Профессиональное обучение
(сборник учебников по профессиям)

Машинная ковка

       

Оборудование для машинной ковки

Основным оборудованием кузнечных цехов и участков для машинной ковки являются различные типы молотов и гидравлических прессов.

Ковочные молоты. К молотам относят машины, деформирующие заготовку ударом за счет кинетической энергии поступательно движущихся рабочих частей — штока, бабы и верхнего подвижного бойка. При деформировании скорость бойка изменяется от наибольшего значения до нуля. Скорость движения бойка в момент удара составляет 3 ... 8 м/с, время деформирования — сотые доли секунды. Основной характеристикой молота является масса его ударных частей.

В зависимости от типа привода молоты бывают пневматическими, паровоздушными, механическими, гидравлическими, газовыми и др.

По принципу действия молоты подразделяют на две группы — простого и двойного действия. У молотов простого действия ударные части движутся вниз под действием силы тяжести, а привод служит только для их подъема. Привод молотов двойного действия служит как дня подъема ударных частей, так и для их движения вниз. Вследствие этого кинетическая энергия ударных частей молотов двойного действия больше , чем молотов простого действия, при одинаковых их массах, поэтому наиболее широко применяют молоты двойного действия.

По технологическому назначению молоты разделяют на ковочные (для ковки), штамповочные (для объемной штамповки) и листоштамповочные (для штамповки листовых заготовок) .

У пневматических ковочных молотов масса ударных частей составляет 50 . . . 1000 кг, а число ударов — соответственно 225 . . . 95 в минуту. Эти молоты предназначены для изготовления небольших поковок (0,5 ... 20 кг) из прокатных заготовок и допускают ковку в подкладных штампах.

На рис. 10.47, а показан пневматический молот наиболее распространенной конструкции. Его основными частями (рис. 10.47, б) являются рабочий цилиндр 8 с поршнем 7, штоком 6 и верхним бойком 5, а также компрессорный цилиндр 13 с поршнем 12. Привод компрессорного цилиндра состоит из электродвигателя 18, ременной передачи 17, редуктора 16, кривошипного вала 15 и шатуна 14. Рабочий и компрессорный цилиндры соединены друг с другом верхним и нижним воздушными каналами с кранами управления 9, 10 и 11. Краны поворачиваются с помощью рукоятки ручного управления. На молотах с массой ударных частей до 250 кг дополнительно устанавливают педаль ножного управления. Нижний боек 4 крепится на шаботе 2, установленном на фундаменте на деревянных брусьях 1. Детали молота расположены в литой чугунной станине 19, а шабот фиксируется в окне станины с помощью деревянных клиньев 3.

Рис. 10.47. Пневматический ковочный молот:
а - общий вид, б устройство, в - кинематическая схема; 1 - брусья, 2 - шабот, 3 - клинья, 4, 5 - нижний и верхний бойки, 6 - шток, 7, 12 - поршни, 8, 13 - рабочий и компрессорный цилиндры, 9 ... 11 - краны управления, 14 - шатун, 15 - кривошипный вал, 16 - редуктор, 17 - ременная передача, 18 - электродвигатель, 19 - станина, 20, 21 - рукоятки управления

В исходном положении поршень 7 рабочего цилиндра занимает крайнее нижнее положение, а поршень 12 компрессорного цилиндра — крайнее верхнее. Верхний боек 5 лежит на нижнем 4 или на заготовке. При включении электродвигателя 18 кривошипный вал 15 начинает вращаться и перемещает поршень 12 компрессорного цилиндра вниз. Под поршнем 12 воздух сжимается, через канал в нижнем кране 9 попадает в нижнюю часть рабочего цилиндра и давит снизу вверх на поршень последнего — в этот момент верхняя полость рабочего цилиндра через краны 10 и 11 соединяется с атмосферой. Вследствие того что в этой полости нет избыточного давления, поршень рабочего цилиндра начинает подниматься.

Когда поршень компрессорного цилиндра займет крайнее нижнее положение, поршень рабочего будет по инерции продолжать свое движение вверх. По пути к верхней крайней точке он перекроет верхний канал, связывающий полость с атмосферой, сожмет остатки воздуха и достигнет верхнего положения. После этого под действием сжатого воздуха в верхней полости рабочего цилиндра поршень последнего начнет двигаться вниз. Эта стадия совпадает с началом движения поршня компрессорного цилиндра вверх и возникновения высокого давления в верхней полости этого цилиндра.

При движении вниз поршня рабочего цилиндра откроется воздушный верхний канал и сжатый воздух поступит из компрессорного цилиндра в верхнюю полость рабочего. Под действием силы тяжести и давления воздуха подвижные (ударные) части молота с ускорением движутся вниз и наносят удар по заготовке.

При каждом обороте кривошипного вала поршень компрессорного цилиндра совершает один ход (вверх—вниз), а поршень рабочего — один рабочий ход. Таким образом, число ходов бойка пневматического молота равно числу оборотов кривошипного вала или числу оборотов электродвигателя, деленному на общее передаточное число редуктора и ременной передачи.

Три воздухораспределительных крана — верхний 11, средний 10 и нижний 9 (рис. 10.47, в) — расположены в станине между цилиндрами; в зависимости от положения рукояток 20 и 21 они открывают или закрывают воздушные каналы, обеспечивая требуемый режим работы молота. Пневматический молот может работать в следующих режимах: удерживание бойка в верхнем положении; единичный удар; прижим заготовки к нижнему бойку; автоматические удары; холостой ход.

Для удерживания бойка в верхнем положении рукоятку 21 ставят в положение /, а рукоятку 20 — в положение II. При этом верхние полости обоих цилиндров соединяются с атмосферой, а нижние — друг с другом. Сжатый воздух из нижней полости компрессорного цилиндра постоянно поступает в нижнюю полость рабочего, что и удерживает подвижные части молота в верхнем положении.

Для единичного удара рукоятку 20 ставят в положение I или II, а рукоятку 21 из положения I быстро переводят в положение II и сразу же возвращают обратно. После удара боек снова перемещается вверх и остается в этом положении, пока рукоятка 21 находится в положении I.

Для прижима заготовки к нижнему бойку рукоятку 20 ставят в положение /, а рукоятку 21 — в положение III. При этом верхняя полость компрессорного и нижняя полость рабочего цилиндров соединяются с атмосферой, а сжатый воздух из нижней полости компрессорного цилиндра через специальные каналы постоянно подается в верхнюю полость рабочего цилиндра, что и обеспечивает прижим заготовки к нижнему бойку. Избыточный сжатый воздух выбрасывается в атмосферу через предохранительный клапан, установленный в верхней полости рабочего цилиндра.

Для автоматических ударов рукоятку 20 ставят в положение / или II, а рукоятку 21 — в положение II. При этом положении рукояток средний кран закрывает выход воздуха в атмосферу, верхний соединяет верхние полости цилиндров, а нижний — нижние. При работе двигателя поршень рабочего цилиндра будет перемещаться вверх и вниз в соответствии с движением поршня компрессорного цилиндра вниз и вверх. Упругая связь между поршнями обоих цилиндров осуществляется воздухом. Силу ударов бойка при этом режиме работы регулируют рукояткой 21: чем ближе рукоятка к положению II, тем сильнее удары.

Для холостого хода рукоятки 20 и 21 ставят в положение I. При этом верхняя и нижняя полости компрессорного цилиндра соединяются с атмосферой и воздух из этого цилиндра без сопротивления постоянно выбрасывается наружу. Такой режим работы молота предохраняет компрессорный цилиндр от перегрева во время длительных пауз в работе. При холостом ходе верхний боек под действием силы тяжести опускается вниз и лежит на нижнем бойке.

Перед включением электродвигателя рукоятки обязательно следует установить на режим холостого хода, а перед выключением — на режим удерживания бойка в верхнем положении. После остановки двигателя подвижные части молота под действием силы тяжести медленно опустятся вниз на нижний боек.

Пневматические молоты нашли широкое применение в кузницах небольших заводов, мастерских, на участках ручной ковки. Объясняется это их низкой стоимостью, простотой обслуживания и высокой надежностью; кроме того, они не требуют больших капитальных затрат на установку или перестановку. Важным достоинством пневматических молотов является использование электрической энергии, а не пара или сжатого воздуха, применение которых дороже и сложнее.

У паровоздушных ковочных молотов двойного действия масса ударных частей составляет 1000 . .. 8000 кг, а число ударов — соответственно 71 ... 34 в минуту. Эти молоты предназначены для изготовления ковкой поковок средних размеров примущественно из прокатных заготовок, а также для ковки в подкладных штампах. По типу станины паровоздушные молоты бывают одно- и двухстоечными. Отечественная промышленность выпускает двухстоечные молоты арочного и мостового типов.

Двухстоечный паровоздушный ковочный молот арочного типа (рис. 10.48, а) имеет станину, составленную из двух стоек 21 (рис. 10.48, б), соединенных вверху цилиндровой плитой 23, а внизу притянутых к фундаменту анкерными болтами 13 через брусья 14. В верхней части станины находится рабочий цилиндр 25 с каналом 4 и паровоздухо-распределителыкш коробкой 6, в которой установлены дроссель и золотник системы управления молотом. В цилиндре 25 перемещается поршень 24 со штоком 22, на котором закреплена баба 19 с бойком 18.

Рис. 10.48. Паровоздушный ковочный молот:
а - общий вид, б - устройство; 1 - корпус, 2,5,7 - трубы, 3 - поршень, 4 -• канал, 6 - паровоздухораспределительная коробка, 8 - рычаг, 9 - сабля, 10 - рукоятки, 11, 14 - брусья, 12 - фундамент, 13 - болт, 15 - шабот, 16 - подушка, 17, 18 - нижний и верхний бойки, 19 - баба, 20 - направляющие, 21 - стойка станины, 22 - шток, 23 - плита, 24 - поршень, 25 - рабочий цилиндр

Баба молота движется в направляющих 20 станины. В верхней части цилиндра установлен паровоздушный предохранитель, состоящий из корпуса 1 и поршня 3. В корпус по трубе 2 подается рабочий пар или воздух. Такой предохранитель исключает жесткий удар поршня рабочего цилиндра по крышке последнего, так как в момент удара по поршню 3 предохранителя пар (воздух) под давлением устремляется навстречу поршню рабочего цилиндра и останавливает его.

Движение ударных частей (поршня, штока, бабы и бойка) осуществляется под действием сжатого пара (воздуха), поступающего сначала в паровоздухораспределительную коробку по трубе 5. Управляют работой молота с помощью рукояток 10 при автоматической отсечке впуска и выпуска пара из рабочего цилиндра.

Автоматические впуск и выпуск пара осуществляются под действием сабли 9 через систему рычагов 8 на паровоздухораспределительное устройство. При движении бабы сабля скользит по специальному, выполненному на бабе скосу, и. поворачиваясь на определенный угол, в нужный момент впускает или выпускает пар из цилиндра. Сжатый пар (воздух) через золотник и дроссель паровоздухораспределителя попадает по специальным каналам в рабочий цилиндр, заставляя бабу молота совершать возвратно-поступательное движение.

Если молот работает на сжатом воздухе, то отработанный воздух через трубу 7 выбрасывается в атмосферу. Для уменьшения утечек пара (воздуха) в днище рабочего цилиндра помещают сальниковое уплотнение для штока 22. Уплотнение поршня 24 в цилиндре 25 обеспечивается пружинными разрезными кольцами.

Шабот 15 молота, имеющий массу, в 15 раз превосходящую массу подвижных частей, устанавливают в железобетонном фундаменте 12 на деревянных (из дуба или бука) брусьях 11. Иногда вместо брусьев используют прокладки из тканевой прорезиненной ленты. На шаботе с помощью сухаря и клина крепят подушку 16, в которую устанавливают нижний боек 17.

Ковочные молоты арочного типа применяют для ковки поковок массой до 1,5 т. Стойки станины молота специально раздвинуты, чтобы удобно было изготовлять поковки больших габаритных размеров.

Для обработки заготовок массой свыше 1,5 т, больших габаритных размеров и сложной формы используют ковочные паровоздушные молоты мостового типа (рис. 10.49). Они удобны в работе, так как имеют свободный подход к нижнему бойку со всех сторон из-за большого расстояния между стойками (до 4,6 м) и применяются для ковки поковок массой до 2,5 т. По принципу действия эти молоты аналогичны молотам арочного типа.

Рис. 10.49. Паровоздушный ковочный молот мостового типа:
1 - рабочий цилиндр, 2 - паровоздухораспределительное устройство, 3 - шток, 4 - направляющие, 5 - баба, 6 - станина, 7 - бойки, 8 - шабот

Рассмотренные паровоздушные молоты могут работать в ручном и автоматическом режимах. В зависимости от положения рукоятки управления молотом можно производить либо единичный удар, либо серию автоматических ударов определенной силы (такое управление называется смешанным) . Созданы специальные автоматические устройства, которые, будучи связанными с системой паровоздухораспределения молота, позволяют осуществить работу последнего по программе, предварительно составленной в зависимости от типа, размеров и формы поковки. Заранее занесенные в память ЭВМ, эти программы по мере надобности подаются в исполнительные устройства молота.

Повочные молоты выбирают в зависимости от массы, габаритных размеров и сложности формы изготовляемых поковок.

Ориентировочные данные для выбора ковочных молотов

Каждый молот снабжают паспортом, в котором завод-изготовитель указывает основные данные, необходимые для его монтажа в цехе, установки на нем бойков и правильной эксплуатации. В паспорте указывают также год выпуска, массу, габаритные размеры, техническую характеристику молота, приводят эскизы и размеры бойков и деталей, которые необходимо заменять при износе или поломках. К основным данным характеристики молота относятся давление пара, диаметр штока, площадь поршня, расстояние между направляющими, скорость бабы и др.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru