8. К.П.Д. Молота

Свежий пар или воздух в цилиндре молота имеет определенное давление Р₁ и теплосодержание - i_1. Отработанный пар или воздух имеют соответственно Р₂ и i₂.

Степень использования входной энергии определяется идеальным термическим к.п.д:

. (113)

Тепло, поступившее в цилиндр претерпевает изменение, за счет отдачи тепла через теплопроводные стенки. Теплообмен с внешней средой, образование конденсата приводит к потерям и следовательно, действительный термический к.п.д ниже идеального на величину реальных потерь которые оцениваются относительным к.п.д .

Действительный термический к.п.д:

. (114)

Преодоление сил сопротивления при движении падающих частей учитывается механическим к.п.д - .

Преобразование энергии удара в пластическую деформацию к.п.д удара - .

В итоге эффективный к.п.д молота:

. (115)

Утилизация использованного пара на выработку электроэнергии или тепла может повысить к.п.д молотовой установки до 0,2.

9. Конструкция паровоздушных молотов

По технологическому назначению паровоздушные молоты различаются на ковочные и штамповочные:

1) Ковочные по типу станины различаются на молоты с арочной станиной и с мостовой.

Рис. 30. Паровоздушный молот:

1 -шабот; 2 - станина; 3 - падающие части;

4 - рабочий цилиндр; 5 - предохранительное устройство;

6- парораспределительный механизм;

7 - механизм управления; 8 - система смазки

Рис. 31. Схема мостового ковочного молота

Рис. 32. Паровоздушный штамповочный молот:

1 - шабот; 2 - станина; 3 - падающие части;

4 - рабочий цилиндр; 5 - предохранительное устройство;

6- парораспределительный механизм;

7 - механизм управления; 8 - система смазки

Для ковки крупных поковок или слитков с целью увеличения просвета между стойками применяют мостовую станину.

Стойки штамповочного молота работают в тяжелых условиях импульсной нагрузки. При ударе стойки могут отрываться от шабота, а затем резко садиться на место. Поэтому их способ крепления допускает подвижность стоек при ударе с последующей точной посадкой на место и компенсацией сопровождающегося износа сопряженных поверхностей. Стойки крепятся подпружиненными шпильками, которые выполняют роль амортизаторов при ударе и также фиксируют стойку. Компенсаторами износа служат продольные и поперечные клинья. Аналогично крепится подцилиндровая плита. из (рис. 32) следует, что . Для штамповочных молотов . Обычно считают, что . Тогда . При расчете направляющих давление, действующее на них будет , где а - ширина направляющей.

Стойки молотов изготавливают из стального литья (сталь 35Л) с последующим отжигом.

У штамповочных молотов места контакта с шаботом и подцилиндровой плитой подвергают газопламенной поверхностной закалке. В эту зону предусматривается подача смазки. В отдельных случаях на плоскость стыка укладываются прокладки из прорезиненной транспортерной ленты.

Рис. 33. Схема действующих сил при эксцентричной нагрузке

9.1. Система цилиндр-поршень

Цилиндр испытывает напряжение от внутреннего давления пара или воздуха, его диаметр определяется по формуле:

, (116)

где - давление свежего пара или воздуха;

= (100  150) мПа - для стального литья;

= (40  50) мПа - для чугунного литья.

- определяется расчетом, исходя из теоретических оценок проектируемого молота. Для ориентировочной оценки:

, м (117)

где G - вес падающих частей;

 - давление.

Рис. 34. Рабочий цилиндр с предохранительным

устройством

Внутренняя поверхность цилиндра выполнена в виде сменной втулки (гильзы), по мере износа которой ее растачивают. Минимальная толщина после расточек мм. Цилиндр обычно отливается из стали 35Л вместе с золотниковой коробкой. Втулки изготавливают из чугуна СЧ21-40 и запрессовывают в цилиндр по горячей посадке. Для предотвращения случайных ударов в верхнюю крышку цилиндра (например, при наладке молота или обрыве штока) предусмотрено предохранительное буферное устройство, в цилиндр которого подается пар или воздух.

В нижней части цилиндра устанавливается направляющая втулка из бронзы. К ней с помощью поджимного кольца поджимается уплотнительная набивка (асбестовый шнур, пропитанный графитом) или манжетное кольцо шевронного типа из асбестовой ткани. Уплотнение с поджимными кольцами на молоте иногда называют грунд-букса.

Поршень устанавливается в цилиндре с зазором:

, мм (118)

Во избежание утечки энергоносителя через зазор на поршень устанавливаются от 2 до 4 поршневых разрезных колец, которые входят в канавки на поршне с зазором 0,10,15 мм. Высота колец 5  10 мм. Толщина 10  20 мм. Крепление с помощью конуса, при этом поршень предварительно нагревают до 400 - 450 С. Поршни изготавливают кованными из стали 45 или 40ХН.

Рис. 35. Соединение поршня со штоком