Коллектив авторов
Большая энциклопедия техники

Полная версия

Кузнечно-штамповочные машины

Кузнечно-штамповочная машина – машина для обработки заготовок или металла способом штамповки. Штамп – это замкнутая полость по форме заданной детали, образованная из верхней и нижней частей. Прототип штамповки – чеканка – была известна во многих странах с древности. Но в конце XVIII – начале XIX в. с развитием промышленности началось применение штамповки, и еще большее ее распространение произошло в середине XX в. Штамповка во много раз производительнее и экономичнее ковки. Она применяется в машиностроении, радиоэлектронной промышленности и других областях производства. При штамповке больше процент использования металла. Штамповка различается по типу оборудования, технологии и формы заготовки и бывает объемной или листовой, с нагревом или без нагрева. Для штамповки используются кузнечно-штамповочные машины. На них получают изделия из проволоки, прута, листа, полосы. Движения всех устройств машины осуществляются в автоматическом цикле и взаимосвязаны без влияния человека. Кузнечно-штамповочные машины по характеру обработки и виду материала различаются по группам: для холодной штамповки, для горячей штамповки, для повторной высадки, для штамповки листов, накатки резьбы, изготовления пружин и другие специальные. Кузнечно-штамповочные машины обрабатывают заготовки, детали, полуфабрикаты, заготовки изделий: ролики, шарики, кольца, подшипники, фурнитуру, детали приборов и машин. С точностью 2 и 3 классов и чистой 6—10 классов. Способом холодной штамповки обрабатывают более мелкие детали. Горячая штамповка используется для обработки больших изделий, но точность и чистота при ее применении ниже, чем при холодном штамповании. Наибольшее усилие машины для штамповки доходит до 40 000 кн (4000 тс). Производительность различается от способа штамповки и вида изделий и составляет 16—2200 штук в минуту. Но особо прочные сплавы штампуют способом горячей штамповки на гидравлических прессах – это изотермическая штамповка. Тонкий листовой материал менее 4 мм штампуют без нагрева, толстый листовой материал более 4 мм нагревают. Полученные детали отличаются точностью размеров. В середине XX в. стали применяться новые технологии и способы штампования: высокоскоростная штамповка до 60 м/с, электромагнитная формовка, вырабатывающая 600 штук изделий за час. Увеличивается производство и самих кузнечно-штамповочных машин, и в конце XX в. оно составляло до нескольких десятков тысяч штук в год. Применяются способы обработки трудно формирующихся титановых, вольфрамовых сплавов, жаропрочных сталей, керамики, разнородных соединений.

Кран судовой (плавучий кран)

Судовой кран (плавучий кран) – грузоподъемная машина, установленная на судах. Как правило, такой кран бывает стационарным, поворотным, стреловое устройство его с горизонтальным перемещением груза, так как изменение вылета стрелы является рабочим движением. Механизм подъема груза – лебедка и стальной канат, грузозахватное приспособление – крюк, грейфер. Вылет стрелы – до 16 м. Грузоподъемность – 1—16 т. Конструкции крана сварные, выполнены из прочной стали. Но подъемный кран может находиться не только на судне, но и на отдельном специальном понтоне, и быть или несамоходным (тогда его буксирует судно), или самоходным, со скоростью движения около 10—15 км/ч. Конструкция такого крана состоит из верхнего строения – самого подъемного крана, и понтона, с помощью которого кран находится на плаву. Конструкция крана различна. Она бывает универсальной – поворотной и неповоротной – мачтовой, козловой. Неповоротные плавучие краны имеют вылет стрелы до 25 м, их грузоподъемность – до 1500—2500 т. Поворотная часть плавучих кранов такая же, как у портальных, их грузоподъемность – до 25 т, вылет стрелы – до 35 м. Но некоторые самоходные поворотные плавучие краны имеют вылет стрелы до 60 м и грузоподъемность до 350 т. Механизм подъема грузов у любых судовых или плавучих кранов – это лебедка, стальной канат, к которому прикреплено грузозахватное устройство – крюк, грейфер. Механизм передвижения плавучего крана – это плавающий понтон (самоходный или несамоходный). Управление краном осуществляется из кабины. Стреловое устройство плавучих и судовых кранов с горизонтальным перемещением грузов, так как их рабочее движение – это изменение вылета стрелы. Механизм привода – электрический двигатель. Конструкции кранов сварные, выполнены из прочной стали. Производство плавучих и судовых кранов и их широкое применение налажено с середины ХХ в., что связано с потребностью производства с ростом мощности портов. Судовые краны используются для перегрузочных работ непосредственно на судне, плавучие краны применяются для работы, производимой на плаву, для производства строительно-монтажных работ в судостроении. Модификация кранов, их характеристики – грузоподъемность, вылет стрелы – зависят от области применения. Для штатных перегрузочных работ применяют, как правило, несамоходные плавучие краны грузоподъемностью до 25 т и с вылетом стрелы до 35 м. Для монтажных работ в судостроении применяют, как правило, самоходные краны грузоподъемностью до 350 т и с вылетом стрелы до 60 м. Для подъема особо тяжелых грузов и выполнения специальных перегрузочных работ применяют неповоротные плавучие краны грузоподъемностью до 1500—2500 т и с вылетом стрелы до 25 м. Основная задача совершенствования конструкции таких кранов – это увеличение грузоподъемности и других основных характеристик – длины вылета стрелы, высоты подъема груза, применения системы гашения колебаний груза, повышения производительности, расширения сферы использования.

Кран-укосина

Кран-укосина – настенный поворотный подъемный кран. Как правило, выполняется в виде треугольной фермы. Укосина крепится на верхней и нижней опоре. На верхнем конце фермы находятся блоки для грузоподъемного каната. Вылет может быть изменен при помощи специального механизма. Также кран может иметь и поворотный механизм. Грузоподъемность крана невелика – 5 т, поэтому их используют для перегрузочных работ в небольших цехах, на складах. Конструкции современных кранов выполнены из прочных сплавов. Модификация – это использование различных механизмов для подъема груза, поворота и изменения вылета. Дальнейшее усовершенствование данной конструкции направлено на увеличение грузоподъемности и длины вылета, повышение производительности.

Мостовой кран

Мостовой кран – грузоподъемная машина, выполненная в виде моста – опорного или подвесного. Конструкция балочного или ферменного типа. Мостовой кран движется по подкрановым рельсам вдоль цеха или грузовой площадки. По посту перемещается крановая тележка с грузозахватным приспособлением – как правило, это грейфер-крюк или магнит. Мостовой кран является неповоротным, катучий мост движется по рельсам, которые находятся на стене здания или на специальной эстакаде. В грузовой тележке расположена лебедка. У некоторых конструкций мостовых кранов тележка имеет поворотную стрелу. Стреловое устройство с горизонтальным перемещением грузов. Пролет – расстояние между осями подкрановых рельсов – может быть 50—60 м. Высота подъема грузов – 40—50 м, скорость движения моста – 30—160 м/мин, скорость движения грузовой тележки – 10—60 м/мин, подъема груза – 60 м/мин. Мостовые краны обладают большой грузоподъемностью, она достигает до 500—600 т. Иногда на мосту располагаются две грузовые тележки на одном или двух путях. Механизм привода крана – электродвигатель. Управление краном осуществляется дистанционно по проводам. Конструкции мостовых кранов сварные, выполнены из прочной стали. Производство и широкое использование мостовых кранов налажено с середины XX в., что связано с ростом промышленности и производства. Мостовые краны применяются в производственных цехах, электростанциях, складах, как закрытых, так и открытых. Модификацией мостового крана является мостовой перегружатель, он используется на складах угля, в портах, электростанциях, на промышленных предприятиях. Грузозахватное приспособление такого мостового перегружателя – грейферный захват, его грузоподъемность составляет 15—30 т, скорость передвижения грузовой тележки с грейфером – 160—360 м/мин, скорость подъема груза – 60—70 м/мин. В час такой перегружатель может обработать от 500—1000 т груза. Иногда в грузовой тележке устанавливается поворотная стрела с вылетом 3—6 м. Такой мостовой перегружатель с поворотной стрелой имеет грузоподъемность 10—20 т. Скорость движения крана по верхним поясам моста – 120—180 м/мин. Мостовой перегружатель может быть оборудован и крюком для захвата груза – его грузоподъемность достигает 300 т. Оригинальной модификацией мостового перегружателя является радиальный мост, у него одна опора неподвижная, другая движется по кольцевому пути, такие мосты используются в складах, имеющих круглую форму. Пролет моста – до 120 м, длина консоли – до 50 м. Время подъема – 5—10 мин. Основная задача усовершенствования конструкции мостовых кранов – это увеличение грузоподъемности, скорости работы, использование автоматических систем управления.

Кран-балка – это модификация мостового крана. Тельфер передвигается по балке, опирающейся на рельсы ходовыми колесами. Рельсы расположены на верхних полках подкрановых балок, находящихся под потолком. Но есть конструкции крана-балки, у которых колеса опираются на нижние полки подкрановых балок. Это подвесные (катучие) краны.

Кран-балка может быть однопролетным – шириной 6—15 м и многопролетным – до 100 м. Механизм привода – электродвигатель. Управление краном осуществляется дистанционно по проводам или из кабины, находящейся на ездовой балке, грузоподъемность кран-балки – до 1—5 т. Такие краны используются в основном в цехах, на складах. На судах кран-балка применяется для подъема и спуска становых якорей.

Кран-штабелер – также модификация мостового крана. Его грузовая тележка имеет поворотную колонну, по которой движется специальный вилочный захват, несущий на поддоне груз. Такой кран используется для укладки и разбора пакетных штабелей.

Металлургический мостовой кран имеет специальные грузозахватные устройства, что позволяет его использовать в металлургических цехах. Наименование таких кранов – литейные, колодцевые, завалочные.

Ротационная печатная машина

Печатная машина используется в полиграфии для печати книг, газет, листовой продукции (плакаты, этикетки) – это наиболее высокопроизводительное печатное оборудование. Основные рабочие устройства: печатный аппарат для переноса краски с формы на бумагу, красочный аппарат, который наносит краску на форму, бумагопроводящее устройство, подающее бумагу к печатному аппарату, и устройство, выводящее оттиски из системы, принимающее и обрабатывающее отчитанную продукцию. Механизм привода – электрический. Форма закреплена на цилиндрической поверхности (формном цилиндре), бумага расположена на печатном цилиндре. Переход краски с формы на бумагу осуществляется в зоне контакта печатного и формного цилиндра. Машина может быть листовой или рулонной в зависимости от вида подаваемого материала – отдельные листы бумаги или бумажная лента-рулон. Листовые ротационные машины используются для печати высококачественной многокрасочной продукции для всех основных способов печатания: высокого, глубокого, офсетного. Скорость работы – до 7500 листов в час. Формат листов 70 × 100, 84 × 108 см.

Рулонные ротационные печатные машины используются для печати книжно-журнальной и газетной продукции, также для высокого, глубокого и офсетного способов печатания. Производство печатных машин было начато в Германии в начале XIX в. В Россию печатные машины ввозились из-за границы. Но после революции потребности развивающейся страны в книжно-журнальной продукции способствовали созданию собственной печатной техники. Первая ротационная печатная машина в России была выпущена в 1932 г. на заводе им. М. Гельца в Ленинграде. Это была малоформатная машина. Первая тяжелая газетная ротационная машина «Комсомолец» была выпущена 7 ноября 1932 г. Рыбинским заводом. В дальнейшем печатные машины стали выпускать заводы в Киеве, Харькове, Ростове, Ромнах, Ейске. Среди зарубежных стран производителями печатного оборудования являются США (фирмы: «Миле-Госс-Декстер», «Харрис-интертайп», «Элтра», «Американ тайп фаундерс К»), Германия (фирмы: «Кениг унд Бауэр акциенгезельшафт», «Машинен Аугсбург-Нюрнберг», «Шнельпрессенфабрик акциенгезельшафт Гейдельберг»), Великобритания (фирмы: «Интертайп Лтд», «Монотайп Лтд») и также Япония, Франция, Швейцария, Швеция, Италия.

Модификации ротационной печатной машины в основном зависят от вида подаваемой бумаги – лист или рулон. В листовой машине в красочном аппарате имеется большое количество резиновых валиков и металлических цилиндров, они, перемещаясь в осевом направлении, раскатывают краску и наносят ее на форму равномерным слоем. В зависимости от числа печатающих секций машины могут быть одно-, двух– или четырехкрасочными. И лист передается от одной секции к другой, и на каждой секции на оттиск наносится следующая краска. Есть печатные машины с планетарным печатным аппаратом, в них несколько формных цилиндров контактируют с одним печатным цилиндром. В листовых ротационных машинах печатной формой является стереотип или гальваностереотип, или полноформатные гибкие формы из фотополимеров или микроцинка. Самые распространенные из листовых машин – это машины для офсетной печати – ПОЛ-70, ПОЛ-84. Формный цилиндр имеет увлажняющий аппарат, наносящий слой раствора на пробельные элементы формы. Офсетный цилиндр покрыт прорезиненным полотном, и на него переходит слой краски с формы, в зоне контакта с печатным цилиндром краска переходит на бумагу. В четырехкрасочной машине ПОЛ-70 цепной транспортер передает листы бумаги от секции к секции. Но листовые машины в своем применении ограничены. Рулонные машины более распространены, так как они печатают широкий спектр полиграфической продукции. По своему назначению рулонные машины бывают книжно-журнальные или газетные. Выпускают рулонные машины для высокой, глубокой и офсетной печати. Газетные машины с шириной бумаги 1680, 840, 420 мм, окружность цилиндра – 1188 мм, максимальная скорость печати – 30 тыс. об/мин, широко распространены рулонные машины офсетной печати для печатания книжно-журнальной продукции. Эти машины имеют четырехцилиндровый печатный аппарат. И между двумя офсетными цилиндрами проходит бумага, на которую одновременно с двух сторон наносятся изображения формата оттиска 700 × 920, 546 × 840, 840 × 1092 мм. Максимальная скорость – до 30 тыс. об/мин. Рулонные офсетные ротационные машины используются для печати высококачественной иллюстрированной продукции.

Дальнейшее развитие конструкции ротационных машин направлено на увеличение скорости работы машины, форматов бумаги, качества печати, создание многокрасочных машин, способных изготавливать продукцию за один цикл.

Наборная машина

Наборная машина – устройство для изготовления текстовой части печатной формы в полиграфии. Способ набора текста: на машине происходит вывод нужного знака в рабочее положение, размещение и воспроизведение изображения знака в строке заданного формата согласно содержанию текста и его оформлению, получение строк одинаковой длины.

Первые наборные машины, механизировавшие набор текста, появились в Европе в начале XIX в. В 1822 г. в Англии У. Черч создал первую наборную машину с клавиатурой. В 1866 г. в России П. П. Княгининский построил первую литеронаборную машину с программным управлением от перфоленты. Первые фотонаборные машины появились также в конце XIX в. Их появление связано с необходимостью механизировать процесс набора текста, что связано с увеличением выпуска печатной продукции во всех странах. В России такие машины стали выпускать с начала 1930-х гг., что связано с развитием собственного полиграфического машиностроения. В наши дни машины выпускаются ведущими фирмами США, Германии, Японии, Швейцарии, Великобритании, Франции.

Модификации наборных машин различаются по способу формирования изображения. Три основных вида наборных машин: наборно-литейные, наборно-пишущие, фотонаборные. Наборнолитейные машины получают текстовые изображения в виде знаков с рельефной печатающей поверхностью из типографского сплава. Такие машины используются для изготовления форм высокой печати. Тип наборно-отливных машин включает машины-линотипы (строкоотливные) и машины-монотипы (буквоотливные). Наборно-пишущие машины получают изображение текста в виде оттисков на пленке или бумаге с использованием побуквенной печати. Такие машины используются для изготовления форм офсетной печати при небольших тиражах изданий, не требующих особо качественного оформления. Фотонаборные машины используются в офсетной печати. Они более производительны. Буквы текста воспроизводятся фотографическим путем на фотопленке или фотобумаге. Полученные текстовые диапозитивы используются для получения печатных форм. Широкое применение имеют фотонаборные машины с электронно-механическим устройством системы с электронно-лучевыми трубками. Фотонаборные системы воспроизводят знаки и строки на экране и проецируют их на фотоматериал. Наиболее известные марки фотонаборных машин – «Фотон» (Великобритания), «Фотосеттер» (США), «Линофильм-Европа» (Германия), «Линотрон» (Великобритания), «Дигисет» (Германия), ФА-500 (Россия). Основные характеристики любых наборных машин – это ассортимент знаков для набора, диапазон кеглей (высота знаков), диапазон форматов (длина строки), возможность набора формул и таблиц. Эти характеристики определяют использование этой модели наборной машины, некоторые типы машин изготавливают отдельные элементы наборной формы, наборные линейки и пробельный материал, специальные крупнокегельные машины используются для набора заголовков, шрифтолитейные машины изготавливают шрифты для ручного набора. Наборные машины по типу механизации процесса бывают полуавтоматические и автоматические. На полуавтоматической машине наборщик набирает текст на клавиатуре. Автоматические машины набирают текст на основе программы с носителя информации. Оператор-наборщик работает на клавиатуре программирующего устройства – подготавливает программу. При наборе текста с использованием ЭВМ применяются читающие автоматы. Современные наборные автоматы производят набор более 1000 знаков в секунду. Дальнейшее развитие наборных машин направлено на создание автоматических систем переработки текстовой информации, систем с использованием голографии и лазерной техники.

Пакетоформирователь

Пакетоформирователь – машина для формирования пакетов из штучных грузов и их упаковки – часть автоматизированной линии, завершающей технологический процесс. Такие машины сильно различаются по конструкции, которая зависит от вида и размеров груза. Машины бывают с вертикальным, горизонтальным и комбинированным формированием. Но, как правило, в конструкцию такой машины входят: рама, распределитель, накопитель, конвейеры – формирующий, выдающий, отводной, укладчик, устройство, поднимающее и опускающее пакеты. Первые такие пакетоформирующие машины появились в середине XX в. и в России, и в зарубежных странах. Современные машины производительностью до 2000 штук в час работают на промышленных предприятиях в разных отраслях. Они формируют пакеты для штучных, листовых, сыпучих грузов, которые собираются согласно схеме укладки. Пакетоформирующие машины различаются по способу работы, по виду тары, по размеру груза. По способу работы машины бывают полуавтоматические и автоматические. Тара – жесткая, полужесткая или мягкая; также бывают и бестарные грузы – прокат, листы, пиломатериалы. Формирование бывает ручным или с программным управлением – это зависит от типоразмера груза. Иногда используются дополнительные поддоны или прокладки, на которых происходит формирование пакета. Процесс формирования начинается с поступления груза на конвейер машины, откуда он подается в накопитель и где из штучных грузов получается слой; каретка конвейера сдвигает этот слой на укладчик. Когда уложен последний слой, то пакет направляется на выдающий конвейер. Система управления может быть настроена на формирование пакетов для различных по размеру грузов. Дальнейшее усовершенствование конструкции пакетоформирующих машин направлено на разработку типовых структурных схем пакетов, унификацию размеров тары, использование новых технологических процессов, конструирование и внедрение универсальных пакетоформирующих машин.