Основные сведения о конструкции молота

Конструкция и принцип действия

Функционирование ковочного молота базируется на динамических ударах рабочего органа — штока, соединенного с бабой (ударной частью машины) и устройствами, контролирующими силу воздействия. Другими обязательными конструктивными элементами являются:

• поршень, соединенный с бабой;
• основание (зафиксированное на твердой поверхности);
• станина (направляющие для подвижных узлов фиксируются на ней);
• приводное оборудование;
• щитовое ограждение (для безопасности оператора);
• электрическое оборудование;
• компрессорный цилиндр (у пневматических молотов).

Ранние машины имели ножной или ручной привод. Современный кузнечный молот оснащен удобной системой управления, минимизирующей усилие работника кузницы.

Рис. 1. Устройство пневматического молота.

(1 — рабочий цилиндр, 2 — компрессорный цилиндр, 3 — поршень, 4 — кривошипный механизм, 5 — баба, 6 и 7 — верхний и нижний бойки, 8 — подушка, 9 — воздухораспределительный механизм, 10 — деформируемая заготовка)

Вкратце действие устройства происходит так:

• заготовка помещается в нижнюю часть молота (обычно это боек);
• настраивают устройство на определенную частоту удара, приводят в движение;
• после активации молота, ведомая верхняя часть бьет по заготовке;
• динамическое воздействие продолжается до тех пор, пока заготовка не приобретет нужную форму.

При работе кузнечного молотка происходит преобразование возвратно-поступательного движения кривошипно-шатунного механизма в такое же движение поршня. Это позволяет выполнять на нем множество операций.

Пневматический ковочный молот

Кузнечное оборудованиеКовочный молот

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.

Конструкция

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

Принцип работы

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.

Похожие материалы

Возможности кузнечного станка

Габаритный молот предназначен для выполнения следующих кузнецких операций:

• гибка деталей (иногда предварительно осуществляют подогрев заготовки);
• вытяжка (удлинение шаблона за счет уменьшение поперечного сечения);
• проделывание отверстий (на шток насаживается пробойник/прошивень);
• осадка (обратное вытяжке действие);
• рубка (при помощи топоров).

О некоторых из них — наглядно.

Рис. 2. Операции, выполняемые при помощи кузнечного молота.

Большинство известных изделий выполняют все перечисленные операции. Однако, есть важный критерий их классификации.

Виды устройств

Таким критерием является тип вещества, используемого в компрессорном цилиндре. Различают молоты:

Рис. 3. Механический кузнечный молот с ножным приводом.

• паровоздушные (пар или атмосферный воздух);
• гидравлические и гидростатические (жидкость под давлением);
• бензиновые (работают по принципу ДВС);
• газовые (сжиженный газ);
• электромагнитные (используется энергия электрических и магнитных полей);
• механические (приводятся в действие физическим усилием человека);
• рессорно-пружинные (рессора ускоряет падение поршня вниз);
• пневматические (газ под давлением).

Особняком среди приведенных устройств стоит кузнечный пневмомолот. У него имеется собственный пневмоцилиндр, избавляющий от необходимости использования дополнительных источников энергии и от утяжеления конструкции. Подробнее об устройствах далее.

Особенности пневматических молотов

Оборудование относится к приспособлениям для ковки, выполняющим все перечисленные ранее операции, а также скручивание, разрезание и формовка заготовок. Управляются они посредством ручного рычага или педали. Конструктивно ковочный пневматический молот дополнен масляным насосом, осуществляющим смазку рабочих цилиндров (которых, кстати, может быть два).
Условно пневмомолоты делят на 2 группы:

• для художественной ковки (модели с массой падающих частей до 75 кг);
• для производств (МПЧ — от 150 до 2000 кг).

Достоинствами оборудования являются энергоемкость, чувствительность регулировки рабочих режимов, простота управления, долговечность. Недостатком являются большие габариты и вес, однако необходимость транспортировки возникает редко.

мтомд.инфо

На рисунке 1 показан общий вид изучаемого пневматического приводного молота модели МА4127 с мпч 50 кг. Устройство изучаемого молота аналогично конструкции, приведенной здесь, с той лишь разницей, что в его конструкции нет редуктора (привод шатуна осуществляется через клиноременную передачу, маховик и кривошипный вал) и шабот установлен непосредственно в станине. Установка шабота в станине молота возможна вследствие малой мпч, а, следовательно, и энергии удара.

Пневматический молот. Молот ковочный пневматический.

Рисунок 1 — Молот ковочный пневматический модели МА4127 с мпч 50 кг

1 – компрессорный цилиндр; 2 – рабочий цилиндр; 3 – рукоятка среднего крана; 4 – рукоятка верхнего и нижнего кранов; 5 – приводной электродвигатель; 6 – кожух клиноременной передачи; 7 – станина молота; 8 – ось кривошипного вала; 9 – рабочие бойки; 10 – педаль управления
Пневматические молоты могут осуществлять следующие режимы работы: холостой ход, удержание бабы на весу, автоматические последовательные удары и прижим поковки. В некоторых конструкциях молотов имеется режим одиночных ударов. Для осуществления вышеуказанных режимов на пневматических молотах применяют механизм воздухораспределения, состоящий из трех горизонтальных кранов (рисунок 1, позиции 3,4): верхнего, среднего и нижнего. Верхний и нижний краны служат для управления работой молота, а средний – для перевода компрессора на холостой ход. Между верхним и нижним кранами в стакане молота имеется камера с обратным клапаном. На рисунке 2 изображена развернутая схема механизма воздухораспределения пневматических молотов. Верхний кран имеет два сечения, а нижний – три.

Рисунок 2 — Схема механизма воздухораспределения пневматических молотов

Холостой ход

Чтобы не перегревать компрессор при длительных паузах, его переводят на холостой режим работы. Это осуществляется поворотом среднего крана в крайнее левое положение (кран открыт) (см. рисунок 1, позиция 3), при этом рукоятки верхнего и нижнего кранов находятся в среднем положении (педаль также находится в среднем положении). В результате этого верхняя полость рабочего цилиндра и верхняя полость компрессорного цилиндра сообщаются через верхний кран с атмосферой через открытый канал 3 (см. рисунок 2). Нижняя полость компрессорного цилиндра также (через средний кран) сообщается с атмосферой через открытый канал 4 (при этом также открыты каналы 10 и 11). Таким образом, компрессор работает, но давление в полостях рабочего и компрессорного цилиндров равно атмосферному, и баба под собственном весом покоится на нижнем бойке. Молот работает вхолостую.

Держание бабы на весу

Рукоятка среднего крана поворачивается в крайнее правое положение (кран закрыт), а рукоятка верхнего и среднего кранов и педаль остаются в среднем положении (см. рисунок 1, позиция 3). При этом воздух из нижней полости компрессора направляется по каналу 10 сечения I нижнего крана, открытому каналу 11 и через обратный клапан 13 в камеру, находящуюся за обратным клапаном, а из камеры по открытым каналам 6 и 7 сечения III – в нижнюю полость рабочего цилиндра. При движении поршня компрессора вверх обратный клапан закрывается, отсекая поток воздуха, тем самым не допуская его выхода из нижней полости рабочего цилиндра. Верхние полости обоих цилиндров соединены с атмосферой посредством открытого канала 3 верхнего крана. В нижней полости компрессорного цилиндра на ходе вверх образуется разрежение, которое ликвидируется в крайнем верхнем положении поршня компрессора, когда полость цилиндра через отверстия в штоковой части поршня соединяется с атмосферой. Таким образом, в этом режиме поршень компрессора работает только на ходе вниз, нагнетая воздух в нижнюю полость рабочего цилиндра и тем самым, удерживая бабу на весу в крайнем верхнем положении.

Автоматические удары

Для выполнения автоматических ударов необходимо рукоятку среднего крана повернуть в крайнее правое положение (кран закрыт), а рукояткой или педалью верхний и нижний краны в процессе ковки поворачиваются против часовой стрелки от своего среднего положения (см. рисунок 1, позиция 4 или 10). При этом верхние полости рабочего и компрессорного цилиндров соединяются между собой. Для этого в сечения I – нижнего и II – верхнего кранов должны быть открыты каналы 1 и 2, 10 и 8. Молот будет совершать n ударов в минуту, равное числу оборотов кривошипа. Верхняя полость компрессорного цилиндра в крайнем верхнем положении для пополнения воздухом соединяется с атмосферой через отверстия, выполненные на торцевой части поршня. Энергия автоматических ударов возрастает с увеличением угла отклонения ручки от среднего положения. При отклонении ручки на 45° достигается максимальная энергия ударов.

Прижим поковки

Рукоятка среднего крана находится в крайнем правом положении, а рукоятка или педаль верхнего и нижнего кранов под действием пружины поворачивается на 45° по часовой стрелке от среднего положения, при этом фиксатор рукоятки должен быть опущен вниз (см. рисунок 1). В результате этого верхняя полость компрессорного и нижняя полость рабочего цилиндров сообщаются с атмосферой через открытые каналы 3 и 9. При ходе поршня компрессора вниз нижняя полость компрессорного и верхняя полость рабочего цилиндров сообщаются между собой через открытые каналы 10 и 11 и через обратный клапан 13 и открытый канал 5, при этом каналы 2, 8 и 6 закрыты. При ходе поршня компрессора вверх в нижней полости компрессорного цилиндра образуется разрежение, которое ликвидируется, когда поршень компрессора будет находиться в крайнем верхнем положении и нижняя полость компрессора через отверстия в штоковой части поршня сообщается с атмосферой. На каждом ходе поршня компрессора вниз воздух нагнетается в верхнюю полость рабочего цилиндра, создавая усилие прижима поковки, которое может достигать 8,5 кН. Избыток воздуха стравливается обратным клапаном 12 в атмосферу.

Единичные удары

Для получения единичных ударов воздухораспределитель не имеет специального устройства. В этом случае рукоятка и педаль управления должны первоначально находиться в положении, соответствующем режиму «Холостой ход». Затем резким поворотом рукоятки или нажатием педали переводят верхний и нижний краны в положение, соответствующее режиму «Автоматические удары», и быстро отпускают их. В результате баба вначале поднимается, а затем под действием пружины верхний и нижний краны возвращаются в исходное положение «Холостой ход», а баба совершает единичный удар. Энергия удара возрастает с увеличением угла отклонения рукоятки.