Молоты для свободной ковки

Молоты бывают паровоздушные и приводные. Паровоздушные молоты работают на паре или сжатом воздухе давлением 6—8 атм. Пар или сжатый воздух поступают из паросиловой или компрессорной станции. Приводные молоты бывают пневматические, пружинно-рессорные, фрикционные и др. Пневматический молот работает сжатым воздухом, который получается в компрессорном цилиндре, смонтированном на станине молота.
По конструкции молоты бывают одностоечные и двустоечные. Молоты малого и среднего тоннажа делают одностоечными. Они имеют меньшие габариты по сравнению с двустоечными. Наличие одной стойки позволяет при ковке обслуживать эти молоты с трех сторон. Однако существенным недостатком таких молотов является неустойчивое направление бабы. Кроме того, неравномерное распределение давления на фундамент со временем вызывает нарушение правильной установки молота. Эти недостатки устранены в двустоечных молотах, которые при ковке можно обслуживать с двух сторон.
Основные детали молотов. Станины молотов отливают из стали или чугуна. Иногда они делаются цельносварными. Станина крепится к фундаменту и в молотах для свободной ковки с шаботом не соединяется.
Шабот — это массивная отливка, имеющая в верхней части гнездо для крепления нижнего бойка. Вес шабота превышает вес падающих частей в 15—20 раз. Шабот воспринимает ударную нагрузку и благодаря большой массе уменьшает сотрясения фундамента. Чтобы уменьшить удельное давление, передаваемое на фундамент, основание шабота делается более широким, чем верхняя часть. Крупные шаботы делают составными, что облегчает их обработку и транспортировку. Отдельные части скрепляются с помощью ласточкина хвоста и клина либо болтами.
Фундамент молота изготовляется из железобетона. Он служит опорой для шабота и станины. Чтобы уменьшить сотрясения, передаваемые на почву и окружающие сооружения, фундамент делается очень массивным. Вес его превышает вес падающих частей в 100 раз. Фундамент для молота свободной ковки состоит из двух частей: на одной из них устанавливается шабот, на другой — станина. Благодаря этому сотрясения шабота не передаются непосредственно на станину. С целью смягчения ударов, между фундаментом и шаботом устанавливается прокладка из деревянных брусьев. Брусья изготовляют обычно из дуба и стягивают болтами. У штамповочных молотов для жесткости и точности совпадения верхнего и нижнего штампов, фундамент делается монолитным, дельным, а стойки молота крепятся непосредственно на шаботе.
Система шток — поршень — баба представляет падающие части молота. В молотах небольшого тоннажа (до 1000 кг) они отковываются как одно целое. В более крупных молотах шток, поршень и баба делаются отдельно. Баба может быть кованой либо литой — в крупных молотах. Шток и поршень кованые. Наиболее простым и надежным способом крепления бабы к штоку является жесткое соединение «на конус». Нижний конец штока, имеющий форму конуса, заводится в конусное отверстие бабы и резкими ударами заклинивается в ней.
Поршень насаживается на верхнюю конусную часть штока. Поршень имеет канавки, в которые заходят разрезные поршневые кольца. Кольца делаются стальными, так как чугунные от ударов разрушаются. Основное назначение колец — создать уплотнение между поршней и стенкой цилиндра, препятствующее проходу пара или сжатого воздуха из нижней полости цилиндра в верхнюю, и наоборот. Цилиндры у небольших молотов изготовляют заодно с золотниковой и паровпускной коробкой. В цилиндр впрессовывается в холодном состоянии чугунная гильза, которая при необходимости может быть заменена новой.
Для правильного движения бабы молота служат направляющие. При нецентральном ударе направляющие удерживают бабу, а следовательно, и верхний боек, прикрепляемый к ней, от перекосов. Направляющие крепятся к станине молота болтами.
Паровоздушные молоты. Паровоздушный молот представляет собой простую паровую машину с вертикальным расположением цилиндра и штока. Как и другие паровые машины, он имеет очень низкий коэффициент полезного действия. Без всяких конструктивных изменений такой молот может работать на паре и на сжатом воздухе.

На фиг. 98 показан внешний вид, а на фиг. 99 — схема устройства паровоздушного молота двойного действия. Паровой вертикальный цилиндр 6 установлен на станине, имеющей вид арки. Внутри цилиндра имеется поршень 7, укрепленный на верхнем конце штока 8. К нижнему концу штока крепится баба 1, и к ней — верхний боек 2. Нижний боек 3 крепится к массивной отливке — шаботу 4. Сбоку парового цилиндра установлена золотниковая коробка 5, служащая для распределения пара, которое осуществляется перемещением золотника с помощью золотниковой тяги и рукоятки. Пар из паропровода поступает в коробку 5 и проходит в кольцевую выточку, имеющуюся в золотниковой коробке. При перемещении золотника вниз пар проходит по каналу 9 под поршень, заставляя его двигаться вверх. Отработанный пар, находящийся над поршнем, вытесняется по каналу 10 в золотниковую коробку и оттуда через трубу в атмосферу. При перемещении золотника вверх свежий пар по каналу 10 проходит в верхнюю часть, цилиндра. При этом поршень, а с ним шток и баба под действием собственного веса и силы давления пара движутся вниз, производя удар.
Ручное управление при ковке удобно тем, что позволяет в широких пределах менять силу ударов. При необходимости, однако, можно осуществить автоматическую работу, т. е. наносить последовательные удары без изменения положения рукоятки ручного управления.
В табл. 12 приведены основные данные о паровоздушных молотах арочного типа.

Пневматические молоты. Пневматические молоты очень удобны в эксплуатации. Для них не требуются громоздкие и дорогостоящие установки для получения сжатого воздуха или пара, они быстроходны и легко управляемы. Монтаж пневматических молотов не требует больших капитальных затрат, они могут быть установлены в любом месте, где имеется электроэнергия.
Пневматические молоты изготовляются с весом падающих частей от 50 до 2000 кг. Молоты до 250 кг имеют ручное и педальное управление, свыше 250 кг — только ручное. Шток, поршень и баба этих молотов выполнены как одно целое. Баба пневматического молота может удерживаться на весу, производить удары различной силы, как единичные так и автоматические, следующие один за другим, и, наконец, прижимать поковку к нижнему бойку.

На фиг. 100 показан внешний вид, а на фиг. 101 схематическое устройство пневматического молота. На раме молота 18 установлены два цилиндра, отлитые вместе. Цилиндр 9 — компрессорный с поршнем 8 и цилиндр 6, в котором перемещается поршень 5, изготовлены заодно со штоком и бабой. В нижней части бабы укреплен боек 4. Цилиндры соединены между собой каналами, в которых имеются верхний кран 7 и нижний 10. В шаботе 2 укреплен нижний боек 3. Шабот установлен с деревянными подкладками 1 на фундаменте 16. На валу электродвигателя 14 укреплена малая шестерня 12, которая входит в зацепление с большой шестерней-маховиком 13. Большая шестерня сидит на кривошипном валу 15, а последний соединяется с шатуном 11, который и приводит в движение компрессорный поршень. При движении этого поршня вниз над ним образуется разрежение, а под ним — сжатие. Благодаря соединительным каналам соответственно образуется разрежение над поршнем второго цилиндра и сжатие под ним. Баба при этом перемещается вверх. При возвратном движении компрессорного поршня происходит обратное явление, и баба движется вниз под действием собственного веса и силы сжатого воздуха, который давит сверху на поршень. Одному двойному ходу (вверх и вниз) поршня компрессора соответствует один двойной ход бабы, молота. Следовательно, число ходов молота равно числу оборотов кривошипного вала.

Регулирование работы молота осуществляется посредством рукоятки 17, связанной с кранами. При повороте рукоятки оба крана поворачиваются, открывая и закрывая соединительные каналы цилиндров. Для осуществления полных автоматических ударов рукоятка переводится в такое положение, при котором краны полностью открыты. Для получения неполных автоматических ударов рукоятка переводится в другое положение, при котором каналы частично перекрываются, вследствие чего удары будут слабее. Число ударов при этом останется неизменным.
В табл. 13 приведены основные данные о пневматических молотах отечественного изготовления.

Рессорные молоты. Рессорные молоты отличаются простотой конструкции, имеют сравнительно небольшие размеры и успешно используются при ковке мелких поковок. Эти молоты позволяют регулировать число и силу ударов и имеют высокие энергетические показатели. Недостаток таких молотов — частые поломки рессор. Кроме того, регулировка силы ударов несовершенна: уменьшение силы ударов достигается лишь при уменьшении числа их, что снижает производительность. Получение сильных единичных ударов на этом молоте невозможно.

На фиг. 102 показан внешний вид, а на фиг. 103 схематическое устройство рессорного молота.
Рессора 6, к концу которой прикреплена баба 5, приводится в колебательное движение вокруг опоры 7 посредством шатуна 8. Этот шатун состоит из двух изогнутых стальных полос, что придает ему упругость. Он соединен с эксцентриком 12, а последний сидит на приводном валу 13. Вал получает вращение от электродвигателя посредством ременной передачи. Верхний подвижной боек 4 укреплен в бабе, а нижний опорный 3 — в шаботе 2. Шабот опирается на деревянную прокладку 1, а последняя — на фундамент 15. К фундаменту также крепится станина 9. На приводном валу имеется шкив 10, к которому подходит тормозная колодка 11, укрепленная на рычаге с грузом 14.

Рессора состоит из отдельных стальных полос, положенных друг на друга. Длина полос различная. В середине рессора толще, а концевые части — тоньше. Это обеспечивает одинаковую прочность рессоры по всей ее длине. При движении бабы рессора упруго изгибается, благодаря чему увеличивается ход бабы и энергия удара. Листы рессоры скрепляются хомутами, при этом крепление хомутов делается с таким расчетом, чтобы листы имели небольшое относительное смещение.
Величина хода бабы зависит от установки эксцентрика и от прогиба рессоры. На фиг. 104 изображены 3 положения эксцентрика — нулевое, среднее и положение, соответствующее максимальному ходу. При изменении хода бабы изменяется и сила удара молота.

Регулирование силы ударов во время работы осуществляется частичным смещением приводного ремня относительно рабочего шкива. Это достигается соответствующим нажатием на педаль (фиг. 105). При свободной педали ремень находится на холостом шкиве приводного вала. Баба в это время неподвижна. При нажатии на педаль ремень с помощью вилки переводится на рабочий шкив, и баба приходит в движение. Сила удара зависит от величины нажатия на педаль. Если педаль отжата до отказа, то приводной ремень полностью переходит на рабочий шкив, и баба производит максимальное число ударов. При этом прогибы рессоры, а следовательно, и сила ударов будут также максимальными. При уменьшении нажатия на педаль приводной ремень не полностью переходит на рабочий шкив. Вследствие уменьшения поверхности соприкосновения ремня с рабочим шкивом между ними происходит проскальзывание, и число ударов поэтому уменьшается. В результате и сила ударов будет меньше.
Для быстрой остановки молота при освобождении педали одновременно с переводом ремня на Холостой шкив включается тормоз.
В табл. 14 приводятся основные данные о рессорных молотах.