Паровоздушные молоты.
Паровоздушные молоты для совершения работы— деформации заготовки — используют энергию пара или сжатого воздуха. Пар поступает к молоту от парового котла, сжатый воздух подается по трубопроводам от компрессора.
Пар и сжатый воздух называются энергоносителями, поскольку они передают подвижным частям молота свою энергию, запасенную паром при нагревании, а воздухом при сжатии в компрессоре.
Обычно давление пара равно 685—880 кн/м2 [7—9 ат], сжатый воздух подается к молоту, как правило, под давлением до 685 кн/м2 [7 ат].
По назначению паровоздушные молоты делятся на ковочные и штамповочные.
На ковочных молотах изготавливаются свободной ковкой или в подкладных штампах поковки малого и среднего веса.
Наиболее широко применяются молоты с весом падающих частей от 4,9 до 49 кн [0,5—5 Т]. Если для изготовления поковки требуется молот с весом падающих частей больше 49 кн [5 Т], целесообразней использовать ковочные прессы.
На ковочных молотах можно обрабатывать слитки весом до 19,5 кн [2 Т].
Штамповочные молоты являются основным оборудованием для горячей штамповки.
Штамповочные молоты применяются с весом падающих частей от 5 до 300 кн [0,5—30 Т), но наиболее широко распространены молоты с весом падающих частей от 5 до 90 кн [0,5—9 Т].
По способу использования пара или сжатого воздуха паровоздушные молоты делятся на молоты простого и молоты двойного действия.
В молотах простого действия пар (сжатый воздух) служит только для подъема падающих частей в верхнее положение. Рабочий ход (ход вниз) совершается в этих молотах только под действием веса падающих частей.
В молотах двойного действия пар или сжатый воздух не только поднимает падающие части в верхнее положение, но и давит сверху на поршень при рабочем ходе. Тем самым он увеличивает силу удара, разгоняя падающие части до более высокой скорости.
Cхема работы молота простого действия (рис. 2.1).
1- отверстия для выхода воздуха, 2 – рабочий цилиндр, 3 – поршень, 4 – шток, 5 – баба, 6 – верхний боек (штамп), 7 – нижний боек (штамп), 8 – промежуточная (подштамповочная) подушка, 9 - шабот
Рисунок 2.1 – Принципиальная схема паровоздушного молота простого действия.
По трубопроводу пар или сжатый воздух подается в нижнюю полость рабочего цилиндра 2. Действуя на поршень 3, энергоноситель заставляет его двигаться вверх. С поршнем 3 связан шток 4, к нижнему концу которого крепится баба 5. На бабе 5 устанавливается верхний боек 6. Таким образом, при впуске пара или сжатого воздуха все падающие части поднимаются вверх.
Вблизи верхней крышки по окружности цилиндра расположены отверстия 1, через которые воздух, находящийся над поршнем, выходит в атмосферу.
Когда поршень 3, поднимаясь вверх, доходит до отверстий 1 и перекрывает их, над поршнем оказывается замкнутое пространство. При дальнейшем ходе поршня вверх воздух, находящийся в этом пространстве, будет сжиматься. Таким образом, создается воздушная подушка, которая обеспечивает плавное торможение поршня в верхнем положении.
Когда баба поднимется на достаточную высоту, парораспределительный механизм прекращает подачу энергоносителя в цилиндр и воздух из-под поршня выпускается в атмосферу. Давление в цилиндре резко падает. Под действием собственного веса подвижные части начнут падать вниз и боек 6 ударит по заготовке.
Молоты простого действия просты по конструкции и надежны в работе. Однако они не лишены недостатков. Прежде всего в этих молотах велик расход энергоносителя. В них нельзя регулировать скорость движения бабы, а значит, и силу удара. Наконец, для того чтобы нанести удар такой же силы, как и молотом двойного действия, вес подвижных частей молота простого действия должен быть значительно больше. Поэтому молоты простого действия вытесняются более совершенными молотами двойного действия.
Схема работы молота двойного действия
В молотах двойного действия энергоноситель подается и в нижнюю, и в верхнюю полости рабочего цилиндра. Поступление его регулируется распределительным устройством— золотником, который в определенных положениях впускает энергоноситель в цилиндр и прекращает его подачу.
На рис. 2.2 показаны последовательные положения золотника за время рабочего цикла молота двойного действия. Когда золотник находится в положении, указанном на рис. 2.2, а, он направляет энергоноситель в нижнюю полость рабочего цилиндра. Пар или сжатый воздух давит на поршень снизу и начинает его поднимать вверх.
а – энергоноситель направляется в нижнюю полость рабочего цилиндра, б – отверстие нижней полости перекрыто, в – отверстия верхней и нижней полостей перекрыты, г – движение поршня вверх, д – выпуск пара или воздуха, е - поступление свежего энергоносителя в верхнюю полость
Рисунок 2.2 – Последовательные движения золотника.
При этом пар или воздух, находящийся над поршнем, свободно выходит в атмосферу. Золотник соединен тягой с бабой молота. Поэтому при ее подъеме он тоже начинает двигаться вверх и в некоторый момент перекрывает отверстие нижней полости цилиндра (рис. 2.2, б). Этот момент называется отсечкой впуска нижнего энергоносителя.
Пар или сжатый воздух больше не поступают в нижнюю полость цилиндра. Но тот энергоноситель, который находится под поршнем, заставляет его продолжать движение вверх.
В положении, показанном на рис. 2.2, в, золотник перекрыл и выпускное отверстие верхней полости — произошла отсечка выпуска из верхней полости. Но так как давление под поршнем выше, чем над ним, поршень все еще движется вверх (рис. 2.2, г).
В положении, показанном на рис. 2.2, д, золотник открыл отверстие нижней полости цилиндра, и находившийся там пар или воздух выпускается в атмосферу. В следующий момент (рис. 2.2, е) в верхнюю полость цилиндра начинает поступать свежий энергоноситель. Он давит на поршень вниз, разгоняет его, и баба ударяет по заготовке.
В связи с тем что в молотах двойного действие подвижные части движутся вниз не только под действием собственного веса, но и под действием энергоносителя, давящего сверху на поршень, энергия их удара значительно выше, чем у молотов простого действия.