Рис. 1.1.44. Приспособление для прижима заготовок: 1 – заготовка; 2 – наковальня; 3 – стул; 4 – педаль с пружиной, 5 – кольцо из троса.
В современных условиях, когда кузнецу приходится работать без молотобойцев, лучший помощник – пневматический молот.
Такой молот (рис. 1.1.45) состоит из рабочего цилиндра (п.8) с поршнем (п.7), штоком (п.6) и верхним бойком (п.5); компрессорного цилиндра (п.13) с поршнем (п.12); привода компрессорного цилиндра, состоящего из электродвигателя (п.18), ременной передачи (п.17), редуктора (п.16), кривошипного вала (п.15) и шатуна (п.14). Рабочий и компрессорный цилиндры соединены друг с другом верхним и нижним воздушными каналами с кранами управления (п.9–11). Краны поворачиваются с помощью рукоятки управления.
Рис. 1.1.45. Молот пневматический (а), рукоятки управления (б).
На молотах с массой падающих частей до 250 кг дополнительно к ручному управлению устанавливается педаль для ножного управления. Нижний боек (п.4) крепится к шаботу (п.2), установленному на фундаменте на деревянных брусьях (п.1). Детали молота крепятся в литой чугунной станине (п.19), а шабот фиксируется в окне станины с помощью деревянных клиньев (п.3). Принцип действия молота следующий. В исходном положении поршень (п. 7) занимает крайнее нижнее положение, поршень компрессора – крайнее верхнее. Верхний боек (п. 5) лежит на нижнем или на заготовке. При включении электродвигателя кривошипный вал (п. 15) начинает поворачиваться и перемещать поршень (п.12) компрессорного цилиндра вниз. Под поршнем компрессора воздух сжимается, через канал в нижнем кране (п. 9) попадает в нижнюю часть рабочего цилиндра и давит снизу вверх на рабочий поршень. В этот момент верхняя полость рабочего цилиндра через краны (п.10) и (п.11) соединяется с атмосферой, и, так как в нем нет избыточного давления, рабочий поршень начинает подниматься вверх. Когда поршень поднимается вверх, то над поршнем создается повышенное давление и подвижные части молота с ускорением двигаются вниз и наносят удары по заготовке.
Рассмотрим основные режимы работы пневматического молота: удержание бойка в верхнем положении, единичные удары, прижим заготовки к нижнему бойку, автоматические удары и холостой ход.
Удержание бойка в верхнем положении: рукоятка (п. 21) (рис. 1.1.45) ставится в положение I, рукоятка (п. 20) – в положение II. При этом ножная педаль (п. 22) будет находиться в горизонтальном положении. При этом верхние полости обеих цилиндров соединяются с атмосферой, а нижние друг с другом. Сжатый воздух из нижней полости компрессора постоянно поступает в нижнюю полость рабочего цилиндра, что и удерживает подвижные части молота в верхнем положении. Единичные удары: рукоятку (п. 20) ставят в положение I или II, а рукоятку (п. 21) быстро переводят из положения I в положение II и сразу же возвращают обратно. После удара боек снова поднимается вверх и остается в этом положении пока рукоятка (п. 21) находится в положении I.
Прижим заготовки: рукоятку (п. 20) ставят в положение I, рукоятку (п. 21) – в положение III. В этом положении верхняя полость компрессора и нижняя полость рабочего цилиндра соединяются с атмосферой, а сжатый воздух из нижней полости компрессора через специальные каналы постоянно подается в верхнюю полость, что обеспечивает прижим поковки между бойками. Избыточный сжатый воздух выбрасывается в атмосферу через предохранительный клапан, установленный в верхней полости рабочего цилиндра. Автоматические удары: рукоятку (п. 20) ставят в положение I или в положение II. При этом положении рукояток средний кран закрывает выход воздуха в атмосферу, верхний кран соединяет верхние полости цилиндров, а нижний – нижние. Силу ударов бойка при этом режиме работы регулируют рукояткой (п. 21); чем ближе рукоятка к положению II, тем сильнее удары. Холостой ход: рукоятки (п. 20) и (п. 21) ставят в положение I. При холостом ходе верхняя и нижняя полости компрессорного цилиндра соединяются с атмосферой и воздух без сопротивления постоянно выбрасывается наружу. Такой режим работы молота предохраняет компрессор от перегрева во время длительных пауз в работе. При холостом ходе верхний боек под действием своей тяжести опускается вниз и лежит на нижнем бойке. Перед включением электродвигателя ручки обязательно следует устанавливать на режим «холостого хода», а перед выключением – на режим «удержания бойка в верхнем положении». После остановки двигателя подвижные части молота под действием силы тяжести медленно опускаются вниз на нижний боек.
Рассмотрим, какие кузницы для изготовления художественных изделий наиболее функциональны в настоящее время. Лучше всего, чтобы кузница размещались в отдельном кирпичном или железобетонном здании. Изготовления крупных художественных изделий, таких как ворота, высокие ограды, балконные решетки и др., требует большого рабочего пространства. Помещение должно иметь широкие въездные ворота, высокие потолки, пол, выложенный металлическими плитками, хорошую вентиляцию и освещение. Горн в такой кузнице должны иметь два очага с хорошим поддувом и вытяжкой. Размеры столешницы горна должен быть примерно 1,5 × 2,5 м, чтобы на ней можно было разместить крупногабаритный элемент будущего кованого изделия. Рядом с горном по центру кузницы размещается одна большая стационарная наковальня со столиком для инструмента. Другие наковальни меньших размеров могут быть переносными и в нерабочем состоянии находиться у стены. Недалеко от горна должны размещаться (стационарно) стуловые тиски. Рядом с горном размещаются вешалки для инструмента и полки для подкладного инструмента, сменных штампов и всевозможных приспособлений. Около горна размещаются емкости с водой для охлаждения инструмента, закалки и отпуска изделий, бачок с маслом для воронения изделий; а также ящики с песком, лари для небольшого количества угля и дров и пр. По технике безопасности предусматривается, чтобы уголь, дрова и другие горючие материалы хранились в отдельном помещении. Пневматический молот устанавливают недалеко от горна, и в 2-х метрах от стен кузницы. Вокруг молота должно быть свободное пространство, достаточное для работы и обслуживания. Кроме этого, в центре кузницы должна размещаться большая (1,5 × 2 м) правильная плита толщиной 30–50 мм для правки и сборки крупногабаритных изделий.
Вдоль стен около окон размещают слесарные стеллажи со сверлильными, отрезными и заточными станками. Если позволяет площадь, то в кузнице можно установить небольшой токарный станок, гидравлический пресс и другое оборудование для накатки рельефа, гибки и скручивания заготовок. Для сварочных, покрасочных, сушильных и других работ необходимо оборудовать отдельные помещения. Кроме этого, в кузнице необходимо предусмотреть раздевалки, душевые и комнаты отдыха.
1.1.46 Участок художественной ковки.
План такой кузницы в масштабе (10 мм соответствует 1 метру) показан на рис. 1.1.46.
Кузница состоит из десяти участков: I – кузнечный, II – сварочный, III – чистки, IV – покраски и сушки, V – для складирования металла, VI – для складирования угля, VII – душевая, VIII – туалет, IX – раздевалка, X – компьютерная. Оборудование основное и вспомогательное: 1 – сушильный шкаф, 2 – камера для очистки дробью, 3 – сварочный пост, 4 – стеллаж для хранения кузнечного инструмента, 5 – сварочный агрегат, 6 – металл, 7 – пневматический молот, 8 – короб с углем, 9 – бачек с маслом, 10 – вентилятор, 11 – основная наковальня, 12 – горн с зонтом, 13 – ящик с песком, 14 – бачок с водой, 15 – малая наковальня, 16 – токарный станок, 17 – горизонтальный гидравлический пресс, 18 – стеллаж для инструмента, 19 – душ, 20 – унитаз, 21 – шкафчики для одежды, 22 – компьютер, 23 – диван, 24 – стеллаж для инструмента, 25 – установка для гибки, 26 – сверлильный станок, 27 – слесарный стол, 28 – тиски, 29 – ворота, 30 – правильная плита, 31 – отрезной станок, 32 – слесарный стол, 33 – точило, 34 – пресс-ножницы, 35 – стеллаж для инструмента, 36 – шкаф для одежды и инструмента, 37 – шкаф для спецодежды, 38 – шкаф для спецодежды и инструмента.
Установка молота на фундамент является очень ответственной операцией и должна проводиться опытными монтажниками. Размеры фундамента зависят от типоразмеров молотов, качества грунта, расположения уровня грунтовых вод и других местных условий. Так, молот с массой падающих частей (мпч) 80 кг устанавливается на бетонную подушку, толщиной 0,7 метра (рис. 1.1.47), а молот с мпч 160 кг устанавливаются на специальном бетонном фундаменте, армированном металлической сеткой. Размеры ямы под фундамент должны быть больше габаритных размеров основания молота на 500–800 мм, а центр молота, совпадающий с вертикальной осью рабочего цилиндра, должен располагаться на расстоянии 3700 мм от основных стен здания. При плотном грунте глубина фундамента обычно составляет 2000 мм. Для предупреждения массива фундамента от разрушения под действием ударов молота фундамент армируют в продольном и поперечном направлениях двумя рядами металлических сеток из стержней диаметром 8–10 мм с квадратными ячейками 15–20 мм. При заливке бетона необходимо оставлять колодцы глубиной 1450 мм и 450 мм для последующей установки крепежных шпилек для станины молота и для крепежных шпилек для электродвигателя, а также выемку для шабота (рис. 1.1.48). Для создания при работе молота эластичности на дно выемки шабота укладывают прокладку из толстого дубового бруса. Вначале устанавливают на деревянную прокладку шабот, проверяют горизонтальность нижнего бойка и высоту над уровнем пола. При этом необходимо следить, чтобы шабот располагался по центру отверстия в нижней части стойки молота, а рабочие и боковые грани верхнего и нижнего бойков полностью совпадали. После этого заливаются бетоном шпильки молота и электродвигателя. По окончании затвердевания цементного раствора производится затяжка фундаментных шпилек и закрепления шабота в отверстии станины при помощи дубовых клиньев. Контроль правильности взаимной установки шабота и станины по высоте производится с помощью специальной риски, нанесенной на штоке бабы молота. При положении бабы внизу, то есть когда верхний боек лежит на нижнем, риска не должна выходить ниже нижней кромки направляющей буксы. Для некоторой гарантии на случай осадки шабота или «подстрожки» бойков риска должна быть на 5–15 мм утоплена внутри буксы.
