Online video hd
Смотреть hd видео
Официальный сайт aquaexpert 24/7/365
Смотреть видео бесплатно
|
||||||||||||
|
Рефераты
Металлургия (101)История технологии художественных отливок. Литье пушек
Размер: 1.02 MB
Скачан: 39 Добавлен: 04.09.2005 Министерство образования Российской Федерации Волгоградский Государственный Технический Университет Кафедра '' Машины и технология литейного производства'' Реферат ИСТОРИЯ ТЕХНОЛОГИИ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОК. ЛИТЬЕ ПУШЕК. Выполнил: Студент гр.ЛМХ-633 Просин Д.А. Проверил: Ким Г.П. Волгоград 2001г. С литьем пушек возросла социальная и общественная роль литейщика. Порох, на основании ряда исследований, был изобретен в Китае в IX в. и уже в Х в. применялся для огнестрельного оружия. Арабы использовали его в конце XIII—начале XIV вв., они же завезли его в Европу в XIV в. через Первые орудия представляли собой гладкоствольные трубки с глухой казенной частью, в которой имелось затравочное отверстие. Заряжали их с дульной части. Такая конструкция просуществовала почти до второй половины Орудийный ствол изначально получали при помощи сварки свинцом откованных железных полос, скрепленных затем медными обручами. Отдельно изготавливали казенную часть. Такая техника была пригодна для изготовления лишь орудий небольшого размера и не могла обеспечить их надежную эксплуатацию. С этих позиций цельнолитая пушка даже из бронзы была предпочтительнее. [pic] Рис. 1 Пищаль «Медведь». Бронза. Литейный мастер Семен Дубинин. 1590 г., Москва, Кремль Первые шаги развития артиллерии на Западе и в Московском государстве характеризовались тем, что каждый литейный мастер создавал свой особый тип пушки, назначал по своему усмотрению длину, толщину и прочие размеры изделия. До появления общих требований к орудиям30 был распространен обычай украшать пушки орнаментами, надписями, отличительными скульптурами, от которых они часто получали свое название: «Аспид», «Лев», «Барс», «Гамаюн» и т.п. (рис.1). В этом, как и в других отличиях, проявлялось своеобразное соперничество между литейщиками. Характерно, что старейшая из дошедших до наших дней русских литых пушек (1492 г.) не имеет цапф и скоб, но ее дуло и торец украшены орнаментом. Богато украшались вначале и появившиеся позже лафеты (рис.2). Так что пушки также можно причислить к разряду художественных отливок прикладного назначения. [pic] Рис. 2. Пищаль с «витым» стволом. Бронза. Литейный мастер Яков Осипов. 1671 г Литой лафет — чугун. XIX в. Техника литья к моменту появления огнестрельного оружия получила достаточное развитие, этому способствовало изготовление крупных колоколов. Литейщики достаточно быстро поняли, что хорошо звучащая, но хрупкая Хотя, к сожалению, и для военных целей, но именно массовое литье пушек положило начало созданию первых крупных литейных предприятий. Уже в царствование Ивана Грозного приглашенный из Италии знаменитый архитектор, инженер и артиллерист А. Фиорованти расширяет в Москве литейные мастерские и создает на их базе пушечнолитейное предприятие «Пушечную избу» (1478 г.). При создании полковой артиллерии упорядочивается технологический процесс, разрабатываются основные элементы классификации пушек. Их стали делить на группы в зависимости от величины ядра, заряжаемого в них В 1540 г в Нюрнберге была разработана таблица калибров с указанием диаметров каменных и чугунных ядер Например, в России трехфунтовая пушка имела калибр Формовка пушек, установившаяся в XIV в — так называемая «медленная формовка», по аналогии с производством колоколов, использовалась сравнительно долго В ее основу был положен древний способ изготовления колоколов по шаблону с горизонтальной осью вращения (по Теофилу). [pic] Рис.3. Пооперационное изготовление литейной формы пушки по способу «медленной формовки» . В первую очередь готовили глиняную модель корпуса пушки. На деревянный круглый или граненый сердечник слегка конической формы накладывали соломенный жгут, повторяя приблизительно наружные очертания ствола пушки На полученную глиняную модель прибивали деревянные модели цапф, закрепляли модели ручек и украшений (рис 3, г,). Последние изготавливали из смеси воска, сала и толченого древесного угля в специальных гипсовых формах После получения модели переходили к изготовлению кожуха формы. Для этого модели пушек смазывали разделительным составом, состоящим из сала с растительным маслом Затем наносили насколько слоев влажной смеси, аналогичной Рис.4. Гипсовые формы для изготовления восковых деталей модели пушки. той, которую использовали в последних слоях модели. Каждый слой просушивали на воздухе. И далее на них наносили слои из густой глины до тех пор, пока не получали кожух толщиной от 175 до300 мм (в зависимости от величины пушки).Затем извлекали модели цапф, а образовавшиеся отверстия заделывали глиной. Сверху на кожух для прочности накладывали железные обручи, продольные полосы (рис 3, д) и снова железные обручи(рис 3, е) Форму с оставшейся в ней глиняной рубашкой модели ставили вертикально в яму на железные подкладки и разводили огонь внутри ствола, чтобы растопить разделительный слой между кожухом(формой) и рубашкой модели, а так же выплавить восковые модели ручек и украшений. Оставшаяся глиняная рубашка модели от прогрева становилась хрупкой и ее легко можно было удалить Чтобы облегчить удаление рубашки, особенно из формы пушек малых калибров, на ней при изготовлении модели вырезали по винтовой линии пазик глубиной до соломенного жгута, затем пазик заливали канифолью или смолой Таким образом после удаления (разрушения) глиняной модели оставалась литейная форма для ствола пушки с отпечатками на внутренней поверхности всех украшении, надписей и т п Стержень для формы пушки изготавливали также как и модель, с той разницей что сердечником служил железный прут, вместо соломенного жгута брали пеньковую веревку, а шаблон по которому вытачивали стержень имел конфигурацию внутреннего канала пушки Затем литейную форму собирали устанавливали внутри стержень, раскрепляя его специальными приспособлениями — жеребейками, прикрепляли к форме ствола форму для казенной части Продольный разрез формы показан на рис. 3, а. Собранную форму ставили вертикально в заливочную яму казенной частью вниз Пространство вокруг формы забивали сухой землей и на ней делали лит пиковую чашу, из которой металл поступал в литейную форму Заливку форм как и для всех других крупных отливок выполняли непосредственно из печи по каналам в полу литейной Так отливали бронзовые пушки в западно -европейских феодальных государствах и Московской Руси В годы царствования Ивана III в Во времена Ивана Грозного русская артиллерия по мощи и силе не уступала артиллерии западно- европейских стран, а кое в чем и превосходила их Об этом сообщали послы Византии, Венеции, Англии побывавшие в Москве В 70-х годах XVI в , готовясь к новому походу в Ливонию, Иван Грозный решил значительно повысить мощь осадной артиллерии В осаде Полоцка в 1563 г было использовано лишь 4 стенобитных орудия, между тем эффект от их применения оказался колоссальным Тогда-то на московский Пушечный двор, только что отстроенный после опустошительного набега крымского хана Девлет- В то время на Руси литье крупнокалиберных орудий не было новым делом для литейщиков .Еще в 1554 г , за двадцать с лишним лет до Ливонского похода 1575 г, на Пушечном дворе Кашпир Ганусов, учитель А Чехова, отлил крупную пушку, получившую название «Кашпирова пушка». Она имела длину 448 см, весила 1200 пудов (19,65 т) и стреляла каменными ядрами по 20 пудов Только под руководством А. Чохова на Пушечном дворе было отлито около полутора десятков стенобитных пушек, не считая короткоствольных мортир и пищалей малого калибра. Некоторые крупные пушки А .Чохова сохранились до [pic] Рис. 5. Стенобитная пищаль «Царь Ахиллес» Бронза Литейный мастер А. Чохов 1617 г Литой лафет — чугун, XIX в, Санкт-Петербург . наших дней. В Московском Кремле находятся стенобитные орудия «Аспид» и Рис. 6. «Царь-пушка» в Кремле (фотография начала XX века). Бронза. 1835 г., Москва . Размеры «Царь-пушки» А. Чохова-этого великолепного образца литейного искусства — впечатляют и в наши дни: длина мортиры 5,34 м, диаметр ствола Нельзя сказать, что конструкция «Царь-пушки» была технологичной, учитывая используемые приемы литья. Традиционная форма мортир, в том числе изготовленных А. Чеховым (рис. 7, а), характеризуется ступенчатым внешним контуром, повторяющим внутреннюю форму ствола. Это позволяет уменьшить разность толщин стенок ствола и казенной части. [pic] Рис.7. Конструкция стволов древних мортир А Чохова: а — Мортира «Самозванец», 1605 г.; б — «Царь-пушка», 1585 г . По-видимому, впервые нарушил эту традицию К. Ганусов (1554 г.) при отливке мортиры крупного калибра, известной нам как «Кашпирова пушка». Тем не менее, все обошлось благополучно. Во всяком случае крупных дефектов, выходящих наружу, которые могли бы существенно снизить прочность металла пушки не обнаружено. Положительную роль, видимо, сыграли и относительно тонкие ручки (скобы) на казенной части, выполнившие функцию холодильников. Гигантская пушка создавалась не для бутафории, поэтому ее установили без лафета на Красной площади, близ Москворецкой переправы, рядом с мортирой «Павлин» С. Петрова, которая находилась там уже 30 лет. С В 1701 г. Петр I, создавая новую артиллерию, издал указ, по которому пушку «Павлин» и «Кашпирову пушку» переплавили наряду с другими старыми орудиями. Однако, сознавая историческую ценность «Царь-пушки», он приказал сохранить ее. В 1765 г. «Царь-пушку» перевезли в Кремль и поместили под специально построенным каменным шатром вблизи Воскресенского монастыря. В В 1843 г. «Царь-пушку» перевезли от главных ворот Арсенала к старому зданию Оружейной палаты (здание было разобрано в 1960 г. в связи со строительством на этом месте Дворца Съездов). Перед пушкой сложили пирамиду из четырех полых (декоративных) чугунных ядер, масса каждого ядра — 1000 кг. По обе стороны от орудия сложили еще две пирамиды из менее крупных ядер В 1960 г. пушку окончательно установили неподалеку от церкви Дальнейшее совершенствование процесса литья пушек было связано с необходимостью повышать их надежность, срок службы, подвижность, увеличивать их количество. Требование снизить массу орудий привело к жесткой стандартизации их размеров, уменьшению, а затем и ликвидации украшений. Последнее также упрощало их производство. В XVII в. во многих странах начинает распространяться технология отливки орудий и снарядов из чугуна. Этот материал появился в Китае по одним источникам в VI в. до н.э., по другим — на рубеже старой и новой эр. На самом деле, это яркий пример разновременного, но практически независимого появления новшества из»за слабого распространения информации. Как в средневековье стали плавить чугун, точно не известно. По- видимому, это произошло случайно. При увеличении количества дутья в шахтных печах, использовавшихся в это время для получения железной крицы из руды, было замечено, что из домницы вместе со шлаком вытекает непохожее на шлак вещество. Затвердев, оно имело металлический блеск в изломе, было таким же прочным и тяжелым, как железо, но отличалось от него хрупкостью и не могло коваться .Так как его появление при плавке снижало выход готового железа, это вещество считали нежелательным. Не случайно, до сих пор за чугуном в Литейщики стали использовать чугун для пушек как материал более прочный, технологичный, а главное, менее дефицитный. Но его применение требовало более совершенной металлургической базы. Поэтому до XVI11 в. в одних странах отливали пушки по-прежнему из бронзы, в других — из чугуна. Возраставшая потребность в пушках вступает в противоречие с процессом их «медленной формовки». Изготовление для каждой отливки разовой, уничтожаемой глиняной модели было явно нерационально, особенно после стандартизации размеров пушек одинакового калибра. Трудоемким был и процесс получения слоеной формы из глины. По существу, переворот в этой области осуществил известный французский ученый, инженер и политический деятель По предложению Г. Монжа постоянная модель пушки разделена на части, которые формуются отдельно (подобно делению статуи на части). На рис. Форма изготавливалась в разборном металлическом жакете (опоке), состоящем из кольцевых частей, соответствующих частям модели и дополнительно разделенных по оси симметрии, т.е. на 6 частей модели приходилось 12 частей жакета. Отдельные части жакета скреплялись при помощи чек и шпилек (клиньев). Такая конструкция жакета облегчает формовку, а главное — извлечение готовой отливки из формы . Форму изготавливали в вертикальном положении сначала в нижней части кольцевого жакета формовали нижнюю часть модели Ее предварительно сма- зывали разделительным составом Затем пространство между стенкой модели и жакета заполняли формовочной смесью, состоящей из жирного песка, смешан ного с конским навозом, и уплотняли ее После чего и модель, и кожух постепенно наращивали Поверхность контакта отдельных частей формы покрывали при этом разделительным со ставом Форму собирали, устанавливали стержень, все части жакета скрепляли Следует остановиться на качестве отливаемых пушек. Длинные стержни из глины имели плохую газопроницаемость, поэтому получить отливки без газовых раковин на внутренней поверхности орудии было трудно. Пока требования к качеству не отличались большой строгостью, мелкие дефекты заделывали. [pic] Рис 8. Способ пушек. Общий вид и разрез формы . дороже. Другими словами, поиск более совершенных технологических вариантов изготовления чугунных пушек продолжался. Одной из наиболее удачных следует считать идею американца Родмана, который предложил использовать металлический водо-охлаждаемый стержень для оформления внутреннего канала пушки. Одновременно в процессе затвердевания и охлаждения пушки наружная поверхность формы, изготовленной в металлических жакетах, подогревалась При этом затвердевание ствола пушки происходило последовательно от внутренних слоев к наружным, т е реализовался принцип направленного затвердевания. Ствол пушки с литым каналом получался плотным, без дефектов. Используя частично эту идею (без обогрева снаружи) в 1869 г на Мотовилихинском заводе в Перми была отлита самая крупная (массой 44,2 т) в мире чугунная пушка калибром 20 дюймов Литая заготовка состояла из трех частей собственно пушки длиной 5480 мм с «хвостом» 229 мм, подприбыльной части высотой 685 мм и прибыли высотой Отливка подвергалась существенной механической обработке от нее была отрезана прибыль, обработаны наружная поверхность, цапфы и канал ствола, просверлено отверстие запала. На это ушло 3,5 месяца «Пороховые испытания» пушки велись чугунными пустотелыми ядрами массой [pic] Рис 9. Форма для литья 20-дюймовой чугунной пушки по способу Родмана . настоящее время находится в заводском музее в Перьми. Однако и чугунные пушки со временем ушли в прошлое. На смену им в XIX в пришли стальные орудия Сталь более прочна, а главное — пластична, ее можно ковать, катать .Поэтому появилась альтернатива литым пушкам — кованые орудия со сверленым каналом .Какие орудия лучше, литые или кованые? По этому поводу существуют противоположные точки зрения, но это уже другая тема . Литература 1.Бех Н.И., Васильев В.А., Гини Э.Ч. Мир художественного литья:История технологии.М.Металлург,1997.272с. 30 Первоначальное использование орудий- городская артиллерия для защиты городов и осадная – для их взятия. При этом, не требовалось большой подвижности орудий. |
|
|
Смотреть онлайн бесплатно
Онлайн видео бесплатно