Гидравлический кузнечный молот – Кузнечный молот — виды, устройство и принцип работы

Содержание

самодельный пневматический или механический молот для ковки

В кузнечном деле мастеру не обойтись без ряда специальных инструментов, в том числе и без кузнечного молота. Такой агрегат способен деформировать металлозаготовку, придавая ей определенную форму.

Особенности эксплуатации подобного оборудования на практике определяются его видом, возможностями и особенностями строения.

Принцип работы кузнечного молота

Кузнечные молоты актуальны для небольших кузниц, которые специализируются на заказах по изготовлению изделий из металла:

  • элементы для мебели, созданные путем художественной ковки;
  • мелкий инвентарь для охоты, рыбалки;
  • памятные сувениры и т.п.

Принцип работы данного оборудования основывается на использовании динамических ударов рабочего органа ‒ штока, соединенного с ударной частью машины ‒ бабой, а также устройствами для контроля силы воздействия.

Устройство рычажного кузнечного молота.

Иные обязательные конструктивные элементы рессорного кузнечного молота описаны ниже:

  • баба, соединенная с поршнем;
  • основание, закрепленное на основании;
  • станина с зафиксированными на ней направляющими для подвижных узлов;
  • приводное оборудование;
  • щитовое ограждение, обеспечивающее оператору высокий уровень безопасности;
  • электрооборудование;
  • у пневматических молотов в конструкции также присутствует компрессорный цилиндр.

Первые модели подобного оборудования оснащались ножным или ручным приводом, современные изделия имеют удобную систему управления, минимизирующую усилие со стороны кузнеца.

Опишем принцип функционирования устройства:

  • заготовку помещают в нижнюю часть молота;
  • устройство настраивается на актуальную частоту удара и приводится в движение;
  • при активации молота ведомая верхняя часть конструкции бьет по металлозаготовке;
  • динамическое воздействие на металлозаготовку осуществляется до того момента, пока она не приобретет актуальную форму.

Принцип работы дизель молота заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения, который совершается кривошипно-шатунным механизмом, в аналогичное движение поршня. Это предоставляет мастеру возможность совершить с его помощью множество операций.

Виды молотов

Продольный разрез молота МА4132.

По типу вещества, применяемого в компрессорном цилиндре, различают следующие ковочные молоты:

  • паровоздушные агрегаты работают за счет пара или атмосферного воздуха;
  • гидравлические и гидростатические модели используют силу жидкости под давлением;
  • бензиновые молоты функционируют по принципу ДВС;
  • газовые используют сжиженный газ;
  • молоты электромагнитного типа для ковки используют энергии электрических и магнитных полей;
  • механические молоты запускаются физическим усилием мастера, используются мало в сравнении с иными моделями подобного оборудования;
  • рессорно-пружинные модели работают за счет того, что рессора ускоряет падение поршня вниз;
  • пневматические используют силу газа под давлением в процессе функционирования.

Отдельно стоит отметить кузнечный пневмомолот с пневмоцилиндром. Такое строение избавляет мастера от необходимости применять дополнительные источники энергии и утяжелять конструкцию. При ударе кузнечного молота по заготовке ее форма меняется согласно запланированной рабочей схеме.

Механический

Механический кузнечный молот представляет собой старое по принципу функционирования устройство, разработанное и применяемое на практике еще несколько веков назад.

Основой его конструкции является механизм, подающий усилие от мускулов человека на молот. И только спустя многие годы были сконструированы первые модели с приводами на силе воды и пара.

Основная рабочая часть механического молота сконструирована из рычага с молотом с одной стороны и массивным противовесом с другой. Его устанавливают на вал, способный качаться под воздействием на педаль или рычаг.

Механические молоты имеют ручной способ управления, поэтому такие модели можно изготовить своими силами.

Однако стоит помнить, что КПД такого оборудования в сравнении с более современными моделями довольно низкое. А габариты механики при этом довольно внушительны, что не позволяет использовать их в крохотных кузницах.

Пневматический

Молот ковочный пневматического типа причисляют к оборудованию для ковки, которое способно выполнить большой перечень операций, и в том числе скручивание, разрезание и формовку металлозаготовок.

Конструкция данного агрегата дополняется масляным насосом, смазывающим рабочие цилиндры специальным составом, а шабот ковочного пневмомолота придает ему максимальную устойчивость.

Чертеж пневматического молота.

Молоты устанавливаются в единичном количестве и снабжаются индивидуальной компрессорной установкой. Они не отличаются большой массой падающих частей, потому могут применяться для ковки малых по размеру изделий.

Зачастую, пневмомолот оснащается С-образной станиной, скрепляющейся для жесткости посредством боковых стоек. Штамповочная зона пневматического молота открыта с трех сторон, что значительно упрощает его обслуживание.

Молот пневматический кузнечный управляется с помощью ручного рычага или педали и может применяться в двух направлениях:

  • для выполнения ковки художественного типа подойдут агрегаты, масса которых не превышает 75 кг;
  • в производстве: МПЧ 150-2000 кг.

Достоинства оборудования такого типа заключаются в следующем:

  • энергоемкость;
  • высокая чувствительность при регулировке рабочих режимов;
  • простое управление;
  • долгий срок службы.

Недостатки пневматических молотов ‒ приличные габариты, существенный вес, сложность транспортировки.

Молот самодельный: супермолот

Смастерить самодельный кузнечный молот для ковки металлоизделий будет легче, если разделить все операции на несколько этапов в следующей последовательности:

  • подготовка основания для монтажа кузнечного пресс молота;
  • конструирование рамы станка с рессорами;
  • сборка рабочего механизма;
  • установка самодельного устройства.

Важно! Конструкция кузнечного молота во многом зависит от его вида. В домашних условиях реально изготовить механический вариант, а вот электрический или гидравлический молот сконструировать самостоятельно крайне проблематично.

Но перед подробной инструкцией, указывающей, как сделать кузнечный молот, следует отметить важность создания чертежа будущей конструкции.

Чертежи

Изготовить кузнечный молот своими руками можно в условиях мастерской или гаражной постройки. Но перед работой важно определить актуальные размеры агрегата, описать все его составляющие детали, что в последствие позволит определить вес изделия и его функциональные возможности.

Для этого потребуется составить самостоятельно или найти в интернете чертежи и схему сборки такой конструкции с детальным описанием всех ее частей.

На заметку! Легче изготовить своими руками кузнечные молоты механического типа, исходя из классификации подобных агрегатов, по характеру применяемой силы.

Фундамент

После создания чертежа устройства для ковки переходят к формированию фундамента. Самодельный кузнечный молот нужно установить на ровную площадку, подготовленную заранее. Это необходимо для нормальной работы устройства и устранение риска его опрокидывания при эксплуатации.

Электрическая схема кузнечного молота.

В месте монтажа конструкции нужно выкопать яму актуальных размеров. Ее дно тщательно посыпают песком со щебнем, поливают водой и трамбуют. Поверх осуществленного слоя песчаной подушки монтируют армирующий каркас, для чего применяется арматура с диаметром 12-14 мм.

Крайне важно не забыть при этом про перевязку, которую осуществляют каждые 250-300 мм.

Раствор бетона готовят в пропорции 1:2:3, для чего потребуются следующие материалы:

  • цемент марки м400;
  • щебенка фракции 10-20;
  • песок.

Заливку следует осуществлять за один раз, постоянно уплотняя массу. Это позволит избежать образования пустот внутри фундамента.

На завершающем этапе изготовления основания под самодельный молот для ковки в незастывший бетон стоит установить анкерные болты, на которые впоследствии дополнительно зафиксируется агрегат.

Рама

Самодельный кузнечный молот при сборке требует наличия сварочного аппарата, с помощью которого собирается рама конструкции. Ее изготавливают из профильных труб или иного вида металлопроката, обладающего высокой прочностью.

Для дополнительной устойчивости изделия нужно установить распорки, а также поперечные балки.

Сборка молота

В начале работы потребуется собрать раму агрегата и выполнить ее монтаж на подготовленное основание. Нижние салазки фиксируются анкерными болтами с гайками, а остальные направляющие и перемычки привариваются к ним с помощью сварочного аппарата.

Вал вставляется в стойки, а потом на него крепят рычаг с молотом. Аналогично собирают привода с педалью или рычагом.

Самодельный кузнечный молот оснащается наковальней. Она выполняет крайне важную функцию, поэтому ее монтаж нужно осуществлять со всей ответственностью. Фиксируют наковальню точно под нижним положением бока, а под ней располагают чурбак из дерева.

Он выполнит функции амортизатора при ударах молота о наковальню. Наковальня изготавливается из обрезка рельсы или швеллера, но желательно с закаленной лицевой частью. После осуществления сборки конструкции ее красят.

Подведем итоги

В кузнице стоит иметь молот для ковки разного рода металлоизделий. Среди разных видов такого оборудования выделяются механические модели, потому что они легко изготавливаются своими силами. С помощью таких самоделок можно создавать простые и сложные металлические изделия.

tutsvarka.ru

кузнечный молот с гидравлическим приводом - патент РФ 2505375

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию ударного действия для горячей и холодной обработки металлов давлением. Молот содержит шабот со стойками, в направляющих которых установлена с возможностью перемещения баба с инструментом. На стойках установлен насосный безаккумуляторный гидравлический привод с исполнительным гидроцилиндром. Штоковая рабочая полость гидроцилиндра подключена к гидронасосам через магистральный обратный клапан. Гидравлический привод выполнен с двумя жестко соединенными между собой трехпозиционными гидрораспределителями непосредственного управления. Один гидрораспределитель установлен между гидронасосами и магистральным обратным клапаном и соединяет гидронасосы со сливом для их разгрузки. Второй гидрораспределитель выполнен с возможностью переключения соединений между штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра и сливной линией. Слив рабочей жидкости из штоковой полости гидроцилиндра происходит через поршневую рабочую полость для обеспечения разгрузки гидронасосов на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления. В результате обеспечивается повышение коэффициента полезного действия молота и увеличение его быстроходности. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2505375

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию ударного действия для горячей и холодной обработки металлов давлением (свободной ковки, горячей и холодной объемной и листовой штамповки).

Известны конструкции кузнечных молотов с гидравлическим и газогидравлическим приводами (Ю.А. БОЧАРОВ. Кузнечно-штамповочное оборудование: учебник для студ. высш. учеб.заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2008, гл. 35.1, с.391 -403), а также целый ряд патентов (RU 2409446 C1, B21J 7/28, 03.12.2009; RU 2334583 С2, 27.09.2008; RU 2364462 С2, 20.08.2009; RU 2327542 С2, B21J 7/28 30.11.2005; SU 1682024 А1, 07.10.1991; SU 1039632 А1, 10.12.1981; SU 1039632 А, 07.09.1983 и др. содержащие шабот со стойками, в направляющих которых размещена и вертикально перемещается баба молота с закрепленным на ней инструментом, на стойках молота установлен электрогидравлический привод с газогидравлическим или чисто гидравлическим исполнительным цилиндром, поршень которого делит внутренний объем цилиндра на две рабочие полости (штоковую и поршневую) и соединен посредством штока с бабой молота.

В мировой практике так сложилось, что кузнечные молоты выпускают с газогидравлическими и чисто гидравлическими приводами, хотя все их условно называют гидравлическими.

Главным недостатком всех этих конструкций является наличие в приводе молота двух рабочих сред (жидкой и газообразной), работающих в условиях высоких переменных давлений и температур в непосредственном контакте.

В этих молотах газовая среда заполняет поршневую полость исполнительного цилиндра молота и выполняет функцию газовой пружины и, фактически, газогидравлического аккумулятора.

Разделителем сред является поршень исполнительного цилиндра молота. В этом случае аккумулирование энергии в приводе молота происходит непосредственно в цилиндре только в процессе подъема бабы перед ударом. Гидронасосы при подъеме бабы не только поднимают бабу, но и взводят эту газовую пружину. Это требует увеличенное потребное давление в рабочем цилиндре и мгновенную мощность привода на этапе подъема бабы и напрямую влияет на расчетные размеры цилиндра.

Прямой контакт жидкой и газообразной рабочих сред высокого давления в газогидравлических молотах реально возникает в поршневой группе исполнительного цилиндра молота за счет утечек в подвижных уплотнениях.

Разделитель сред в виде поршневых колец или манжет при работе довольно быстро теряет свою герметичность. Из-за повышенного среднего давления жидкости в штоковой полости рабочего цилиндра над поршнем появляется слой масла, который при ударах очень мелко разбрызгивается и превращается в пену. Пену вынуждены собирать в специальных отстойниках рабочего цилиндра и ежедневно сливть в специальную банку, а после отстоя возвращать в питательный бак привода.

Во время длительных пауз в работе газогидравлического молота, когда падающие части молота опущены на нижний штамп и штоковая полость сообщается с атмосферой, картина получается обратная - газ высокого давления подтекает под поршень и в начале работы молота превращает в мелкодисперсную пену весь объем рабочей жидкости гидропривода. При этом сильно теряются упругие и другие рабочие свойства жидкости. Отстаивание этой мелкодисперсной пены продолжается более суток. Во время этих процессов постепенно газ высокого давления расходуется, растворяясь в рабочей жидкости и на прямые утечки, и это требует его периодическое пополнение. Одного газового баллона хватает не более чем на месяц.

Так называемые чисто гидравлические молоты с насосно-аккумуляторным приводом, у которых рабочая жидкость находится в обеих полостях исполнительного цилиндра и прямой контакт газа и жидкости отсутствует, используют газогидравлический аккумулятор, и поэтому используется также два вида рабочего тела: жидкость (масло) и газ (азот) высокого давления.

Разделители сред всех типов в аккумуляторах весьма недолговечны и ненадежны. Резиновая диафрагма или мешок имеют склонность к разрывам и нештатному (аварийному) смешиванию рабочих сред. Поршневые разделители сред в гидропневматических аккумуляторах, в принципе, не гарантируют полной герметичности. Аккумулятор в кузнечном молоте вообще является узлом повышенной опасности. Категорически запрещено использование сжатого воздуха в контакте с минеральным маслом при таких высоких давлениях. Предписано использовать для этих целей баллонный технический азот. Предельное давление в газовых баллонах ограничено 16 МПа. Фактически баллоны заправляются меньшим давлением. По мере расходования газа давление в баллоне заметно падает. Повышение давления газов выше указанной цифры приводит к их сжижению и потере упругости, а рабочая жидкость, наоборот, теряет жесткость из-за растворенного в ней газа. Указанное давление ограничивает силовые возможности гидроприводов кузнечных молотов, хотя остальная гидроаппаратура может работать на более высоких давлениях. Это особенно актуально для молотов повышенной мощности и быстроходности.

Аккумулятор в приводе кузнечного молота, в идеале должен быть размещен непосредственно на молоте вблизи от рабочего цилиндра, чтобы гидравлические сопротивления были минимальными. Практически это выполнимо далеко не всегда, и чаще аккумуляторные и газовые баллоны ставят рядом с молотом на полу, занимая технологические площади цеха.

Основным, если не единственным, достоинством аккумуляторного привода является возможность уменьшать установленную мощность мотора и насоса в приводе машины, но для этого в цикле работы молота нужно иметь относительно большое время на подзарядку аккумулятора. К сожалению, такого времени у кузнечных молотов нет. Они требуют наносить по поковке одиночные мощные удары, перемежая их с сериями частых легких управляемых «подкатных» ударов. Небольших и нестабильных промежутков времени в цикле работы молотов явно недостаточно для зарядки аккумулятора. Молот - универсальная машина с очень нестабильным циклом. Аккумуляторный привод является дроссельным и имеет недостаточно высокий КПД.

Ближайшим аналогом заявленному устройству может служить кузнечный молот с гидравлическим приводом. (Патент РФ № 2409446 С1, кл. B21J 7/28, опубл.03.12.2009). В соответствии с указанным аналогом, исполнительный цилиндр молота имеет обе рабочие полости гидравлические, и прямой контакт сжатой жидкости с сжатым газом отсутствует. Штоковая полость гидроцилиндра постоянно соединена с гидропневматическим аккумулятором высокого давления, и поэтому в ней постоянно поддерживается высокое давление аккумулятора. Поршневая полость периодически соединяется посредством двухпозиционных распределителей с указанным аккумулятором через напорный и обратный магистральный клапаны, а также со сливным баком через сливной клапан, и является управляемой.

Гидрораспределители переключаются с помощью вспомогательных устройств двух-трехступенчатого действия (через электромагниты или вспомогательную гидравлику), которые при любом срабатывании дают чистую задержку по времени. Величина этой задержки составляет не менее 0,15 с для любой стандартной распределительной гидроаппаратуры непрямого действия, что дает сильное ограничение быстроходности кузнечных гидромолотов на операциях протяжки и прокатки, когда требуются частые короткие хода.

В данном аналоге только частично решается проблема контакта жидкой и газообразной рабочих сред при высоком давлении. Нижняя полость рабочего цилиндра запитана постоянно из гидропневматического аккумулятора со всеми присущими этому недостатками.

В основу заявленного технического решения положена задача максимального повышения экономичности привода (повышения его общего КПД), существенное повышение универсальности и быстроходности, безопасности, надежности и долговечности конструкции кузнечных молотов и их приводов.

В заявленном на изобретение кузнечном молоте с гидравлическим приводом поставленная задача решается за счет того, что гидропривод кузнечного молота выполнен насосным безаккумуляторным, т.е. в нем отсутствует накопитель рабочей жидкости высокого давления в виде гидроаккумулятора. Штоковая полость исполнительного гидроцилиндра молота подключена к гидронасосам через магистральный обратный клапан, и управление подачей рабочей жидкости от гидронасосов к полостям исполнительного цилиндра осуществляется двумя жестко соединенными между собой трехпозиционными гидрораспределителями прямого, непосредственного управления, один из которых установлен между гидронасосами и магистральным обратным клапаном и соединяет гидронасосы со сливом для их разгрузки, а второй выполняет переключения соединений между штоковой и поршневой полостями исполнительного цилиндра, а также сливной линией, при этом слив рабочей жидкости из штоковой полости исполнительного цилиндра происходит всегда через поршневую полость и обеспечивается разгрузка насосов на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления.

Насосный безаккумуляторный гидропривод имеет свойство оперативно и оптимально устанавливать мгновенное давление на нагнетательной линии гидронасосов в зависимости от полезной нагрузки в гидроцилиндре молота.

На фиг.1 показана гидравлическая схема представленного на изобретение кузнечного молота с насосным безаккумуляторным приводом.

На схеме показаны: гидроцилиндр 4, в котором находится поршень 3, делящий внутренний объем цилиндра на две полости: штоковую полость 1 со штоком 5 и поршневую полость 2. Нижняя полость соединена с обратным клапаном 15, с магистральным обратным клапаном 10 и обратными клапанами 9. Подача жидкости осуществляется гидронасосами 7, приводимыми в движение электродвигателями 8. Распределение жидкости в полости цилиндра происходит за счет гидрораспределителей (золотников) 12 и 13, управляемых механической системой 18, приводимой в движение педалью 17 с пневматическим усилителем 16, вследствии чего происходит возвратно - поступательное движение бабы молота 6. Гидронасосы 7 предохраняют от перегрузок обратный клапан 11. Для контроля давления жидкости в системе установлен манометр 14.

Гидравлический привод кузнечного молота выполнен насосным безаккумуляторным, штоковая полость 1 исполнительного гидроцилиндра 4 молота подключена к гидронасосам 7 через магистральный обратный клапан 10, и управление подачей рабочей жидкости от гидронасосов 7 к полостям исполнительного цилиндра 4 осуществляется двумя, жестко соединенными между собой, трехпозиционными гидрораспределителями прямого, непосредственного управления 12 и 13, один из которых (12) установлен между гидронасосами 7 и магистральным обратным клапаном 10 и соединяет гидронасосы 7 со сливом для их разгрузки, а второй (13) выполняет переключения соединений между штоковой 1 и поршневой 2 полостями исполнительного цилиндра 4, а также сливной линией, при этом слив рабочей жидкости из штоковой полости 1 исполнительного цилиндра происходит всегда через поршневую полость 2 и обеспечивается разгрузка гидронасосов 7 на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления.

За счет рациональной схемы управления и разгрузки гидронасосов обеспечивается КПД гидропривода на уровне 70% и повышенная быстроходность кузнечного молота.

Штоковая полость 1 исполнительного гидроцилиндра 4 соединена с одним или несколькими источниками жидкости высокого давления (гидронасосами 7) через обратные клапаны 9 и 10, позволяющие осуществлять независимое параллельное питание гидросистемы молота рабочей жидкостью. Гидронасосы 7 имеют раздельное включение и компонуются на молоте с соблюдением центровки привода. Гидропривод является объемным, насосным безаккумуляторным.

Коммутацию рабочих полостей 1 и 2 гидроцилиндра 4 молота, т.е. необходимое их соединение с гидронасосами 7, сливной линией и между собой, производится двумя гидрораспределителями прямого, непосредственного управления (золотниками) 12 и 13. Гидравлическая схема построена так, что нижняя штоковая полость 1 исполнительного гидроцилиндра молота 4 соединяется с гидронасосами 7 через магистральный обратный клапан 10, который может пропускать рабочую жидкость в цилиндр только со стороны гидронасосов 7 и при условии, что давление в них развивается большее, чем в нижней полости 1 исполнительного гидроцилиндра 4. Давление в нижней штоковой полости 1 при поднятой над штампом бабой 6 определяется только весом падающих частей молота и рабочей штоковой площадью. Обратное движение жидкости от исполнительного гидроцилиндра 4 к гидронасосам 7 исключается магистральным обратным клапаном 10.

Управление потоком рабочей жидкости от гидронасосов 7 осуществляется методом ответвления с помощью гидрораспределителя прямого, непосредственного управления 12, который в схеме расположен между гидронасосами 7 и магистральным обратным клапаном 10.

В своем среднем положении гидрораспределитель 12 полностью разгружает гидронасосы 7 от давления, соединяя их со сливом непосредственно в питательный бак, и тогда подача жидкости к исполнительному гидроцилиндру 4 отсутствует, а нагрузка на моторы 8 минимальна и равна мощности холостого хода. При отклонениях гидрораспределителя 12 от среднего положения в крайние положения вся жидкость от гидронасосов 7 поступает к исполнительному гидроцилиндру 4 за счет запирания слива от гидронасосов 7. Давление, которое развивают гидронасосы 7, определяется потребным давлением в исполнительном гидроцилиндре 4 молота в любой момент времени движения бабы 6.

Уровень предельного давления в любой точке гидросистемы ограничивается предохранительным клапаном 11.

Для совершения хода бабы 6 молота вверх гидрораспределитель 13, действуя совместно с гидрораспределителем 12, перекрывает соединение нижней штоковой полости 1 исполнительного гидроцилиндра 4 с верхней поршневой полостью 2, а верхнюю поршневую полость 2 - соединяет со сливом. Гидрораспределитель 12 в это время, переместившись в одно из крайних положений, прекращает разгрузку гидронасосов 7 и дает их подачу на штоковую полость 1 на все время подъема бабы 6 молота.

Такая схема коммутации полостей 1 и 2 исполнительного гидроцилиндра 4, гидронасосов 7 и сливного бака не создает дополнительного противодействия подъему бабы 6 (кроме сливного) и это позволяет значительно уменьшить размеры поршня 3 гидроцилиндра 4 при проектировании гидромолота.

Для остановки и держания бабы 6 навесу достаточно с помощью гидрораспределителя 12 охолостить насосы 7, причем это происходит в конце хода подъема бабы 6 автоматически с помощью механической системы 18 прямого действия на гидрораспределители 12 и 13, аналогично паровоздушным молотам. Баба 6 зависает на жидкости, запертой в штоковой полости 1 исполнительного гидроцилиндра 4. Крайнее верхнее положение бабы 6 может регулироваться настройкой механической педали управления 17. В любой точке подъема бабы 6 нажатием на педаль 17 системы управления можно прекратить подъем бабы 6 и нанести повторный удар молота с любой высоты, в том числе наносить короткие частые «подкатные» удары.

Движение бабы 6 молота вниз обеспечивается гидрораспределителем 13 с помощью педали управления 17 сообщением между собой штоковой полости 1 с поршневой полостью 2 исполнительного гидроцилиндра 4.

Особенностью схемы гидропривода является то, что во время опускания бабы 6 слив рабочей жидкости из штоковой полости 1 происходит всегда через поршневую полость 2.

Взаимодействие золотников 12 и 13 может быть отрегулировано так, что при неполном нажатии на педаль 17 рабочие полости 1 и 2 исполнительного гидроцилиндра 4 сообщаются при охолощенных (разгруженных) насосах 7, и баба 6 двигается вниз только под собственным весом. Недостающее исполнительному гидроцилиндру 4 количество жидкости поступает из гидронасосов 7 без давления через магистральный обратный клапан 10 и из питательного бака через обратный клапан 15. Таким образом, обеспечивается медленное опускание бабы 6 и нанесение легких ударов молота без перевода под нагрузку гидронасосов 7 и электромоторов 8. Скорость опускания бабы 6 определяется степенью дросселирования перепуска рабочей жидкости из штоковой полости 1 в поршневую полость 2 при управляемом нажатии на педаль 17.

Для нанесения ударов полной мощности педаль 17 должна быть нажата до упора, и тогда гидрораспределителем 13 поршневая полость 2 отсоединяется от слива (запирается), и жидкость от гидронасосов 7 поступает в исполнительный гидроцилиндр 4 молота. Полости 1 и 2 исполнительного гидроцилиндра 4 сообщаются между собой и с насосами 7. Активной рабочей площадью является площадь штока 5 с соответствующим небольшим расходом.

Подача гидронасосов 7 в начальный период ударного хода бабы 6 может несколько превышать суммарный расход исполнительного гидроцилиндра 4, и давление в нем поднимается до предельного, настроенного предохранительным клапаном 11. Этим создается необходимое ускорение бабы 6 молота для создания нужной скорости к моменту удара. Баба 6 ускоряется интенсивно до тех пор, пока ее растущая скорость не создаст баланс расхода гидроцилиндра 4 и подачи гидронасосов 7, после чего давление в гидроцилиндре 4 (перед ударом) падает, и подпитка полостей 1 и 2 дополнительно происходит из питательного бака через обратный клапан 15. Это может происходить в самый последний момент ударного хода бабы 6 молота.

Работая той же педалью 17, можно выполнять прилипающий удар или прижим поковки, например, для выполнения операций клеймения, правки инструмента и др. В этом случае кузнечный молот работает в режиме быстроходного легкого пресса.

Все необходимые для работы кузнеца режимы работы гидромолота обеспечиваются одной механической педалью 17 или ручкой. В механической системе управления гидромолотом могут использоваться известные пневматические или гидравлические усилители 16, позволяющие в нужной степени облегчить управление молотом. При необходимости, например, при наладках инструмента, гидромолот может работать на одном насосе или на части насосов из общей группы. Это дополнительно увеличивает экономичность гидромолота.

Учитывая прерывистый характер работы кузнечных молотов, значительное подготовительное и вспомогательное время в цикле работы молотов, такие возможности гидропривода позволяют значительно экономить электроэнергию в питающей сети молота. Этим же целям служит то, что молот имеет индивидуальный привод, а не групповой, и даже при кратковременных паузах в работе молота может автоматически или вручную отключаться от сети.

Весь привод размещается на стойках молота, не выходит за габариты станины и не занимает дополнительно технологические площади цеха, не имеет в своем составе взрывоопасных элементов конструкции, таких как гидроаккумулятор.

Повышенную быстроходность на коротких, частых подкатных ударах в ручном режиме с вынужденной частотой обеспечивает применение на гидромолотах гидрораспределителей прямого управления, т.е. с непосредственным воздействием команд от педали 17 управления молота на гидрораспределители 12 и 13 без каких-либо промежуточных элементов типа электромагнитов, клапанов-пилотов и т.п., дающих чисто временную задержку при отработке управляющих команд и закономерно ограничивающих достижимую быстроходность гидромолота в этом режиме работы.

Источники информации

1. Ю.А.БОЧАРОВ. Кузнечно-штамповочное оборудование: учебник для студ. высш. учеб.заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2008, гл. 35.1, с.391-403.

2. RU 2409446 CI B21J7/28, 03.12.2009.

3. RU 2334583 С2, 27.09.2008.

4. RU 2364462 С2, 20.08.2009

5. RU 2327542 C2B21J7/28 30.11.2005.

6. SU 1682024 А1, 07.10.1991.

7. SU 1039632 А1, 10.12.1981.

8. SU 1039632 А, 07.09.1983. и др.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Кузнечный молот с гидравлическим приводом, содержащий шабот со стойками, в направляющих которых размещена c возможностью вертикального перемещения баба молота с закрепленным на ней инструментом, установленный на стойках гидравлический привод с исполнительным гидроцилиндром, поршень которого делит внутренний объем гидроцилиндра на управляемые штоковую и поршневую рабочие полости и соединен посредством штока с бабой молота, отличающийся тем, что гидравлический привод выполнен насосным безаккумуляторным, штоковая рабочая полость исполнительного гидроцилиндра подключена к гидронасосам через магистральный обратный клапан, при этом гидравлический привод для управления подачей рабочей жидкости от гидронасосов к рабочим полостям исполнительного гидроцилиндра выполнен с двумя жестко соединенными между собой трехпозиционными гидрораспределителями непосредственного управления, один из которых установлен между гидронасосами и упомянутым магистральным обратным клапаном и соединяет гидронасосы со сливом для их разгрузки, а второй выполнен с возможностью переключения соединений между штоковой и поршневой рабочими полостями исполнительного гидроцилиндра и сливной линией, причем исполнительный гидроцилиндр выполнен с возможностью слива рабочей жидкости из штоковой рабочей полости через поршневую рабочую полость для обеспечения разгрузки гидронасосов на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления.

www.freepatent.ru

Кузнечный молот своими руками чертежи видео

В небольших или индивидуальных кузницах, принимающих заказы на  разнообразную продукцию – изделия художественной ковки, мелкий инструмент типа топоров, и пр. – часто возникает потребность в использовании не ручного труда, а соответствующего оборудования для ковки. Как сделать оборудование, а также некоторые конструкции кузнечных молотов, доступных для самостоятельного изготовления, рассмотрены далее.

Принцип работы и  разновидности

Молот – машина ударного действия, которая деформирует нагретую заготовку не усилием, а энергией деформирования. Гораздо реже они используются при холодной ковке, где целесообразнее применять прессы.

В наиболее удачных конструкциях используется два вида энергии – потенциальная и кинетическая. Потенциальная

Wn = mgh

определяется массой бойка m, ускорением свободного падения g  и высотой h, с которой боёк перемещается вниз. Реализация только этой составляющей привело бы к непомерному увеличению высоты подъёма.

В свою очередь, реализуемая кинетическая энергия

Wn = mv2/2

зависит не столько от массы, сколько от скорости v соударения с деформируемым металлом. Таким образом, исходными параметрами должны быть:

  • Масса;
  • Скорость движения.

Кроме того, с точки зрения производительности ковки большое значение имеют также число ударов в единицу времени, и закрытая высота в плане (параметр важен для выяснения предельных размеров заготовки, которую можно разместить в  ковочном пространстве).

В качестве энергоносителей принимают сжатый воздух, пар, а также разнообразные механические устройства. Не всё из вышеперечисленного годится для самодельной разработки. Однозначно не подходит, например, пар, поскольку для этого придётся специально строить котельную станцию. Ряд механических систем – ремень, цепь, доска – также неприемлемы из-за высокой сложности, а также  необходимости использования дефицитных и дорогих компонентов. В частности, для  приводной доски потребуется  высококачественная древесина бука, кедра или ясеня (да и эти породы не выдержат более 40…50 часов эксплуатации). Ещё большей конструктивной сложностью обладают кузнечные молоты с ремнём или цепью.

Таким образом, наиболее подходящими схемами для изготовления являются варианты с применением сжатого воздуха как энергоносителя, а также механизмы, основанные на весьма быстром возвратно-колебательном движении таких деталей как рессоры или рычаги.

Они и будут рассмотрены далее.

Конструкции с пневмоприводом

Рисунок-1 Пневматическое исполнение.

Машины могут быть простого и двойного действия. Во втором случае инструмент дополнительно разгоняется за счет повышенного давления, которое создаётся компрессором, при помощи специального распределительного устройства – золотника. Золотник управляет агрегатом, обеспечивая подачу энергоносителя  в полость над бойком.

Для самодельного изготовления более подходят варианты с одним  цилиндром, где движение происходит в одной полости. Оборудование получается  достаточно простым с конструктивной точки зрения, и при наличии мастерской вполне может быть изготовлено своими руками.

Цилиндр при этом может быть открыт либо  сверху, либо снизу.  (по месту расположения компрессорного поршня). Действуют  оборудование следующим образом.

При цилиндре, открытом сверху, движение от электродвигателя передается кривошипному валу, который жёстко связан с поршнем компрессора. Поршень, который при помощи штока соединён с инструментом, в это время находится внизу, на наковальне. При перемещении компрессорного поршня вверх, под ним создаётся разрежение, которое захватывает шток, и вынуждает его увлекаться по направляющим вверх.

При прохождении кривошипного  вала через своё верхнее положение компрессорный поршень начинает двигаться вниз, и сжимает воздух, который находится в пространстве между поршнями. Энергия и ход определяются размерами этого пространства, массой подвижных частей и давлением, которое создаёт воздухонагнетающая установка.

Схема с цилиндром

открытым сверху, несколько сложнее. Она включает в себя:

  1. Рабочий поршень.
  2. Компрессорный поршень.
  3. Шток.
  4. Боёк.
  5. Управляющий рычаг.
  6. Шатун.
  7. Кривошип.
Как работает

При цилиндре, открытом сверху, компрессорный поршень может свободно скользить по штоку, отрабатывая ту траекторию, которая задаётся ему рычагом чрез кривошипно-шатунный механизм. Таким образом, ход будет зависеть не только от разрежения в полости, но и от веса подвижных частей. У такой техники имеется существенный недостаток — повышенный износ рычагов, которые работают в условиях постоянных вибраций, при резко изменяющихся нагрузках.

Система управления одноцилиндровыми конструкциями такова. В системе управления имеются две рукоятки. Одна предназначена для реверсирования привода кривошипно-шатунного механизма (впрочем, здесь можно установить управляющий датчик хода). Перемещая рукоятку подачи сжатого воздуха можно управлять интенсивностью удара, поскольку при определённом положении рукоятки объём рабочего пространства – а, следовательно, и мощность удара – разные.

Общий недостаток оборудования такого типа – невозможность его работы в режиме холостых качаний: до отключения привода боёк будет наносить непрерывные удары по заготовке. Изготовление потребует наличия компрессорной установки, а также пригодного по размерам и производительности пневмоцилиндра.

Конструкции с механическим приводом

Из всех разновидностей наиболее просто изготовить для кузни молот с рычажным приводом. В механических  установках инструмент может совершать  перемещения,  как по дуге окружности, так и возвратно-поступательные.

В наиболее простом своём варианте (без направляющих, наличие которых для ковки не всегда обязательно) агрегат будет включать в себя:

  1. Станину.

    Рисунок 2 – Рычажное исполнение

  2. Молотовище (изготавливается из прочных пород древесины).
  3. Приводной электродвигатель.
  4. Шкив.
  5. Шатун.
  6. Рычаг.
  7. Приводную ось.
  8. Направляющие.
  9. Буферные устройства.
  10. Отбойник.
  11. Нажимной ролик.
  12. Управляющую педаль.

Как работает

Функционирует схема следующим образом. Молотовище имеет возможность поворачиваться вокруг оси. Там же смонтирована и рычажная система, которая управляет перемещениями молотовища.

Эта система, в свою очередь,  при помощи шарниров связана с шатуном и – через него – с кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное перемещение шатуна.

На противоположном конце системы устанавливаются резиновые буферы, которые, с одной стороны, смягчают удар молотовища по поковке, а. с другой стороны, способствуют появлению вибраций, увеличивающих запас кинетической энергии. Таким образом, КПД при постоянной работе несколько выше, чем при одиночных ударах.

На станине неподвижно закрепляется резиновый отбойный буфер, который необходим для гашения постоянно возрастающих колебаний, и удерживания их амплитуды в приемлемом диапазоне значений.

При нажатии на педаль натяжной ролик оттягивает приводной ремень  шкива, после чего при подъёме шатуна вверх молотовище будет отталкиваться от буферных устройств, и сжимать отбойный буфер. Тот накапливает кинетическую энергию, и отдаёт её молотовищу. При опускании шатуна молотовище идёт вниз, и бьёт по заготовке. Сила удара и скорость движения молотовища зависят от накопленной отбойником энергетических параметров. Ход молотовища можно изменять, смещая в необходимом направлении ось, для чего предназначаются направляющие.

Изменять число ходов можно несколькими способами
  • Регулировкой усилия прижима нажимного ролика к шкиву электродвигателя;
  • Изменением передаточного числа шкива электродвигателя;
  • Применением вариатора;
  • Установкой на привод двигателя постоянного тока.

Конструктивной разновидностью рычажных исполнений считаются рессорные молоты. В отличие от вышерассмотренной конструкции здесь роль устройства, накапливающего вибрации, выполняет обычная автомобильная рессора.

Эксплуатационным преимуществом рассмотренных механизмов является малая величина хода молотовища, благодаря чему время контакта инструмента с заготовкой невелико, и её охлаждение во время ковки менее интенсивно.

Чертежи и руководства по сборке

Для изготовления самодельного оборудования потребуется довольно много  комплектующих: станина, компрессор, клиноременная передача, кривошипно-шатунный механизм. Можно подобрать на складах Вторчермета станину от небольшого открытого кривошипного пресса (для изготовления таких деталей обычно используются отливки из качественной стали типа 40ГЛ или 45Л  по ГОСТ 977, которые имеют достаточный запас прочности по знакопеременным нагрузкам).

При подборе компрессорной установки следует ориентироваться на модели, которые способны создавать давления не ниже 4 ат, иначе развиваемой энергии окажется недостаточно для успешного деформирования поковок. Из тех же соображений выбирают  мощность электродвигателя и параметры клиноременной передачи.

Для получения деталей принимают усиленные металлопрофили преимущественно из среднеуглеродистых конструционных сталей – трубы с толстыми стенками, толстолистовой прокат. Отливок следует избегать, поскольку в домашних условиях трудно проверить качество литой заготовки. Ударные нагрузки хорошо воспринимаются инструментальными сталями  типа 7ХВ2С, которые обладают повышенными характеристиками ударной вязкости при высокой прочности после термической обработки.

Чертежи, фото, а также инструктивные материалы о том, как собрать требуемую технику, имеются:

Молоты типа «Шлёп-нога»
Фотографии, чертежи и описание
Смотреть в pdf

Фрикционные молоты
чертеж, описание Смотреть в pdf

Пружинно-рессорные молоты
чертежи и описание pdf

Все представленные конструкции вполне доступны для изготовления своими руками, при минимуме требующихся операций металлообработки.

Видео ковочный молот

Иллюстрация работы рассмотренной техники

Самодельный кузнечный молот

 

 

stanki-info.ru

Кузнечный молот с гидравлическим приводом

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию ударного действия для горячей и холодной обработки металлов давлением (свободной ковки, горячей и холодной объемной и листовой штамповки).

Известны конструкции кузнечных молотов с гидравлическим и газогидравлическим приводами (Ю.А. БОЧАРОВ. Кузнечно-штамповочное оборудование: учебник для студ. высш. учеб.заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2008, гл. 35.1, с.391 -403), а также целый ряд патентов (RU 2409446 C1, B21J 7/28, 03.12.2009; RU 2334583 С2, 27.09.2008; RU 2364462 С2, 20.08.2009; RU 2327542 С2, B21J 7/28 30.11.2005; SU 1682024 А1, 07.10.1991; SU 1039632 А1, 10.12.1981; SU 1039632 А, 07.09.1983 и др. содержащие шабот со стойками, в направляющих которых размещена и вертикально перемещается баба молота с закрепленным на ней инструментом, на стойках молота установлен электрогидравлический привод с газогидравлическим или чисто гидравлическим исполнительным цилиндром, поршень которого делит внутренний объем цилиндра на две рабочие полости (штоковую и поршневую) и соединен посредством штока с бабой молота.

В мировой практике так сложилось, что кузнечные молоты выпускают с газогидравлическими и чисто гидравлическими приводами, хотя все их условно называют гидравлическими.

Главным недостатком всех этих конструкций является наличие в приводе молота двух рабочих сред (жидкой и газообразной), работающих в условиях высоких переменных давлений и температур в непосредственном контакте.

В этих молотах газовая среда заполняет поршневую полость исполнительного цилиндра молота и выполняет функцию газовой пружины и, фактически, газогидравлического аккумулятора.

Разделителем сред является поршень исполнительного цилиндра молота. В этом случае аккумулирование энергии в приводе молота происходит непосредственно в цилиндре только в процессе подъема бабы перед ударом. Гидронасосы при подъеме бабы не только поднимают бабу, но и взводят эту газовую пружину. Это требует увеличенное потребное давление в рабочем цилиндре и мгновенную мощность привода на этапе подъема бабы и напрямую влияет на расчетные размеры цилиндра.

Прямой контакт жидкой и газообразной рабочих сред высокого давления в газогидравлических молотах реально возникает в поршневой группе исполнительного цилиндра молота за счет утечек в подвижных уплотнениях.

Разделитель сред в виде поршневых колец или манжет при работе довольно быстро теряет свою герметичность. Из-за повышенного среднего давления жидкости в штоковой полости рабочего цилиндра над поршнем появляется слой масла, который при ударах очень мелко разбрызгивается и превращается в пену. Пену вынуждены собирать в специальных отстойниках рабочего цилиндра и ежедневно сливть в специальную банку, а после отстоя возвращать в питательный бак привода.

Во время длительных пауз в работе газогидравлического молота, когда падающие части молота опущены на нижний штамп и штоковая полость сообщается с атмосферой, картина получается обратная - газ высокого давления подтекает под поршень и в начале работы молота превращает в мелкодисперсную пену весь объем рабочей жидкости гидропривода. При этом сильно теряются упругие и другие рабочие свойства жидкости. Отстаивание этой мелкодисперсной пены продолжается более суток. Во время этих процессов постепенно газ высокого давления расходуется, растворяясь в рабочей жидкости и на прямые утечки, и это требует его периодическое пополнение. Одного газового баллона хватает не более чем на месяц.

Так называемые чисто гидравлические молоты с насосно-аккумуляторным приводом, у которых рабочая жидкость находится в обеих полостях исполнительного цилиндра и прямой контакт газа и жидкости отсутствует, используют газогидравлический аккумулятор, и поэтому используется также два вида рабочего тела: жидкость (масло) и газ (азот) высокого давления.

Разделители сред всех типов в аккумуляторах весьма недолговечны и ненадежны. Резиновая диафрагма или мешок имеют склонность к разрывам и нештатному (аварийному) смешиванию рабочих сред. Поршневые разделители сред в гидропневматических аккумуляторах, в принципе, не гарантируют полной герметичности. Аккумулятор в кузнечном молоте вообще является узлом повышенной опасности. Категорически запрещено использование сжатого воздуха в контакте с минеральным маслом при таких высоких давлениях. Предписано использовать для этих целей баллонный технический азот. Предельное давление в газовых баллонах ограничено 16 МПа. Фактически баллоны заправляются меньшим давлением. По мере расходования газа давление в баллоне заметно падает. Повышение давления газов выше указанной цифры приводит к их сжижению и потере упругости, а рабочая жидкость, наоборот, теряет жесткость из-за растворенного в ней газа. Указанное давление ограничивает силовые возможности гидроприводов кузнечных молотов, хотя остальная гидроаппаратура может работать на более высоких давлениях. Это особенно актуально для молотов повышенной мощности и быстроходности.

Аккумулятор в приводе кузнечного молота, в идеале должен быть размещен непосредственно на молоте вблизи от рабочего цилиндра, чтобы гидравлические сопротивления были минимальными. Практически это выполнимо далеко не всегда, и чаще аккумуляторные и газовые баллоны ставят рядом с молотом на полу, занимая технологические площади цеха.

Основным, если не единственным, достоинством аккумуляторного привода является возможность уменьшать установленную мощность мотора и насоса в приводе машины, но для этого в цикле работы молота нужно иметь относительно большое время на подзарядку аккумулятора. К сожалению, такого времени у кузнечных молотов нет. Они требуют наносить по поковке одиночные мощные удары, перемежая их с сериями частых легких управляемых «подкатных» ударов. Небольших и нестабильных промежутков времени в цикле работы молотов явно недостаточно для зарядки аккумулятора. Молот - универсальная машина с очень нестабильным циклом. Аккумуляторный привод является дроссельным и имеет недостаточно высокий КПД.

Ближайшим аналогом заявленному устройству может служить кузнечный молот с гидравлическим приводом. (Патент РФ №2409446 С1, кл. B21J 7/28, опубл.03.12.2009). В соответствии с указанным аналогом, исполнительный цилиндр молота имеет обе рабочие полости гидравлические, и прямой контакт сжатой жидкости с сжатым газом отсутствует. Штоковая полость гидроцилиндра постоянно соединена с гидропневматическим аккумулятором высокого давления, и поэтому в ней постоянно поддерживается высокое давление аккумулятора. Поршневая полость периодически соединяется посредством двухпозиционных распределителей с указанным аккумулятором через напорный и обратный магистральный клапаны, а также со сливным баком через сливной клапан, и является управляемой.

Гидрораспределители переключаются с помощью вспомогательных устройств двух-трехступенчатого действия (через электромагниты или вспомогательную гидравлику), которые при любом срабатывании дают чистую задержку по времени. Величина этой задержки составляет не менее 0,15 с для любой стандартной распределительной гидроаппаратуры непрямого действия, что дает сильное ограничение быстроходности кузнечных гидромолотов на операциях протяжки и прокатки, когда требуются частые короткие хода.

В данном аналоге только частично решается проблема контакта жидкой и газообразной рабочих сред при высоком давлении. Нижняя полость рабочего цилиндра запитана постоянно из гидропневматического аккумулятора со всеми присущими этому недостатками.

В основу заявленного технического решения положена задача максимального повышения экономичности привода (повышения его общего КПД), существенное повышение универсальности и быстроходности, безопасности, надежности и долговечности конструкции кузнечных молотов и их приводов.

В заявленном на изобретение кузнечном молоте с гидравлическим приводом поставленная задача решается за счет того, что гидропривод кузнечного молота выполнен насосным безаккумуляторным, т.е. в нем отсутствует накопитель рабочей жидкости высокого давления в виде гидроаккумулятора. Штоковая полость исполнительного гидроцилиндра молота подключена к гидронасосам через магистральный обратный клапан, и управление подачей рабочей жидкости от гидронасосов к полостям исполнительного цилиндра осуществляется двумя жестко соединенными между собой трехпозиционными гидрораспределителями прямого, непосредственного управления, один из которых установлен между гидронасосами и магистральным обратным клапаном и соединяет гидронасосы со сливом для их разгрузки, а второй выполняет переключения соединений между штоковой и поршневой полостями исполнительного цилиндра, а также сливной линией, при этом слив рабочей жидкости из штоковой полости исполнительного цилиндра происходит всегда через поршневую полость и обеспечивается разгрузка насосов на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления.

Насосный безаккумуляторный гидропривод имеет свойство оперативно и оптимально устанавливать мгновенное давление на нагнетательной линии гидронасосов в зависимости от полезной нагрузки в гидроцилиндре молота.

На фиг.1 показана гидравлическая схема представленного на изобретение кузнечного молота с насосным безаккумуляторным приводом.

На схеме показаны: гидроцилиндр 4, в котором находится поршень 3, делящий внутренний объем цилиндра на две полости: штоковую полость 1 со штоком 5 и поршневую полость 2. Нижняя полость соединена с обратным клапаном 15, с магистральным обратным клапаном 10 и обратными клапанами 9. Подача жидкости осуществляется гидронасосами 7, приводимыми в движение электродвигателями 8. Распределение жидкости в полости цилиндра происходит за счет гидрораспределителей (золотников) 12 и 13, управляемых механической системой 18, приводимой в движение педалью 17 с пневматическим усилителем 16, вследствии чего происходит возвратно - поступательное движение бабы молота 6. Гидронасосы 7 предохраняют от перегрузок обратный клапан 11. Для контроля давления жидкости в системе установлен манометр 14.

Гидравлический привод кузнечного молота выполнен насосным безаккумуляторным, штоковая полость 1 исполнительного гидроцилиндра 4 молота подключена к гидронасосам 7 через магистральный обратный клапан 10, и управление подачей рабочей жидкости от гидронасосов 7 к полостям исполнительного цилиндра 4 осуществляется двумя, жестко соединенными между собой, трехпозиционными гидрораспределителями прямого, непосредственного управления 12 и 13, один из которых (12) установлен между гидронасосами 7 и магистральным обратным клапаном 10 и соединяет гидронасосы 7 со сливом для их разгрузки, а второй (13) выполняет переключения соединений между штоковой 1 и поршневой 2 полостями исполнительного цилиндра 4, а также сливной линией, при этом слив рабочей жидкости из штоковой полости 1 исполнительного цилиндра происходит всегда через поршневую полость 2 и обеспечивается разгрузка гидронасосов 7 на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления.

За счет рациональной схемы управления и разгрузки гидронасосов обеспечивается КПД гидропривода на уровне 70% и повышенная быстроходность кузнечного молота.

Штоковая полость 1 исполнительного гидроцилиндра 4 соединена с одним или несколькими источниками жидкости высокого давления (гидронасосами 7) через обратные клапаны 9 и 10, позволяющие осуществлять независимое параллельное питание гидросистемы молота рабочей жидкостью. Гидронасосы 7 имеют раздельное включение и компонуются на молоте с соблюдением центровки привода. Гидропривод является объемным, насосным безаккумуляторным.

Коммутацию рабочих полостей 1 и 2 гидроцилиндра 4 молота, т.е. необходимое их соединение с гидронасосами 7, сливной линией и между собой, производится двумя гидрораспределителями прямого, непосредственного управления (золотниками) 12 и 13. Гидравлическая схема построена так, что нижняя штоковая полость 1 исполнительного гидроцилиндра молота 4 соединяется с гидронасосами 7 через магистральный обратный клапан 10, который может пропускать рабочую жидкость в цилиндр только со стороны гидронасосов 7 и при условии, что давление в них развивается большее, чем в нижней полости 1 исполнительного гидроцилиндра 4. Давление в нижней штоковой полости 1 при поднятой над штампом бабой 6 определяется только весом падающих частей молота и рабочей штоковой площадью. Обратное движение жидкости от исполнительного гидроцилиндра 4 к гидронасосам 7 исключается магистральным обратным клапаном 10.

Управление потоком рабочей жидкости от гидронасосов 7 осуществляется методом ответвления с помощью гидрораспределителя прямого, непосредственного управления 12, который в схеме расположен между гидронасосами 7 и магистральным обратным клапаном 10.

В своем среднем положении гидрораспределитель 12 полностью разгружает гидронасосы 7 от давления, соединяя их со сливом непосредственно в питательный бак, и тогда подача жидкости к исполнительному гидроцилиндру 4 отсутствует, а нагрузка на моторы 8 минимальна и равна мощности холостого хода. При отклонениях гидрораспределителя 12 от среднего положения в крайние положения вся жидкость от гидронасосов 7 поступает к исполнительному гидроцилиндру 4 за счет запирания слива от гидронасосов 7. Давление, которое развивают гидронасосы 7, определяется потребным давлением в исполнительном гидроцилиндре 4 молота в любой момент времени движения бабы 6.

Уровень предельного давления в любой точке гидросистемы ограничивается предохранительным клапаном 11.

Для совершения хода бабы 6 молота вверх гидрораспределитель 13, действуя совместно с гидрораспределителем 12, перекрывает соединение нижней штоковой полости 1 исполнительного гидроцилиндра 4 с верхней поршневой полостью 2, а верхнюю поршневую полость 2 - соединяет со сливом. Гидрораспределитель 12 в это время, переместившись в одно из крайних положений, прекращает разгрузку гидронасосов 7 и дает их подачу на штоковую полость 1 на все время подъема бабы 6 молота.

Такая схема коммутации полостей 1 и 2 исполнительного гидроцилиндра 4, гидронасосов 7 и сливного бака не создает дополнительного противодействия подъему бабы 6 (кроме сливного) и это позволяет значительно уменьшить размеры поршня 3 гидроцилиндра 4 при проектировании гидромолота.

Для остановки и держания бабы 6 навесу достаточно с помощью гидрораспределителя 12 охолостить насосы 7, причем это происходит в конце хода подъема бабы 6 автоматически с помощью механической системы 18 прямого действия на гидрораспределители 12 и 13, аналогично паровоздушным молотам. Баба 6 зависает на жидкости, запертой в штоковой полости 1 исполнительного гидроцилиндра 4. Крайнее верхнее положение бабы 6 может регулироваться настройкой механической педали управления 17. В любой точке подъема бабы 6 нажатием на педаль 17 системы управления можно прекратить подъем бабы 6 и нанести повторный удар молота с любой высоты, в том числе наносить короткие частые «подкатные» удары.

Движение бабы 6 молота вниз обеспечивается гидрораспределителем 13 с помощью педали управления 17 сообщением между собой штоковой полости 1 с поршневой полостью 2 исполнительного гидроцилиндра 4.

Особенностью схемы гидропривода является то, что во время опускания бабы 6 слив рабочей жидкости из штоковой полости 1 происходит всегда через поршневую полость 2.

Взаимодействие золотников 12 и 13 может быть отрегулировано так, что при неполном нажатии на педаль 17 рабочие полости 1 и 2 исполнительного гидроцилиндра 4 сообщаются при охолощенных (разгруженных) насосах 7, и баба 6 двигается вниз только под собственным весом. Недостающее исполнительному гидроцилиндру 4 количество жидкости поступает из гидронасосов 7 без давления через магистральный обратный клапан 10 и из питательного бака через обратный клапан 15. Таким образом, обеспечивается медленное опускание бабы 6 и нанесение легких ударов молота без перевода под нагрузку гидронасосов 7 и электромоторов 8. Скорость опускания бабы 6 определяется степенью дросселирования перепуска рабочей жидкости из штоковой полости 1 в поршневую полость 2 при управляемом нажатии на педаль 17.

Для нанесения ударов полной мощности педаль 17 должна быть нажата до упора, и тогда гидрораспределителем 13 поршневая полость 2 отсоединяется от слива (запирается), и жидкость от гидронасосов 7 поступает в исполнительный гидроцилиндр 4 молота. Полости 1 и 2 исполнительного гидроцилиндра 4 сообщаются между собой и с насосами 7. Активной рабочей площадью является площадь штока 5 с соответствующим небольшим расходом.

Подача гидронасосов 7 в начальный период ударного хода бабы 6 может несколько превышать суммарный расход исполнительного гидроцилиндра 4, и давление в нем поднимается до предельного, настроенного предохранительным клапаном 11. Этим создается необходимое ускорение бабы 6 молота для создания нужной скорости к моменту удара. Баба 6 ускоряется интенсивно до тех пор, пока ее растущая скорость не создаст баланс расхода гидроцилиндра 4 и подачи гидронасосов 7, после чего давление в гидроцилиндре 4 (перед ударом) падает, и подпитка полостей 1 и 2 дополнительно происходит из питательного бака через обратный клапан 15. Это может происходить в самый последний момент ударного хода бабы 6 молота.

Работая той же педалью 17, можно выполнять прилипающий удар или прижим поковки, например, для выполнения операций клеймения, правки инструмента и др. В этом случае кузнечный молот работает в режиме быстроходного легкого пресса.

Все необходимые для работы кузнеца режимы работы гидромолота обеспечиваются одной механической педалью 17 или ручкой. В механической системе управления гидромолотом могут использоваться известные пневматические или гидравлические усилители 16, позволяющие в нужной степени облегчить управление молотом. При необходимости, например, при наладках инструмента, гидромолот может работать на одном насосе или на части насосов из общей группы. Это дополнительно увеличивает экономичность гидромолота.

Учитывая прерывистый характер работы кузнечных молотов, значительное подготовительное и вспомогательное время в цикле работы молотов, такие возможности гидропривода позволяют значительно экономить электроэнергию в питающей сети молота. Этим же целям служит то, что молот имеет индивидуальный привод, а не групповой, и даже при кратковременных паузах в работе молота может автоматически или вручную отключаться от сети.

Весь привод размещается на стойках молота, не выходит за габариты станины и не занимает дополнительно технологические площади цеха, не имеет в своем составе взрывоопасных элементов конструкции, таких как гидроаккумулятор.

Повышенную быстроходность на коротких, частых подкатных ударах в ручном режиме с вынужденной частотой обеспечивает применение на гидромолотах гидрораспределителей прямого управления, т.е. с непосредственным воздействием команд от педали 17 управления молота на гидрораспределители 12 и 13 без каких-либо промежуточных элементов типа электромагнитов, клапанов-пилотов и т.п., дающих чисто временную задержку при отработке управляющих команд и закономерно ограничивающих достижимую быстроходность гидромолота в этом режиме работы.

Источники информации

1. Ю.А.БОЧАРОВ. Кузнечно-штамповочное оборудование: учебник для студ. высш. учеб.заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2008, гл. 35.1, с.391-403.

2. RU 2409446 CI B21J7/28, 03.12.2009.

3. RU 2334583 С2, 27.09.2008.

4. RU 2364462 С2, 20.08.2009

5. RU 2327542 C2B21J7/28 30.11.2005.

6. SU 1682024 А1, 07.10.1991.

7. SU 1039632 А1, 10.12.1981.

8. SU 1039632 А, 07.09.1983. и др.

Кузнечный молот с гидравлическим приводом, содержащий шабот со стойками, в направляющих которых размещена c возможностью вертикального перемещения баба молота с закрепленным на ней инструментом, установленный на стойках гидравлический привод с исполнительным гидроцилиндром, поршень которого делит внутренний объем гидроцилиндра на управляемые штоковую и поршневую рабочие полости и соединен посредством штока с бабой молота, отличающийся тем, что гидравлический привод выполнен насосным безаккумуляторным, штоковая рабочая полость исполнительного гидроцилиндра подключена к гидронасосам через магистральный обратный клапан, при этом гидравлический привод для управления подачей рабочей жидкости от гидронасосов к рабочим полостям исполнительного гидроцилиндра выполнен с двумя жестко соединенными между собой трехпозиционными гидрораспределителями непосредственного управления, один из которых установлен между гидронасосами и упомянутым магистральным обратным клапаном и соединяет гидронасосы со сливом для их разгрузки, а второй выполнен с возможностью переключения соединений между штоковой и поршневой рабочими полостями исполнительного гидроцилиндра и сливной линией, причем исполнительный гидроцилиндр выполнен с возможностью слива рабочей жидкости из штоковой рабочей полости через поршневую рабочую полость для обеспечения разгрузки гидронасосов на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления.

edrid.ru

Гидравлический штамповочный молот МА5152

Модель

Энергия удара , кДж

Вес падающей части, кг

Макс. ход, мм

Миним. ход, мм

Макс. число ходов бойка, min

Расстояние между направ-ляющими, мм

Глубина падающей части, мм

Минимальная закрытая высота штампа, мм

Максим. закрытая высота штампа, мм

Рабочее давление масла, Мра

Мощность главного двигателя, кВт

Высота над полом, мм

Общая высота молота, мм

Масса, т

www.gidropress.ru

Кузнечный молот своими руками - инструкция с фото и видео

Основа всего кузнечного дела — это изменение формы разогретого металла ударами молота. Однако, такая работа очень трудоемка и, чтобы ее облегчить, еще со средних веков стали внедрять механические приспособления для ковки. Сегодня в кузницах распространены более практичные пневматические устройства.

Как сделать кузнечный молот своими руками и что для этого нужно? Об этом — далее в материале статьи.

Виды молотов

Прежде, чем приступить к изготовлению молота, стоит прикинуть, какая конструкция и принцип работы наиболее подходит и сможете ли вы воплотить такую идею в жизнь.

Наиболее распространены пневматические и механические устройства. В первом варианте боек двигается за счет воздействия сжатого воздуха, а во втором — от ручного или другого привода.

Пневматические устройства

Пневматика должна иметь питание, так как поршень, качающий воздух и создающий соответственное давление, работает от электрического двигателя. Обязательно присутствует поршневая система с цилиндром и кривошипно-шатунным механизмом.

Воздух в этом случае работает как своеобразная подушка, передающая усилие от компрессора на рабочий поршень. Вследствие чего нет жесткого воздействия на систему.

Частота, с которой двигается боек молота, соответствует количеству оборотов вала.

Пневматическая конструкция позволяет свободно разместить довольно массивную ударную часть до одной тонны весом и создает достаточное усилие при давлении на заготовку.

Как выглядит и работает пневматический самодельный кузнечный молот можно посмотреть в видео:

Механические молоты

Это более старое по своему принципу работы устройство. Основа его конструкции — это механизм, передающий мускульное усилие человека на молот станка. Такое оборудование стали использовать еще несколько веков назад, прежде, чем стали применять приводы на силе воды, а потом и пара.

Основная рабочая часть состоит из рычага, на который смонтирован молот с одной стороны, и массивный противовес с другой. Его монтируют на вал, который, посредством передачи, качается от воздействия на педаль или рычаг.

Устройство вполне обеспечивает ковку, при этом облегчая работу мастера. Механические молоты подобной схемы использовали даже еще в 19 веке, когда везде были распространены паровые установки.

Именно такую простейшую конструкцию можно без проблем соорудить у себя дома.

Механический молот своими руками

Изготовить самодельный молот для ковки можно в несколько этапов:

  • Подготовка фундамента под установку.
  • Создание рамы станка.
  • Сборка механизма.
  • Монтаж устройства.

Но прежде, чем приступить к изготовлению всей конструкции, нужно определиться с размерами такого оборудования, что в дальнейшем определит его вес и возможности. Примеры устройств показаны на схеме.

Проще всего сделать кузнечный механический молот, показанный в варианте «А» с горизонтальным расположением, он будет более устойчивым.

Фундамент

Сделав чертеж будущего устройства, приступают к подготовке фундамента. Он нужен для нормальной работы во избежание опрокидывания молота и гашения силы удара.

В месте установки копается яма нужных размеров. На дно засыпают песок и щебень, который поливают и утрамбовывают. Сверху монтируют армирующий каркас из арматуры 12-14 мм, обязательно с перевязкой с шагом в 250-300 мм.

Бетон готовят в пропорции 1:2:3 (цемент марка м400, щебень фракция 10-20, и песок).

Заливку стоит производить за один раз, постоянно стараясь уплотнить массу во избежание пустот внутри.

По завершению в незастывший бетон можно установить анкерные болты, на которые потом будет дополнительно крепится установка.

Рама

Материал рамы выбирают в зависимости от параметров установки и габаритов обрабатываемых деталей. Подойдет либо профильная труба, либо швеллер. Также можно использовать другой удобный металлопрокат.

Сборка рамы осуществляется сварочным способом. Обязательно устанавливаются дополнительные распорки и поперечные балки.

Механизм

Основная работающая часть — рычаг с бойком и противовесом может быть монолитной или же сборной. Металл должен быть сплошным (не труба), иначе под весом постепенно штанга деформируется. Такой рычаг можно «набрать» с полос, сваривая их между собой.

Боек нужно изготовить из стали инструментальных марок и, желательно, его закалить для большей прочности. Его к рычагу нужно приварить.

Для противовеса подойдет любой тяжелый металл или другой материал.

Вал, на котором будет вращаться молот, также лучше изготовить из полнотелого отрезка стали. Сам рычаг с молотом фиксируют на оси, используя поперечные шпильки. Вал в раме должен свободно вращаться, поэтому концы лучше всего оснастить соответствующими подшипниками.

Педаль привода и передачу можно сварить с обычной профильной трубы по требуемому размеру. Причем сам рычаг управления должен свободно двигаться. Для этого также подойдут подшипники или просто обрезки трубы, в которые монтируют вал с педалью.

Этапы сборки молота

Изначально нужно собрать и установить на фундамент раму устройства. Нижние салазки крепят на анкерные болты с гайками. К ним сваркой приваривают остальные направляющие и перемычки.

В стойки вставляется вал, на который фиксируется рычаг с молотом.

Так же осуществляется и сборка привода с педалью или рычагом.

Немаловажный элемент такого устройства — наковальня. Ее нужно смонтировать точно под нижним положением бойка. Лучше всего, если под ней в качестве амортизатора расположить деревянный чурбак (под обычными кузнечными наковальнями ставят пни из твердой породы древесины).

Саму наковальню можно изготовит с обрезка рельса, двутавра или швеллера. Однако, желательно, чтобы лицевая часть была закаленной.

После окончательной сборки и испытаний конструкцию нужно покрасить.

А что Вы можете добавить к этому материалу из личного опыта изготовления таких устройств для ковки металла? Какие конструкции использовали у себя, поделитесь идеями в блоке комментариев к этой статье.

wikimetall.ru

Молот кузнечный пневматический Российского производства

Механический ковочный молот с пневмоприводом характеризуется высокой производительностью и используется для обработки заготовок из железа, титана, алюминия и различных сплавов. Материал для обработки давлением нагревается до определенной температуры. Процесс создания металлических поковок осуществляется путем горячей объемной ковки.

Кузнечный пневматический молот имеет широкое распространение и используется для проведения широкого спектра технологических операций в условиях среднесерийного и мелкосерийного производства. Применение пневмомолота, позволяет проводить:

  • осадку,
  • горячую рубку металла. Производится способом свободной ковки на вырезных и плоских бойках,
  • прошивку отверстий,
  • протяжку.

Ковочно-штамповочный молот имеет эргономичную конструкцию, которая удобна в эксплуатации за счет доступа к станку с трех сторон. Молот ковочный пневматический обладает большим количеством достоинств, в том числе большая частота ударов, точное дозирование металла и максимально эффективное использование теплоты заготовки.

Конструкция

Стандартный пакет комплектации двухцилиндрового пневматического кузнечного молота составляет станина, на которой расположены все ключевые узлы и детали:

  • падающие части: баба с бойком, соединяемая с поршнем и штоком;
  • привод, в составе которого электрический двигатель, редуктор, шатун, клиномерная передача и кривошипно-шатунный механизм;
  • центральный маслопровод;
  • нижний боек, прикрепленный к плите, на котором фиксируется заготовка;
  • компрессорный цилиндр, производящий обработку воздуха, который поступает из окружающей среды;
  • рабочий цилиндр с поршнем, присоединенным к бабе или являющимся ее частью.

Принцип действия

По детали через одинаковые промежутки времени производятся равномерные вертикальные удары бабой, приходящей в движение за счет рабочего и компрессорного цилиндров. Их верхние и нижние полости соединены попарно. В данной системе рабочим телом является сжатый воздух, который поступает в компрессор из окружающей среды.

Воздух поступает в рабочий цилиндр, где за счет возвратно-поступательных движений компрессорного поршня подвергается попеременному сжатию и расширению. При перемещении поршня компрессора вниз баба поднимается, опускаясь обратно, когда поршень движется вверх. Одноцилиндровые молоты оснащены цилиндром, в котором совершаются движения компрессорного и рабочего поршней.

Российское производство

Представленные ковочно-штамповочные молоты производятся в России. Высокое качество продукции регламентировано государственными стандартами.

Чтобы купить пневматический ковочный молот или узнать подробности о комплектации или цене оборудования, обратитесь в наше представительство в Москве, позвонив по телефону +7(3537)34-13-33.

Характеристики

В таблице ниже Вы можете ознакомиться со всеми моделями кузнечных ковочных молотов, которые производит Орский станкостроительный завод.

 

Модель молота: Масса падающих частей, кг Число ударов бойка в минуту Расстояние от оси бабы до станины, мм Ход бабы (наибольший), мм Габаритные размеры, мм Масса, кг, не более
МА4129 80 210 300 385 1566х790х1900 3100
МА4132 160 196 350 390 1860х930х2160 5210
МА4134 250 155 420 560 2710х1200х2450 7900
МА4136 400 142 530 640 3020х1320х2700 13000
МА4140 1000 103 800 900 4400х1780х3570 36000

orskstanzavod.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *