Машины и автоматы кузнечно-штамповочного производства. Молоты.

Зимин А.И.

Москва, 1953 г.

КЛАССИФИКАЦИЯ КУЗНЕЧНЫХ МАШИН

Кузнечно-прессовое оборудование включает большое количество машин, различающихся по принципу действия, типу, назначении, конструкции и размерам.

Для изучения кузнечных машин ввиду их большого разнообразия имеет существенное значение разбивка машин на отдельные однородные, группы.

Совокупность таких однородных групп, составленных по определенным признакам и в определенной последовательности, представляет собой классификацию кузнечных машин.

Для первого принципиального деления кузнечных машин на начальные группы необходимо принять такой признак, который лучше всего мог бы отразить особенности этих машин. К такой особенности, независимо от типа и конструкции кузнечных машин, относится признак, определяющий характер воздействия рабочих частей машин на обрабатываемую поковку.

С этой целью сначала необходимо рассмотреть характер движения рабочих частей кузнечных машин, несущих инструмент (бойки, штампы), и особо остановиться при этом на том периоде этого движения, при котором происходит пластическое деформирование поковок.

Движение рабочих частей распадается на ряд периодов, начиная с момента пуска машины в ход.

Сначала боек или штамп совершают холостой ход вниз (вперед), перемещаясь при атом от крайнего верхнего (заднего) положения до момента соприкосновения с поковкой.

Вторым периодом движения является собственно рабочий ход, в течение которого производится пластическое деформирование поковки.

По окончании рабочего хода происходит холостой ход вверх (назад) или, иначе, обратный (возвратный) ход.

Совокупность указанных трех периодов движения составляет один рабочий цикл машины (двойной ход: вниз — вверх или вперед — назад).

3. СТРУКТУРА КУЗНЕЧНЫХ МАШИН

Структурой кузнечных машин называется совокупность, сочетание и тин отдельных механизмов (узлов), составляющих машину и имеющих определенное целевое назначение.

Кузнечные машины состоят из следующих механизмов: приводных (привода), передаточных, исполнительных, смазки, управлении и контроля. Механизмы объединяются станиной машины, являющейся самостоятельным элементом структуры кузнечных машин.

Кузнечные машины при своем многообразии имеют общую структуру. Исполнительные механизмы осуществляют рабочие операции по пластическому деформированию поковок и вспомогательные операции: подачу, зажим заготовок, передачу на линиювысадки, выталкивание поковок из штампов и др.

Первые исполнительные механизмы называются рабочими, вторые — вспомогательными.

У кузнечных машин бывает один или несколько рабочих исполнительных механизмов.

У молотов имеется один рабочий исполнительный механизм, представляющий собой бабу со скрепленным с ней бойком или штампом.

У многооперационных холодновысадочных автоматов, например гаечных, имеются два рабочих исполнительных механизма: механизм отрезки мерных заготовок и механизм для первой и второй осадок заготовок, формовки и прошивки отверстий. Этот механизм снабжен несколькими рабочими инструментами.

То же самое следует отметить относительно вспомогательных исполнительных механизмов у этих машин.

У современных молотов вспомогательных исполнительных механизмов не имеется.

Горизонтально-ковочные машины имеют вспомогательные исполнительные механизмы для зажима прутков. У холодновысадочных автоматов вспомогательные исполнительные механизмы служат для подачи, передачи и выталкивании заготовок и т. п.

Классификация КУЗНЕЧНЫХ молотов

Первая группа классификации (фиг. 3) включает все разновидности МОЛОТОВ. Эту Сложную группу можно разбить па отдельные однородные подгруппы.

Первое деление должно быть произведено по наиболее общему типовому признаку. Таким признаком является механизм привода молотов. На основе этого признака группа молотов разбивается на пять типовых подгрупп.

К первой подгруппе относятся паро-воздушные молоты (фиг. 5,с). Эти молоты имеют паро-воздушный привод, состоящий из рабочего цилиндра и распределительных органов. Пар подается к молоту по трубопроводам от паровых котлов, сжатый воздух — от компрессоров.

Молоты названы паро-воздушными потому, что могут работать паром или сжатым воздухом. Пар и сжатый воздух являются энергоносителями. Температура пара и энергия сжатого воздуха превращаются в работу движения падающих частей молота.

Передаточным механизмом в паро-воздушном молоте является поршень и шток.

Исполнительным рабочим механизмом служит баба с бойком или штампом.

Поршень, шток и баба с бойком или штампом обычно называются падающими частями молота.

Ко второй подгруппе относятся пневматические молоты. У этих молотов рабочим телом является также воздух. Однако в данном случае воздух представляет собой как бы воздушную пружину между поршнями молота (фиг. 5, б).

При движении правого поршня от кривошипного вала вследствие изменения объемов верхних и. нижних полостей цилиндров происходит изменение давления во духа в них, что вызывает движение левого рабочего поршня со штоком, представляющего рабочий исполнительный механизм.

Передаточным механизмом молота является также правый поршень со штоком.

Кривошипный вал, являющийся ведущим звеном молота, приводимого во вращение от электропривода.

Третью подгруппу составляют механические молоты. В эту подгруппу включены молоты' с механическими передаточными механизмами, состоящими из упругих. жестких и гибких связей.

К числу молотов с упругими связями относится пружинно-рессорные молоты.

Молоты с жесткими связями представлены молотами с винтом, доской.

К молотам с гибкими связями относятся молоты с канатом, ремнем.

Четвертую подгруппу составляют гидравлические молоты. Рабочим телом у этих молотов является жидкость (вода, масло) высокого давления, воздействующая на рабочий плунжер, соединенный с бабой (фиг. 5. г).

К пятой подгруппе относятся газовые молоты. Рабочим телом является газ. Молоты различают по принципу некоторых двигателей внутреннего сгорания (фиг. 5,3).

Приведенные на фиг. Д типовые подгруппы включают молоты различного назначения.

Паро-воздушные молоты применяются для свободной ковки, горячей штамповки и листовой Ш1ЛМ1НШКИ.

Приводные пневматические молоты служат главным образом для свободной ковки и значительно реже для горячей штамповки.

Приводные механические молоты (пружинно-рессорные) предназначены для свободной ковки, молоты с винтом, доской, ремнем и канатом— для штамповки.

КОНСТРУКЦИЯ И ДЕТАЛИ ПАРО-ВОЗДУШНЫХ молотов

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ МОЛОТОВ

Паро-воздушные молоты являются рабочими машинами (средствами производства, машинами-орудиями).

Конструкция молотов и их отдельных частей и деталей поэтому должна отражать требования производства.

Если бы паро-воздушный молот был только машиной в прямом понимании, как трансформатор энергии, то получение заданной ГОСТ энергии удара можно было бы осуществить разными путями, применяй различные значения О, H„t% F, а/\ расстояние между направляющими, размеры опорной поверхности бабы и др.

Ввиду того, что napo-воздушные молоты являются средствами производства, конструкция их подчиняется требованиям технологии ковки и штамповки.

Эти требования, как главные и наиболее общие, определяют основные параметры паро-воздушных молотов. Такие основные параметры включаются в соответствующие ГОСТ на кузнечное оборудование. Так, например, в ГОСТ 4730-49 на паро-воздушные ковочные молоты арочного типа (табл. 2) включены: энергия удара Lt, вес падающих частей О, величина хода Уж, расстояние между направляющими, расстояние от зеркала нижнего бойка до уровня пола и до направляющих, размеры бойков.

Эффективная кинетическая энергия у изготовленного молота проверяется контрольным прибором измерения скорости и момент удара при средней высоте поковки.

Исходя из условий производства, как уже было приведено выше, были выработаны определенные типы станин у ковочных молотов: одностоечные (см. фиг. 17, 18), двухстоечные арочные (см. фиг. 19) и двухстоечные мостовые (см. фиг. 20).

Для обеспечения достаточного по размерам рабочего пространства, что требуется для отковки габаритных поковок, применяются также молоты без выносных направляющих (фиг. 82). Бабы у этих молотов имеют направление, осуществляемое штоками и нижними буксами цилиндров.

ВИНТОВОЙ ФРИКЦИОННЫЙ МОЛОТ (ПРЕСС)

I. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Но принятой классификации кузнечных машин (см. фиг. 3) винтовой фрикционный пресс (фиг. 214) отнесен к группе молотов.

Собственно винтовой пресс представляет другую машину, у которой винт получает движение от электропривода посредством гайки и зубчатого перебора.

Поскольку наименование „винтовой фрикционный пресс" (фиг. 214) является старым и укоренившимся, в дальнейшем изложении, чтобы все время подчеркивать молотовые признаки этой машины при сохранении ее старого названия. будем прибавлять к наименованию „молот" слово «пресс», поставленное в скобках.

Винтовой фрикционный молот (пресс) (фиг. 214) имеет замкнутую чугунную или стальную литую станину Л, верхняя поперечина /» которой отливается или как одно целое со станиной, или отдельно

В последнем случае верхняя поперечина соединяется со стойками посредством стяжных болтов.

В середине верхней поперечины укрепляется втулка-гайка внутри которой проходит винтовой шпиндель С, имеющий прямоугольную или трапециевидную нарезку. На верхнем конце шпинделе наглухо насаживается маховик £>, на ободе которого натягивается кожаный ремень или лента феродо.

Нижний конец шпинделя шарнирно соединяется с ползуном.

У некоторых машин ползун подвешивается на двух специальных тягах, верхние концы которых соединяются с хомутом, свободно сидящим на бурте шпинделя (фиг. 215).

Над маховиком расположен горизонтальный приводной вал с двумя наглухо насаженными на него вертикальными дисками. Расстояние между дисками несколько больше внешнего диаметра маховика. Горизонтальный вал может перемещаться вдоль оси. При соприкосновении с маховиком одного диска другой диск отходит от маховика на величину зазора.

Если вращающимся диском нажать на обод маховика, то под действием силы трения, возникшей на ободе, последний Судет вращаться в ту или другую сторону в зависимости от тою, каким диском произведено нажатие.