Гидравлические и парогидравлические кузнечные прессы
В зависимости от способа, с помощью которого прессы приводятся в
действие, они делятся на: 1) гидравлические и парогидравлические; 2)
приводные от индивидуального электродвигателя или от какого-либо другого
двигателя.
Гидравлические и парогидравлические прессы применяются исключительно для
крупных поковок, а приводные — для штамповки и ковки.
У всех молотов, какой бы они ни были конструкции, часть удара падающих
частей передается через боек и шабот фундаменту и грунту и вызывает
большие сотрясения, вредно отражающиеся на самом молоте и на окружающих
зданиях и сооружениях. Пресс работает постепенным нажатием верхнего
бойка через поковку на нижний, причем конструкция прессов такова, что
усилие верхнего бойка передается не на фундамент, а на колонны пресса, и
сотрясения почвы не получается. Пресс поэтому не требует для своей
установки большого фундамента.
При ковке под молотом, особенно крупных поковок, сила удара бойка не
успевает проникнуть на всю глубину поковки, так как скорость бабы молота
в момент удара больше скорости течения металла (деформации). Поэтому при
ковке тяжелых поковок, для того чтобы деформация происходила по всей
глубине металла, пришлось бы применять молоты чрезмерно больших
мощностей. При ковке под прессом, когда на проковываемый металл
действует не мгновенный удар, а постепенное нажатие верхнего бойка, сила
давления успевает распространиться в глубь проковываемого металла. Кроме
того, прессы имеют более высокий коэффициент полезного действия, чем
молоты.
Схема гидравлического пресса. Пресс состоит из нижней плиты 1, которая
связана четырьмя стальными колоннами 2 с верхней плитой 3, называемой
архитравом. Концы колонн имеют нарезку и закреплены в плитах при помощи
гаек. В архитраве закреплены рабочий цилиндр 4, плунжер 5 которого
соединен с подвижной траверсой 6. Когда в рабочий цилиндр поступает вода
высокого давления (100—400 ат), то плунжер с траверсой движется вниз. На
траверсе закреплен верхний боек 11, а на нижней плите 1 нижний боек 12.
Если на нижнем бойке находится горячий кусок металла или слиток, то под
влиянием давления верхнего бойка он сжимается (происходит деформация).
Подъем траверсы осуществляется специальным подъемным цилиндром 10.
В гидравлических прессах среднего тоннажа в нижней плите делаются столы,
перемещающиеся вдоль оси пресса, а в более мощных прессах — столы с
продольным и поперечным перемещением.
Вода высокого давления в гидравлических прессах подается от насосов,
которые приводятся в движение от электродвигателей. Для ее накопления
применяются аккумуляторы. Аккумуляторы бывают грузовые и воздушные.
Принцип работы грузового аккумулятора заключается в следующем. Большой
груз, подвешенный на поперечину с поршнем, давит на воду в цилиндре, где
создается запас воды высокого давления. Но грузовые аккумуляторы очень
громоздки и в настоящее время не строятся; почти повсеместно они
заменены пневматическими.
Более совершенными аккумуляторами являются воздушно-беспоршневые. Вода
от насоса поступает в металлический цилиндр, который наполняется водой
приблизительно до трех четвертей своего объема; верхняя часть его занята
сжатым воздухом и соединена трубкой 2 с другим цилиндром 3, наполненным
сжатым воздухом. Таким образом, сжатый воздух давит на поверхность воды
в цилиндре и этим заменяет груз.
Схема гидропрессовой установки. Она состоит из гидравлического пресса А,
распределителя В и наполнителя Б, вода в котором находится под давлением
воздуха в 3—9 ат.
Для того чтобы опустить траверсу 8 пресса вниз, рукоятку 1 ставят в
положение 2. При этом клапан 5 открывается, а клапаны 2, 3 и 4 закрыты.
Рабочий цилиндр 9 пресса по трубопроводу 14 быстро наполняется водой из
наполнителя Б, так как под давлением воды открывается клапан 10. Из
подъемных цилиндров 7 и сервопривода 11 вода уходит в сливной бак через
клапан 5 и трубопровод 17. Дальнейшим движением рукоятки 1 в положение 1
открывается клапан 3: вода высокого давления через трубопровод 12
поступает в цилиндр 9. Клапан 10 под давлением воды закрывается. Вода
высокого давления давит на поршень, поршень в свою очередь передает
давление на траверсу 8 и боек. Происходит сжатие металла (деформация).
Чтобы поднять траверсу с бойком вверх, рукоятку 1 ставят в положение IV,
при этом открываются клапаны 2 и 4, a клапаны 3 и 5 закрываются. Вода
высокого давления поступает в подъемные цилиндры 7 по трубопроводу 6 и
своим давлением через поршни и тяги поднимает траверсу 8. Под давлением
поршня вода из рабочего цилиндра по трубопроводу 12 через клапан 2
уходит в сливной бак, а часть ее через клапан 10, который удерживается
штоком Г сервопривода, уходит в наполнитель Б. Излишняя вода из
наполнителя через пропускные клапаны 16 и 15 уходит в сливной бак по
трубопроводу 17. Для удержания траверсы 8 на весу рукоятку 1 ставят в
положение 3. При этом клапан 2 открыт, а клапаны 3, 4 и 5 закрыты.
Гидравлические прессы в последнее время строятся только для поковок
среднего размера. Для крупных же поковок применяются парогидравлические
прессы. Парогидравлические прессы по своему устройству мало отличаются
от гидравлических прессов.
Мультипликатор состоит из большого цилиндра, в котором движется поршень
2, шток которого 3 входит в гидравлический цилиндр 4. Из этого цилиндра
по трубопроводу 5 вода под давлением 300—400 ат подается в рабочий
цилиндр пресса 5. Траверса 7 соединена тягами с поршнями подъемных
цилиндров 8, служащих для подъема вверх траверсы 7 и связанного с ней
плунжера 9 рабочего цилиндра. Если нужно переместить траверсу 7 вместе с
прикрепленным к ней бойком вниз, то предварительно цилиндр 6 наполняется
из резервуара 10 водой низкого давления. При этом плунжер начнет
опускаться вниз, и в тот момент, когда боек соприкоснется с
проковываемым слитком, трубопровод от резервуара 10 отключается, и в
цилиндр мультипликатора 1 впускается пар, давящий на поршень. Это
давление через плунжер передается воде, находящейся в гидравлическом
цилиндре 4, откуда она по трубопроводу 5 входит в рабочий цилиндр б,
сжимает находящуюся в нем воду до высокого давления, которое передается
через плунжер рабочего цилиндра траверсе 7 и бойку.
Хотя пресс работает в лучших условиях, чем молот (он не подвергается
таким сильным сотрясениям), однако уход за ним должен быть не менее
тщателен, так как его части находятся под большим давлением. Особенно
часто приходят в расстройство трубопроводы, по которым идет вода
высокого давления. Фланцы трубопроводов должны быть крепко стянуты и не
должны допускать просачивания воды. Кожаные манжеты не должны давать
течи воды через плунжер. При сработавшихся манжетах вода убывает, и
давление понижается.
В то время как в молоте удар передается фундаменту, в прессе давление
воспринимается колоннами, по которым движется траверса, а поэтому гайки
на колоннах необходимо крепко затягивать и следить за их состоянием.
Траверса должна плотно ходить в колоннах с минимальным зазором, причем
нельзя допускать, чтобы она перекашивалась, так как перекосы могут
повлечь их поломку. Колонны перед началом работы пресса нужно обильно
смазывать. В зимнее время, в выходные дни, цилиндры и трубопроводы надо
обогревать, чтобы вода в них не замерзала. Очень важную часть пресса
составляют водораспределительные клапаны; от состояния их зависит
качество работы пресса. Поэтому исправности клапанов и качеству их
притирки нужно уделять большое внимание.