Кузнечные молото: типы, конструкция и эксплуатация для современной ковки

Что такое кузнечные молото?

Кузнечные молото (power hammers) — механические кузнечные молото с электрическим или паровым приводом для подъема молота перед ударом и разгона его на обрабатываемую деталь. Также «Молоты открытой матрицы для свободной ковки». Используются кузнецами, клинковыми мастерами, металлургами, производителями с 1880-х, заменили кузнечные молото с падением по маятнику (trip hammers).

Конструкция и работа

Типичный кузнечный молот: рама, наковальня, реципрокующий пуль с молоточковой головкой или матрицей. Заготовка на нижней наковальне/матрице, верхняя матрица/головка бьет по заготовке.

Кузнечный молот — прямой потомок trip hammer, отличается тем, что накапливает потенциальную энергию в механических связях и пружинах, в сжатом воздухе или паре, и разгоняет пуль на нисходящем ходе.

Это дает большую силу, чем просто падение под гравитацией. Предшественники (trip hammers, паровые молоты-падения, дощечные/ременные молото) использовали источник энергии для подъема пуля/головки, но отпускали его только под гравитацией.

Мощность молота оценивают по весу движущихся частей, действующих прямо на заготовку: верхняя матрица, пуль, механические рычаги и пружины, или пуль, поршень, штанги. Конструктивные элементы диктует источник энергии. Крупнейший паровой молот — 125 коротких тонн (113 т).

Типы кузнечных молотов

Различные типы ковке молото, широко используемые на рынке.

• Пневматические молото
• Паровые или пневматические молото (Steam or Air Hammers)
• Молото с рулевым механизмом (Helve Hammers)
• Гидравлические молото (Hydraulic Power Hammer)
• Рычажно-пружинные молото (Lever-Spring Hammers)

1. Пневматический кузнечный молот

Типичный механический прибор с цилиндром, в котором работает поршень. Поршень соединен с главным валом двигателя через коленчатый механизм и шатун. Ручной рычаг управляет воздушным клапаном.

Воздушный клапан соединен с разными цилиндрами. Второй поршень работает внутри цилиндра, несет туп (tup — падающая часть) на дне, скользит по фиксированным направляющим. Для движения тупа поршень в цилиндре движется вниз, создавая вакуум над собой в другом цилиндре — сосательный эффект поднимает туп.

Ближе к концу верхнего хода поршня в цилиндре воздух принудительно переходит из одного цилиндра в другой, где сжимается верхним ходом поршня. Это заставляет поршень и туп двигаться вниз с высокой скоростью. Операция повторяется регулярно, получая нужные удары.

2. Паровой или пневматический молот

Паровой молот — действует паром или сжатым воздухом. Устройство: движущийся пуль, штанга, поршень, подъемный инструмент, двуходовой высоконапорный паровой цилиндр, корпус/рама, наковальня.

Ковке молото, где пар сначала входит, затем внизу цилиндра поршень поднимается вверх с движущимися частями. Сила ~3 м/с, масса движущихся частей ~5000 кг.

Когда нужен удар, рычаг автоматически активируется: верхний распределительный клапан открывается для приема пара сверху цилиндра, пар снизу уходит в выпуск. Получают нужные удары.

3. Молот с рулевым механизмом (Helve Power Hammer)

Также — trip или tilt power hammer, крупный-force молот. Тип, где в кузнице установлено более одного helve hammer — молотный цех (hammer mill).

Обычно поднимаются кулачком (cam), который внезапно отпускает для падения под гравитацией. Helve молото — механические устройства, в основном гидравлически приводящиеся водяным колесом.

Используются для превращения чугунных блюмов (blooms) в более пригодные для обработки жезла.

4. Гидравлический кузнечный молот

Гидравлические молото также — гидравлические прессы, использующие давление масла 200–300 раз выше атмосферного в гидравлическом цилиндре. Гидравлические прессы для тяжелых ковок: пресс и гидравлический привод. Скорость производства в гидравлических прессах выше, чем в других молотовой ковке, где однократное действие выдавливания завершается быстрее.

Гидравлический молот имеет низкий шум и вибрацию: скорость, давление, ход матрицы контролируются автоматически. Прессы на 75 000 тонн обычны. В ковке 1000–10 000 тонн. В основном для гайок, болтов, винтов, никелей.

5. Рычажно-пружинный молот

Легкий тип кузнечного молота для мелкой ковки. Тяжелая рама с вертикальным выступом сверху — корпус подшипника, в котором осциллирует ламинированная пружина.

Два конца пружины: один — соединительный штанг, другой — вертикальный туп. Туп несет вес, движется вверх-вниз по фиксированным направляющим.

Соединительный штанг с экцентриковым шейвом на нижнем конце. Экцентриковый шейв соединен с коленчатым колесом, отвечающим за работу молота и нажатие педали вниз.

Это заставляет шейв вращаться через коленчатое колесо, ламинированная пружина начинает осциллировать в подшипнике. Непрерывная осцилляция пружины заставляет туп двигаться вверх-вниз. Дают нужные удары на деталь. Ручной рычаг регулирует ход соединительного штанга и интенсивность ударов.