poniedziałek, 5 marca 2012

Kucie przy użyciu młotów mechanicznych

Ręczne kucie nie mogło zadowolić wielkich wymagań przemysłu zarówno ze względu na wydajność procesów kucia, jak również, dlatego że bardzo dużych odkuwek, praktycznie rzecz biorąc, nie można było kuć ręcznie. W tej sytuacji rozwiązanie problemu dały młoty mechaniczne.
Młoty mechaniczne, w których energia uderzenia jest dostarczana tylko przez parę, nazywamy młotami parowymi, tylko przez sprężone powietrze -młotami powietrznymi, przez parę lub powietrze sprężone-młotami parowo-powietrznymi, przez sprężynę- młotami sprężynowymi, wreszcie taki typ młotów, w których energii uderzenia dostarcza tylko swobodnie spadający ciężar, nazywamy młotami spadowymi.
Wszystkie młoty powinny być zbudowane na specjalnym podłożu, zwanym fundamentem młota. Na fundamencie spoczywa stojak młota pojedynczy, podwójny lub bramowy, stanowiący korpus młota. W górnej części stojaka lub stojaków, z wyjątkiem młotów sprężynowych i spadowych, mieści się cylinder i ruchoma część młota, zwana bijakiem, a stanowiąca jedną część z tłokiem, która uderza w kuty materiał.
Uderzenie bijaka przenosi się przez obrabiany materiał na możliwie ciężką część młota, zwaną szabotą. Szabota powinna być w zasadzie ok.20 razy cięższa od bijaka. Szabota, na której spoczywa kuty materiał, powinna być tak fundamentowana, aby jej wstrząsy były w znacznym stopniu tłumione. Dlatego szabotę wykonaną jako odlew staliwny umieszczamy na palach dębowych i specjalnie warstwowo układanych kawałkach grubego filcu. Fundament szaboty powinien być oddzielony od fundamentu stojaków i nie powinien się z nimi stykać.
Sztuka fundamentowania ciężkich młotów w różnych rodzajach podłoża ziemnego jest wielką umiejętnością, dzięki której wiele hal fabrycznych i budynków przemysłowych czy też mieszkalnych może stać bez obawy zawalenia. Oddziaływanie wstrząsów ciężkich młotów źle fundamentowanych potrafi doprowadzić do zniszczenia budynków odległych pod młota nawet wiele setek metrów.

1)       Młoty parowe, powietrzne lub parowo-powietrzne są zbudowane na tej zasadzie, że w cylindrze znajduję się tłok najczęściej odkuty w całości razem z bijakiem. Gdy czynnik (para, powietrze sprężone) zostanie skierowany pod tłok do dolnej komory, wtedy tłok podniesie się razem z bijakiem do góry. Jeżeli teraz umożliwimy swobodne wydostanie się czynnika z dolnej części cylindra na zewnątrz, wtedy tłok z bijakiem opadnie i uderzy w kuty materiał. Gdy ponownie wprowadzimy czynnik pod tłok, spowodujemy jego podniesienie. Podniesiony tłok z bijakiem jest więc znowu gotowy do wykonania uderzenia. Jeżeli uderzenie w odkuwkę następuje tylko w rezultacie spadku bijaka, wtedy taki młot nazwiemy młotem pojedynczego działania, jeżeli natomiast z chwilą gdy tłok z bijakiem znajduje się w swym górnym położeniu, doprowadzimy czynnik pod ciśnieniem do cylindra nad tłok, umożliwiając równocześnie swobodne wydostanie się tego czynnika spod tłoka na zewnątrz , wtedy ciśnienie to wzmaga siłę uderzenia bijaka i takie młoty nazywać będziemy młotami podwójnego działania.
Młoty parowe, powietrzne oraz parowo-powietrzne mają urządzenia rozrządcze, regulujące wpływ i wypływ czynnika do cylindra. Urządzenia rozrządcze uruchamiane bywają najczęściej przez system zaworów i dźwigni połączonych z pedałem.

2)       Młoty sprężarkowe. W zasadzie młoty sprężarkowe są swego rodzaju odmianą konstrukcyjną młotów powietrznych. Młot sprężarkowy ma silnik elektryczny, połączony napędem pasowym lub paskami klinowymi z przekładnią kół zębatych, z których ostatnie jest osadzone na wale wykorbionym. Czop korby jest połączony korbowodem z tłokiem w cylindrze sprężarki. Cylinder ten znajduje się obok większego cylindra głównego, którego tłok razem z drągiem tłokowym stanowi bijak młota. Między obydwoma cylindrami istnieją połączenia dwoma kanałami. Jeżeli przyjmiemy, że tłok w cylindrze sprężarki powstanie podciśnienie, które również będzie panowało nad tłokiem w cylindrze głównym, ponieważ cylindry są połączone kanałami. Podciśnienie na tłokiem w cylindrze głównym ułatwia podniesienie bijaka do góry. Tłok cylindra sprężarki spadając spręża powietrze w dolnej części cylindra, skierowuje je dolnym kanałem do cylindra głównego, powodując podnoszenie się tłoka razem z bijakiem. Kiedy tłok cylindra głównego razem z bijakiem osiągnie najwyższe położenie, tłok sprężarki rozpoczyna drogę ku górze, wytwarzając po tłokiem sprężarki oraz pod tłokiem cylindra głównego podciśnienie. Równocześnie powstałe nad tłokiem sprężarki nadciśnienie spycha tłok-bijak ku dołowi.
Młoty sprężarkowe mają uderzenia sterujące suwakowe lub zaworowe. Dzięki odpowiedniemu regulowaniu urządzeń sterowniczych możemy połączyć dolną i górną komorę w cylindrze sprężarki lub w cylindrze głównym z atmosferą, co umożliwia zatrzymanie bijaka na kutym przedmiocie lub też w górze.
Stopień otwarcia suwaków lub zaworów sterujących reguluje siłę uderzenia bijaka.
Młoty sprężarkowe są bardzo rozpowszechnione w przemyśle i służą do kucia swobodnego. Młoty takie mają ciężar bijaka od kilkuset kilogramów aż do kilku ton.

3)       Młoty sprężynowe. Coraz rzadziej spotykanym typem młota mechanicznego, przeznaczonego do kucia swobodnego małych odkuwek, jest młot sprężynowy. Składa się on ze stojaka, u którego podstawy znajduje się silnik elektryczny napędzający tarczę mimośrodową, Z tarczą tą współpracuje korbowód połączony przegubowo z nasadką zamocowaną na końcu sprężyny resorowej. W centralnej swej części sprężyna resorowa jest przegubowo zamocowana w uchwycie osadzonym w widełkach stojaka. Drugi koniec sprężyny połączony jest z bijakiem. Dzięki ruchowi obrotowemu tarczy mimośrodkowej otrzymujemy ruch posuwisto-zwrotny i zarazem wahadłowy korbowodu, którego górny koniec połączony przegubowo ze sprężyną powoduje jej wahania, a więc również podnoszenie i opadanie bijaka. Młoty tego rodzaju stosuje się najczęściej do kucia drobnych narzędzi.

4)       Młoty spadowe. Opisane dotychczas konstrukcje młotów mechanicznych nadawały się przede wszystkim do kucia swobodnego. Ryzyko użycia ich do kucia w matrycach wynikało z tego, że brak dostateczne dokładnego prowadzonego bijaka nie dawał gwarancji dokładnego zgrania konturów wykroju w dolnej i górnej części matrycy w momencie kucia.
W celu wyeliminowania opisanej wady do kucia odkuwek w matrycach stosuje się młoty spadowe, a więc młoty, w których swobodnie spadający bijak przez całą drogę spadku, aż do chwili uderzenia w kuty materiał, jest prowadzony, co eliminuje niedokładności kucia wynikłe ze zmiany wzajemnego przesunięcia dolnej i górnej matrycy względem siebie.
Fakt, że bijak jest prowadzony w prowadnicach stojaka i że matryca w nim umocowana nie powinna zmieniać swego położenia względem matrycy dolnej, zamocowanej  w poduszce na szabocie-fundamencie, powoduje, że tego rodzaju młoty mają osadzone stojaki na wspólnym fundamencie całego młota.
Młoty spadowe dzielą się w zasadzie na dwa rodzaje: na młoty deskowe i młoty pasowe.

a)       Młoty deskowe mają na końcu długiej deski umocowany bijak. Bijak wraz z deską jest podnoszony do góry dzięki tarciu, jakie powstaje, gdy dociśniemy kółkiem deskę do drugiego koła osadzonego na wale, na którym również znajduje się koło napędzane pasem lub paskami klinowymi łączącymi je z kołem osadzonym na wale silnika elektrycznego. Z chwilą gdy bijak podniesie się na największą wysokość, odchylenie dźwigu ku dołowi spowoduje ustanie nacisku kółka dociskowego, a zanik tarcia między deską a kółkiem napędzanym spowoduje, ze bijak wraz z deską, wodzony prowadnicami, swobodnie spadnie na dolną matrycę.
Młoty deskowe mimo swej bardzo prostej budowy są kłopotliwe w eksploatacji z powodu szybkiego niszczenia desek.
Wyrazem postępu technicznego w budowie młotów spadowych jest coraz częstsza rezygnacja z młotów deskowych na korzyść młotów pasowych.

b)       Istota konstrukcji młotów spadowych pasowych polega na tym, że bijak takiego młota jest przymocowany do odpowiednio wytrzymałego pasa. Bijak na całej długości drogi spadku jest wodzony w prowadnicach. Na stojakach umieszczone jest koło pasowe osadzone na wspólnym wale ze sprzęgłem ciernym, które sprzęga wał koła pasowego z wałem silnika napędzającego. Koniec pasa zwisającego swobodnie jest przymocowany do stojaka. Gdy włączymy sprzęgło cierne, wprawimy w ruch obrotowy koło pasowe. Naciskając na dźwignię spowodujemy dociśnięcie pasa koła pasowego, tarcie zapewni nam zbieranie pasa i uniesienie bijaka do góry. Ustanie nacisku koła dociskowego na pas spowoduje swobodny spadek bijaka na dolna matrycę.
W młotach pasowych zastosowanie sprzęgła ciernego nie jest konieczne, wynika ono jednak z tego, że przy zwykłych młotach, w których pas nawet bez obciążenia stale styka się z obracającym się kołem pasowym, następuje szybkie zniszczenie pasa. Swego rodzaju zabezpieczeniem przeciw zniszczeniu pasa w młotach bez sprzęgła jest jego podwieszanie za pomocą pasa posiłkowego, zapewniającego w czasie biegu luzem oddalenie pasa głównego od koła pasowego.