Устройство и работа пневматического ковочного молота

В пневматических молотах для передачи движения от привода к бабе используется упругая воздушная среда. Наибольшее распространение в отечественной промышленности получили пневматические двухцилиндровые одностоечные молоты двойного действия.

Пневматические молоты предназначены для изготовления мелких и средних поковок. Они не требуют компрессорных установок, котельных трубопроводов, так как сжатый воздух вырабатывается в компрессорном цилиндре, встроенном в станину. Молоты обладают большой быстроходностью (до 225 ударов в минуту) и относительно большим КПД (в среднем 35%). Эти молоты широко применяются в инструментальных цехах для ковки резцов, а также в ремонтных цехах.

Промышленность выпускает пневматические молоты с массой падающих частей от 50 до 1000 кг. С большей массой падающих частей такие молоты не изготовляют, так как они становятся очень громоздкими и неэкономичными.

Пневматический молот (рис. 2) имеет литую стальную станину 16 с двумя вертикальными цилиндрами - компрессорным 14 и рабочим 9. При включении электродвигателя 21 через ременную передачу 20, шкив 22 и маховик 19 начинают вращаться два зубчатых колеса - малое 18 и большое 23. На валу большого колеса укреплен кривошип 24, связанный с шатуном 17. На конце шатуна насажен поршень 13, который получает возвратно-поступательное движение и попеременно сжимает воздух в верхней и нижней полостях компрессорного цилиндра 14 до 200-300 кПа. Сверху компрессорный цилиндр закрыт крышкой 12.

Через каналы и распределительные краны 15 сжатый воздух поступает из компрессорного в рабочий цилиндр, закрытый снизу и сверху крышками 8 и 10. В рабочем цилиндре помещена баба 7 с укрепленным на ее конце верхним бойком 6.

Баба изготовлена заодно с поршнем (рис. 3,а). На поршне грибовидной формы выполнены канавки для поршневых колец и выточки лабиринтного уплотнения. В нижней части бабы сделан паз типа “ласточкин хвост” для крепления верхнего бойка. Чтобы баба не вращалась в цилиндре вокруг своей продольной оси, на ней сделаны лыски, а в буксе 8 (рис. 3, б) выбраны соответствующие пазы, в которые вставляются направляющие планки.

Рис. 2. Схема устройства пневматического двухцилиндрового одностоечного ковочного молота двойного действия

Шабот 3 (см. рис. 2) молота установлен на фундаменте 1 с прокладкой из деревянных брусьев 2. Нижний боек 5 молота крепится в промежуточной подушке 4, которая с помощью паза типа “ласточкин хвост” и клиньев закрепляется в пазу шабота.

Оба цилиндра, рабочий и компрессорный, соединены между собой каналами 11, которые перекрываются двумя кранами. Эти краны вместе со средним краном обеспечивают управление молотом, образуя с обратным клапаном воздухораспределительное устройство (рис. 4). Гнездо верхнего крана 4 соединяется с полостью, имеющей выход в атмосферу, вертикальным каналом. Над нижним краном 6 расположена промежуточная полость 2, в которой имеется обратный клапан 1. Средним краном 5 эта полость может сообщаться с полостью 3 и через нее - непосредственно с атмосферой.

Рис. 3. Детали пневматического молота:

а - баба; б - букса

Пневматический молот в зависимости от расположения кранов управления может работать в нескольких циклах: держание бабы на весу; автоматические удары; единичные удары; прижим поковки; холостой ход. Схема работы воздухораспределительного устройства молота при различных циклах показана на рис. 5, на котором цифрами 1 и 2 обозначены полости.

Держание бабы на весу (рис. 5, I). Рукоятка управления поставлена вертикально вниз. Краны стоят так (сеч. А-А), что верхние полости компрессорного и рабочего цилиндров соединены с атмосферой. Через нижний кран воздух из нижней полости компрессора проходит в промежуточную полость 2, открывает обратный клапан 1 (см. рис. 3) и далее по вертикальным каналам (сеч. Б-Б) попадает в нижнюю полость рабочего цилиндра.

Рис. 4. Схема кранового воздухораспределительного устройства

пневматического молота

Обратно из нижней полости цилиндра воздух выйти не может, потому что этому препятствует обратный клапан. Поэтому под поршнем рабочего цилиндра постоянно поддерживается некоторое давление и баба удерживается на весу.

Автоматические удары (рис. 5, П). Рукоятку управления поворачивают против часовой стрелки. При этом верхние полости рабочего и компрессорного цилиндров, а также нижние полости попарно соединены друг с другом (сеч. А-А).

Рис. 5. Положение кранов воздухораспределительного устройства при работе пневматического молота (места сечения см. рис. 4)

Совершая возвратно-поступательное движение, поршень компрессора создает над поршнем и под ним в рабочем цилиндре попеременно сжатие и разрежение, благодаря чему баба наносит автоматически повторяющиеся удары. Сила удара зависит от угла открытия кранов рукояткой и количества поступающего воздуха в рабочий цилиндр молота.

Прижим поковки (рис. 5, Ш). Для этого необходимо из положения “Держание бабы на весу” повернуть рукоятку по часовой стрелке. Верхняя полость компрессора соединена с атмосферой (сеч. А-А). Из нижней полости компрессора воздух через нижний кран поступает в промежуточную полость и через обратный клапан проходит в вертикальный канал (сеч. Б-Б), откуда через верхний кран воздух попадает в верхнюю полость рабочего цилиндра. Из нижней полости рабочего цилиндра через нижний кран воздух выходит в атмосферу (сеч. В-В), и баба молота осуществляет прижим.

Единичные удары. Из положения “Держание бабы на весу”, быстро вращая рукоятку по часовой стрелке и обратно, получают серию единичных ударов.

Холостой ход. Рукоятка управления установлена на цикл “Держание бабы на весу”, тогда верхние полости цилиндров сообщаются с атмосферой. Чтобы перевести компрессор на холостой ход и плавно опустить бабу, средний кран устанавливают так, что промежуточная и нижняя полости компрессора сообщаются с атмосферой.

Чтобы баба во время работы не ударила о крышку рабочего цилиндра, в его верхней полости предусмотрено буферное пространство. Когда поршень-баба перекроет канал, соединяющий верхние полости обоих цилиндров, воздух в буферном пространстве сжимается. В это время поршень компрессорного цилиндра идет вверх и создается давление в его верхней полости. Однако вследствие того, что канал закрыт поршнем рабочего цилиндра, воздух, находящийся в компрессорном цилиндре, не имеет выхода. Чтобы можно было подать воздух в верхнюю полость рабочего цилиндра, имеется обратный шариковый клапан. Когда в верхней полости компрессорного цилиндра давление воздуха станет больше, чем в буферном пространстве, клапан открывается, и воздух подается в верхнюю часть рабочего цилиндра.