Механические молоты

Механические молоты относят к молотам простого действия. Это означает, что баба падает под действием только силы тяжести. Скорость ее в момент удара и соответственно эффективная энергия удара определяются высотой подъема:

Основное преимущество этих молотов - невысокая стоимость, простота конструкции, удобство эксплуатации, наличие индивидуального электропривода; недостаток - небольшое число ударов в минуту (30...50). Механические молоты предназначены для горячей объемной штамповки поковок, не требующих подкатки или протяжки, для правки и калибровки.

В зависимости от типа передаточного механизма механические молоты подразделяют на фрикционные с доской и с гибкими связями. У фрикционных молотов передаточный механизм - доска, а у молотов с гибкими связями - ремень или цепь. В зависимости от типа гибкой связи последние называют молотами с ремнем или цепью.

Фрикционные молоты с доской применяют в кузнечно-штамповочных цехах некоторых машиностроительных предприятиях. Молоты с гибкими связями в нашей стране широкого распространения не получили, хотя в мировой практике кузнечно-штамповочного производства их доля достаточно высока. Конструкцию этих молотов постоянно совершенствуют, улучшая прочностные характеристики гибких связей, управление и др.

Фрикционные молоты с доской. Шабот 7, стойки 2 и баба 3 этого молота (рис. 20.6) почти не отличаются от аналогичных деталей у паровоздушного молота. Основное их отличие - привод молота, элементами которого являются жестко закрепленная в бабе доска 4, нажимные ролики 5 и тормозные колодки 6. Когда доска зажата между вращающимися роликами, падающие части поднимаются. При достижении ими заданной высоты подъема ролики расходятся. Если в этот момент доска не будет зажата тормозными колодками, то баба начнет падать и произойдет удар по поковке. Если же доска зажата колодками, то падающие части удерживаются в КВП. Ролики получают вращение от электродвигателя через клиноременную и зубчатую передачи.

В современных конструкциях фрикционных молотов с доской энергию удара регулируют высотой подъема падающих частей. Схема управления позволяет осуществлять ее без остановки (рис. 20.7).

В исходном положении доска зажата тормозными колодками и падающие части удерживаются в КВП. При нажатии на кнопку 1 электромагнит 3 втягивает сердечник и тем самым перемещает золотник 4 вниз. Воздух из сети поступает под поршень цилиндра. В результате правая тормозная колодка 6 отходит и доска 7 освобождается. Падающие части 5 движутся вниз. В момент удара баба скосом набегает на ползушку 16, которая сталкивает штангу 13 с упора 17. Конечный выключатель 9 замыкается, правый нажимной ролик 8 подводится и зажимает доску. Затем начинается подъем падающих частей. При приближении их к КВП скос бабы набегает на путевой переключатель 10, который замыкает цепь электромагнита 15.

Золотник 14 опускается и воздух поступает под поршень 11 цилиндра. Правый нажимной ролик отходит и освобождает доску. При протекании тока по катушке 12 разрывается цепь электромагнита 3 (контакт 2). Тормозные колодки зажимают доску и удерживают падающие части молота в верхнем положении. Чтобы осуществить следующий удар, необходимо вновь нажать кнопку 7.

Для отключения нажимных роликов в произвольном положении при подъеме падающих частей необходимо нажать кнопку 18 - цепь электромагнита 15 замыкается и правый ролик отводится от доски. При этом падающие части по инерции продолжают движение вверх, а затем вниз.

Ход падающих частей молота вверх состоит из трех участков: разгона, установившегося движения (скорость подъема доски равна скорости вращающихся зажимных роликов за вычетом проскальзывания) и замедления движения (после отведения ролика).

На третьем участке нажимной ролик отведен, но падающие части движутся вверх под действием силы инерции. Третий участок хода необходим для предотвращения удара бабы в верхнюю часть станины. Продолжительность первого и третьего участков (или их протяженность) определяют в результате решения следующих уравнений движения:

- коэффициент трения; Q - сила прижима ролика к доске.

Протяженность второго участка определяют вычитанием длин первого и

третьего участков из общей высоты подъема падающих частей. Она составляет

1,5 м, а в некоторых случаях и более.

Наибольшее распространение получили молоты с МПЧ 500... 1500 кг, а в исключительных случаях - до 2500 кг. Масса шабота равна 20-кратной МПЧ.

При расчете фрикционных молотов с доской необходимо установить мощность электропривода с маховиком. Методика расчета такого привода подробно изложена в литературе. Здесь же приведем рекомендации по определению зависимости крутящего момента от продолжительности подъема бабы или угла поворота нажимных роликов

  (рис. 20.8).

Для построения графика этой зависимости рассмотрим указанные выше участки хода вверх падающих частей. Чтобы определить силу, прикладываемую со стороны нажимных роликов к доске, проинтегрируем уравнение движения (20.5) на первом участке подъема. В результате получаем

где (х - продолжительность первого участка подъема бабы.

На втором участке хода вверх скорость падающих частей постоянна, а ускорение равно нулю, следовательно, необходимая для подъема сила

Р=1,1в.

Крутящий момент, приложенный к роликам,

где d- диаметр нажимных роликов.

Если ролики имеют общий электродвигатель, то сила Р представляет собой равнодействующую сил трения на обеих поверхностях доски, если различные, то силу Р определяют отдельно для каждого ролика (см. рис. 20.8).

между роликом и доской рекомендуют принимать равным 0,45 (чугун по дереву).

Доски фрикционных молотов изготовляют из ясеня, красного бука или искусственных материалов. Линия контакта между роликами и доской при неточной установке может не лежать в горизонтальной плоскости. В этом случае при зажиме доски роликами она изгибается, что приводит к появлению дополнительных напряжений изгиба, а следовательно, снижению долговечности ее работы.

Молоты с гибкими связями. Молоты с гибкими связями применяют преимущественно для горячей штамповки. Подъем падающих частей в них осуществляется с помощью ремня или цепи.

Молот с ремнем может быть выполнен по двум схемам. Первая по принципу действия аналогична схеме молота с доской: падающие части здесь поднимаются с помощью ремня, зажимаемого между подвижным и неподвижным роликами, при вращении которых силы трения увлекают ремень.

По второй схеме ремень наматывается на вращающийся шкив. Основными элементами привода в этом случае (рис. 20.9) являются холостой 5 и тормозной 1 шкивы, расположенные на одном валу (на рис. 20.9 они условно размещены отдельно), лента 2 тормозного шкива, рычаг подъема 3, распределительный вал 4 с рычагом 7. Холостой шкив 5 может свободно проворачиваться

относительно вала, тормозной шкив 1 соединен с валом при помощи шпонки. Лента 2 тормозного шкива, охватывая его, одним концом закреплена на рычаге подъема 3, а другим - на распределительном валу 4. В зависимости от угла поворота распределительного вала лента может быть свободной или прижатой к тормозному шкиву. Если она прижата, то рычаг подъема вращается вместе с тормозным шкивом и наматывает ремень на холостой шкив.

Распределительным валом управляют при помощи рычага 7. В исходном положении рычаг отжат пружиной, тормозная лента проскальзывает относительно тормозного шкива. При натяжении троса 8, связанного с управляющей тягой, поворачивается рычаг распределительного вала. Управляющая тяга приводится в действие вручную или автоматически.

Если натянуть трос 5, то тормозная лента натягивается на тормозном шкиве и вращается вместе с ним, приводя в движение рычаг подъема, который наматывает ремень 6 на холостой шкив. Если трос отпустить, то стальная лента ослабляется на тормозном шкиве и баба падает вниз. Рычаг подъема возвращается в исходное положение.

Преимущество второй схемы подъема по сравнению с первой - отсутствие нагрузок на ремень со стороны нажимных роликов.

При наматывании на шкив ремень проскальзывает, в результате чего оба они нагреваются. Чтобы поддерживать необходимую температуру, применяют водяное охлаждение.

В настоящее время в качестве материала для ремней используют текстиль. Одновременно проводят исследования возможности применения нейлона и других синтетических материалов. Основным их недостатком считают низкий модуль упругости (большое пружинение). Молоты с ремнем выпускают с МПЧ до 750 кг.

Молот с цепью (рис. 20.10) по принципу действия аналогичен молоту с ремнем. Цепь 5 наматывается на барабан 2, который шпонкой связан с валом 4. Вращение вал получает через фрикционную однодисковую муфту 3. Для удержания падающих частей в верхнем положении используется дисковый тормоз 1.

Падение бабы происходит при отключенной муфте и тормозе. Чтобы уменьшить ударные нагрузки на цепь молота, ее соединяют с бабой через демпфирующие устройства.

При определении мощности электродвигателя у молотов с гибкими связями ускорение бабы не должно превышать 4§, что обусловлено прочностными свойствами ремня или цепи.