Для чего нужен паровой молот
Паровой молот
Полезное
Смотреть что такое «Паровой молот» в других словарях:
ПАРОВОЙ МОЛОТ — машина, приводимая в действие паром и служащая для ковки ударами. Состоит из парового цилиндра, поршня с укрепленной на нем бабой, станины, стула, наковальни на нем (шабот) и фундамента. Последний служит для поглощения ударов молота и потому… … Технический железнодорожный словарь
паровой молот — Тип молота, в котором копровая баба поднимается для каждого удара паровым цилиндром с двойным действием, а энергия, передаваемая заготовке, обеспечивается скоростью и массой копровой бабы с присоединенной верхней плашкой, управляемых посредством… … Справочник технического переводчика
Паровой молот — Steam hammer Паровой молот. Тип молота, в котором копровая баба поднимается для каждого удара паровым цилиндром с двойным действием, а энергия, передаваемая заготовке, обеспечивается скоростью и массой копровой бабы с присоединенной верхней… … Словарь металлургических терминов
МОЛОТ — муж. ток, молоточек; молотища, тишка; церк. млат; орудие в виде костыля, для бою, колотьбы, ковки и пр. Деревянный молот, колотушка, чекмарь, боёк. Железный молот бывает: заводской, разных видов: выварной, отжимный, клинный, бойный, наклепный,… … Толковый словарь Даля
МОЛОТ — МОЛОТ, молота, муж. (тех.). Больших размеров и тяжелый молоток для ковки металлов и дробления камней. ❖ Паровой молот (тех.) машина для ковки больших предметов, действующая паром (пар поднимает боёк, падающий затем с высоты на обрабатываемый… … Толковый словарь Ушакова
Молот — У этого термина существуют и другие значения, см. Молот (значения). Механический молот компании Шнейдер в городе Л … Википедия
Паровой двигатель — Паровая машина тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина любой… … Википедия
молот — машина ударного действия для пластической деформации металлических заготовок. Молот – одна из основных машин кузнечно штамповочного производства, применяется для ковки (ковочные молоты) и объёмной, листовой штамповки (штамповочные молоты).… … Энциклопедия техники
МОЛОТ — МОЛОТ, а, муж. 1. Большой тяжёлый молоток для ручной ковки, дробления камней. Удары молота по наковальне. Между молотом и наковальней (быть, находиться) (перен.: об опасности, грозящей с двух сторон; книжн.). 2. Механизм ударного действия для… … Толковый словарь Ожегова
паровой — 1. ПАРОВОЙ, ая, ое. 1. к Пар (1.П.; 1 зн.). // Служащий для получения пара. П. котёл. П ая установка. // Приводимый в действие, в движение силой пара. П. двигатель. П ая машина. П. молот. П ая турбина. П ая яхта. // Работающий с использованием… … Энциклопедический словарь
Короткая жизнь паровых молотов
Широкую дорогу паровому молоту открыл английский инженер Дж. Несмит, разработавший в 1839 г. конструкцию молота, распространившегося с 40-х годов XIXв. в металлургической и машиностроительных отраслях промышленности. Отличаясь простотой устройства, большой эффективностью, молот Дж. Несмита быстро революционизировал обработку металлов и заложил прочные основы для дальнейшего прогресса паровых кузнечных машин на многие десятилетия вперед.
Паровой молот Дж. Несмита сразу же показал свои неоспоримые преимущества перед распространенными в конце XVIII — начале XIX в. механическими рычажными молотами. Паровые молоты были во много раз мощнее и гораздо компактнее рычажных, позволяли обрабатывать крупные поковки металла благодаря большой высоте подъема бабы с бойком.
Необходимо отметить, что проект Несмита не был сразу воплощен им на практике. Для сооружения молота нужны были средства. К тому же, в это время был застой в английской железоделательной промышленности, и заводчики, которых Несмит ознакомил со своим изобретением, одобряя проект, вместе с тем, не проявляли желания строить молот. Это обстоятельство, а также отсутствие в то время у изобретателя свободных капиталов не позволили ему выкупить патент, за который полагалось уплатить около 500 фунтов стерлингов. Напомним, что когда Дж. Несмит начинал в 1834г. собственное дело в Манчестере, его капитал составлял всего 63 фунта стерлингов и 500 фунтов стерлингов, взятых в кредит у местных банкиров.
Впервые молот системы Несмита был построен в 1840 г. во Франции механиком Бурдоном на заводах акционерного общества «Шнейдер и Ко» в Крезо. Интересно отметить, что сам Несмит увидел свой молот там совершенно случайно во время посещения этого предприятия в 1840 г. Сопровождавший Несмита механик Бурдон показал ему большую кованую пароходную деталь, удивившую гостя своими размерами. Бурдон сказал что отковать такую деталь удалось благодаря паровому молоту, конструкция которого была заимствована на его, Несмита, заводе в Патрикрофте, при посещении завода Бурдон, по его словам, получил возможность ознакомиться с «Книгой проектов», в которой находились чертежи всех изобретений Несмита. Бурдон обратил внимание на чертеж парового молота, зарисовал его и по приезде во Францию быстро построил. История создания парового молота получила освещение в книге Джеймса Несмита «Автобиография», вышедшей в Лондоне в 1883 г.
Молот Бурдона предназначался для обработки наиболее крупных в то время поковок. Баба молота имела массу 2500 кг, а максимальная высота ее падения составляла 2 м.
Патент на свое изобретение Дж. Несмит получил в 1840 г. В том же году на его заводе в Патрикрофте был построен паровой молот с массой бойка 30 центнеров (1524 кг). Этот молот по ряду своих конструктивных и эксплуатационных особенностей был более современным по сравнению с молотом Бурдона. Бурдон не использовал при постройке молота всех технических новшеств, которые были заложены в изобретении Несмита. Вместе с тем, заслуга французского механика состояла в том, что он по достоинству оценил изобретение Несмита и первым применил конструкцию молота его системы в производстве.
Имеются сведения, что паровой молот системы Несмита вскоре был построен также в Германии на пароходном заводе близ Цвиккау, по чертежу директора этого предприятия Дорнинга.
Первые паровые молоты были простого действия и имели открытый сверху паровой цилиндр, ручной парораспределительный механизм. Появившийся паровой молот стал объектом оживленных интересов и деятельности металлургов и конструкторов, направивших усилия на совершенствование основных его узлов и увеличение силы удара. Важнейшее значение имели разработки самого Несмита, внесшего в конструкцию молота целый ряд нововведений, значительно повысивших его эффективность. К их числу относится изобретение воздушной подушки, предусмотернной в верхней части цилиндра, она предназначалась для предохранения верхней крышки парового цилиндра от разрушения при случайном ударе о нее поршня. Для этого в верхней части цилиндра над выпускным отверстием и крышкой было предусмотрено некоторое пространство. В процессе движения поршня вверх он, перейдя выпускное отверстие, сжимал воздух, находящийся в верхней части цилиндра, создавая воздушную подушку. Другим положительным эффектом воздушной подушки являлось использование упругих свойств сжатого воздуха, отбрасывающего после рабочего хода поршень вниз и увеличивающего багодаря этому силу удара молота. Кроме того, Дж.Несмиту принадлежит также применение паровой подушки, которая создавалась за счет подачи пара в верхнюю часть цилиндра.
По мере развития машинно-фабричного производства изменялись функции кузнечной обработки в металлургии и машиностроении. Раньше, при кричном переделе молот не только был составной частью основного технологического оборудования, связанного с получением компактного кричного железа, но и применялся на конечной стадии производства для отковки из него разнообразных полуфабрикатов и изделий (полосы, прутки и т.п.). В технологическую схему пудлингового производства, ставшего в рассматриваемый период основным в железоделательной промышленности, вместо кузнечной обработки крицы под молотом был введен прокатный стан, с помощью которого осуществлялись одновременно обжим крицы в калиброванных валках и прокатка сортового железа. В результате частично отпали трудоемкая кузнечная обработка крицы под молотом и последующая ее расковка на прутки и полосы, которые с большей эффективностью стали изготавливать прокаткой. Молот сохранился в железоделательном производстве в основном для предварительного слабого обжатия крицы, поступающей в валки прокатного стана.
Одним из ведущих отечественных предприятий, оборудованных мощным кузнечным производством, был Обуховский завод в Петербурге, на котором в 1863 г. началось изготовление стальных артиллерийских орудий. В 1865 г. здесь установили крупнейший по тем временам паровой молот простого действия системы Моррисона с массой падающих частей 35 т. Этот молот был в состоянии обрабатывать стальные слитки массой 8-12 т.
В 1873 г. на Всемирной промышенной выставке в Вене экспонировалась модель 50-тонного молота двойного действия, построенного на Пермском пушечном заводе. Молот строился с 1872 по 1873 г. и являлся самым крупным в мире молотом двойного действия. В Европе наиболее мощный паровой молот двойного действия с массой падающих частей 35 т находился в Вульвичском арсенале (Англия). Молот Пермского завода был устроен таким образом, что при необходимости мог работать и как молот простого действия. Он имел усовершенствованное золотниковое парораспределение, а также простую и удобную для эксплуатации станину мостового типа, получившую впоследствии наибольшее распространение. Шабот, отлитый в виде цельной усеченной пирамиды, в 12 раз превышал массу падающих частей молота и составлял 600 т. Отливка такого огромного шабота из чугуна была выполнена впервые в мире. Для этого в здании кузницы установили 14 вагранок и 3 воздуходувные машины. Отливка шабота производилась одновременно из всех вагранок, что гарантировало от расслоения металла, которое могло произойти, если бы плавки велись отдельно.
Пермский молот примечателен не только тем, что имел цельный шабот, но и значительной высотой подъема бабы, составляющей 3 м. Молот имел усиленный шток диаметром 275 мм. Весил молот 1442 т и работал при давлении пара 4 атм.
ПАРОВОЙ МОЛОТ
В древности все кузнечные работы полностью выполнял сам кузнец. В дальнейшем произошло разделение труда — наиболее квалифицированную часть работы продолжал выполнять кузнец, а тяжелую, малоквалифицированную, — молотобойцы, работавшие под его руководством. Кузнец работал молотком в 1‑2 кг, а молотобойцы — кувалдами, вес которых доходил до 12 кг. Кувалды насаживались на длинные рукояти из твердых, упругих, нещепящихся пород дерева. Длинная рукоять позволяла удерживать кувалду обеими руками и бить круговыми движениями «в размах». Разделение труда между кузнецом и молотобойцем открыло возможность механизировать тяжелые однообразные удары, производимые последним, и передать его работу механизму. В средние века был изобретен кулачковый молот с приводом от водяного колеса. Первые такие молоты появились уже в XIII веке, а их широкое распространение относится к XVI веку. В конце XVIII века вошли в употребление молоты с приводом от паровой машины. Патент на изобретение такого молота получил в 1784 году Джеймс Уатт.
Соединение молота с машиной поначалу ничего не изменило в его собственной конструкции. Это был тот же хвостовой, кулачковый молот, что за четыреста лет до открытия Уатта приводился в действие водяным колесом. Более того, в нем можно было без труда увидеть его древний ручной прообраз. Век пара не поменял ни его формы, ни принципа действия, только увеличил размеры и вес. Но такое положение не могло сохраняться долго. В последующие десятилетия развитие машиностроения, железнодорожное строительство и, главным образом, строительство колоссальных океанских пароходов потребовало обработки деталей невиданных прежде размеров. Валы гребных колес, кривошипы и прочие части паровых машин часто достигали огромной величины. Для их изготовления стали создаваться гигантские машины, в том числе мощные паровые молоты. Однако конструкция кулачкового молота, имевшая много недостатков, не позволяла выковывать с высоким качеством особенно крупные заготовки. Сила удара молота прямо зависела от высоты его падения. Между тем с увеличением размеров заготовки уменьшалось свободное пространство между бойком и наковальней, и, следовательно, ослабевала сила удара. В этом заключалось большое неудобство, поскольку при обработке больших и массивных деталей удары оказывались самыми слабыми, и наоборот, — при обработке деталей незначительной толщины молот действовал с максимальной силой, что было совершенно обратно потребностям производства. В результате, массивная деталь успевала остыть прежде, чем заканчивалась ковка. Ее приходилось нагревать снова и опять переводить под молот. На это уходило много времени и сил, но качество ковки все равно оставляло желать лучшего. Кроме того, поскольку движение молота осуществлялось не по прямой, а по дуге, никогда нельзя было достичь строгой параллельности между поверхностью молота и наковальни (кроме тех случаев, когда молот предназначался для ковки деталей одной и той же толщины).
Паровой цилиндр C был расположен так, что шток поршня выходил в сторону наковальни K. Цилиндр C поддерживался двумя стойками O, образовывавшими станину. «Баба» B двигалась между этими стойками в пазах и несла боек, который был сменным и зависел от характера выполняемой работы. Пар из котла через трубу P поступал в камеру, в которой двигался золотник. Когда золотник занимал нижнее положение, пар входил под поршень и поднимал его, а также шток, «бабу» и боек. Если рукоятку поворачивали в другую сторону, то золотник прекращал поступление пара под поршень и открывал ему выход в атмосферу через основную трубу. Тогда падающие части под действием собственного веса ударяли по заготовке с силой, совершенно недоступной для хвостового кулачкового молота. Давление пара регулировали, уменьшая отверстие, через которое он выпускался. Таким образом можно было заставить молот падать медленнее или быстрее и соответственно наносить более или менее сильные удары. Полностью перекрыв выход пара, можно было мгновенно остановить молот в любой точке. Насколько новый молот был послушен в управлении, говорит такой эпизод. В 1843 году лорды Адмиралтейства прибыли на завод Несмита, желая осмотреть его изобретение. Несмит сам управлял машиной, имевшей вес падающих частей 2, 5 т. Чтобы удивить лордов, он приготовил нечто вроде фокуса. На наковальню была поставлена хрустальная рюмка с сырым яйцом. Запустив машину, Несмит разбил скорлупу яйца, не повредив рюмки.
Коммерческий успех новой машины превзошел все ожидания. Молот стал сенсацией среди машиностроителей. Для того чтобы ознакомиться с его устройством, инженеры и механики приезжали со всех концов страны. Поступило множество заказов, и паровой молот начал свое победное шествие сначала по Англии, а потом и по всему земному шару. (Один из первых заказов пришел из России.) Это изобретение принесло Несмиту всемирную известность и славу одного из ведущих машиностроителей. Еще при его жизни, во второй половине XIX века, паровые молоты достигли колоссальных размеров. Так, в 1861 году на заводе Круппа был построен молот «Фриц». Его «баба» весила 50 т.
Для чего нужен паровой молот
Нагретые тем или другим из вышеописанных способов куски попадают на кузницу и на имеющихся там приспособлениях обрабатываются в желаемые формы.
Среди различных современных ковочных механизмов первое место занимает известный нам уже из металлургии паровой молоть; впрочем, одинаковую роль с ним и даже преобладающую начинает играть ковочный пресс, на котором можно исполнять даже самые тонкие поковки (см. дальше).
Как только узнали силу пара и стали ей пользоваться, естественно явилась мысль приспособить ее к ковке, а уже в 1784 году Джемс Уатт взял патент на прибор, основанный на этой идее.
Тогда не было еще потребности в таких сильных ударах. Та же судьба постигла изобретение английского инженера Devesel: он заставлял поршень сжимать воздух в верхней части цилиндра, но также не осуществи своего молота на практике.
Как видно из рис. 32, в целях наглядности слегка измененного против действительности, распределительный золотник g соединяется с поршеньком h, стремящимся, когда пар пущен в золотниковую коробку, подняться кверху, а следовательно пустить пар под поршень и поднять бабу. Чтобы предотвратить возможность удара поршня парового цилиндра о верхнюю его крышку и даже утилизировать излишнее стремление его кверху, Нэсмит в верхней же части самого цилиндра, закрытого крышкой, проделал ряд отверстий. Через них при подъеме поршня воздух, находившейся над ним, может свободно выходить наружу, пока поршень не поднимется выше этих отверстий; далее воздух в пространстве между поршнем и верхней крышкой цилиндра начинает сжиматься, словом получается род воздушного буфера. Чтобы баба упала, нужно передвинуть золотник g вниз, что делается вручную с помощью рычажка г. Но этого же можно достичь автоматически. Для этого к бабе прикрепляется ролик k, задв-вающгй незадолго до конца подъема ее рычаг i, чем вызывается передвижение золотника g и открывается выход находящемуся под поршнем пару — баба падает. Скоро после начала падения ролик k расцепляется с рычагом i, поршенек h передвигает золотник g кверху, и пар может вытекать из-под поршня. Таким образом, баба передвигается то вверх, то вниз — играет, так сказать, — не достигая никогда своего нижнего положения.
При большом диаметре поршня, высоком давлении пара и малом весе бабы ход ее невелик; при малом давлении и значительном весе бабы последняя испытывает сильные колебания.
Молот ударит со всей силы, если выпустить наружу пар, находящийся под поршнем; для этого проще всего опустить золотник с помощью рычага i; можно также не дать пару проникнуть под поршень, удержав заранее золотник в нижнем положении; для этой цели устроена собачка l, снабженная ручкой n и нажимаемая пружиной m. Если ручка не отпущена, то собачка сцепляется с рычагом i в моменте открытия впуска золотника; баба падает свободно; если ручку n нажать книзу, то сцепление собачки с рычагом нарушается, пар передвигает золотник кверху, проходит под большой поршень и поднимает бабу. Далее все происходит в прежнем порядке; баба ударяется роликом k о рычажок о, открывает свободный выход пару и т. д. Во время работы машинист, управляя ручкой n, регулируете ход молота, как ему угодно; самые большие молоты (до 100 т.) настолько послушны, что машинисты могут колоть ими орехи, закрывать крышки часов и т. д.
Нэсмит не чувствовал себя удовлетворенным даже такой регулировкой и стремился к устройству прибора, вполне автоматически дающего любое число ударов с полной силой. Он изобрел очень остроумный механизм: баба молота снабжена коленчатым рычагом о; пружина, настолько сильная, что легко несет груз р, нажимает этот рычаг кверху. В
момент удара бабы, вследствие инерции груза р, последний на мгновение осиливает пружину. Параллельно пути бабы подвешена на коленчатых рычагах г и r1 полоса q; рычаги эти совершенно одинаковы, и полоса может передвигаться, лишь постоянно оставаясь параллельно своему прежнему положению. Рычаги г и r1, приводятся в движение от золотникового стержня с помощью штанги s; если полоса g передвигается справа налево, то рычаг i разделяется, и баба поднимается; это передвижение совершается рычагом о в моменте удара бабы, т.-е. как раз в надлежащее время.
Вышеописанный тип молота в последнее время вытесняется его младшим братом—молотом с верхним паром. Различить эти молоты легко по первому взгляду, в первом массивная баба и тонкая штанга, работающая лишь на растяжке при подъеме, во втором — сравнительно легкая баба и толстая штанга, передающая бабе также и давление пара, впускаемого над поршнем.
Принцип работы молота с верхним паром ясен из следующего (рис. 33). Золотник не имеет пере-крыш, т.-е. в своем среднем положении только как раз закрывает паровпускные каналы так, что при малейшем его передвижении последние открываются. Когда поршень парового молота двигается книзу, золотник вдеть кверху (см. рис. 33). Пренебрежем действием на движущиеся части молота силы тяжести и инерционного давленая и представим себе, что поршень сдвинулся из своего среднего положения книзу. При этом золотник передвигается кверху, чем откроем пару доступа под поршень, чем последний будет вновь переведен в свое среднее положение. Аналогичное с этим произойдет при сдвижении поршня кверху: весь механизм стремится остаться в покое. Теперь, продолжая пренебрегать силой тяжести, полагая, например, что молоть лежит горизонтально, примем во внимание массы движущихся частей.
В этом случае, пришедший в движение поршень, несмотря на то, что пар наступаете с противоположной стороны, будет по инерции двигаться, пока на противодействие пара не израсходуется вея живая сила поршня; затем он пойдет назад, пока его снова не отбросит вперед противодействием пара, действующего под поршень снизу. Таким образом, молот будет ходить взад и вперед, пока не прекратится доступ пара.
Итак, парораспределения молота и паровой машины отличаются друг от друга следующими чертами: 1) перекрыши золотника очень незначительны и снизу больше, чем сверху так, что паропроводные каналы открываются сверху больше; 2) поршень и золотник одновременно приходят в среднее положение (если пренебречь незначительной разницей перекрыш), 3) поршневая штанга (шток) очень толстая, что увеличивает не только вес движущихся масс, но и разность давлений пара на обе стороны поршня.
На вышеизложенных принципах строятся все автоматические молоты. Разнятся они между собой лишь конструктивными деталями парораспределения и некоторыми добавочными механизмами. Первыми бросаются в глаза способы соединения золотника с поршневой штангой. Длина хода золотника очень незначительна сравнительно с ходом поршня. Поэтому соединение их имеет всегда вид неравноплечего рычага. И поршень и золотник двигаются прямолинейно, кроме, случаев вращающихся золотников, а концы рычага описывают окружности. Этим можно пренебречь для незначительных передвижений золотника, но необходимо выправить для хода поршня.
На рис. 34 изображено такое выравнивательное сопряжение; при устройстве, как на рис. 35, рычаг передвигается по направляющей, вращающейся в бабе: на рис. 36 роль направляющей играет кулисса. Во всех этих механизмах части их неразрывно связаны друг с другом. На рис. 37 рычаг под влиянием пружины прижимается к ролику, прикрепленному к бабе. Рычагу легко придать известную форму, чтобы получить любое парораспределение. При форме,, изображенной па рисунке, т.-е., если при низшем положении бабы к ролику прилегает его прямолинейная часть, золотник остается без движения на все время этого прилегания, и, значит, передвижения его не зависят от соответственной толщины проковываемого предмета.
Молоть может быть установлен на ковку тонких и толстых предметов; для этого, как выше сказано, соединительному рычагу придана известная форма, а главное ось вращения его сделана передвижной — она насажена па эксцентрике. Поворотом рычага h (рис. 39) эта ось, а с ней и золотник передвигаются, чем изменяется количество впускаемого верхнего и нижнего пара. Этим при пуске в ход молота пользуются для передвижений золотника, чтобы облегчить его разогревание.
Паровые молоты индустриальной эпохи
Это массивная машина может наносять мощные удары по железным слиткам и придавать им большие формы, которые ранее невозможно было создавать ручным управлением и ручными молотками. Возможность использования пара для вождения молота была впервые предложена Джеймсом Уоттом, чьё изобретение, паровой двигатель Ватта, вызвало Промышленную революцию 18 века.
Джеймс Уатт подал патент в 1784 году, но только в 1840 году был создан первый рабочий паровой молот, который отвечал потребностям ковки всё более крупных деталей из железа или стали.
Паровой молот, используемый для ковки стали в Midvale Steel Company с 1905 года 
Похоже, что паровой молот был изобретён независимо двумя разными, но современными инженерами — шотландцем Джеймсом Насмитом (1808-1890) и французом Франсуа Бурдоном (1797-1865). Оба пришли к идее в том же году, 1839, и оба пытались решить ту же проблему ковки валов и кривошипов для крупных паровых двигателей, используемых в локомотивах и лодках. Когда оба узнали о работе друг друга, возник спор о том, кто изобрёл машину. Бурдон построил первую рабочую машину, но Насмит утверждал, что она была построена по копиям его дизайна.
В конечном итоге гидравлические и механические прессы сделали паровые молоты промышленного века устаревшими. Современный гидравлический кузнечно-прессовый станок может применять силу до 80 000 тонн по сравнению с молотом Creusot, развивавшим силу только до 100 тонн.
Паровой молот Creusot в Le Creusot является самым большим в своем роде в мире. Он был разобран в 1969 году и перестроен на общественной площади города. С немногими оставшимися соперниками, молот был назван «Исторической достопримечательностью машиностроения» Американским обществом инженеров-механиков в 1981 году.
Паровой молот Creusot в Ле Крезо, Франция 