Достигнутая ступень технического развития определяет и даже навязывает определённые тенденции движения в будущее, а значит молотки должны стать более совершенными. Если вспомнить первый паровоз и сравнить его с современной тягловой силой, то даже сходства, кроме колес и рельс не наблюдается. Такая же история произошла и с молотком. Есть обычный путь достигать более совершенной конструкции:
- изменение материала рукоятки и рабочей части для увеличения прочности и долговечности;
- внедрение инновационных покрытий для улучшения скольжения и предотвращения
- повреждений обрабатываемой поверхности;
- добавление эргономичных изгибов и улучшений в дизайне рукоятки для более удобного хвата и работы;
- интеграция технологий, например, электронных датчиков для контроля силы удара или систем обратной связи для оптимизации работы.
Так и происходило, сейчас зайдешь в любой магазин и все эти новации можно увидеть в современных молотках. Однако, в процессе исторического развития технологий и промышленной революции произошли значительные трансформации в области горнодобывающей промышленности. С течением времени стало очевидно, что традиционные методы работы, такие как использование ручного труда при добыче полезных ископаемых, требуют значительных физических усилий и времени. В частности, применение кайла в шахтах приводило к значительной утомляемости рабочих, что снижало производительность и повышало риск травматизма. В ответ на эти вызовы возникла необходимость в разработке инновационных решений для автоматизации процесса удара. К тому времени уже существовали и активно применялись такие технологии, как электричество, гидравлика, сжатый воздух и насосы. Эти ресурсы были адаптированы для создания специализированных механизмов, способных выполнять ударные операции с высокой степенью эффективности и точности. Таким образом, интеграция данных технологий в горнодобывающую промышленность стала ключевым этапом в эволюции рабочих инструментов, что позволило значительно повысить производительность труда и безопасность рабочих процессов.
Поэтому оказалось возможным организовать удары подряд металлическим бойком, который и играл роль молотка без ручки, по твердому стержню, непосредственно касающегося твердого тела. Конец стержня заострялся для уменьшения площади касания, что позволяло существенно увеличить плотность энергии на поверхности тела. В современных молотках вся подвижная часть находится внутри корпуса и является, еще и безопасной, не надо при этом махать руками во время работы, а только устанавливать на нужной поверхности сам молоток, который назвали впоследствии отбойным. Сам молоток во время работы слышен издалека, поскольку мощный удар создает сильные периодические звуки. С повышением скорости функционирования ударного механизма наблюдаются дополнительные интересные феномены. Это особенно заметно в контексте снижения прочностных характеристик породного массива в зоне воздействия инструмента, что обусловлено передачей через штангу высокочастотных ударных импульсов с частотой 20 кГц и выше. Данное явление было детально исследовано в экспериментальных работах отечественного ученова Судьенкова Ю.В., посвященных динамике трещинообразования при ударной нагрузке на образцы поваренной соли. Кроме того, в совместных исследованиях Судьенкова Ю.В. и Бурака А.Я., направленных на изучение механизмов разрушения кембрийских глин, был выявлен потенциальный прирост скорости ударного воздействия до 20%. Вот это современно, вот это молоток, неожиданно совсем. Это происходит в процессе «слипания» (квазипластического удара) взаимодействующих элементов ударной системы, таких как поршень, боек и хвостовик инструмента, высвобождается энергия упругой деформации бойка. Эта энергия передается рабочему инструменту и ударнику посредством серии единичных ударных импульсов, генерируемых в расширяющемся зазоре. При этом происходит ускорение обратного хода ударника, что сопровождается увеличением частоты циклов ударного механизма. Данный процесс характеризуется интенсивной динамической нагрузкой на систему, способствующей оптимизации энергетических характеристик и повышению эффективности ударного воздействия. Квазипластический удар в системе трех тел, движущихся прямолинейно, возникающий в результате дребезга бойка, первоначально описан Нагаевым Р.Ф.
В контексте вышеизложенного, можно констатировать, что процесс многократных ударов по своей физической сущности представляет собой сложную динамическую систему, аналогичную однократному мощному удару. На представленной иллюстрации наглядно продемонстрирован временной спектр физических явлений, которые до сих пор являются предметом активных научных исследований и дискуссий в данной области.
Современные молотки, используемые в шахтах, являются ярким примером того, как научные достижения и инженерные инновации могут быть успешно применены для решения практических задач в условиях промышленного производства.