Устройство управления молотом

В. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Фрикционные молоты по способу подъема бабы делятся на молоты с ремнем и с доской. Падение бабы у этих молотов про­исходит только под действием

собственного веса. Таким обра­зом, энергия удара зависит от веса падающих частей и высо­ты их падения.

Фрикционные молоты пред­назначены для штамповочных работ. Принцип работы моло­тов с ремнем при подъеме осно­ван на трении между вращаю­щимися шкивами и прижимае­мым к ним ремнем, к которому прикреплена баба. В настоя­щее время эти молоты устаре­ли и как производственное обо­рудование в цехах не устанав­ливаются. Однако они еще при­меняются в кустарном произ­водстве.-

Наибольшее распростране­ние в СССР в настоящее время получили фрикционные молоты с доской (рис. 75). Их преиму­щество перед паровоздушными молотами состоит в том, что они просты по устройству, де­шевы, и не требуют подводки трубопроводов.

ФРИКЦИОННЫЕ МОЛОТЫ С ДОСКОЙ

Так как фрикционные молоты с доской применяют только для штамповки, то стойки, как и у паровых штамповочных мо­лотов, устанавливают непосредственно на шаботах. Шабот изготовляют весом, равным двадцатикратному весу бабы.

 

К недостаткам этих молотов следует отнести тихоходность и невозможность регулировать в процессе работы энергию уда­ра *, вследствие этого не следует производить штамповку в мно­горучьевых штампах с боковыми заготовительными ручьями. При работе с такими ручьями на стойки молота передаются уси­лия, вызывающие расстройство направляющих, а иногда и их разрушение. Кроме того, стойкость досок при этом резко сни­жается.

Бабу фрикционного молота делают стальной, кованой или литой. Доски прикрепляют к бабе при помощи клиньев и сталь­ных рифленых плиток (рис. 76). Под торец доски укладывают резиновую прокладку, предохраняющую доску от раскалывания в момент удара.

Доску поднимают при помощи роликов 3, вращающихся в разные стороны (см. рис. 75). В современных молотах ролики приводятся во вращение от индивидуального электродвигателя. Электродвигатель устанавливают в верхней части — головке молота. Направление вращения роликов создается посредством зубчатой передачи (рис. 77). В некоторых случаях — у молотов свыше 0,02 Мн (2 Т) — ставят два электродвигателя отдельно для каждого ролика.

Нажимные ролики фрикционных молотов изготовляют из сталистого чугуна; отливают их пустотелыми. Для предохране­ния от попадания масла из подшипников скольжения ** на рабо­чую поверхность роликов (что уменьшит коэффициент трения между доской и роликами) на концах последних делают высту­пы в виде гармоники (капельники — рис. 78, б): При роликовых подшипниках необходимость в таком устройстве отпадает (см. рис. 77).

Для сближения и раздвижения роликов их цапфы помещают во втулках 2 (см. рис. 75), наружная поверхность которых эксцен­трична по отношению к внутренним отверстиям для цапф роли­ков. Втулки расположены в головке молота, причем у переднего ролика они соединены рычагами с тягой управления 4. При по­вороте передних втулок перемещается ось переднего ролика 3. Втулки заднего ролика во время работы молота остаются непод­вижными, а следовательно, задний ролик в процессе нажима играет пассивную роль. Он перемещается только при регулиро­вании зажима доски в зависимости от ее толщины. Доску зажи­мают так, чтобы она не изгибалась.

Для держания бабы на весу в этих молотах имеются тормоз­ные колодки 1. Задняя колодка так же, как и задний ролик, во время работы не управляются и ее положение устанавливается

* Если процесс падения бабы притормаживать, т. е. нажимать на педаль не полностью, то доски сильно изнашиваются.

** В настоящее время вместо подшипников скольжения устанавливают роликовые подшипники.

 

 

при помощи регулирующего устройства (тяги с гайками) в за­висимости от толщины доски.

Тормозные колодки посажены на валики. Последние имеют эксцентрично расположенные цапфы (рис 78, а). Валик перед­ней колодки 1 (см. рис 75) посредством рычага и тяги соеди­няется с педалью 7. При нажатой педали тормозная колодка отодвинута и доска может свободно проходить между колодка­ми в обе стороны (вверх и вниз).

Доски для фрикционных молотов изготовляют из бука или белого клена. Они должны быть воздушносухими (15—18% влажности). Более влажные доски, высыхая, коробятся; пересу­шенные— быстрее изнашиваются. Доски не должны иметь сучков и других дефектов; толщина их принята в пределах 30— 40 мм.

В зависимости от размера молота подбирают доски соответ­ствующей ширины. Например, для молота 15 кн (1,5 T) требует­ся доска шириной 400 мм; ее приходится составлять из несколь­ких досок, в противном случае она коробится и при зажатии между роликами или тормозом трескается. Ширина каждой из составных досок равна 115—200 мм. Доски между собой не соединяют, а крепят только к бабе.

Хорошая стойкость доски равна 50—60 рабочим часам. Чем больше молот, тем стойкость доски меньше. Стойкость зависит от правильности установки доски и наладки молота. При недо­статочно тщательной наладке средняя стойкость доски иногда составляет только около 20 рабочих часов. Поэтому, исходя из потребности производства, на складе должен быть запас досок, но не более чем на трое-четверо суток, иначе они не будут удов­летворять техническим требованиям (слишком сухие трескают­ся, очень влажные коробятся). Доски следует хранить на ров­ных стеллажах в определенном порядке.

В процессе работы доски не только ломаются, но в основном изнашиваются роликами. Последнее происходит в местах наи­большего проскальзывания (на участке разгона Н1, см. далее рис 80). Иногда, например, когда близок конец смены и неже­лательно останавливать молот, изношенные доски не заменяют, а проглаживают раскаленной стальной полосой, поджигая доску для выравнивания ее толщины.

Доски, бывшие в употреблении, лучше всего перестрогать на меньшую допустимую толщину и хранить отдельно от новых.

Чтобы доска сильно не изнашивалась от действия роликов, нужно допускать их удельную нагрузку на доску не больше' определенной допустимой величины. Максимальная подъемная сила Р

Чтобы сменить вышедшие из строя доски, необходимо вы­ключить ролики путем поднятия тяги управления, опустить бабу слабым нажатием на педаль, выбить клинья и вывести доски кверху, включив ролики, т. е. опустив тягу управления.

Техника безопасности требует, чтобы сверху молота была установлена сетка (например, из полосовой стали) во избежа­ние падения выведенных кверху досок. Достаточно, чтобы высо­та сетки была равна половине длины доски. На смену досок тре­буется затратить 10—15 мин и более, в зависимости от их коли­чества.

При зачистке или смене штампа под бабу необходимо уста­навливать подставки (два деревянных бруска) и следить за пра­вильностью их установки. Для этой же цели служат механиче­ские приспособления в виде разного рода задвижек или соба­чек. У педали делается предохранитель в виде откидной со­бачки.

 

РАБОТА МОЛОТА

Подъем. Изменение скорости движения бабы в процессе подъема изображено на рис. 80, а. По оси абсцисс отложена окружная скорость ролика, скорость движения бабы, а по оси ординат — ход бабы. Первый участок хода Н₁ характеризует разгон бабы. Окружная скорость ролика v _р в процессе разгона падает; скорость бабы возрастет от нуля до окружной скорости роликов. На участке Н₂ баба движется со скоростью, равной окружной скорости роликов. После отключения роликов на уча­стке Н₃ баба движется вверх по инерции за счет запасенной энергии, и, по мере расхода запасенной энергии на подъем и преодоление всех сопротивлений, скорость движения ее падает от окружной скорости роликов до нуля.

В зависимости от того, с какой силой прижаты ролики к до­ске, при проскальзывании возникнут силы трения различной величины, а следовательно, и период разгона Н₁ будет различ­ный. Чем больше сила нажатия, тем меньше проскальзывание, быстрее разгон, и меньше общее время на подъем, а следова­тельно, быстроходнее молот. При использовании отскока бабы после удара период разгона уменьшится, как и перепад числа оборотов роликов.

 

 

 

Силу нажатия роликов необходимо рассчитывать так, чтобы, с одной стороны, период разгона был возможно меньшим, а с другой — давление на доску не превышало бы допустимой вели­чины для данного материала доски.

Падение. При падении бабы скорость ее возрастает (рис 80, б ) от нуля до Vо по закону равномерно ускоренного движения; Если в точке К произойдет автоматическое включе­ние ролика, то свободное падение бабы прекратится, и начнется период торможения. Сила трения между роликами и доской на­правлена вверх, отчего скорость падения бабы уменьшается к моменту удара до V5.

Отрицательное действие предварения включения роликов заключается не только в понижении скорости удара, но и в том, что двигатель в момент включения роликов получает наиболь­шую нагрузку, а доска от трения сильно нагревается и изнаши­вается. Поэтому следует стремиться отрегулировать момент включения роликов так, чтобы использовался упругий отскок бабы после удара (подхват во время отскока).

Для этого тяга 3 (см. рис 79) должна начинать провали­ваться в прорезь планки 5 в тот момент, когда баба еще не со­прикоснулась с поковкой примерно на 100—200 мм. Пока тяга 3 будет совершать свой путь опускания, баба успеет совершить деформацию поковки, и начнется ее отскок.

По окончании работы на молоте баба должна быть обяза­тельно опушена во избежание несчастного случая от неожидан­ного нажатия на педаль, не поставленную на предохранитель. Чтобы включить электродвигатель, избегая чрезмерной его пе­регрузки (разгон под нагрузкой), необходимо отключить ролики (поднять тягу 3). Для этой цели имеется специальная откидная рукоятка, при помощи которой поднимают тягу 3. После этого можно пустить в ход электродвигатель и, когда он приобретет нормальное число оборотов, следует опустить тягу 5, включив ролики в работу. Начнется подъем бабы, а при ненажатой педа­ли она остановится в верхнем положении.

Для совершения непрерывных автоматических ходов (уда­ров) следует нажать на педаль, и, пока она нажата, удары" ав­томатически будут следовать один за другим.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Молоты с механическим приводом предназначены для вы­полнения протяжки заготовок небольших поперечных сечений. У современных молотов с механическим приводом в системе привода всегда имеется эластичное тело —буфер, резиновый или в виде пружины и рессоры (рис. 82 к 83. Назначение буфера  —

аккумулировать механическую энергию в процессе об­ратного хода (подъема) и передавать ее падающим частям мо­лота в процессе их движения вниз, таким образом ускоряя па­дение.

Механизм привода у этих машин, как правило, шатунно-кривошипный, число ходов составляет от 400 до 120 в минуту в за­висимости от типа молота и веса падающих частей от 70 до 2500 я (7—250 кГ). Молоты с механическим приводом применяют в кустарном производстве тонких металлических изделий (косы, лезвия ножей и т. п.) и в ремонтных мастерских. Широкого рас­пространения в СССР они не получили.

РЕССОРНЫЕ МОЛОТЫ

У рессорных молотов на кривошипном валу (см. рис. 83) имеются расположенные рядом холостой 5 и рабочий 6 шкивы. При помощи отводки 7, действующей от педали 4, ремень при­вода передвигается с холостого на рабочий шкив, и молот вклю­чается в работу. На кривошипном валу находится также махо­вик 2, к ободу которого прижимается под действием контргруза 1 тормозная колодка 3. При нажатии на педаль преодолевается действие контргруза 1, тормозная колодка 3 отодвигается от обода маховика и торможение прекращается.

Шатун, связывающий кривошип с рессорой, состоит из двух изогнутых пластин, пружинящих при работе. Другой конец рес­соры вставлен в набитую тавотом полость в головке бабы, пе­редвигающейся в направляющих. Когда кривошип тянет шатун вниз, пластины шатуна несколько выпрямляются, а рессора из­гибается выпуклой стороной вверх. Когда шатун начнет движе­ние вверх, баба по инерции продолжит подъем, рессора изогнет­ся в обратную сторону, причем пластины шатуна спружинят, раздаваясь в стороны. Вследствие этого баба при падении по­лучит от рессоры дополнительное ускорение.

Неполное нажатие на педаль приводит соответственно к ча­стичному передвижению отводкой приводного ремня с холосто­го на рабочий шкив. Вследствие этого происходит большее или меньшее проскальзывание ремня по рабочему шкиву. В соответ­ствии с величиной проскальзывания ремня по рабочему шкиву кривошипный вал совершает то иди иное число оборотов; при

этом изгиб рессоры и пластин шатуна изменяется, а баба разви­вает различную энергию удара. Следовательно, у рессорных мо­лотов энергию удара регулируют, как и у рычажных, изменяя число оборотов кривошипа.

Эффективный к. п. д. рессорного молота сравнительно высо­кий. Экономический к. п. д. (по использованию энер­гии топлива, вносимого в топку парового когда электростан­ции) — около 8—10%. Теория расчета пружинно-рессорных мо­лотов представлена в работах Е. П. Унксова. П. А. Дунаева и А. И. Зимина. В СССР рессорные молоты описанного типа стро­ят весом падающих частей от 300 до 150 н (30— 150 кГ) (табл. 6).

 

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Винтовые прессы изготовляются с фрикционным и гидрав­лическим приводом. Фрикционные винтовые прессы делятся на две группы: с верхним подвижным штампом и с нижним под­вижным штампом.

Фрикционные прессы осуществляют деформацию металла за счет энергии, запасенной их подвижными частями, в основном энергии вращательного движения маховика. Энергия за ход пресса полностью расходуется в процессе деформации металла. Для продолжения деформации необходимо произвести повтор­ный ход. В зависимости от величины пути, на котором расхо­дуется накопленная энергия (а путь зависит от сопротивления металла деформированию), разовьется большее или меньшее усилие. Чем выше сопротивление поковки, тем больше развивае­мое прессом усилие и тем на меньшем пути расходуется накоп­ленная подвижными частями энергия. При жестком «холодном» ударе (удар штампа по штампу) возникает особенно большое усилие, что может вызвать аварию пресса. Для предупреждения

аварии пресс снабжают предохранительным устройством (рис. 84) в виде срезающихся стержней 2, соединяю­щих маховик 1 с вин­том 3.

 Следует отметить, что конструкция с дву­мя предохранительны­ми шпильками (см. рис 84) менее удачна, чем с одной шпилькой, так как вследствие не­избежной неточности в изготовлении всей си­стемы предохранителя одна шпилька будет нагружена больше дру­гой и поэтому срежется первой, а затем уже срежется вторая. Таким образом, по существу шпильки работают не синхронно, а попеременно, отчего срезаются при нагрузках меньших, чем та, на которую рассчитан пресс.

Размер фрикционного винтового пресса определяется допус­каемым усилием на систему винт — гайка в меганьютонах (тон-но-силах), на которое рассчитана прочность его деталей. Это ' усилие называется номинальным усилием пресса.

Фрикционные винтовые прессы строятся для горючих и хо­лодных работ. Прессы, предназначенные для холодных работ, например для листовой штамповки в упор, рассчитывают на удар штампа по штампу. Поэтому они не нуждаются в установ­ке предохранительных устройств. При таком ударе детали прес­са должны испытывать лишь упругую деформацию. В частности, станина пресса, предназначенного для холодных работ, должна упруго деформироваться в большей степени по сравнению со станиной пресса, предназначенного для горючих работ, и путь, на котором расходуется накопленная энергия, за счет" растяже­ния станины должен быть таким, чтобы развиваемое усилие при ударе по холодному металлу не превзошло допустимого. Други­ми словами, стойки у прессов, предназначенных для холодных работ, должны быть более эластичными. Отсюда следует, что прессы, предназначенные для горячих работ, непригодны (будут часто срезаться предохранительные шпильки) для использова­ния при холодных работах, например чеканки. Прессы, предназ­наченные для холодных работ, при использовании их для горя­чих работ будут давать поковки менее точных размеров (боль­шие допуски).

Винтовые прессы с гидравлическим приводом строят по двум схемам:

1) гидравлический привод используется только для подъема и при рабочем ходе для накопления кинетической энергии вра­щательного движения (в основном массы маховика); рабочий ход таких прессов принципиально тождественен с фрикционны­ми винтовыми прессами;

2) винтовой пресс совершает работу деформации обрабаты­ваемого металла вначале как гидравлический, а затем, когда гидравлического усилия недостаточно для преодоления сопро­тивления поковки, вступает в действие запасенная кинетическая энергия вращательного движения подвижных масс. Эта система разработана проф. А. И. Зиминым, она принципиально отличает­ся по характеру рабочего хода от предыдущей. Такие машины получили название «гидравлические пресс-молоты».

ФРИКЦИОННЫЙ ВИНТОВОЙ ПРЕСС

С нижним подвижным штампом

Пресс (рис 97) имеет верхний ползун 1 с гайкой и нижний ползун 4 с нижним штампом. При помощи накладок с фасадной и тыльной стороны ползуны соединены в единую раму 3 (на рис 97 заштрихована). Рабочий ход такого пресса совершается при соприкосновении левого конусного диска с коническим ободом маховика. Трением по ободу маховик разгоняется, а связанный с ним винт навинчивает на себя гайку, поднимая раму и нижний ползун со штампом. В некоторый момент диск автоматически выводится из соприкосновения с маховиком. В дальнейшем

 

подвижные части движутся за счет накопленной ими

энергии.

В прессах данной конструкции винт с маховиком не переме­шается в вертикальном направлении, поэтому фрикционную пе­редачу осуществляют конические диски меньшего диаметра, чем у прессов с верхним подвижным штампом.

Для опускания рамы приводят в соприкосновение с ободом маховика другой диск. Ход вниз используют для выталкивания поковки из штампа посредством установленного снизу штыря-выталкивателя. Для уравновешивания подвижной рамы с ниж­ним бойком на тыльной стороне пресса имеется противовес

(контргруз).

Фрикционные винтовые прессы с нижним подвижным штам­пом по сравнению с фрикционными прессами с верхним подвиж­ным штампом отличаются меньшим габаритом вследствие мень­шего диаметра дисков. Недостатками прессов этого вида явля­ются: наличие выступающего противовеса (контргруза), малый к. п. д. (около 7%) и в ряде случаев неудобства при работе вследствие подвижности нижнего бойка. Рассмотренные прессы используются в основном для высадки головок болтов и подоб­ных поковок.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Гидравлические прессы относятся к той группе машин-ору­дий, которые деформируют поковку не ударом, а постепенным продвижением деформирующего инструмента. Скорость подвиж­ных частей гидравлических прессов нарастает в процессе рабо­чего хода, и в этот период непрерывно подводится энергия, для чего используется вода или масло под высоким давлением. Что­бы система и трубопроводы не ржавели, воду подмыливают (на 1 т воды расходуют 0,7—1 кг зеленого мыла или два-три куска хозяйственного, а также 2—3% эмульсола * и разные смеси, основанные на щелочи). Теория работы гидравлического пресса основана на законе движения жидкости (закон Бернулли).

У гидравлического пресса (рис. 101) имеется рабочий 15 и ретурный (подъемный) 1 цилиндры. Ретурные цилиндры распо­лагают в верхней (см. рис. 101) или нижней (см. рис 124) ча­стях пресса. В последнем случае число их кратно двум. По чис­лу рабочих цилиндров гидравлические прессы могут быть одно-, двух-, трех- и многоцилиндровыми.

В цилиндрах гидравлического пресса применяют обычно не поршни, а плунжеры**. Поэтому каждый цилиндр работает только в одном направлении.

Необходимая плотность в местах прилегания плунжера к цилиндру достигается с помощью кожаных, резиновых или пластмассовых (нейлоновых и др.) манжет V- или U-образного поперечного сечения. Могут применяться разрезные кольца ман­жетного типа из вулканизированной хлопчатобумажной ткани (срок службы —4-6 месяцев). В старых установках для уплотнения

 

* Состав эмульсола: 85% машинного масла, 12,5% олеиновой кислоты, 2,5% едкого 40%-ного натра или 83% машинного масла, 15,5% Исидора без­водного, 1,5% раствора 40%-ной каустической соды.

** В гидравлических прессах не следует применять поршни по той причи­не, что при давлении жидкости (20 Мн/м²) (200 ат) и более нельзя использо­вать поршневые кольца, а уплотнением служат манжеты или специальные на­бивки. При работе поршень изнашивает цилиндр, главным образом в средней части его высоты. Набивку или манжеты можно устанавливать только тогда, когда поршень находится вблизи выхода из цилиндра, т. е. в наименее изно­шенной его части. Когда при работе пресса уплотнение перейдет на изношен­ные участки цилиндра, то не будет обеспечивать необходимую герметичность. Поршни, если и применяют для гидравлических прессов, то только во вспомо­гательных, обслуживающих пресс устройствах, редко работающих и поэтому мало изнашивающихся, а также для прессов, работающих на масле от рота­ционных насосов (см. гл. IX, § 54).

применялась специальная набивка (пенька, проварен­ная в говяжьем сале, срок службы — 1,5-3 месяца; хлопчатобу­мажная ткань круглого сечения с внутренним резиновым шну­ром, срок службы — 1.5-2 месяца и др.).

Гидравлические прессы бывают как вертикальные, так и горизонтальные. а по характеру привода их разделяют на прессы

С насосно-аккууляторным приводом, с непосредственным при­водом, от насоса и с мультипликатошшм приводом. Последние рассмотрены вгл.Х

СЕТЬ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Сеть низкого давления бывает двух типов: с естественным напором и с искусственным давлением.

Чтобы создать давление воды в сети с естественным напором, устанавливают наполнительный бак на высоту 15 м. Баки с водой размещают возможно ближе к насосам, чтобы сопротив­ление движению воды по трубопроводу было меньше, и вода под напором успевала поступать к насосам в необходимом количе­стве, иначе будут частично засасываться водяные пары, и про­изводительность насосов соответственно снизится.

В сети с искусственным давлением вместо открытого бака устанавливают герметически закрытые резервуары, в которых на поверхность воды воздействует воздух, сжатый до 0,6— 1,2 Мн /м^2 (6—12 ати) (позиция 4 на рис. 101).

В сети с искусственным давлением можно установить не­сколько баков (резервуаров), поставив их вблизи каждого прес­са. Уровень жидкости в этих резервуарах саморегулируется: если от пресса жидкость в большом количестве поступает в бли­жайший резервуар, то уровень в нем поднимается, отчего рас­положенный над жидкостью воздух сжимается до давления, более высокого, чем в соседнем резервуаре. Естественно, что жидкость, поступающая от пресса, пойдет в направлении наи­меньшего сопротивления не в этот, а в соседний резервуар, и т. п.

В сети с искусственным давлением трубопровод можно уста­навливать меньшего сечения, чем в сети с естественным напором.

В настоящее время применяют смешанную систему сети низ­кого давления. Для питания насосов используют бак 6 (см. рис. 101) с естественным напором. Этот бак является одновре­менно отстойным и сливным из системы 4 низкого давления с искусственным давлением. Данная система предназначена для обслуживания прессов. Излишняя жидкость из резервуара 4 че­рез перепускной клапан 5 предельного давления сливается в бак 6.

В сети низкого давления устанавливают фильтр 7, задерживающий различные предметы, попадающие в трубопровод (об­рывки уплотнений, обломки клапанных пружин, частицы, отко­ловшиеся от клапанов, ржавчина и т. д.), и холодильник 9 со своим циркуляционным насосом для охлаждающей воды. Рабо­чая вода нагревается при преодолении сопротивлений в трубо­проводе и особенно в клапанной системе. При интенсивной ра­боте без применения охлаждения вода может нагреться до 70град С

и более. Воду необходимо охлаждать, так как при повышенной температуре она вымывает смазку в сальниках и нагревает тру­бопроводы, расстраивая вследствие теплового расширения уп­лотнения в их соединениях.

Из-за неизбежных утечек приходится периодически добав­лять в систему свежую воду из заводского водопровода. Если для этой цели используется промышленная вода, то она, до по­падания в гидравлическую систему пресса, должна быть очище­на в специальном фильтре 8.

НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Обычно в установках гидравлического пресса применяют плунжерные насосы с приводом от кривошипного механизма. При малых мощностях до 51,5 квт (70 л. с.) строят насосы в основном вертикального типа (рис. 104, а), а при больших (свыше

 

 

 

51,5 квт) —горизонтальные (рис. 104, б). Вообще вертикаль­ные насосы строят мощностью до 110 квт (150 л. с), а горизон­тальные — ДО 1100 квт (1500.г. с)*. Насос имеет несколько цилиндров 2 со скалками 3 (плунжерами). Каждый цилиндр снабжен минимум двумя клапанами — впускным 4 и выпуск­ным 1. В больших насосах у каждого цилиндра ставят по не­скольку впускных и выпускных клапанов, потому что один кла­пан большого сечения быстро выходит из строя и его трудно притирать.

Недостатком многоклапанных насосов является то, что они требуют тщательного ухода, так как при выходе из строя одно­го из клапанов вода подается насосом не в полном количестве, а выяснить, какой из клапанов пропускает, затруднительно.

 

 

 

 

§ 47. СЕТЬ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

В сеть высокого давления входит ряд вспомогательных уст­ройств, в том числе аккумулятор 12 (см, рис. 101), системы 11 и 13 управления аккумулятором, компенсаторы 14 гидравличе­ских ударов и водораспределительные устройства 3 управления прессом. Аккумуляторы служат для запаса энергии в виде воды высокого давления, а также для регулирования давления в сети. Имеется четыре типовые схемы сети высокого давления.

Схема I. По наиболее простой схеме (рис. 106, а) сети вы­сокого давления каждый пресс имеет индивидуальный аккуму­лятор 2 и насосную установку. Сеть такого типа требует больших] капитальных затрат, поэтому она экономически несовер­шенна. Трубопровод в этой схеме короткий, в ней мало клапа­нов, я поэтому объемный к. п. д. сети высокого давления дости­гает Т) шв ⁼ 0,90—0,95,

Схема II (рис. 106, б). К одному магистральному трубо­проводу высокого давления присоединяют несколько прессов. Прессы располагают обычно в два ряда вдоль цеха. Отдельные прессы и аккумуляторы могут быть отключены от сети посред­ством вентилей. Если применяют грузовые аккумуляторы, что устарело, то в работе находится только один из них, а другой является запасным.

* Это превышение у трехплунжерного насоса меньше, чем у четырехплн-жерного двойного действия (см. рис. 104), поэтому для четырехплунжерного н асоса вместо 1,15 следует принять 1,20.

Магистраль высокого давления по данной схеме иногда име­ет протяженность более сотни метров. Вследствие этого увели­чивается количество соединений трубопровода, а поэтому возра­стают и утечки, и n_wb равен 0,8-0,85. При этом учитывают по-

тери воды скрытые и явные. Скрытые потери связаны с утечкой воды из сети высокого давления в сеть низкого давления через клапаны. Этот вид утечки трудно обнаружить из-за того, что работает ряд прессов, К недостаткам следует отнести также и

то, что в случае аварии трубопровода (его разрыв в одном мес­те) выходит из строя вся группа прессов, расположенных за местом аварии. Кроме того, во время работы только одного пресса, наиболее удаленного от насосной станции, вся маги­страль должна находиться под высоким давлением.

Схема III (рис. 106, в). Каждый пресс имеет самостоя­тельный трубопровод, проложенный вдоль цеха от общего кол- ' лектора. Данная система" является весьма дорогой, так как тре­бует много труб высокого давления. Объемный к. п. д. сети не превышает 0,8.

Схема IV. Наиболее совершенной является схема кольце­вого типа (рис. 106, г). Прессы располагают по обе стороны це­ха и подключают к одному кольцевому магистральному трубо­проводу. В такой системе количество гидравлических потерь (потери давления) минимально, потому что вода подходит с двух сторон и с меньшей скоростью. При аварии одного участка его выключают, а остальная система продолжает работать. Так как протяженность магистрали большая, то и утечки значитель­ны. Они в основном заключаются в утечке воды в систему низ­кого давления. При расчете баланса воды необходимо учесть утечки, составляющие 20%, т. е. n_wb=0,8.

Применение прессовой установки, работающей от аккумуля­тора, выгодно для случаев, когда по технологическому процессу требуются большие скорость и величина рабочего хода пресса.

ГРУЗОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Грузовые аккумуляторы бывают двух типов: с неподвижным цилиндром и подвижным плунжером (рис. 107, а) и с подвиж­ным цилиндром и неподвижным плунжером (рис. 107, б). Под­вижные части аккумулятора находятся под действием грузов, выполненных в виде чугунных секторов, укладываемых на пли­те, подвешенной к траверсе (см. рис. 107, а и б) или насыпных (рис. 107, в и г). В последнем случае на подвешенной к травер­се плите устраивают кольцевой стальной кожух, заполняемый рудой или камнями. При полном опорожнении аккумулятора подвижная плита с грузами ложится на деревянные опоры, рас­положенные на фундаментной плите. Вес груза

С = />1,1,                             (289)

где / — площадь плунжера, см²(м²); р — требуемое давление во­ды, н /м² (кГ/см*); 1,1—коэффициент, учитывающий трение в I сальнике и трение направляющих для груза.

Во избежание выбрасывания плунжера (или цилиндра, если он подвижен) вследствие переполнения аккумулятора водой пре­дусматривают следующие предохранительные устройства 11 (см. рис. 101):

 

1) осевой и поперечный каналы в плунжере (см. рис. 107); если плунжер или цилиндр будут вытеснены водой настолько, что поперечные каналы пройдут сальник (уплотнение) и выйдут из цилиндра, то через них будет вытесняться вода из цилиндра аккумулятора в атмосферу, что, с одной стороны, будет служить сигналом для выключения насосов, а с другой, при известных условиях (когда подача воды от насосов меньше, чем вытекаю­щая в атмосферу из отверстий поперечных каналов), —может

являться действительным предохранением плунжера от выбра­сывания. Это устройство следует рассматривать лишь как ава­рийное, а не основное. Кроме него всегда устанавливают спе­циальное автоматически действующее приспособление;

2) когда начнется переполнение аккумулятора водой, его грузы 2, поднимаясь, потянут за собой тягу 3 (рис. 108, а). Что­бы тяга 3 не обрывалась от резких толчков со стороны грузов аккумулятора, между упором на тяге и поводком, укрепленным на грузах, устанавливают пружину /. Тяга 3 поднимает стер­жень 5, который открывает клапан 6. Вода от насосов пойдет в сеть низкого давления, причем из аккумулятора вода выйти не может, так как обратный клапан 7 не пропустит ее. Когда грузы аккумулятора опустятся вследствие расхода воды прессами, опустится под действием груза 4 также тяга 3, и клапан о за­кроется. Вода от насосов опять начнет поступать в аккумулятор;

3) другое устройство, предохраняющее от переполнения во­дой аккумулятора, работает посредством переключения насосов

на холостой ход (рис. 108, б). Груз аккумулятора в определен­ном положении поднимает тягу 5, которая закрывает клапан 3 «открывает клапан 4. Вода из сети высокого давления пойдет под поршень 2 сервопривода, открывающий и удерживающий в таком положении впускной клапан 1 насоса. Вследствие этого при ходе нагнетания вода из цилиндра насоса будет вытеснять­ся в сеть низкого давления через открытый клапан 1, и насос начнет работать вхолостую. Когда груз аккумулятора опустится, клапан 4 закроется, а

клапан 3 откроется. Тогда на поршень 2 будет действо­вать вода низкого давления, и под действием пружины он опустится, вследствие чего впускной клапан 1 насоса начнет работать в соответст­вии с его назначением.

Кроме описанных предо­хранительных устройств, монтируют также предохра­нительные устройства 13 (см. рис. 101) от полного опо­рожнения аккумулятора и посадки грузов с ударом на опоры. Это может произойти при большом расходе воды, в частности при аварии в трубопроводе. Такое устрой­ство (рис. 109, а) устанавли­вают в трубопроводе высо­кого давления вблизи от аккумулятора на участке меж­ду аккумулятором и прес­сом. При большом расходе вода устремится из аккумулятора в трубопровод. Под действием скоростного напора (перепада дав­ления) воды шаровидный клапан 1, преодолевая действие контр­груза, прикроет выход в трубопровод.

Кроме того, применяют' приспособление для плавной посад­ки грузов на опоры (рис. 109, б). При подходе к опорам 4 гру­зы 5 перемещают вниз рычаг 1 и связанную с ним скалку 2, в которой имеется отверстие 3. Вследствие этого перемещения от­верстие 3 для прохода воды постепенно перекрывается, грузы аккумулятора 5 затормаживаются и сравнительно плавно опус­каются на опоры.

Грузовые аккумуляторы во время работы дают сильные гид­равлические удары в сети, т. е. внезапно повышают давление

на несколько меганьютонов на 1 м^2 (на несколько десятков атмосфер). Это объясняется тем, что при расходе воды из акку-

мулятора его грузы и масса движущейся жидкости накаплива­ют известную кинетическую энергию. Если в этот момент резко прекратить расход воды из аккумулятора, то грузы и вода долж­ны будут быстро остановиться, а грузы аккумулятора переме­нить направление движения, так как начнется наполнение акку­мулятора. Следовательно, к статическому давлению грузов на воду прибавится динамическое воздействие.

Практически при повышении давления от гидравлического удара вода несколько сжимается, а трубопроводы упруго де­формируются (раздуваются), вследствие чего грузы аккумуля­тора затормаживаются на некотором пути, расходуя на указан­ную упругую деформацию накопленную ими энергию. Чем боль­ше путь, на котором произойдет затормаживание грузов, тем меньше дополнительная динамическая сила их нажатия.