熱處理箱式電阻爐課程設計

熱處理設備熱處理設備課程設計熱處理箱式電阻爐課程設計一、設計任務2、設計要求：(1)生產率或一次裝爐量：100kg/h(2)零件尺寸：長、寬、高尺寸最大不超過150mm(3)零件材料：中、低碳鋼、低合金鋼及工具鋼(4)零件熱處理工藝：淬火加熱(1)生產率或一次裝爐量為100kg/h，屬小型爐；(2)生產長、寬、高尺寸最大不超過150mm的零件，選擇箱式爐合理；(3)淬火加熱工藝表明所設計的箱式爐屬于中溫范疇。二、電阻爐的爐體結構設計1、爐型選擇：由于所生產的零件尺寸較小，都不大于150mm，且品種較多，熱處理工藝為淬火加熱，具體品種的淬透性不同，工藝有所差別，故采用周期作業(yè)中溫箱式熱處理爐進行設計。(額定溫度為950℃)2、爐膛設計(1)典型零件的選定a《熱處理手模數(shù)m=4齒寬b=70mm全齒高h=9mmf齒輪孔徑d=40mm孔工藝周期為《熱處理設1-2-熱處理設備課程設計故時間t=1.3×1.8×70=163.8min(2)確定爐膛尺寸一次裝爐量=生產率×周期=100kg/h×5h=500kgdd單位重量m=幾[()2(孔)2]b7.8103kg=6.337kg22零件個數(shù)n==78.9必80個6.3370有效面積F==m2=1m2有效P1000F1實際爐底面積F=有效==1.25m2必1.4m2實K0.8(K為爐底利用系數(shù)，通常為0.8-0.85)爐子高度一般為(0.52-0.90)B，取0.6B，故H=0.6m3、爐體各部分結構(1)爐襯：分為內層耐火層和外層保溫層L=1.4mB=1.0mH=0.6m處理設備課程設計2QNmm112熱處理設備熱處理設備課程設計3-33鋼板：厚度為5mm取t=950C,t=50C，故t==500℃142因三層熱流相等，即123612623634123故1(tt)=612623634123得：t＝751.4℃＜900℃(B級硅藻土磚的最高使用溫度)2t＝764.7℃＜500℃(石棉板的最高使用溫度)3(3)爐頂：由B=1m＞600mm，故采用拱頂式結構a2楔形磚，厚度為113mm，(4)爐底：①鋼板15mm②貫穿三層的重質磚(共230mm)③輕質磚65mm④硅藻土保溫磚砌成棋盤式方格，格中填以蛭石粉115mm熱處理設備熱處理設備課程設計4-⑤石棉板5mm⑥鋼板15mm(5)爐門：①爐門口H’=600－113＝487mm高度與寬度之比與爐膛類似，即B’/H’＝B/H邊緣與爐門口重疊100mm，重疊部分機械加工，在兩側設置壓緊裝置。(6)爐架和爐殼爐架是用角鋼、槽鋼等焊接而成的爐體骨架三、電阻爐的熱力計算采用熱平衡法進行熱力計算(1)加熱有效爐料的熱量(即工件熱量)Q=GC(t－t)(G為有效爐料工件的重量G=500kg，C為平均比熱，查件終0《熱處理設備課程設計工件熱量Q=件5-熱處理設備課程設計取t(工件的最終溫度)為850℃，t(工件入爐前溫度)為20℃終0件量0.0350.02則每根質量m=0.3幾[()2()2]7.8103=1.5kg22因Q＝GC(t－t)輔輔終0輔助爐料熱量Q輔=輔助爐料熱量Q輔=輔1每個墊鐵的質量故墊鐵的熱量Q=0.17800.649(850-20)=7.11103kJ輔2輔輔1輔2①通過爐襯散熱損失Q散查表得側墻綜合換熱系數(shù)爐頂綜合換熱系數(shù)10側墻爐襯內部表面積S=(1+1.4)20.6-0.4870.812=2.48㎡內6-c.c.爐底Q熱處理設備課程設計故側墻外部表面積S=(2.106+1.706)〉2〉0.6-0.487〉1.012=4.08㎡外則爐體側墻的平均散熱面積F=(S+S)/2=(2.48+4.08)/2=3.28㎡側內外代入公式，得Q側=661601〉F〉3.6=8.1〉103kJ1+2+3+123x側123x側b.爐頂內6內66S=2.106〉1.706=3.59㎡外SS外內外故=頂10.113=++爐內底面積爐外底面積內外爐底平均散熱面積S=底內外散熱損失d.爐門爐門內面積爐門外面積d.爐門爐門內面積爐門外面積內Q=Q外爐門平均散熱面積爐門平均散熱面積門散側頂?shù)组T蓄111110222220根據(jù)公式，求出側壁、爐頂、爐底砌體體積，各層的平均溫度，各層的熱容可①爐側壁7-熱處理設備課程設計耐火層體積V＝0.6×(1.626×1.226－1.4×1.0)＝0.36m31保溫層體積V＝0.6×(2.086×1.686－1.626×1.226)＝0.91m321m31m32m32m31保溫層平均溫度tp＝(751＋64.7)/2＝408℃22處理設備課程設計2012Q＝[0.36×1.0×(1.06×85－0.8452×20)＋0.91×0.55×(0.75×408－0.75側②爐底V＝0.065×2.086×1.686＝0.23m31V＝0.065×2.086×1.686＝0.23m32③爐頂V＝[π(1＋0.113)2－π]1底1××(1.4＋0.113×2＋0.23×2)＝0.26㎡61蓄熱量Q=蓄蓄熱量Q=蓄Q4＋0.26×0.02﹚×20]頂蓄四、爐子熱工指標Q=Q+Q+Q+Q總件散輔蓄8-熱處理設備課程設計P95kW總安總效率件45.5%效率件45.5%總空爐升溫時間蓄%五、電熱元件的計算2、接線方法：星形連接法n＝33、電熱元件的計算效率:45.5%空爐升溫時熱處理手3-61，3-63kWV形接法每組功率P16.67kW每個電熱元件的電阻RU2103(220)2元件在工作條件下的熱電阻R9.4t折合成20℃時的冷態(tài)電阻Rt8.6201.097t每個元件的長度l153.5m0.05604元件總長度L3l460.4m總總校核：表面載荷103PT1031502.074WL157.1460.4cm2總電熱元件分布：爐兩側各一根，爐底一根元件總長L=460.4m 備課程設計9-熱處理設備課程設計柱元件高為h=柱==4mmL=14m取D=40mm柱h==11.5mm此時h=(2~4)d符合六、參考文獻手冊：第1[6]B．M．蒂姆恰克．加熱爐與熱處理爐計算手冊[M]．1版．北京：機械工程出[7]夏立芳．金屬熱處理工藝學[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2008．M出版社，2008．露了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手設計，使我掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤、不斷改正、不斷10-熱處理設備課程設計領悟、不斷獲取到最后的校驗環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行終于得到解決。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可!課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同掌握了箱式熱處理爐的基本結構，;了解了電阻爐的設計方法;以及如何根據(jù)要求設計我認為，在這學期的課設中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在課設過程中，我學會了很多學習的方法。而都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像我國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在課程結束之后