forge

Gali saluran (kanal air atau pintu air) yang mengalihkan sebahagian anak sungai atau sungai ke tapak dan menyalurkan aliran yang stabil ke tempat roda akan diletakkan. Pintu di hulu saluran membolehkan anda memulakan, menghentikan dan mengawal aliran. Keseluruhan mesin ini beroperasi menggunakan air yang bergerak ini — graviti dan aliran adalah satu-satunya sumber kuasa.

Bina roda air dan pasangkannya pada gandar besi yang kukuh yang berputar dalam galas tetap. Letakkan roda itu supaya air yang dialihkan menghentam roda — dari atas (overshot) atau menentang bilah bawah (undershot). Air yang menolak memberikan tork putaran yang berterusan pada gandar.

Gandingkan aci camshaft berat diperbuat daripada kayu atau besi pada gandar roda air supaya ia berputar bersama roda. Aci berputar ini yang akan menggerakkan tukul.

Pasang kam besi berbentuk lengkung yang menonjol (cuping) di sekeliling aci kam. Setiap kam ialah jari yang akan menangkap dan mengangkat rasuk tukul sekali setiap putaran. Lebih banyak kam di sekeliling aci bermakna lebih banyak hentakan setiap pusingan.

Bentuk rasuk kayu yang berat — helve — dan pasangkannya pada pivot tetap (fulkrum) supaya ia berayun seperti jongkat-jongkit: bahagian ekor di sebelah aci omboh, bahagian kepala di sebelah landasan.

Tempa kepala tukul besi yang berat dan pasangkannya pada hujung kerja hulu. Inilah jisim yang melakukan hentaman; beratnya, yang dijatuhkan dari ketinggian, menghasilkan impak.

Pasangkan landasan besi berat ke dalam tapak yang kukuh betul-betul di bawah kepala tukul, dijajarkan supaya kepala tukul jatuh rata di permukaan landasan. Bahan kerja diletakkan di sini untuk dipukul.

Letakkan helve supaya ekornya berada di laluan kam. Apabila aci kam berputar, setiap kam mesti menyentuh bahagian bawah ekor, mengangkatnya, kemudian melepaskannya dengan kemas apabila kam berlalu.

Buka pintu air. Roda berputar, aci sesondol berputar, dan setiap sesondol mengangkat ekor helve — sekali gus menaikkan kepala. Sebaik sahaja sesondol melepasi, ekor jatuh dan kepala terjatuh di bawah graviti ke atas landasan. Satu laluan sesondol = satu hentakan. Inilah keseluruhan kitaran, berulang selagi air mengalir.

Kawal tukul dengan pintu di hujung saluran: lebih banyak air bermakna roda yang lebih laju dan hentakan yang lebih pantas serta lebih kuat; kurang air memperlahankan atau menghentikannya. Pintu air ialah pendikit.

Banyak dapur tempa bersejarah menggunakan trompe: air yang jatuh melalui paip menarik udara bersamanya, memampatkannya dalam sebuah kebuk di bawah, dan menyalurkan hembusan yang stabil itu ke api dapur tempa — tanpa injap udara, tanpa kipas. Ia menggerakkan dapur tempa menggunakan air jatuh yang sama yang memacu tukul.

Panaskan bahan kerja dalam relau tempa — untuk memadatkan jongkong besi berliang, atau menarik panjang sebatang bar. Pegang ia di atas landasan di bawah kepala tukul yang jatuh dan biarkan tukul melakukan kerja: memadatkan jongkong, menarik dan membentuk jauh lebih pantas daripada tukul tangan.

Idea utama: tukul pemukul (trip hammer) menukar tenaga putaran roda air kepada hentakan menegak yang berulang. Cam hanya berfungsi sebagai pengangkat, bukan pemacu — ia hanya menaikkan kepala tukul; graviti yang menyampaikan daya. Bilangan hentakan seminit ditentukan oleh bilangan cam didarab dengan kelajuan roda; daya hentakan ditentukan oleh jisim kepala tukul dan sejauh mana ia diangkat.

Mengapa ia penting: sebelum kuasa stim, inilah cara besi tempa dan keluli dunia dibentuk di tempat yang mempunyai bekalan air — lebih 2,000 tahun bloom dipadatkan dan batang dilunjurkan menggunakan kuasa air. Prinsip yang sama kemudiannya diskalakan menjadi tukul stim pada 1840-an dan revolusi perindustrian yang menyusul. Beberapa tukul tempa berkuasa air masih dikendalikan secara manual hingga hari ini.