Ковочные манипуляторы — напольные машины, выполняющие захват, подачу, кантование и другие перемещения тяжелых горячих заготовок и слитков при работе на гидравлических прессах. Конструкции этих манипуляторов менее сложны ввиду того, что при ковке под прессами отсутствуют ударные нагрузки.
Первый ковочный манипулятор для работы у молота был изготовлен и удачно применен в кузнечном цехе Уралмашзавода.
Эксплуатация первых манипуляторов, грузоподъемность которых не превышала 2 Т [19,6 кн], преобразила условия работы и резко увеличила производительность труда бригады кузнецов при уменьшении ее численного состава.
В кузнечнопрессовых цехах применяются современные рельсовые и безрельсовые манипуляторы различных типов, обслуживающие ковочные молоты, прессы и тяжелые штамповочные паровоздушные молоты. Напольные кузнечные манипуляторы рельсового и безрельсового типов применяют для механизации основных процессов ковки: держания заготовки, перемещения ее назад и вперед, повертывание заготовки, т. е. для манипулирования в процессе ковки. При отсутствии на участке посадочной шаржирмашины манипулятор выполняет также погрузку холодных заготовок в печь, выдачу нагретых заготовок из печи и доставку их к прессу или молоту.
Для обслуживания крупных штамповочных молотов применяют безрельсовые манипуляторы (на колесах автомобильного типа). Эти машины отличаются большой маневренностью и возможностью использования при любом размещении ковочного оборудования и нагревательных печей.
Рельсовый манипулятор к ковочному молоту
Рельсовый манипулятор для ковочного молота имеет сварную раму 1, на двух платформах которой расположены четыре механизма: передвижения, вращения хобота, качания хобота и зажима заготовки (слитка). На нижней платформе установлен механизм передвижения манипулятора, передающий вращение от электромотора к ведущим бегункам 5. На этой же платформе смонтирован масляный насоа 6 и электрооборудование 8. Хобот и механизм 7 вращения хобота смонтированы на качающейся в вертикали литой раме, подвешенной к основной раме 1 в двух точках:
к задней оси 3 и к передней подпружиненной подвеске 10. Хобот качается вместе с подвесной рамой вокруг задней оси 3, это движение осуществляется через систему блоков тросом от привода 2. Удары, действующие на подвесную раму в горизонтальной плоскости, воспринимаются и гасятся пружинными буферами 4.
Хобот, опирающийся на два подшипника в подвесной раме, получает вращение от электродвигателя через планетарный редуктор, благодаря которому механизм вращения стержня хобота предохраняется от перегрузок и поломок. Механизм зажима клещей хобота, смонтированный в теле хобота, имеет гидравлический привод, состоящий из цилиндра 9 и поршня, шток которого соединен с рычажной системой зажима. Привод 2 механизма качания хобота смонтирован на верхней платформе и состоит из электродвигателя, редуктора и двух барабанов для тросов, на которых подвешена рама и хобот манипулятора. Управляют каждым механизмом самостоятельно (автономно) из кабины.
На крупных прессах усилием свыше 2000 Т [19,6 Мн] во время ковки длинных и тяжелых заготовок или слитков работа ковочного манипулятора сводится к кантовочным операциям, а поддерживание второго конца длинной поковки обычно осуществляется мостовым ковочным краном при помощи цепи подвесного электрокантователя.
Манипулятор и мостовой ковочный кран
1 — рельсовый манипулятор;
2 — мостовой кран;
3 — кантователь;
4 — цепь кантователя.
При выполнении машинной свободной ковки применяют устройства, механизирующие операцию раскатки колец на оправке под молотами. Для ковки колец крупных размеров под тяжелыми молотами уральские кузнецы (УЗТМ) разработали и внедрили в производство механизм, схема которого показана на рисунке.
Раскидные стойки — люнеты и кантовочный механизм (для раскатки крупных колец)
1 — механизм вращения оправки,
2 — кнопки управления,
3 — накладка фасонного профиля для раскатки наружного контура кольца,
4 — раскатываемое кольцо,
5 — оправка.
Применение этого устройства значительно облегчило работу, повысило производительность труда и позволило уменьшить численный состав бригады кузнецов.
Дальнейшее развитие механизации в кузнечноштамповочных цехах крупносерийного и массового производства идет по пути создания механизированных линий с автоматизацией отдельных операций. На этих линиях большинство технологических операций осуществляется по автоматическому циклу, а передачи заготовок от операции к операции механизированы.
В комплексных автоматических линиях кузнечноштамповочных цехов используют универсальное ковочное оборудование, оснащая его механизмами автоматической подачи, программным управлением, специальными автоматическими устройствами и приборами. Примером такой комплексной автоматической линии является созданная на Челябинском тракторном заводе поточная механизированная линия для изготовления штампованных звеньев гусеницы.
Технологический процесс изготовления звена осуществляется в такой последовательности. Прутки (прокат) поступают на сортовые ножницы, где отрезается мерная штучная заготовка и подается пластинчатым транспортером в индукционный нагреватель. Нагретая заготовка специальным механизмом перемещается в штамп кривошипного ковочноштамповочного пресса, в котором штампуется поковка звена. Затем она передается транспортером в штамп обрезного пресса для обрезки облоя и прошивки отверстия.
Подвесным конвейером обрезанная поковка подается в дробеструйную камеру для очистки поверхности, после чего поковки поштучно ориентируются в специальном бункере и направляются на чеканочные прессы, в штампах которых при помощи установленного между прессами кантователя звенья чеканятся.
Полученные таким образом поковки подаются прямоточно (механизировано) на автомат для сверления и расточки отверстий.
После проверки линейных размеров контрольным автоматом, встроенным в линию, поковки звена гусеницы продвигаются дальше и поступают на закалку в специальную электрическую печь с закалочным баком для охлаждения. Пройдя отпуск в электропечи, каждое готовое звено автоматически транспортируется и подвергается контролю на твердость на автоматическом приборе.
Внедрение описанной линии позволило увеличить выпуск продукции на одного рабочего в год в 15 раз.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий