Профессиональное обучение
(сборник учебников по профессиям)

Машинная ковка

       

Оборудование для машинной ковки (окончание)

Гидравлические ковочные прессы. На гидравлических ковочных прессах деформирование осуществляется под действием давления жидкости на плунжер, соединенный с подвижной поперечиной, к которой крепится верхний боек пресса. Скорость движения бойка возрастает от нуля до некоторого значения, а затем к концу деформирования снова падает.

Гидравлические прессы работают со значительно меньшими скоростями, чем молоты. Максимальная скорость деформирования обычно не превышает 0,3 м/с,, а время одного обжатия длится несколько десятков секунд. Основной характеристикой пресса является развиваемое усилие.

Гидравлические ковочные прессы изготовляют усилием 2 . . . . .. 31,5 МН; усилие уникальных мощных прессов достигает 150 МН. Эти прессы предназначены для изготовления ковкой крупных поковок преимущественно из слитков, а также для ковки в подкладных штампах; отечественная промышленность изготовляет их колонной и рамной конструкций с верхним и нижним приводом.

Гидравлические прессы обычно устанавливают в крупных кузнечных цехах. Совместно с агрегатами, обеспечивающими их работу, они образуют гидропрессовые установки, которые, таким образом, состоят из собственно пресса, привода (источника жидкости высокого давления, питающего пресс), приемников для жидкости (баков), органов управления (распределителей, клапанов) и трубопроводов.

При работе гидравлического пресса его подвижная поперечина с закрепленным на ней верхним бойком осуществляет прямой (опускание) и обратный (подъем) ходы. Прямой ход имеет два участка: участок, называемый ходом приближения, на котором рабочий инструмент подводится к заготовке, и участок, называемый рабочим ходом, на котором заготовка деформируется. Остановки подвижной поперечины для выполнения вспомогательных операций (смены инструмента, перемещения заготовки и др.) называют технологическими паузами.

Жидкость высокого давления расходуется только во время прямого рабочего и обратного ходов, а ход приближения осуществляется за счет жидкости низкого давления. Вследствие этого в гидроприводе прессов часто используют специальные устройства — аккумуляторы, позволяющие накапливать жидкость высокого давления во время технологических пауз и хода приближения, что разрешает снижать установочную мощность привода.

В зависимости от типа привода различают следующие прессы: с насосно-аккумуляторным приводом (рабочая жидкость при рабочем ходе подается одновременно от аккумулятора и наооса); с насосным безаккумуляторным приводом (рабочая жидкость под высоким давлением подается непосредственно от насоса в рабочий цилиндр); с мультипликаторным приводом (рабочая жидкость подается в рабочий цилиндр определенными порциями от мультипликатора). В ковочных прессах наиболее широко используют водяной насосно-аккумуляторный привод.

На рис. 10.50 показан гидравлический ковочный пресс с насосно-аккумуляторным приводом. Жидкость (обычно водная эмульсия) под высоким давлением (32 МПа и более) от насосной станции 15 по трубе 12 через систему управления (дистрибутор) 11 и далее по трубе 8 подается в рабочий цилиндр 7 пресса, закрепленный в неподвижной верхней поперечине 6. Под давлением жидкости плунжер 5 перемещает вниз подвижную поперечину (траверсу) 3, на которой закреплен верхний боек.

Рис. 10.50. Гидравлический ковочный пресс с насосно-аккумуляторным приводом:
1 - возвратный цилиндр, 2, 5 - плунжеры, 3 - подвижная поперечина, 4 - направляющая колонна, 6, 16 - верхняя и нижняя неподвижные поперечины, 7 - рабочий цилиндр, 8, 10, 12, 17 - трубы, 9 - бак, 11 - система управления, 13, 14 - водяной и воздушные аккумуляторы, 15 - насосная станция

Траверса перемещается по направляющим колоннам 4, которые стягивают между собой верхнюю 6 и нижнюю 16 неподвижные поперечины. Так как траверса с прикрепленными к ней деталями и бойком имеет большую массу, то для ее подъема при обратном ходе используются возвратные цилиндры 1 с плунжерами 2, соединенными с траверсой 3.

При рабочем ходе пресс потребляет большое количество эмульсии высокого давления.

Для того чтобы не устанавливать насос сверхвысокой подачи, к главной трубе 12 подключают воздушный беспоршневой аккумулятор, состоящий из одного водяного аккумулятора 13 и двух воздушных аккумуляторов 14. Во время пауз между рабочими ходами, когда не требуется большого количества эмульсии, насос продолжает работать и в аккумуляторах накапливается запас жидкости высокого давления. Чем больше давление жидкости в трубе 12, тем больше ее собирается в баллоне 13 и сильнее сжимается воздух в баллонах 14. При рабочем ходе аккумулятор за короткое время отдает в сеть накопленную жидкость высокого давления, компенсируя тем самым недостаточную подачу насоса в период ковки. При этом обеспечиваются достаточная скорость поперечины и требуемое усилие пресса. Кроме того, нагрузка насоса и электродвигателя становится более равномерной, вследствие чего можно использовать насосы, имеющие меньшую подачу, чем при без-аккумуляторном приводе.

В гидропрессовых установках кроме воздушных беспоршневых иногда применяют грузовые аккумуляторы. Давление рабочей жидкости в них создается в цилиндре плунжером, на котором размещают соответствующий груз (чугунные плиты либо ящики с ломом или рудой) . Эти аккумуляторы громоздки и применяются редко.

Необходимый цикл работы гидропрессовой установки обеспечивается системой управления 11 (см. рис. 10.50). Рабочая жидкость высокого давления из аккумулятора подается по трубе 12 к главному гидравлическому распределителю (дистрибутору), клапаны К1 ... К4 которого срабатывают от рычагов управления прессом (на рисунке рычаги не показаны) .

При рабочем ходе клапаны К1 и КЗ открываются, а К2 и К4 закрываются. Жидкость высокого давления поступает по трубам 12 и 8 в рабочий цилиндр пресса. Из возвратных цилиндров по трубам 17 и 10 она вытесняется в наполнительный бак 9, питающий насос станции 15. При обратном ходе клапаны К1 и КЗ закрываются, а К2 и К4 открываются. Жидкость из рабочего цилиндра сливается через трубы 8 и 10 в бак 9, а жидкость высокого давления по трубам 72 и 17 поступает в возвратные цилиндры, оказывая давление на плунжеры 2, которые поднимают траверсу 3 в исходное положение. Удерживание поперечины пресса на весу осуществляется при установке рычага управления в нейтральное положение (’’Стоп”), при котором все клапаны распределителя закрываются и слив жидкости из рабочего цилиндра пресса прекращается.

К недостаткам насосно-аккумуляторного привода относятся его низкий КПД, значительная длина трубопроводов и более сложное, чем при насосном приводе, устройство органов управления.

Насосный безаккумуляторный привод имеет высокий КПД (0,6 . . . 0,8), компактен и может быть размещен на станине пресса; он обеспечивает гибкое управление прессами и облегчает их эксплуатацию. Однако вследствие того, что мощность насосов и двигателей следует выбирать в зависимости от максимальной мощности пресса, для этого привода насосы и двигатели должны быть мощнее, чем для насосно-аккумуляторного. Индивидуальный привод применяют в основном дня гидравлических прессов усилием до 30 МН.

В целях обеспечения высокого качества поковок, уменьшения числа нагревов слитков и повышения производительности ковочные прессы должны быть быстроходнее1 штамповочных. Чтобы облегчить замену инструмента и манипулирование заготовкой в процессе ковки, ковочные прессы больших усилий снабжают выдвижным столом, перемещаемым с помощью горизонтальных гидравлических цилиндров. Для быстрого крепления верхнего бойка на подвижной поперечине устанавливают пневматический зажим клинового типа. Конструкция ковочного пресса должна допускать возможность ковки с эксцентрическим приложением нагрузки, поэтому подвижные поперечины имеют дополнительное направление в верхней неподвижной поперечине.

Система управления обеспечивает работу ковочного пресса в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах. Точность автоматической ковки составляет ± (1,5 ... 2) мм. Комплексная автоматизация гидравлических ковочных прессов с применением манипуляторов позволяет существенно улучшить условия труда кузнецов и повысить его производительность на 10 ... 15 %.

Организация рабочего места на участке машинной ковки должна обеспечить безопасность и удобство выполнения работ, а также высокие производительность труда и качество продукции.

Расположение основного и вспомогательного оборудования на участке 5-тонного ковочного молота показано на рис. 10.51. Около молота 4 установлен консольный кран 13, используемый для передачи заготовок из печи 10 к молоту, перемещения их во время ковки, а также для транспортирования изготовленных поковок на контрольную площадку 8 и площадку для охлаждения 9. Рядом с молотом расположен вентилятор 6, служащий для уменьшения количества теплоты, излучаемой горячими заготовками и ухудшающей условия работы машиниста молота и других рабочих.

Рис. 10.51 Планировка рабочего участка ковочного молота:
1, 12 - стеллажи, 2, 11 - тары, 3 - бак с водой, 4 - молот, 5 - машинист молота, 6 - вентилятор, 7 - стол, 8,9 - площадки для контроля и охлаждения поковок, 10 - печь, 13 - кран

Стол 7 для измерительного инструмента в целях удобства располагают на небольшом расстоянии от молота. Кузнечный инструмент размещают на стеллажах 1 и 12: легкий 1 находится дальше от молота, тяжелый 12 — ближе к нему. Бак 3 с водой, используемой в основном для охлаждения инструмента, располагают рядом с молотом. За ним устанавливают тару 2 для обрубков металла, а с другой стороны — тару 11, в которую ссыпают накапливающуюся в течение смены окалину.

В отличие от ручной при машинной ковке кузнецы работают бригадами, состоящими из трех человек и более. Состав бригады зависит от вида оборудования и характера выполняемых работ. Руководит кузнецами бригадир, в обязанности которого входят такие функции, как расстановка членов бригады по рабочим местам, контроль за подготовкой и состоянием всего оборудования и инструмента на участке, обеспечение выпуска продукции требуемого качества, контроль за выполнением всеми членами бригады требований безопасности труда.

Автоматизированные ковочные комплексы. В последнее время уделяется большое внимание внедрению на участках машинной ковки автоматизированных ковочных комплексов (АКК) . В состав типового АКК входят ковочный пресс, манипулятор, устройства для нагрева и контроля температуры заготовок, вспомогательные механизмы для транспортирования _ и ориентации заготовок, смены инструмента, уборки отходов и т.д. Комплекс в целом или (при необходимости) его отдельные агрегаты управляются интегрированной системой управления. Она позволяет вести автоматическую работу комплекса по составленной программе, в том числе — работу по режиму, заложенному ранее в память ЭВМ в процессе ковки с ручным управлением. Кроме того, возможны различные сочетания ручного и автоматического управления агрегатами АКК и их функциями в процессе ковки.

Контрольные вопросы

  1. Назовите область применения машинной ковки.
  2. Перечислите основные операции машинной ковки.
  3. Как устраняют заусенец при отрубке заготовок?
  4. Перечислите способы протяжки заготовок на молоте.
  5. С какой целью при протяжке используют вырезные бойки?
  6. Как предотвратить изгиб и уменьшить бочкообразность заготовок при осадке?
  7. В чем сущность секционной штамповки?
  8. Как производят высадку заготовок?
  9. Почему при прошивке отверстий оставляют перемычку под прошивнем?
  10. В каких случаях используют сплошные и пустотелые прошивни?
  11. Когда целесообразно применять подкладные штампы?
  12. Каков принцип действия пневматического молота?
  13. Назовите область применения гидравлических ковочных прессов.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru