Фундамент молота. Конструкции фундаментов

Фундаменты выполняют в виде массивных железобетонных блоков. Они служат основаниями, на которых устанавливают . Фундаменты молотов подразделяют на опорные, предназначенные для восприятия статических и небольших динамических нагрузок, и шаботные, предназначенные для восприятия ударных, динамических нагрузок (рисунок 1). Шаботный фундамент воспринимает часть эффективной энергии, которая передается на него при ударе.

Рисунок 1 — Классификация фундаментов молотов

Шаботные фундаменты разделяются на жесткие и виброизолированные. Жесткие фундаменты выполняются сплошными, раздельными и ленточными, предназначенными для нескольких молотов. Смещение шабота молота, установленного на жесткий фундамент, во время нагрузочного этапа удара вызывает упругую деформацию подшаботной прокладки и грунта под фундаментом. Во время последующего разгрузочного этапа потенциальная энергия упругой деформации переходит в кинетическую. Возникают колебания фундамента. Упругие волны распространяются в грунте, вызывая его неравномерное уплотнение, вибрации строительных сооружений и оборудования.

Виброизолированные фундаменты выполняются подвесными, опорными и подвижными. Виброизолированные фундаменты значительно снижают вибрации. В их конструкции массивный железобетонный блок или непосредственно шабот изолирован.

Качество фундамента влияет на работоспособность молота, на состояние и работу другого оборудования, расположенного поблизости, а также непосредственно на персонал, находящийся вблизи работающего молота.

Конструкции фундаментов

Опорные фундаменты . Такие фундаменты применяют для бесшаботных молотов. Они представляют собой железобетонную массу в форме прямоуголь-ного параллелепипеда, залитую в глубокую яму. В фундаменте предусматривают отверстия для анкерных болтов, с помощью которых крепят стойки станины молота. Если грунт в месте закладки фундамента слабый (песчаный, водянистый и т.д.), то его укрепляют более прочным материалом или забивают железобетон-ные сваи.

Шаботные жесткие фундаменты. Для ковочных одностоечных и двухстоечных молотов применяют жесткие шаботные сплошные фундаменты под стойки станины и шабот. Под шабот и фундаментные плиты, на которые устанавливают стойки станины, укладывают прокладки из строганных брусьев сухой древесины твердых пород (дуба, бука) или тонкие прокладки из транспортерной тканевой прорезиненной ленты. Чтобы предохранить шабот от смещения, по прокладке между ним и стенками фундамента также помещают брусья из древесины твердой породы.

Жесткий шаботный фундамент под представляет собой сплошной бетонный блок с углублением, предназначенным для установки шабота. Чтобы предотвратить разрушение массива фундамента от ударов бабы молота, фундамент армирован в продольном и поперечном направлениях двумя-тремя сетками из стальных прутьев диаметром 8-10 мм с квадратными ячейками (сторона квадрата 15-20 см). Между шаботом и фундаментом предусматривают деревянную прокладку.

Жесткие шаботные фундаменты выполняют в виде цельных бетонных массивов, армированных стальной арматурой. Находят применение сдвоенные и ленточные фундаменты для установки двух или нескольких расположенных рядом легких паровоздушных, гидравлических, а также электромеханических молотов с доской, ремнем, канатом и цепью.

На фундамент под шабот настилают амортизирующую деревянную подушку, состоящую из трех рядов дубовых брусьев. В верхнем и нижнем рядах брусья расположены в продольном, а в среднем – в поперечном направлениях. Брусья каждого ряда стянуты стальными болтами. Общая толщина амортизирующей подушки от 0,4-0,6 м для легких и до 1,5-1,8 м для тяжелых молотов с массой рабочих частей 16000-25000 кг.

Основным недостатком деревянных амортизирующих подушек является сравнительно, малый срок их службы (3-5 лет). Вместо деревянных подушек можно применять прокладки толщиной 10-80 мм из прорезиненной ткани. Допускаемое давление на прорезиненную ткань в 3 раза больше давления на дубовую подушку.

Шаботные виброизолированные фундаменты. Опорные и подвесные виброизолированные фундаменты предназначены для снижения ударного воздействия на грунт и демпфирования упругих волн. В виброизолированных фундаментах с изолированным инерционным блоком применяют амортизаторы и виброгасители 2, устанавливаемые в опорном варианте под железобетонным инерционным блоком фундамента 3 и опирающиеся на железобетонный короб 1 (рисунок 2), а в подвесном варианте – на концах подвесных тяг.

Рисунок 2 — Виброизолированный фундамент с инерционным блоком

В качестве амортизаторов применяют жесткие кольцевые и тарельчатые пружины, а также резину. Для рассеивания энергии (демпфирования) вибраций применяют виброгасители из резины (динамический модуль упругости Ед=11÷11,5МПа), обладающей большим внутренним трением (коэффициент неупругого сопротивления 0,23).

Фундаменты с изоляцией инерционного блока сложны в изготовлении, в опорных конструкциях затруднено обслуживание упругих и демпфирующих элементов, работа системы виброизоляции нарушается с проникновением грунтовых вод.

Подшаботная виброизоляция (опорная и подвесная) проще в изготовлении. Имеется возможность применять пакеты листовых рессор (рисунок 3), обладающих хорошими демпфирующими свойствами. Шабот 1 опирается на две балки 2 двутаврового сечения, которые подвешены на тягах 3 с гайками 4 и замками 5 на концах. Рессоры концами вставлены в пазы опорных плит 6, приваренных к подкладкам 7, которые залиты в тумбах фундамента. Шабот молота закреплен на балках 2 с помощью шпонок. Рессоры расположены под настилом пола и доступны для обслуживания.

Рисунок 3 — Виброизолированный фундамент

Виброизолированные фундаменты хорошо зарекомендовали себя в отечественной промышленности для молотов с мпч=1÷5 т. Для крупных рекомендуются опорные пружинно-рессорные системы виброизоляции, а также пневматические или гидравлические виброгасящие устройства, которые, будучи связанными с педалью управления, приподнимают весь молот вместе с железобетонным блоком фундамента навстречу подвижным частям. При этом происходит гашение удара внутри системы, так же, как у бесшаботных молотов.

Полезная модель является конструкцией оснастки для обработки металлов давлением, а именно частью конструкции шаботного штамповочного молота. Шабот штамповочного молота, выполнен в виде монолитного основания 1 с пазом 2 в форме «ласточкин хвост» для крепления штамподержателя 3, который крепится в пазу 2 в «ласточкин хвост» клином 6, при этом на нижней части 4 основания 1 выполнен паз 5 в виде клина. Наличие в конструкции шабота в его нижней части паза 5 приводит к рассеиванию ударной волны согласно закону отражения волн и, тем самым, к уменьшению уровня напряжений в центральной части шабота. Фиг.1

Полезная модель относится к оснастке штамповочного оборудования, в частности к конструкциям штамповочных молотов.

Наиболее близким решением к предлагаемой полезной модели по технической сути является шабот штамповочного молота, выполненный в виде монолитного основания с пазом, в свою очередь выполненным в форме «ласточкин хвост» для фиксации в нем штамподержателя (см. А.Н.Банкетов и др. Кузнечно-штамповочное оборудование. - М.: Машиностроение, 1982 г., с.389-391, рис.28.3).

К недостаткам данного шабота следует отнести тот факт, что в процессе эксплуатации вследствие возникновения значительных по величине напряжений в центре шабота под воздействием распространения ударной волны и последующих колебаний шабота происходит образование трещин в среднем сечении шабота.

Технической задачей решаемой полезной модели является снижение уровня напряжений в центральной части шабота.

Поставленная задача решается тем, что в шаботе штамповочного молота, выполненном в виде монолитного основания с пазом в форме «ласточкин хвост» под штамподержатель, согласно полезной модели, нижняя часть основания выполнена с пазом в виде клина.

Полезная модель поясняется графическими материалами.

На фиг.1 схематично изображен шабот штамповочного молота, с показанной на нем схемой распространения ударной волны по всему объему шабота.

Шабот штамповочного молота, выполнен в виде монолитного основания 1 с пазом 2, который выполнен в форме «ласточкин хвост» для крепления штамподержателя 3, при этом на нижней части 4 основания 1 выполнен паз 5 в виде клина.

Шабот работает следующим образом.

Перед началом работы штамподержатель 3 посредством средств крепления, выполненных в виде клина 6 фиксируется на основании 1. Во время рабочего хода падающие части штамповочного молота, т.е. поршень, шток, баба и боек (на фиг.1 не показаны), опускаются вниз до удара бойка (верхней половины штампа) по нижней половине штампа (на фиг.1 не показана), закрепленной в штамподержателе 3. Ударная волна через нижнюю половину штампа передается на штамподержатель 3, а затем на основание 1 шабота. Наличие в конструкции шабота в его нижней части паза 5 приводит к рассеиванию ударной волны согласно закону отражения волн (на фиг.1 пунктирные линии) и, тем самым, к уменьшению уровня напряжений в центре шабота.

Испытания шабота показали, что заявленная совокупность признаков, отраженная в формуле изобретения, за счет уменьшения уровня напряжений в центральной части шабота обеспечивает эксплуатацию шабота без образования трещин в среднем сечении шабота, и тем самым повышает долговечность шабота в 2.53 раза относительно аналога.

Шабот штамповочного молота, выполненный в виде монолитного основания с пазом под штамподержатель в форме «ласточкин хвост», отличающийся тем, что нижняя часть основания выполнена с пазом в виде клина.

Рис. 2.5. Типовая конструкция станины штамповочного молота

Правая 11 и левая6 стойки устанавливаются на шаботе15 , боковые приливыВ которого фиксируют положение стоек по фронту. По­перечное сочленение стоек с шаботом производится в обхват при помощи переднего и заднего нижних приливовБ у стоек. К шаботу каждую стойку крепят двумя передними и двумя задними подпружиненными шпильками14 . Ось шпилек наклонена под углом 10-12° к вертикали. Назначение пружин двоякое: при отрыве стоек они выполняют роль амортизаторов, растягивая ударный импульс во времени и уменьшая тем самым воздействующее на шпильки усилие; при посадке горизонтальная составляющая силы сжатой пружины прижимает стойку к приливу шабота, фиксируя ее правильное положение.

Функции компенсаторов износа сопряженных вертикальных плоскостей стоек и шабота выполняют два продольных 13 и два поперечных12 клина. Первые два забиваются с фронтальной стороны молота между передними приливами Б стоек и шаботом, а вторые - в зазор между боковыми поперечными плоскостями, приливовВ иБ этих деталей. Уклон продольных клиньев - 1/16, поперечных - 1/24. Для надежности каждый из клиньев12 (13 ) контрится при помощи шпонки16 с зубцами, установленной в пазу станины11 (шабота15 ).

Продольную фиксацию стоек обеспечивают подцилиндровой плитой 7 , укладывая ее пазами на шпоночные выступы стоек. В зазоры пазов вставляют планки9 , а для вертикального соединения используют четыре пары подпружиненных болтов8 , стягивающих верхние приливы стоек, подцилиндровую плиту и плиту рабочего цилиндра. Важным преимуществом такого исполнения является смягчение ударов по корпусу рабочего цилиндра. Для поперечной фиксации предназначены шпонки 10.

Горизонтальное перемещение регулируемой направляющей планки 1 для уменьшения или увеличения зазора между нею и бабой осуществляется клином2 . Для подъема или опускания клина служат гайка5 и болт4 , квадратная головка которого располагается в пазу клина. К стойке направляющая планка прижата подпружиненными шпильками3 . Точно такое же устройство направляющих применяется и в современных ковочных молотах.

Стойки штамповочных молотов изготовляют из стального литья 35Л. Отливку отжигают, а места контакта с шаботом и подцилиндровой плитой подвергают газопламенной поверхностной закалке. Благоприятное влияние на контактную прочность в указанных местах оказывает хорошая смазка, но особенно высокие результаты достигаются при установке прокладок, например, из прорезиненной транспортерной ленты. Прочность стойки обеспечивается приданием ей коробчатого или двутаврового сечения в горизонтальной плоскости и трапецеидального с ребрами жесткости - в вертикальной.

Шабот - это массивный блок из одной детали при массе менее 100-120 т или из трех-четырех деталей при большей массе. Шаботы ковочных молотов отливают из чугуна СЧ 21. Для снижения стоимости крупных штамповочных молотов из стального литья изготовляют обычно только верхнюю часть составного шабота, остальные плиты отливают чугунными. Шаботы мелких и средних штамповочных молотов делают целиком из стального литья 25Л.

Конструкция шаботов ковочных молотов ступенчатая (см. рис. 2.1): сверху суженная в размер подбойковой плиты, что облегчает манипулирование инструментом при выполнении таких операций, как рубка, прошивка и т. п.; книзу - уширенная для уменьшения давления на подшаботную прокладку.

Шаботы штамповочных молотов делают прямыми (см. рис. 2.2) или в форме усеченной книзу пирамиды. В составных шаботах для центровки предусматриваются продольные пазы и шпоночные выступы. Соединяют отдельные части такого шабота шпильками, утопленными в его вертикальных пазах.

Конструкторы некоторых фирм рекомендуют устраивать посредине опорных плоскостей шабота для стоек полости с канализационным выходом на боковую поверхность. При отскоке стоек в зазор (область пониженного давления) устремляется воздух и сдувает окалину наружу через эти отверстия, что способствует уменьшению износа мест контакта.

Для транспортировки шабот снабжают несколькими парами расчалочных штырей, отлитых заодно с ним, или глухими цилиндрическими полостями, куда заводят монтажные приспособления.

2.6. Рабочий цилиндр с предохранительным устройством

Рабочий цилиндр - составная часть привода паровоздушного молота: в его цилиндрической полости осуществляется преобразование энергии пара и сжатого воздуха в кинетическую энергию движения поршня и всего узла падающих частей.

К узлу собственно рабочего цилиндра (рис. 2.6) относятся: его корпус 3, втулка 4, отъемное днище 11, предохранительное и уплотнительное устройства. В корпусе рабочего цилиндра размещаются также поршень 15, шток 14, детали парораспределения и управления молотом.

Корпуса современных цилиндров бывают двух типов: отлитые заодно с золотниковой коробкой и без нее. Первый тип корпуса сейчас унифицирован для ковочных и штамповочных молотов, второй встречается у ковочных молотов. По условиям технологичности более приемлемой считают конструкцию с отъемным днищем. Устойчивость корпуса обеспечивается боковыми ребрами и несколькими парами продольных косынок (иногда их выполняют также в виде ребер жесткости по всей длине цилиндра). Изготовляют корпуса рабочих цилиндров из стального литья 35Л.

Известно, что контактный износ зависит от скорости относительного перемещения сопряженных поверхностей. Так как скорость поршня неравномерна по длине рабочего цилиндра, то неодинаков по его длине и износ - в центральной части выработка сильнее. Чтобы компенси­ровать износ, искажающий форму рабочей полости, из-за чего возрастают утечки энергоносителя, рекомендуется устанавливать в цилиндре втулку из чугуна СЧ 21 или (лучше) из хромоникелевого чугуна. Плотность посадки втулки достигается за счет предварительного подогрева цилиндра.

А. И. Зимин указывает, что толщина стенки корпуса цилиндра, рассчитанная по формулам сопротивления материалов исходя из давления пара или воздуха, получается слишком малой. Поэтому ее принимают конструктивно около 0,1D ,гдеD - внутренний диаметр ци­линдра (но не менее 30 мм), а толщину стенок втулки - 0,05D (но не менее 20 мм). Такие размеры обеспечивают необходимое число переточек при ремонте.

Рис. 2.6. Рабочий цилиндр молота

При наличии в цехе большого количества молотов всегда возможны перепады давления в магистралях пара или воздуха. Даже опытным наладчикам не сразу удается отрегулировать положение органов паро­распределения. Из-за ошибок при управлении молотом поршень может получить непредвиденное ускорение при движении вверх и резко ударить в крышку цилиндра. Для предотвращения аварийных ситуаций в верхней части цилиндра монтируют специальное предохранительное устройство.

Опыт показал, что пружинные предохранители ненадежны и часто выходят из строя, не смягчая удара. Паровоздушные предохранители сложнее по конструкции, но зато поломка крышки при них почти ис­ключается. В этих устройствах плунжер 1 (рис. 2.6), свисающий в ра­бочий цилиндр, воспринимает удар поршня и, поджимая пар или воз­дух в отсеченной полости цилиндра предохранителя, гасит скорость падающих частей. Для компенсации утечек полость предохранителя всегда соединена трубкой2 с подводящей трубкой свежего пара или воздуха.

С
низу в рабочий цилиндр входит шток14 . Герметизация цилиндра обеспечивается уплотнительным устройством - сальником. Нормаль ЭНИКМАШа рекомендует уплотнение при помощи манжет2 (рис. 2.7) шевронного сечения из асбестовой ткани АТ2 или АТ4, пропитанной теплостойким клеем. При сборке устанавливают 5-8 манжет, фиксируя их кольцами1 и3 из бронзы или антифрикционного чугуна. Нижнее кольцо3 поджимается разрезной втулкой4 . По мере износа добавляют новые манжеты, которые для установки разрезают под углом 45°к оси. Стойкость асбестотканевых манжет в 10 раз превышает стойкость обычно применяемой сальниковой набивки из асбеста, пропитанного минеральным маслом и графитом.

Рис. 2.7. Уплотнение штока

2.7. Падающие части

Номинальная масса падающих частей слагается из массы поршня, штока, бабы, верхней части инструмента и сопряженных с ними деталей. Хотя верхний боек или штамп не являются непосредственными деталями молота, регламентация их массы необходима для того, чтобы предупредить при эксплуатации утяжеление падающих частей сверх меры, приводящее к значительному изменению параметров молота. Так, ГОСТ 9752 - 75 на ковочные молоты допускает превышение номинала всего на 5 %. По ГОСТ 7024 - 75 на штамповочные молоты допускается увеличение фактической массы падающих частей относительно номинала не более чем на 15 % без учета массы верхнего штам­па. Масса же верхнего штампа не должна превышать 30 % номиналь­ной массы падающих частей.

Типовой узел падающих частей (рис. 2.8) состоит из раздельно выполненных поршня 2 , штока3 , бабы6 и более мелких соединительных деталей. Отличия этой конструкции в хорошей технологичности деталей узла и возможности замены сломанного штока без особых затруднений.

Рис. 2.8. Падающие части молота

Длительный опыт эксплуатации штамповочных молотов показал целесообразность заклиненного конусного крепления поршня на штоке и штока в бабе (от всякого рода разъемных соединений, в том числе шарнирных, на заводах СССР повсеместно отказались). Прочность такого крепления обеспечивается достаточной величиной нормальных напряжений по поверхности контакта и соответствующими углами конусности сопряжений (1,25... 2,30°). В результате значительные по величине касательные силы, действующие в кон­такте, располагаются внутри конуса трения, наглухо заклинивая соединяемые детали.

Нормальные напряжения при посадке поршня на шток создаются за счет линейной усадки по диаметру отверстия при охлаждении поршня, предварительно подогретого до 400-450 °С. Расклепка верхнего торца штока не рекомендуется, так как она опасна из-за ослабления посадочного натяга. Шток с пор­шнем монтируют в рабочем цилиндре, выверяют установку бабы и сильным ударом с разгона забивают шток в бабу. Распорное усилие в конусе посадки приводит к возникновению нормальных напряжений. При дальнейших ударах происходит еще большее заклинивание штока за счет его продвижения вниз, доходящего до 50 мм. После нанесения определенного числа ударов это продвижение прекращается, так как реакция со стороны крепежных деталей бабы уравновесит распорную силу от инерции штока.

Крепление штока в бабе предусматривает установку в цилиндрическом гнезде бабы промежуточного разрезного стального стакана-сухаря 5 . Поверхностная твердость материала стакана ниже твердости материалов бабы и штока. Поэтому стакан воспринимает весь износ и заменяется в ремонтах. При сильных ударах нормальные напряже­ния достигают очень большой величины и в конусном соединении сталь по стали может начаться необратимый диффузионный процесс. Выбить шток из бабы тогда трудно. Для предупреждения этого между штоком и стаканом кладут латунные или медные прокладки4 толщи­ной 1-2 мм.

Для унификации основной поставщик молотов - Воронежский завод кузнечно-прессового оборудования (ВЗКПО) - у ковочных и штамповочных молотов применяет одинаковую конструкцию узла падающих частей.

Поршни молотов изготовляют кованными из стали 45 или 40Х.Н. Диаметр поршня в зависимости от его размера на 0,7-3 мм меньше внутреннего диаметра втулки рабочего цилиндра. Зазор необходим из-за различной степени теплового расширения сопрягаю­щихся деталей. Для уплотнения служат разрезные кольца 1 из стали 20 или 30, устанавливаемые в 2-4 канавки поршня. Замок кольца обычно косой и плоский, реже - ступенчатый с лучшей герметизацией, но более трудный в изготовлении. Зазор в канавке между поршнем и кольцом должен быть таким, чтобы обеспечить при монтаже посадку поршня в рабочий цилиндр.

Бабы молотов с массой падающих частей до 5000 кг выполняют коваными, при большем весе - литыми. Материал их - сталь 45, 35Х, 40ХН или даже 40ХНА в зависимости от условий работы молота. При конструировании баб главное внимание следует обращать на плавность переходов, особенно от верхней части к нижней уширенной. Это позволяет избежать чрезмерной концентрации напряжений и, следовательно, появления поперечных трещин.

Шток элементарен по форме, но условия его работы чрезвычайно сложные и поломки штоков - частое явление в кузнечных цехах. Почти все исследователи указывают, что штоки ломаются заподлицо с бабой или в ее конусе. Это обусловливается характером напряженного состояния металла штока в месте поломок: продольными напря­жениями от действия массовых сил при резком торможении падающих частей, напряжениями изгиба из-за разворота бабы при эксцентричном ударе и постоянно действующими поперечными напряжениями сжатия от посадки штока с натягом. При осмотре места излома обнаруживается усталостный характер разрушения: внешняя кольцевая темная поверх­ность свидетельствует о появлении поперечной усталостной трещины, а блестящая шероховатая внутренняя часть - об остаточном меж­кристаллическом изломе. Факторы, определяющие прочность и стойкость штока, можно разделить на две категории: свойства металла, из которого изготовлен шток, и условия нагружения штока.

Чем выше способность металла сопротивляться динамическим нагрузкам, тем дольше служит шток. Поэтому наиболее желательны для него хромоникелемолибденовые стали, например ХНЗМ или 40ХНМА. Однако молибден дефицитен и приходится использовать стали хромо-никелевого класса (З0ХНЗА, 40ХН, 18ХНВА и т. п.) При облегченных условиях штамповки можно применять даже сталь 45, и наоборот, при ковке высоколегированных сталей с жестким ударом шток ковочного молота должен быть изготовлен из высококачественного металла.

Имеющиеся данные говорят о широком разбросе значений стойкости для самых лучших марок стали. Часто сталь той же марки от одного поставщика обнаруживает очень хорошие свойства, а от другого - очень плохие. Стойкость штока будет в десятки раз ниже, если заготовка имеет металлургические дефекты, вроде флокенов, рас­слоений, рыхлости и т. п. Штоки из такого металла ломаются в любом месте по его длине.

Важно обеспечить хорошую термообработку штока. Перед обдир­кой заготовка должна пройти нормализацию с отпуском до твердости 2600 НВ. При окончательной термообработке две трети длины штока от конца, загоняемого в бабу, закаливают по тепловому режиму, соответствующему данной марке стали с охлаждением в масле до 400- 450 °С. Затем шток охлаждают до 150 °С в утепленной яме. Итоговая твердость 40,5-45,5 HRC э. Коробление при термообработке не допускается, поэтому нагрев рекомендуется производить в шахтных печах. В последние годы находит применение индукционный нагрев штоков.

Определенное влияние на стойкость штока оказывает качество обработки его поверхности: чем меньше параметр шероховатости, тем больше устранено концентраторов в виде микротрещин, надрезов и т. д. Поэтому поверхность штока после чистового точения шлифуют до R z = 0,63...0,32 мкм. Для повышения стойкости применяют также упрочняющую обкатку роликом, прижатым к штоку с усилием 30- 40 кН.

После того как шток изготовлен, его консервируют, густо смазывая, и передают на хранение. При этом царапины, забоины и тем более ржавчина совершенно недопустимы.

Для повышения стойкости штока предусматривают особые способы крепления его в бабе либо изменение конструкции самого штока и па­дающих частей в целом. Первое предложение связано с расходованием части кинетической энергии системы поршень - шток на сжатие промежуточного упругого элемента в креплении. Для этого вместо стального стакана-сухаря применяют разрезную втулку с коническим отверсти­ем, изготовленную из материала, хорошо воспринимающего объемную упругую деформацию, например гетинакса, или применяют в ка­честве амортизатора набор тарельчатых пружин. Второе предложение предусматривает использование обычных штоков с внутренними отверстиями для уменьшения массы, и, следовательно, массовой силы, воздействующей на шток. Другим решением может быть применение толстых полых штоков, прочность которых увеличена за счет геометрических размеров.

Многие считают, что радикальное решение проблемы связано с изменением скоростных параметров молотов. Максимальное напряжение в штоке - линейная функция скорости падающих частей перед ударом (см. формулу (2.1)). Поэтому предлагают снизить ее с 7-8 м/с до 5,4-5,9 м/с. Порядок второго интервала скорости настолько низок, что это фактически молоты простого действия, и для того чтобы энергия удара осталась стандартной, необходимо соответственно увеличить массу бабы. Осуществлено это предложение в получивших большое распространение за рубежом штамповочных молотах с тонким штоком. Стойкость штоков подобных паровоздушных молотов в среднем в 3- 4 раза выше стойкости нормального штока молота двойного действия с той же энергией удара. Однако отсутствие достоверной технологи­ческой оценки штамповочных молотов обоих типов вынуждает подхо­дить к указанной рекомендации с некоторой осторожностью.

Расчет штока на прочность . При исследовании соударения тел методами элементарной механики предполагается, что отдельные части каждого тела в результате удара одновременно испытывают одинаковые измерения своего состояния. В реальных условиях действие им­пульсной нагрузки не мгновенно передается всем частям упругого тела. ,Упругие деформационные возмущения, вызванные ударом, распространяются в теле с конечной скоростью, достигающей нескольких тысяч метров в секунду, и порождают волну напряжений. Это значит, что возникшая вблизи поверхности соударения местная деформация сжатия-растяжения или изгиба в зависимости от нагрузки последовательно пробегает по всему телу. Первый тип волн, обусловленный местными изменениями объема при сжатии-растяжении, называется продольными волнами; второй (от изгиба) - поперечными. Отражение волн от граничных поверхностей вызывает вибрацию тела.

В тех случаях, когда собственная частота тел весьма высока, доля эффективной энергии удара, приходящаяся на создание колебаний, невелика и общими деформациями тел по сравнению с их местной деформацией можно пренебречь. Этим оправдывается применение мето­дов элементарной механики при выводе формулы (1.20) энергетического к. п.д. Если же одно или оба соударяющихся тела имеют относительно низкую частотную характеристику, количество энергии, преобразовывающееся в энергию волнового процесса, может достичь большей ве­личины. В этом случае в «пробке» из сжатой упругой среды металла штока, образовавшейся у места соударения,- переднем фронте ударной волны - могут возникать очень большие по величине напряжения сжатия, а в заднем фронте волны - столь же большие растягивающие напряжения.

Современное исследование напряженного состояния в штоке при ударении падающих частей основано на типовой задаче волновой механики об ударе стержня с начальной скоростью v 0 о жесткую преграду. Наличие поршня при этом учитывается как дополнительное удар­ное воздействие его массы на стержень. Результаты такого решения удовлетворительно подтверждаются данными экспериментальных исследований.

Динамическое равновесие бесконечно малого элемента в произвольном сечении стержня-штока отображается волновым уравнением

(2.1)

где
- скорость звука в упругой среде; для стальных штоковc 0 = 5000...5250 м/с;Е - модуль упругости среды; - ее плотность.

Решение волнового уравнения динамического равновесия бесконечно малого элемента в произвольном сечении стержня-штока дает следующую формулу для определения предельно допустимой величиной скорости падающих частей перед ударом

` (2.2)

где  – допустимое напряжение в теле штока, принимаемое равным пределу выносливости при растяжении-сжатии;

с 0 – скорость звука в упругой среде, для стальных штоков = 5000 … 5250 м/с;

Е – модуль упругости материала штока;

k 0 – коэффициент отскока;

 – собственная частота системы поршень-шток; для соотношений масс штока и поршня m ш / m п = 2; 3; 4; 5; 6; …св. 10 произведение k соответственно равно 1,08; 1,195; 1,27; 1,32; 1,35; …1,57.

 k  – время полного пробега волны возмущения по штоку  k =l /с 0 ;

l - длина штока от заделки в бабу до поршня;

Деформирование поковки с большей скоростью приведет к быстрой усталостной поломке штока.

Пример . Определить допустимую скорость при последнем ударе сk 0 = 0,65 в окончательном ручье штампа для штока с отношениемm ш / m п = 5 из стали 40ХН сЕ = 2,1 10 5 МПа, = 310 МПа и с 0 = 5 . 109 м/с. Согласно уравнению (2.1),V 0 <= 8,2м/с.

Конец примера

Если удар наносится с эксцентриситетом, то из-за поворота бабы во фронтальной плоскости происходит импульсный изгиб штока и в нем распространяются поперечные волны напряжений.

Поставляем дубовые подиумы под шабот или дубовые прокладки к Молотам МА4129, МА4132, МА4136, МА4140

Для чего нужен подиум шабот для молотов.

Фундамент - ответственная часть молота. Во время работы молота только часть энергии удара используется на деформирование поковки. Остальная энергия удара молота передается через нижний боек и шабот фундаменту. Кроме того, фундамент является опорой молота. Чем больше вес падающих частей молота, тем больше должен весить фундамент.

При непрочном фундаменте плохо используется энергия удара молота на деформирование поковки. Кроме того, от ударов молота происходит колебание почвы и сотрясение фундамента, которое может передаваться на станину молота и вызывать ее поломку.

Фундаменты под молоты изготовляются из железобетона. Одностоечные молоты имеют общий фундамент для шабота и для фундаментной плиты, к которой крепится станина.

Двухстоечные молоты (арочные и мостовые) обычно имеют фундамент, состоящий из двух независимых друг от друга частей. На одной части устанавливается фундаментная плита, на которую крепится станина молота. На другой части устанавливается шабот.

Фундамент делается составным для того, чтобы сотрясение от удара, воспринимаемое шаботом, не передавалось станине. С целью смягчения силы удара под шабот и под фундаментную плиту укладываются деревянные брусья. Брусья изготовляются обычно из дуба или лиственницы и скрепляются между собой болтами.

Шабот представляет собой массивную металлическую отливку, имеющую в верхней части гнездо для крепления нижнего бойка. Шабот воспринимает энергию удара молота, которая через деформируемую поковку передается нижнему бойку, а затем шаботу. Если шабот легкий, то при ударе он будет подскакивать, отчего уменьшается сила удара, причем это может привести к поломке молота.

У малых молотов шаботы обычно чугунные, цельные. У больших молотов шаботы стальные и состоят из нескольких частей. Отдельные части шабота крепятся при помощи ласточкина хвоста и клина. Составные шаботы хуже цельных, но их легче обрабатывать и перевозить.

Для того чтобы уменьшить давление на фундамент, нижняя площадь шабота (подошва) делается более широкой. Верхняя часть имеет уменьшенное сечение. Верхняя и нижняя плоскости должны быть простроганы для лучшего прилегания к деревянным брусьям снизу и к хвостовику нижнего бойка сверху. Вес шабота, как правило, должен быть в 15-20 раз больше веса падающих частей молота.

Так же, в вы можете приобрести ,

о4 Класс 49, 9 СССР СПИСАНИЕ ИЗОЬРКткн К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ одписная группа М 21 И. Новиков ШАЬОТ МОЛО/26Министров ССС Заявлено 29 декабря 1960 г. за69 Омитет по делам изобретений и открытий при Совет убликовано в Бюллетене изобретений19 за 961 г Известные шаботы молотов различных типов и конструкций недостаточно надежны в эксплуатации.Описываемый шабот для повышения его эксплуатационной стойкости выполнен из отдельных металлических плит, скрепленных болтами.На фиг. 1 изображен шабог; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.Шабот молота состоит из нескольких вертикальных металлических плит 1, 2, 3 и т. д., собранных в пакет, контур которого совпадает с фронтальной проекцией шабота, и скрепленных поперечными болтами или шпильками 4.Плиты, предназначенные для изготовления шабота или только его верхней части, обрезаются по соответствующему контуру, подвергаются станочной обработке, например строганию, затем в них выполняются отверстия для стяжных крепежных деталей и для разгрузочных и фиксируюших штифтов. Болты или шпильки ставятся на горячей затяжке, а зазоры между плитами при сборке заполняются, например, эпоксидными смолами или бакелитовым лаком. При монтаже шабот устанавливается на промежуточную плиту, которая перераспределяет нагрузку на деревянную подушку и на фундамент молота.Описываемый шабот позволяет облегчить обработку его составных частей на станках, транспортировку их и монтаж, ускорить проведение ремонтных работ и снизить металлоемкость за счет применения ппокатанных или откованных плит из высококачественного металла вместо отливок.Чебаркульский металлургический завод Челябинского совнархоза в своем заключении отметил новизну и оригинальность этого шабота и его большую стойкость по сравнению с существующими, что должно дать большой экономический эффект.- -2 -изобретен Гоставителн В. Бродски Редактор В, А, Бродский Тек ред А. А. Камышиикова Корректор П, А, Евдокимов 11 одп, к пен 23.11-62 г. Фор Зак. 979 Т ЦБТИ при Комитете п при Совет Москва, ЦентрТипография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открыт при Совет Министров СГСР, Москва, Петровка, 14.%:1-". 1728 ф Ф:Ф 4"П р ед мв 1 ф1 Щаботс 1 плота, о тл и ч а его. 5 Вспуат,ационной стойко чессих длит, скрепленных болч:ощи йся тем, что, с целью повышенияти, он выполнен из отдельных металлиами.

Заявка

691084, 29.12.1960

Новиков П. И

МПК / Метки

Код ссылки

Шабот молота

Похожие патенты

Для погружения, например свай, включающие корпус с крышкой и двухступенчатым цилиндром, золотник-регулятор и втулку-наковальню с пружиной. В цилиндре помещен двухступенчатый поршень с бойком; ндголовник к молоту присоединяется с помощью втулки-наковальни. Однако эти молоты нельзя настраивать на оптимальные режимы работы по энергии удара и расходу воздуха.Сущность изобретения заключается в соединении в верхней и нижней рабочих полостей молота наружным трубопроводом с обратным перепускным клапаном. Кроме того, для уменьшения динамических нагрузок во время работы молота в горизонтальном положении на крышке его корпуса смонтирован пневматический буфер.На чертеже схематически изображен продольный паро-воздушный молот двойного...

Детали 3 крепления. Реэьбовой стержень 4 имеет внутреннюю расточку и сквозной диаметральный паз Е. Деталь 3 крепления имеет также центральное отверстие Г для обеспечения возможности воздействия на стопорный элемент 1 с целью вывода из зацепления зубчатых венцов А и С и отворачивания детали 3 крепления. Стопочный элемент 1 и пружина 2 удерживаются в расточкеО резьбового стержня 4 с помощью пружинного кольца 5. Зубья венцов А и С имеют поверхности Ь и Н, взаимодействующие при заворачивании, и поверхности О и К, взаимодействующие при отворачивании (если зубчатые венцы А и С не выведены из зацепления). Поверхности 6 и Н образуют с перпендикуляром к полости основания зубьев угол 0, а поверхности 3 и К -уголь.При наворачивании детали 3...

Бандаж, а регулировочные клинья смонтированы между проставкой н ветвями гибкого бандажа. .На фиг, 1 показан шабот, общий вид; на фнг, 2 - разрез А.А на фиг, 1.Шабот содержит плиты 1 и 2 со смонтированными в их отверстиях цзпфами 3 и 4, на которых размещены ригели 5 и 6 (фиг. 1 и 2), На рнгели 5 и 6 надет гибкий бандаж 7 иэвысокопрочной стальной ленты, а между ригелями установлена проставка 8.,Пля затяжки соединения предусмотрены клинья 9 и отжимные болты 10, взаимодействующие с упорами11, закрепленными на ригеле 5. Для предохрь пения бандажа от попадания пыли и грязи на ленту служит кожух 12. Детали соединения закрепленыпри помощи болтов 13 планки 14 н стопорных шайб 15.Выполненный в виде кольца гибкий бандаж 7 устанавливают на ригели...