Паровоздухогидравлические прессы

Схема установки парогидравлического пресса состоит из самого пресса, системы привода рабочих плунжеров посредством парового мультипликатора и системы привода ретурных плун­жеров (рис 128).

Мультипликатор имеет паровой 6 и гидравлический 7 ци­линдры. Внутри парового цилиндра находится поршень со што­ком, являющимся плунжером для гидравлического цилиндра — мультипликатора. Отношение давления воды в гидравлическом цилиндре мультипликатора к давлению пара в паровом цилинд­ре (что соответствует отношению площадей поршня и плунже­ра) называется коэффициентом мультипликации. Обычно этот коэффициент колеблется в пределах от 40 до 60. Мультиплика­тор служит только для осуществления рабочего хода. Пар ис­пользуется при давлении 1-1,2 Мн (10—12 ати). Ретурные ци­линдры работают на напорной воде от самостоятельной насосно-аккумуляторной станции или на паре (сжатом воздухе).

Ввиду того, что гидравлическая сеть, обслуживающая рабо­чий цилиндр, сравнительно короткая, в парогидравлических установках возможно применение более высокого давления во­ды, доходящего в соответствие с коэффициентом мультиплика­ции до 40—60 Мн /м^2 (400—600 атм). Это приводит к тому, что у парогидравлических прессов диаметры рабочих цилиндров от­носительно меньше, чем у гидравлических прессов равного уси­лия с насосно-аккумуляторным приводом. -

Ретурные цилиндры могут быть паровые, воздушные и гид­равлические. Работа с паровыми ретурными цилиндрами невы­годна, так как длительные паузы (держание на весу и др.) приводят

к большой конденсации пара. Это заставляет применять в мощных прессах гидравлические ретурные цилиндры, у которых расход энергии на подъем и держание траверсы на весу значи­тельно меньше, чем у паровых. Кроме того, размер диаметра ретурных паровых цилиндров у крупных прессов был бы весьма большим. Поэтому паровой (воздушный) подъем осуществляет­ся только у небольших прессов усилием до 10—12 Мн (1000— 1200 тс). Прессы усилием от 15 до 30 Мн (1500—3000 тс) имеют преимущественно гидравлический подъем, а прессы усилием бо­лее 30 Мн (3000 тс) строят только с гидравлическим подъемом.

Существенным недостатком гидравлических ретурных ци­линдров является сложность установки в связи с введением ге­нератора воды высокого давления и аккумулятора.

Парогидравлические прессы обладают тем существенным не­достатком, что мультипликатор работает по самому невыгод­ному циклу — без расширения пара (при использовании полной силы пресса). В обычных конструкциях при работе пресса пол­ным усилием мультипликатор работает с полным наполнением. Теоретический индикаторный к. п. д. мультипликатора составля­ет 7%. Общий экономический к. п. д. парогидравлического прес­са по использованию тепла топлива, внесенного в топку парово­го котла, равен 1.5—2% (2% при гидравлическом подъеме).

При использовании в мультипликаторе сжатого воздуха вместо пара (воздухогидравлический пресс) экономический к. п. д. повышается до 3%, поскольку отсутствуют потери, имею­щие место при паровом варианте на конденсацию пара, дости­гающие 100%.

В связи с низким экономическим к. а. д. паровоздухогидрав-лическнх прессов и появлением более экономичных быстроход­ных гидравлических прессов с насосно-аккумуляторным приво­дом паровоздухомультипликаторный привод для гидравлических прессов следует считать устаревшим.

Рассмотрим работу пресса с гидравлическими ретурными цилиндрами (см. рис. 128). Когда поршень парового цилиндра 6 мультипликатора находится в крайнем нижнем положении, гид­равлический цилиндр 7 заполнен водой низкого давления. При подаче пара в цилиндр и движении поршня мультипликатора вверх вода вытесняется из гидравлического цилиндра 7 мульти­пликатора в рабочий цилиндр 2 пресса. При этом вода проходит вокруг наполнительного клапана 3, служащего для варьирова­ния количества воды в системе «рабочий цилиндр пресса — гид­равлический цилиндр мультипликатора». При совершении хода мультипликатора объем воды в этой системе постоянен, напол­нительный клапан закрыт, и резервуар 11низкого давления от­ключен от рабочего цилиндра 2 пресса.

Схема наполнительного клапана также показана на рис 128. Во время рабочего хода для сохранения постоянного объема во­ды в системе «рабочий цилиндр — гидравлический цилиндр

мультипликатора» пространство под поршнем наполнительного клапана соединяется с сетью низкого давления, клапан под дей­ствием пружины опускается, и вода от мультипликатора может идти только в рабочий цилиндр.

Для осуществления обратного хода пресса под поршень на­полнительного клапана 3, как и в ретурные цилиндры 1, по­дается вола высокого давления от аккумулятора. Клапан 3 под­нимается, и вода из рабочего цилиндра может перетекать в на­полнительный резервуар 11.

При совершении хода предварительного наполнения требует­ся подача воды низкого давления в систему «рабочий цилиндр — гидравлический цилиндр мультипликатора». При этом наполни­тельный клапан 3 принудительно открыт сервоприводом (от­крыт клапан 13; или после закрытия этого клапана вода под поршеньком сервопривода клапана 3 оказывается запертой, от­чего последний не может опуститься на свое седло).

Если в процессе хода предварительного наполнения кла­пан 13 закрыт, а клапан 12 открыт, то наполнительный клапан 3 начнет работать как обычный впускной, пропуская воду из на­полнительного резервуара 11 в систему «цилиндр пресса — гид­равлический цилиндр мультипликатора».

Количество воды, подаваемой мультипликатором за один его ход, недостаточно для осуществления полного рабочего хода пресса. Передвижение траверсы пресса за один ход мультипли­катора сравнительно невелико. Ход пресса за один ход мульти­пликатора называется единичным ходом. Для значительного рабочего хода, например при осадке слитка, нужно совершить несколько ходов мультипликатора и, следовательно, несколько единичных ходов пресса.

На рис. 128 приведена схема мультипликатора прямого дей­ствия, у которого паровой цилиндр расположен снизу, что вызы­вает некоторые неудобства при ремонте мультипликатора (сме­не поршневых колец и т. п.). На рис. 129 приведена схема муль­типликатора обращенного типа с паровым цилиндром, располо­женным сверху, что облегчает выполнение ремонтных работ. Например, для смены поршневых колец достаточно снять верх­нюю крышку и вынуть поршень при помощи крана. Эта же опе­рация у мультипликатора прямого действия потребует значи­тельно большей разборки с отъемом трубопроводов.

Чтобы поршень мультипликатора не ударился о верхнюю крышку, применяют предохранительные устройства. В одном из них отверстие для выпуска воды из гидравлического цилиндра в конце хода перекрывается дроссель-тормозом (пробкой на торце плунжера мультипликатора, см. рис. 128). Кроме того, устраивают автоматические переключения паровых клапанов (см. рис. 129).

При опускании поршня мультипликатора под действием соб­ственного веса гидравлический цилиндр заполняется водой низ­кого давления. Чтобы поршень мультипликатора прямого дейст­вия при опускании не выбил нижнюю крышку, на поршне имеет­ся дроссельный стержень 1 (рис. 130). При опускании поршня стержень 1 закрывает выходной канал 4. Оставшийся под порш­нем пар может выходить через канал 2. Отверстие этого канала регулируется винтом 3. Таким образом, выход пара затруднен, и под поршнем образуется паровая подушка. У мультипликато­ра обращенного типа поршень имеет грибовидную форму (см. рис. 129). При подходе поршня к крайнему нижнему положению его грибовидный кольцевой выступ перекрывает выход пара из-под поршня; этим предотвращается удар последнего о нижнюю крышку.

Управление прессом производят посредством рычага управ­ления 14 (см. рис. 128), с которым обычно кинематически связа­ны все клапанные коробки.