книги из ГПНТБ / Кордюков, В. П. Свободная ковка на молотах

подогрев воздуха в рекуператоре. Печь должна быть надежно защищена от выброса в цех дымовых газов, содержащих боль­ шое количество угарного газа.

При ковке крупных поковок из слитков на молотах с массой падающих частей 5—8 т для нагрева во многих цехах исполь­ зуются печи с вращающимся кольцевым подом, а также с вы-

Рис. 17. Камерная печь для малоокислителыюго нагрева

катным подом. Эти конструкции печей относительно облегчают труд кузнечных бригад, освобождая их от тяжелых работ при посадке слитков в печь и их выдачи в нагретом состоянии.

Показатели работы печей. Основными показателями работы кузнечных нагревательных печей являются: производительность,

нагреваемого до заданной температуры металла в единицу вре­ мени (кг/ч). Значение данного показателя зависит от многих факторов: конструкции печи, формы и размеров заготовки, марки нагреваемого металла, взаимного расположения загото­ вок на поду печи, размеров пода и т. д. Производительностью можно оценивать работу печей одного и того же типоразмера.

и представляющий собой удельную производительность, т. е. ко­ личество нагреваемого до заданной температуры металла в еди­ ницу времени на 1 м2 пода печи (кг/м2-ч).

У д е л ь н ы й р а с х о д т о п л и в а определяется количест­ вом условного топлива (теплотворностью 7000 ккал/кг), потреб­

40

Г л а в а 3

КОВОЧНЫЕ МОЛОТЫ

Ковочные молоты широко применяются в кузнечных цехах при свободной ковке поковок. Деформирование металла на молотах происходит в условиях динамического характера при­ ложения нагрузки (ударом). Падающие части молота в момент соприкосновения с поковкой (начало деформации) имеют макси­ мальную скорость, достигающую у обычных молотов 9 м/с. В момент окончания деформации скорость падающих частей равна нулю. Кинетическая энергия удара для молотов с непо­ движным шаботом составляет

где т — масса падающих частей молота; v — скорость падаю­ щих частей в момент начала удара.

Время удара измеряется тысячными долями секунды. Основная часть кинетической энергии удара расходуется на

деформацию металла, т. е. используется полезно. Остальная часть энергии теряется на упругие деформации частей молота, на сотрясение шабота и фундамента, на трение при движении падающих частей и т. д. Следовательно, в расчетах необходимо помнить о к. п. д. удара, представляющем собой отношение полезно используемой части энергии ко всей кинетической энер­ гии удара:

к. п. д. удара. У ковочных молотов отношение ---- =10-4-15;

при этом к. п. д. удара составляет в среднем около 0,7. С по­ вышением пластичности металла поковок к. п. д. удара увели­ чивается до 0,85.

42

По принципу действия молоты подразделяются на молоты простого и двойного действия.

В молотах п р о с т о г о д е й с т в и я энергия удара создается за счет свободного падения подвижных частей. Подъем подвиж­ ных частей осуществляется паром, сжатым воздухом или какимлибо другим энергоносителем. В современных кузнечных цехах

за счет свободного падения подвижных частей и дополнитель­ ного воздействия на них со стороны какого-либо энергоносителя. Использование молотов двойного действия более эффективно, так как они обладают большей по сравнению с молотами про­ стого действия кинетической энергией при одной и той же массе падающих частей.

По типу энергоносителя молоты бывают: паровоздушные, пневматические, гидравлические, механические и газовые.

Наибольшее распространение при свободной ковке поковок получили паровоздушные и пневматические молоты двойного действия.

Паровоздушные молоты

Паровоздушные ковочные молоты являются универсальным кузнечным оборудованием, на котором выполняются все опера­ ции свободной ковки и штамповка в подкладных штампах. Простота конструкции, удобство и надежность в эксплуатации предопределили преимущественное применение паровоздушных молотов, несмотря на низкий к. п. д. (2—3%) и невысокие эко­ номические показатели в работе.

По конструкции паровоздушные молоты подразделяются на

Двустоечные молоты (табл. 7) бывают арочного (с литой ста­ ниной) и мостового (с клепаной или сварной станиной) типов. Одностоечные молоты обладают большей свободой при мани­ пулировании с деформируемым металлом по сравнению с дву­ стоечными. Они меньше по габаритным размерам. Однако из-за отсутствия надежных направляющих бабы одностоечные молоты с большой массой падающих частей не изготовляют. Наиболее удобны в эксплуатации двустоечные молоты мостового типа, размеры рабочего пространства которых позволяют кузнечной бригаде в более благоприятных условиях находиться в рабочей зоне.

Двустоечные молоты арочного типа выпускаются с массой падающих частей 1000—6000 кг; молоты мостового типа с массой падающих частей 2000—8000 кг.

На рис. 18 показано устройство паровоздушного ковочного молота двойного действия. На бетонном основании 1 через дере-

43

Т а б л и ц а 7

* Д ля молотов мостового типа.

вянную прокладку 2 фундаментными болтами прикреплена ли­ тая станина арочного типа 3. Литой цилиндр 4 закреплен на верхней части стоек. В корпусе цилиндра расположен поршень 5 со штоком 6. Свежий пар в рабочий цилиндр подается по паро­ впускной трубе 8 через дроссель и золотник 7. Перемещением золотника с помощью рукоятки 15 осуществляется перераспре­ деление подачи пара: если пар подается в надпоршневое про­

зу), то подвижные части поднимаются в исходное положение. При подъеме и опускании падающих частей отработавший пар выходит из рабочего цилиндра через паровыхлопную тру­ бу 9.

Нижний боек крепится к шаботу 14 через подушку 13. Шабот не связан жестко со станиной, а установлен на специальной деревянной прокладке и бетонном основании. Деревянная прокладка предотвращает разрушение фундамента при ударах.

В верхней части цилиндра расположен паровоздушный буфер 16, предотвращающий удары поршня о верхнюю крышку цилиндра при неисправности системы пароуправления.

Пар под давлением 7—9 бар (700—900 кН/м2) подается к молоту по трубопроводу из котельной. Сжатый воздух под давлением 6—8 бар (600—800 кН/м2) поступает от компрессор­ ной станции.

44

Управление работой молота с помощью парораспределитель­ ной дроссельно-золотниковой коробки позволяет наносить еди­ ничные удары различной силы (сила удара регулируется дроссе­ лем), держать падающие части на весу в любом по высоте поло­

жении, осуществлять прижим заготовки к нижнему бойку. При оснащении молота механизмом автоматического управления, при котором баба молота кинематически связана саблевидным рычагом со штоком золотника, возможно наносить частые удары без ручного перемещения рукоятки.

При выборе молота для ковки поковок различных форм и размеров можно руководствоваться ориентировочными данными, представленными в табл. 8.

45

Пневматические молоты

Пневматические молоты применяют в основном при ковке мелких и средних поковок. Эти молоты имеют ряд преимуществ по сравнению с паровоздушными:

для молота не требуется котельных, компрессорных устано­ вок, а также подводящих паропроводов, так как сжатый воз­ дух, необходимый для работы молота, вырабатывается в ком­ прессорном цилиндре, встроенном в станину; молот обладает большей быстроходностью (до 200 ударов в минуту), экономич­ ностью и большей автономностью и компактностью конструкции, поэтому не требуется значительных капитальных затрат на его установку, демонтаж и транспортировку.

Пневматические молоты с большой массой падающих частей не изготовляют, так как в этом случае они будут громоздкими и неэкономичными.

По характеру воздействия воздуха на рабочий поршень пнев­ матические молоты подразделяются на молоты одностороннего и двустороннего действия. В молотах с односторонним дейст­ вием воздуха опускание падающих частей происходит под воз­ действием сжатого воздуха, вырабатываемого в компрессорном цилиндре, а подъем — за счет разрежения, создаваемого в надподшневом пространстве рабочего цилиндра компрессором. В молотах с двусторонним действием воздуха подъем и опуска­ ние падающих частей производится сжатым воздухом, выраба­ тываемым в компрессорном цилиндре и подаваемым в надпоршневое и подпоршневое пространство рабочего цилиндра.

Распределение потоков воздуха в молоте производится с по­ мощью кранов, управляемых педалью или рукояткой управле­ ния. У пневматических молотов с массой падающих частей до 250 кг управление педальное и ручное (рукояткой), у молотов с массой падающих частей свыше 250 кг — только ручное.

46

Т а б л и ц а 9

Основные параметры пневматических молотов одностоечного типа

Параметры Показатели

Отечественной промышленностью выпускаются пневматиче­ ские молоты с массой падающих частей до 1000 кг (табл. 9).

Устройство одностоечного пневматического молота с двух­ сторонним действием воздуха показано на рис. 19. На общей

47

литой станине смонтированы два цилиндра: рабочий 1 и ком­ прессорный 3. В рабочем цилиндре совершает возвратно­ поступательное движение поршень 13, выполненный за одно целое со штоком и бабой. Баба направляется удлиненным саль­ ником нижней фланцевой крышки рабочего цилиндра. В ком­ прессорном цилиндре поршень 4 приводится в движение от электродвигателя 7 через редуктор 6 и кривошипно-шатунный механизм 5. Литая пустотелая станина 8, на которой монти­ руются основные части молота, установлена на бетонном фунда­ менте. К бабе прикреплен верхний боек 12. Нижний боек 11 закреплен на шаботе 9 через промежуточную подушку 10.

Рабочий и компрессорный цилиндры соединены между собой каналами со встроенными распределительными кранами 2 и 14. Между этими кранами расположена камера 15, с которой соеди­ нен средний кран и обратный или атмосферный клапан. С по­ мощью данной системы распределительных кранов осуществ­ ляются следующие режимы работы молота: автоматические последовательные удары; держание бабы «на весу»; прижим поковки; холостой ход; единичные удары.

Если краны 2 и 14 полностью открыты, а средний кран за­ крыт, то воздух свободно поступает из верхней и нижней поло­ стей компрессорного цилиндра соответственно в верхнюю и ниж­ нюю полости рабочего цилиндра. При этом осуществляется автоматическое нанесение последовательных ударов по поковке, причем максимальное число ударов равно числу оборотов кривошипного вала. Сила ударов определяется степенью откры­ тия кранов: чем больше открыт кран, тем сильнее удар. Различ­ ным положением рукоятки управления добиваются осуществле­ ния перечисленных режимов работы молота.

Ориентировочные данные для выбора молота в зависимости от формы и размеров поковок представлены в табл. 10.

48

Г л а в а 4

ТЕХЬЮЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ КОВКЕ НА МОЛОТАХ

Процесс свободной ковки представляет собой последователь­ ное чередование различных технологических операций, в резуль­ тате чего из исходной заготовки простой формы получается по­ ковка с формой и размерами, значительно отличающимися от заготовки.

В процессе изготовления поковки изменяются также меха­ нические свойства в нужном направлении.

К технологическим операциям свободной ковки на молотах от­ носятся: вытяжка, осадка, прошивка, рубка, гибка, передача, закручивание. Применяются также разновидности некоторых пе­ речисленных операций, например, высадка, являющаяся разно­ видностью осадки, или расплющивание и раскатка на оправках,, представляющие собой разновидность вытяжки.

От правильного выполнения операций, оптимального их числа и определенной последовательности в технологическом процес­ се зависит качество поковок, трудоемкость изготовления и сте­ пень их приближения по форме и размерам к готовым деталям. Число и последовательность операций указываются в техноло­ гической карте на изготовление поковки. В некоторых случаях задается механический режим ковки (степень деформации, от­ носительная подача и угол кантовки при вытяжке), что весьма благоприятно сказывается на качестве поковок и получении оди­ наковых механических свойств партии идентичных поковок, из­ готовляемых свободной ковкой. Однако качественное исполнение кузнечных операций во многом определяется опытом кузнеца, хорошо изучившего навыки и приемы ковки.

Вытяжка

Вытяжкой называется кузнечная операция, в результате ко­ торой увеличивается длина исходной заготовки за счет уменьше­ ния площади поперечного сечения.

Вытяжка является наиболее распространенной операцией, применяемой для:

изменения формы заготовки с целью получения у поковки или ее отдельных частей меньшего поперечного сечения;

4»