|
либо высоту ее падения. Но и то и другое имело свои пределы. Быстрый процесс
машиностроения, необходимость оковки все более и более крупных предметов довели
наконец вес бабы (бьющей части молота) до колоссальных размеров — порядка 120
тонн. При падении таких огромных масс, конечно, невозможно было добиться
необходимой точности. Кроме того, сила удара, вызывающая резкую деформацию
предмета, действовала благодаря инерции лишь на поверхностный слой отковки. С
технологической точки зрения медленное, но сильное давление было гораздо более
целесообразно, поскольку металл получал время раздаться, и это способствовало
более правильной деформации. Наконец, сильные удары молота настолько сотрясали
почву, что это сделалось опасным для окружающих построек и сооружений.
Впервые ковочный пресс был разработан в 1860 году директором мастерских
государственных железных дорог в Вене Дж. Газвеллом. Мастерские были
расположены в черте города вблизи жилых построек, так что разместить в них
мощный паровой молот не представлялось возможным. Тогда Газвелл и решил
заменить молот прессом. Созданный им пресс обслуживался паровой машиной
двойного действия с горизонтальным цилиндром, приводившей в действие два насоса.
Мощность пресса составляла 700 тонн, и он с успехом применялся при штамповке
паровозных деталей: поршней, хомутов, кривошипов и тому подобного. Выставленный
в 1862 году на всемирной выставке в Лондоне, он привлек к себе живейший интерес.
С этого времени во всех странах стали создаваться все более мощные прессы.
Английский инженер Витворт (один из учеников Генри Модсли и сам выдающийся
изобретатель), увлеченный примером Газвелла, поставил перед собой сложную
задачу — создать такой пресс, который бы можно было использовать для получения
изделий непосредственно из железных и стальных слитков. В 1875 году он получил
патент на свой первый ковочный пресс.
Пресс Витворта состоял из четырех колонн, укрепленных в фундаментной
плите. На верхней части колонн была расположена неподвижная поперечная балка
(траверса) с двумя гидравлическими подъемными цилиндрами — с их помощью вверх и
вниз перемещалась подвижная траверса, на которой внизу был установлен штамп.
Устройство пресса основывалось на комбинированном использовании силовых насосов
и гидравлических аккумуляторов. (Гидравлический аккумулятор — устройство,
позволяющее накапливать гидравлическую энергию; он состоит из цилиндра и поршня,
к которому крепится груз; сначала вода, поступающая в цилиндр, приподнимает
груз, затем, в нужный момент, груз отпускается, и вода, выходя из цилиндра под
его давлением, совершает необходимую работу.) В прессе Витворта между четырьмя
колоннами на некоторой высоте над наковальней K помещался массив P; внутрь него
был вставлен большой цилиндр C, поршень которого E и был кующей частью пресса.
Этот поршень соединялся с поршнями двух малых цилиндров a и a1, также
вставленных в массив, так что при работе все три поршня поднимались и
опускались одновременно. Пространство C над поршнем большого цилиндра
соединялось с коробкой D, куда вгонялась насосами вода. У малых цилиндров
пространство над поршнем соединялось с трубкой грузового аккумулятора AB, груз
которого был уравновешен с весом всех трех поршней E, a и a1.
Сама работа ковки производилась следующим образом: открывался клапан d в
нагнетательной коробке, воду насосов направляли в пространство над поршнем
большого цилиндра, отчего все три поршня опускались. При этом большой поршень
производил сжатие металла, а малые поршни давили на воду под ними и этим
давлением поднимали уравновешивающий груз аккумулятора. Когда клапан
нагнетательного насоса закрывали, давление на большой поршень прекращалось, и
тогда поднятый груз аккумулятора начинал опускаться, передавая давление на воду,
которая поднимала все три поршня. Таким образом, груз и три уравновешенных с
ним поршня представляли собой как бы две чаши весов. Насосы приводились в
действие паровой машиной. Для наблюдения за силой сжатия с кующим поршнем была
соединена стрелка F, что давало возможность вести ковку с исключительной
точностью.
Впервые гидравлический пресс Витворта был применен для ковки отливок в
1884 году. До этого времени ковка орудийных стволов на заводе Витворта, как и
многие другие кузнечные операции, велась на паровых молотах. Однако
преимущество гидравлических прессов перед паровыми молотами оказалось
бесспорным. Так, например, для ковки ствола орудия из слитка массой 36, 5 т
требовалось 3 недели и 33 промежуточных нагрева; с применением же
гидравлического пресса, дававшим усилие в 4000 т, ковка слитка массой 37, 5 т
занимала всего 4 дня и требовала 15 промежуточных нагреваний. Замена молота
прессом удешевляла операцию ковки крупногабаритных деталей примерно в семь раз.
Поэтому в короткое время прессы Витворта получили широкое распространение.
Вскоре применение гидравлических ковочных прессов привело к серьезным
техническим преобразованиям на крупных металлургических и машиностроительных
заводах. Тяжелые паровые молоты были повсеместно демонтированы и заменены
прессами. К началу 90х годов XIX века уже имелись прессы мощностью в 1000 т.
56. ПАРОВАЯ ТУРБИНА
Наряду с гидротурбинами, описанными в одной из предыдущих глав, огромное
значение для энергетики и электрификации имело изобретение и распространение
паровых турбин. Принцип их действия был подобен гидравлическим, с той, однако,
разницей, что гидравлическую турбину приводила во вращение струя воды, а
паровую — струя разогретого пара. Точно так же, как водяная турбина
представляла собой новое слово в истории водяных двигателей, паровая
продемонстрировала новые возможности парового двигателя. Старая машина Уатта,
отметившая в третьей четверти XIX века свой столетний юбилей, имела низкий КПД,
|
|