Гвоздь: история, виды и применение.

Введение

Острый предмет из твердого металла, используемый в качестве крепежа.

В деревообработке и строительстве гвоздь – это небольшой предмет из металла (или дерева, называемый деревянным шкантом или "трун"), который используется в качестве крепежа, для подвешивания чего-либо или иногда в качестве декоративного элемента. Обычно гвозди имеют острый конец с одной стороны и плоскую головку с другой, но существуют и гвозди без головки. Гвозди изготавливаются в самых разнообразных формах для специализированных целей. Наиболее распространенным является проволочный гвоздь. К другим видам гвоздей относятся шпильки, гвоздики, брады, шипы и скобы. Гвозди обычно забивают в заготовку молотком или гвоздезабивным пистолетом. Гвоздь удерживает материалы вместе за счет силы трения в осевом направлении и сопротивления сдвигу в поперечном направлении. Кончик гвоздя иногда сгибают или заклепывают после забивания, чтобы предотвратить его выдергивание.

Ручная работа

При ручной обработке гвоздей кузнец обрабатывает приблизительно конический железный стержень, заостряющийся к концу. Затем его вставляют в заголовочную пластину гвоздя (также известную как гвоздевая пластина), по сути, это железная пластина с небольшим отверстием. Широкий конец стержня немного шире отверстия в заголовочной пластине: кузнец вставляет стержень в отверстие и затем забивает широкий конец. Не имея возможности продвинуться сквозь отверстие, широкий конец сплющивается о заголовочную пластину, формируя шляпку гвоздя. В некоторых традициях обработки металла заголовочные пластины могли быть идентичны вытяжным пластинам (пластина с просверленными коническими отверстиями разных размеров, через которые протягивают проволоку для получения все более тонких изделий). В Библии содержится ряд упоминаний о гвоздях, включая историю в Книге Судей о Иаили, жене Хевера, которая вбила гвоздь (или колышек) в висок спящего ханаанского военачальника; обеспечение железом для гвоздей царем Давидом для будущего Храма Соломона; и в связи с распятием Иисуса Христа. Римляне широко использовали гвозди. Например, римская армия оставила после себя семь тонн гвоздей при эвакуации крепости Инчтутил в Пертшире, Шотландия, в 86–87 годах нашей эры. Термин "пенни", относящийся к гвоздям, вероятно, возник в средневековой Англии для обозначения цены за сотню гвоздей. Сами гвозди были достаточно ценными и стандартизированными, чтобы использоваться в качестве неофициального средства обмена. До 1800 года ремесленники, известные как гвоздильщики, делали гвозди вручную – обратите внимание на фамилию Нейлор. (Рабочие, называемые раскольщиками, разрезали железные прутки на подходящий размер для гвоздильщиков. С конца XVI века ручные раскольщики исчезли с появлением расколочной мельницы, которая разрезала железные прутки на прутки с равномерным поперечным сечением, значительно облегчая ручной труд.) Во время американской революции Англия была крупнейшим производителем гвоздей в мире. Гвозди были дорогими и труднодоступными в американских колониях, поэтому заброшенные дома иногда намеренно сжигали, чтобы извлечь использованные гвозди из пепла. Эта проблема достигла таких масштабов в Вирджинии, что был принят закон, запрещающий людям сжигать свои дома при переезде. Семьи часто имели небольшие мастерские по изготовлению гвоздей; в плохую погоду и ночью вся семья могла работать над изготовлением гвоздей для собственного использования и для обмена. Томас Джефферсон писал в письме: "В наших личных делах большое преимущество заключается в том, что любое честное занятие считается почетным. Я сам делаю гвозди". Рост торговли в американских колониях теоретически сдерживался запретом на строительство новых расколочных мельниц в Америке Законом о железе 1750 года, хотя нет никаких доказательств того, что этот закон фактически применялся. Производство кованых железных гвоздей продолжалось вплоть до XIX века, но в конечном итоге ограничилось гвоздями для целей, для которых более мягкие обрезные гвозди были непригодны, включая подковы.

In hand working of nails, a smith works an approximately conical iron pin tapering to a point. This is then inserted into a nail header (also known as a nail plate), essentially a plate of iron with a small hole in it. The broad end of the pin is slightly wider than the hole of the nail header: the smith fits the pin into the hole of the nail header and then hammers the broad end of the pin. Unable to advance through the hole, the broad end is flattened against the nail header to create a nail head. In at least some metalworking traditions, nail headers might have been identical to draw plates (a plate bored with tapering holes of different sizes through which wire can be drawn to extrude it to increasingly fine proportions). The Bible provides a number of references to nails, including the story in Judges of Jael the wife of Heber, who drives a nail (or tent peg) into the temple of a sleeping Canaanite commander; the provision of iron for nails by King David for what would become Solomon's Temple; and in connection with the crucifixion of Jesus Christ. The Romans made extensive use of nails. The Roman army, for example, left behind seven tons of nails when it evacuated the fortress of Inchtuthil in Perthshire in Scotland in 86 to 87 CE. The term "penny", as it refers to nails, probably originated in medieval England to describe the price of a hundred nails. Nails themselves were sufficiently valuable and standardized to be used as an informal medium of exchange. Until around 1800 artisans known as nailers or nailors made nails by hand – note the surname Naylor. (Workmen called slitters cut up iron bars to a suitable size for nailers to work on. From the late 16th century, manual slitters disappeared with the rise of the slitting mill, which cut bars of iron into rods with an even cross section, saving much manual effort.) At the time of the American Revolution, England was the largest manufacturer of nails in the world. Nails were expensive and difficult to obtain in the American colonies, so that abandoned houses were sometimes deliberately burned down to allow recovery of used nails from the ashes. This became such a problem in Virginia that a law was created to stop people from burning their houses when they moved. Families often had small nail manufacturing setups in their homes; during bad weather and at night, the entire family might work at making nails for their own use and for barter. Thomas Jefferson wrote in a letter: "In our private pursuits it is a great advantage that every honest employment is deemed honorable. I am myself a nail maker." The growth of the trade in the American colonies was theoretically held back by the prohibition of new slitting mills in America by the Iron Act of 1750, though there is no evidence that the Act was actually enforced. The production of wrought iron nails continued well into the 19th century, but ultimately was reduced to nails for purposes for which the softer cut nails were unsuitable, including horseshoe nails.

Обрезать

В 1590 году в Англии появилось прокатное производство, упростившее изготовление прутков для гвоздей, но реальные первые попытки механизировать сам процесс изготовления гвоздей были предприняты между 1790 и 1820 годами, сначала в Англии и Соединенных Штатах, когда были изобретены различные машины для автоматизации и ускорения изготовления гвоздей из полос кованого железа. Также в Швеции в начале 1700-х годов Кристофер Польхем создал машину для резки гвоздей как часть своей автоматизированной фабрики. Эти гвозди назывались резаными, поскольку они производились путем разрезания железных прутков на стержни; их также называли квадратными гвоздями из-за их приблизительно прямоугольного поперечного сечения. Процесс изготовления резаных гвоздей был запатентован в США Джейкобом Перкинсом в 1795 году, а в Англии – Джозефом Дайером, который организовал производство в Бирмингеме. Процесс был разработан для резки гвоздей из железных листов, обеспечивая при этом ориентацию волокон железа вдоль гвоздя. Бирмингемская промышленность расширилась в последующие десятилетия и достигла своего пика в 1860-х годах, после чего пришла в упадок из-за конкуренции с проволочными гвоздями, но продолжала существовать до начала Первой мировой войны. Резаные гвозди стали одним из важных факторов в росте каркасной технологии, начиная с 1830-х годов, и, следовательно, в снижении популярности традиционных деревянных каркасов с соединениями. Хотя они до сих пор используются при исторической реставрации и для тяжелых работ, таких как крепление досок к каменным стенам, резаные гвозди сегодня встречаются гораздо реже, чем проволочные.

Проводка

Гвозди из проволоки изготавливаются из проволоки. Обычно катушки проволоки протягиваются через ряд волок для достижения определенного диаметра, а затем разрезаются на короткие стержни, из которых формируются гвозди. Острие гвоздя обычно обрезается лезвием, а головка формируется путем переформовки другого конца стержня под высоким давлением. Другие волоки используются для нарезания канавок и гребней. Гвозди из проволоки также были известны как "французские гвозди" по стране их происхождения. Бельгийские гвозди из проволоки начали конкурировать в Англии в 1863 году. Джозеф Генри Неттлфольд начал производить гвозди из проволоки в Сметвике к 1875 году. С появлением дешевых гвоздей из проволоки использование кованого железа для изготовления гвоздей быстро пришло в упадок, а производство обрезных гвоздей сократилось более медленными темпами. В 1892 году в Соединенных Штатах было произведено больше стальных гвоздей из проволоки, чем обрезных гвоздей. К 1913 году 90% производимых гвоздей были гвоздями из проволоки. Гвозди перестали быть редкими и ценными, превратившись в дешевый товар массового производства. Сегодня почти все гвозди изготавливаются из проволоки, но термин "гвоздь из проволоки" стал относиться к более мелким гвоздям, часто доступным в более широком и точном диапазоне калибров, чем это обычно для крупных строительных и отделочных гвоздей. Сегодня многие гвозди изготавливаются с использованием современных роторных гвоздильных машин, которые обеспечивают подачу проволоки, резку проволоки и формирование головки гвоздя в одном непрерывном процессе вращательных движений.

Материалы

Ранее гвозди делали из бронзы или кованого железа, и их изготавливали кузнецы и гвоздильщики. Эти мастера использовали нагретый квадратный железный прут, который они проковывали, прежде чем молотком формировать заострение по бокам. После повторного нагрева и отрезания, кузнец или гвоздильщик вставлял горячий гвоздь в отверстие и забивал его. Позже были разработаны новые способы изготовления гвоздей с использованием машин для вырубки гвоздей, после чего прут покачивали в стороны для формирования стержня. Например, гвозди типа А вырубались из железного прута с помощью ранних машин, работающих по принципу гильотины. Этот метод незначительно изменялся до 1820-х годов, когда новые шляпки на концах гвоздей стали формировать с помощью отдельного механического станка для оформовки головок гвоздей. В 1810-х годах железные прутья переворачивали после каждого удара, а режущий инструмент был установлен под углом. Затем каждый гвоздь отрезался с конусообразным основанием, что обеспечивало автоматический захват каждого гвоздя и одновременно формировало его головку.

В искусстве и религии

Гвозди использовались в искусстве, например, в "Nail Men" – форме сбора средств, распространенной в Германии и Австрии во время Первой мировой войны. До 1850-х годов шары для бочче и петанка были деревянными, иногда частично усиленными гвоздями ручной ковки. Когда стали доступны дешевые и массовые машинные гвозди, производители начали выпускать boule cloutée – деревянный сердечник, утыканный гвоздями для создания полностью металлической поверхности. Гвозди из разных металлов и цветов (сталь, латунь и медь) использовались для создания широкого разнообразия дизайнов и узоров. Некоторые старые boule cloutée являются подлинными произведениями искусства и ценными коллекционными предметами. После того, как гвозди стали дешевыми и широко доступными, их часто использовали в народном искусстве и искусстве аутсайдеров для украшения поверхности металлическими шипами. Другим распространенным художественным применением является создание скульптур из гвоздей, сваренных или спаянных вместе. На гвозди иногда наносили заклинания или символы, предназначенные для религиозной или мистической пользы, которые использовали в святилищах или на дверях домов для защиты.