熱處理箱式電阻爐課程設(shè)計(jì)

熱處理設(shè)備熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)熱處理箱式電阻爐課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)2、設(shè)計(jì)要求：(1)生產(chǎn)率或一次裝爐量：100kg/h(2)零件尺寸：長(zhǎng)、寬、高尺寸最大不超過(guò)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(chǎn)率或一次裝爐量為100kg/h，屬小型爐；(2)生產(chǎn)長(zhǎng)、寬、高尺寸最大不超過(guò)150mm的零件，選擇箱式爐合理；(3)淬火加熱工藝表明所設(shè)計(jì)的箱式爐屬于中溫范疇。二、電阻爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、爐型選擇：由于所生產(chǎn)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(jìn)行設(shè)計(jì)。(額定溫度為950℃)2、爐膛設(shè)計(jì)(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(yuǎn)=9mmf齒輪孔徑d=40mm孔工藝周期為《熱處理設(shè)1-2-熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)故時(shí)間t=1.3×1.8×70=163.8min(2)確定爐膛尺寸一次裝爐量=生產(chǎn)率×周期=100kg/h×5h=500kgdd單位重量m=幾[()2(孔)2]b7.8103kg=6.337kg22零件個(gè)數(shù)n==78.9必80個(gè)6.3370有效面積F==m2=1m2有效P1000F1實(shí)際爐底面積F=有效==1.25m2必1.4m2實(shí)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(jié)構(gòu)(1)爐襯：分為內(nèi)層耐火層和外層保溫層L=1.4mB=1.0mH=0.6m處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)2QNmm112熱處理設(shè)備熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)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(jí)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(jié)構(gòu)a2楔形磚，厚度為113mm，(4)爐底：①鋼板15mm②貫穿三層的重質(zhì)磚(共230mm)③輕質(zhì)磚65mm④硅藻土保溫磚砌成棋盤(pán)式方格，格中填以蛭石粉115mm熱處理設(shè)備熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)4-⑤石棉板5mm⑥鋼板15mm(5)爐門(mén)：①爐門(mén)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(mén)口重疊100mm，重疊部分機(jī)械加工，在兩側(cè)設(shè)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(jì)算采用熱平衡法進(jìn)行熱力計(jì)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(shè)備課程設(shè)計(jì)工件熱量Q=件5-熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)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(zhì)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(gè)墊鐵的質(zhì)量故墊鐵的熱量Q=0.17800.649(850-20)=7.11103kJ輔2輔輔1輔2①通過(guò)爐襯散熱損失Q散查表得側(cè)墻綜合換熱系數(shù)爐頂綜合換熱系數(shù)10側(cè)墻爐襯內(nèi)部表面積S=(1+1.4)20.6-0.4870.812=2.48㎡內(nèi)6-c.c.爐底Q熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)故側(cè)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(cè)墻的平均散熱面積F=(S+S)/2=(2.48+4.08)/2=3.28㎡側(cè)內(nèi)外代入公式，得Q側(cè)=661601〉F〉3.6=8.1〉103kJ1+2+3+123x側(cè)123x側(cè)b.爐頂內(nèi)6內(nèi)66S=2.106〉1.706=3.59㎡外SS外內(nèi)外故=頂10.113=++爐內(nèi)底面積爐外底面積內(nèi)外爐底平均散熱面積S=底內(nèi)外散熱損失d.爐門(mén)爐門(mén)內(nèi)面積爐門(mén)外面積d.爐門(mén)爐門(mén)內(nèi)面積爐門(mén)外面積內(nèi)Q=Q外爐門(mén)平均散熱面積爐門(mén)平均散熱面積門(mén)散側(cè)頂?shù)组T(mén)蓄111110222220根據(jù)公式，求出側(cè)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(cè)壁7-熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)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(shè)備課程設(shè)計(jì)2012Q＝[0.36×1.0×(1.06×85－0.8452×20)＋0.91×0.55×(0.75×408－0.75側(cè)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(biāo)Q=Q+Q+Q+Q總件散輔蓄8-熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)P95kW總安總效率件45.5%效率件45.5%總空爐升溫時(shí)間蓄%五、電熱元件的計(jì)算2、接線方法：星形連接法n＝33、電熱元件的計(jì)算效率:45.5%空爐升溫時(shí)熱處理手3-61，3-63kWV形接法每組功率P16.67kW每個(gè)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(shí)的冷態(tài)電阻Rt8.6201.097t每個(gè)元件的長(zhǎng)度l153.5m0.05604元件總長(zhǎng)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(cè)各一根，爐底一根元件總長(zhǎng)L=460.4m 備課程設(shè)計(jì)9-熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)柱元件高為h=柱==4mmL=14m取D=40mm柱h==11.5mm此時(shí)h=(2~4)d符合六、參考文獻(xiàn)手冊(cè)：第1[6]B．M．蒂姆恰克．加熱爐與熱處理爐計(jì)算手冊(cè)[M]．1版．北京：機(jī)械工程出[7]夏立芳．金屬熱處理工藝學(xué)[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008．M出版社，2008．露了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手設(shè)計(jì)，使我掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、不斷改正、不斷10-熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)領(lǐng)悟、不斷獲取到最后的校驗(yàn)環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉”的知行終于得到解決。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)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(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可!課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門(mén)專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門(mén)講道課，一門(mén)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(jié)構(gòu)，;了解了電阻爐的設(shè)計(jì)方法;以及如何根據(jù)要求設(shè)計(jì)我認(rèn)為，在這學(xué)期的課設(shè)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)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(shè)過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而都能變苦為樂(lè)，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像我國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在課程結(jié)束之后