1. Молоты

Молоты - технологические кузнечно-штамповочные машины ударного действия, в которых энергия привода перед ударом преобразуется в кинетическую энергию линейного движения рабочих масс с закрепленным на них инструментом. Во время удара кинетическая энергия частично или полностью переходит в полезную работу деформирования.

В прессостроении эталонной скоростью ударного взаимодействия является такая, при которой в поковке из низкоуглеродистой стали в холодном состоянии создаются напряжения, равные пределу текучести.

В теории упругости показано, что напряжения в направлении распространения ударной волны определяются выражением:

, (1)

где - плотность;

с - скорость звука в стали;

V - скорость соударения.

Для низкоуглеродистой стали _s=300 мПа (30010⁵ кг/м²);  = 7,810³ кг/м³; с = 5,210³ м/с.

Тогда .

Лучшие современные инструментальные стали, применяемые для штампов имеют _s = 200 мПа, поэтому наибольшая скорость у молотов не превышает v =7(v)  50 м/c.

Молоты применяются для всех операций ковки, горячей и листовой штамповки, чеканки, калибровки.

Принципиальное отличие молотов от машин, действующих нажатием (кривошипные, гидропрессы) в том, что в период деформирования усилие со стороны привода практически отсутствует, и работа совершается за счет энергии, накопленной до удара. Поэтому станины молотов нагружаются только боковыми силами, возникающими за счет возможного эксцентрического удара.

Существенную положительную роль в эффективности работы на молотах играет высокая скорость рабочего хода, за счет чего время деформирования составляет 2 - 5 милисекунды. Кроме того, из-за отсутствия силовой связи между приводом и рабочими частями в конце рабочего хода происходит отскок инструмента, то есть создаются условия для немедленного выполнения обратного хода. Все это сокращает время контакта поковки с инструментом, благодаря чему молоты успешно применяют для горячей штамповки поковок и в частности, поковок с тонкими ребрами, так как металл не успевает охладиться и хорошо заполняет узкие полости штампа. В таких случаях стойкость молотовых штампов оказывается выше стойкости штампов на кривошипных прессах.

На молотах имеется возможность воздействовать на поковку ударами высокой частоты, что особенно ценно при ковке быстро остывающих поковок.

Существенным недостатком молотов является ударное воздействие, что вызывает шум, вибрация, сотрясение зданий. Работа на молотах требует высокой квалификации оператора (машиниста) и его подручных.

2. Классификация молотов

По технологическому назначению молоты делятся на три основные группы:

1. ковочные;

2. Штамповочные;

3. листоштамповочные;

По типу привода подразделяются на восемь групп:

2.1. Паровоздушные молоты.

Рис. 1. Схема паровоздушного молота

Подвижные части приводятся в движение паром или сжатым воздухом при  = (0,7 - 0,9) мПа (7 - 9 кг/см²). Максимальная скорость рабочих масс - 6 - 7 м/с. Если энергия пара или воздуха используется только на подъем падающих частей и штамповка идет только за счет энергии свободного падения - молот простого действия. Если при ходе вниз падающие части разгонятся действием пара или воздуха - молот двойного действия.

2.2. Приводные пневматические молоты

В отличие от паровоздушных молотов, которые питаются от общей паровой или воздушной сети, пневматические молоты имеют встроенный компрессорный цилиндр, поршень которого приводится в движение от кривошипно-шатунного механизма, связанного с электроприводом. Воздух, поступающий из атмосферы представляет упругую среду между поршнем компрессора и рабочим поршнем и является рабочим телом.

Рис. 2. Схема пневматического молота

2.3. Электрические молоты

Рис. 3. Схема электрического молота

Линейный электродвигатель образует бегущее электромагнитное поле с удельным тяговым усилием 0,1-0,5 мПа. Находятся в экспериментальной разработке и в практике не применяются.

2.4. Приводные электромеханические молоты

Рис. 4. Молот с доской

Рис. 5. Молот с ремнем

Рис. 6. Молот рессорный

2.5. Газогидравлические молоты

Рис. 7. Схема газогидравлического молота

2.6. Гидравлические молоты

Рис. 8. Схема гидромолота

2.7. Газовые (тепловые) молоты

Рис. 9. Схема газового молота

По конструктивному признаку молоты различаются на шаботные и бесшаботные, у которых обе половины инструмента совершают встречное движение. Ударные нагрузки, передаваемые на фундамент в этом случае значительно ниже, чем у шаботных.

По конструкции станин молоты могут быть одностоечные и двухстоечные. Последние подразделяются на арочные и мостовые. У мостовых станина выполнена в виде горизонтальной стальной балки, находящейся на двух стойках.

2.8. Основные параметры молотов

Как и для всех видов КПМ, основные параметры и размеры молотов регламентируются ГОСТами.

За главный размерный параметр конструкций молотов с неподвижным шаботом принята масса подвижных частей в кг. Размерные ряды молотов составлены по геометрической прогрессии со знаменателем 1,6. Например, для штамповочных молотов с весом падающих частей m₁ = 630 кг; 2000 кг; 5000 кг; 10000 кг; 16000 кг; 25000 кг. Энергия удара равна 25; 50; 80; 125; 260; 400; 630. Для приближенной оценки можно считать молот с весом падающих частей 1000 кг по своим энергетическим возможностям эквивалентен прессу усилием 10000 кН - для штамповочных молотов, а для ковочных 1000 кг равносильно 8000 кдж. По этим двум основным параметрам определяется скорость рабочих частей перед ударом:

. (2)

Для молотов с подвижным шаботом главным размерным параметром является эффективная кинетическая энергия. Т_э - от 20 до 800. Вторым их основным параметром является скорость каждой рабочей массы перед ударом. Обычно V = 3,1  3,3 м/с. В этом случае масса каждой подвижной части становится зависимым параметром и определяется как:

. (3)

Она может быть от 2000 кг до 80000 кг. К основным параметрам молотов относится также наибольшее число ударов в мин (80 - 15) - для штамповочных молотов; наибольший ход бабы в мм (1200 - 1600). Расстояние между стойками станины в свету - для двухстоечных; расстояние от оси бабы до станины (вылет) для одностоечных; расстояние от зеркала нижнего бойка до уровня пола; давление пара (0,7 - 0,9 мПа); давление сжатого воздуха (0,6  0,8 мПа).