熱處理 箱式電爐設(shè)計(jì)

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1、無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱：“材料成型工裝設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)姓名:陽(yáng)純曜班級(jí)：材料11131學(xué)號(hào)：1040113135學(xué)院/系：機(jī)械學(xué)院指導(dǎo)教師：徐年寶2013年月日無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)姓名:班級(jí):課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一箱式電阻爐基本技術(shù)條件：組數(shù)第一組第二組第三組第四組第五組用途回火工件合金鋼最高溫度/℃700℃生產(chǎn)率(kg/h）90學(xué)號(hào)（按班級(jí)）按班級(jí)學(xué)生應(yīng)完成下列工作：一﹑設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份(包括論述和計(jì)算)1﹑說(shuō)明目錄2﹑按技術(shù)條件要求確定爐型，爐膛及外形的主要尺寸；3﹑爐襯材

2、料與爐襯尺寸的確定；4﹑通過(guò)熱平衡計(jì)算，確定爐子功率及接線方法；5﹑電熱元件的選擇，并且計(jì)算電熱元件的基本尺寸和安裝尺寸；6﹑確定爐體金屬構(gòu)架及爐門(mén)啟動(dòng)裝置；7﹑爐子主要數(shù)據(jù)及主要指標(biāo)計(jì)算并列表；8﹑對(duì)所有爐子評(píng)價(jià)及必要的說(shuō)明。二﹑圖紙部分1﹑繪制爐子斷面總圖一張（2—3個(gè)視圖）（A1圖紙）2013-11-11目錄一、爐型的選擇2二、確定爐體結(jié)構(gòu)和尺寸2三、砌體平均表面積設(shè)計(jì)4四、計(jì)算爐子功率5五、爐子熱效率計(jì)算7六、爐子空載功率計(jì)算7七、空爐升溫時(shí)間計(jì)算7八、功率分配與接線9九、電熱元件材料選擇與計(jì)算9十

3、、電熱體元件圖11十一、電阻爐裝配圖11十二、爐子技術(shù)指標(biāo)11參考文獻(xiàn)12-13-設(shè)計(jì)任務(wù)：為某廠設(shè)計(jì)一臺(tái)熱處理電阻爐，其技術(shù)條件為：(1)用途：中碳鋼、低合金鋼毛坯或零件的退火，處理對(duì)象為中小型零件，無(wú)定型產(chǎn)品，處理批量為多品種，小批量；(2)生產(chǎn)率：90kg/h；(3)工作溫度：最高使用溫度700℃；(4)生產(chǎn)特點(diǎn)：周期式成批裝料，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)生產(chǎn)。一、爐型的選擇根據(jù)工件的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)任務(wù)的要求及產(chǎn)量大小選擇合適的爐型。由于小批量生產(chǎn)，品種多和工藝穩(wěn)定的要求擬選用箱式熱處理電阻爐，不通保護(hù)氣氛。二、確定爐體

4、結(jié)構(gòu)和尺寸1．爐底面積的確定爐底面積的計(jì)算方法有兩種。一種是根據(jù)一次裝料量計(jì)算，另一種是根據(jù)爐底強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算[1]。因工件的加熱周期和裝爐量不明確，故不能用爐子一次裝料量確定爐底面積，只能用爐底強(qiáng)度指標(biāo)法。已知生產(chǎn)率為150kg/h，按表5—1[1]選擇箱式爐用于正火和淬火時(shí)的單位面積生產(chǎn)率p0為120kg/(m2·h)，故可求得爐底有效面積F=p/p0=150/120=1.25m2由于有效面積與爐底總面積存在關(guān)系式F/F1=0.75～0.85，取系數(shù)上限0.85，得到爐底實(shí)際面積：F=F/0.85=1.2

5、5/0.85=1.47m22．爐底長(zhǎng)度和寬度的確定對(duì)于熱處理箱式電阻爐，設(shè)計(jì)時(shí)考慮裝出料的方便，根據(jù)長(zhǎng)度與寬度之比，取L/B=2:1，因此，可求得爐底寬度L==2.059mB=L／2=2.059／2=1.030m為方便砌磚L=2205mmB=1048mm3．爐膛高度的確定根據(jù)統(tǒng)計(jì)的資料，爐膛高度（H）對(duì)爐底寬度（B）之比H／B通常在0．52～0．9之間，大多數(shù)在0.8左右，根據(jù)爐子工作條件，取H／B=0.7左右，選定爐膛高度H=707mm。因此，確定爐膛尺寸如下-13-長(zhǎng)L=(230+2)×9+(230/2

6、+2)=2205mm寬B=(120+2)×5+(50+2)×4+(113+2)×2=1048mm高H=(65+2)×10+37=707mm為防止工件與爐內(nèi)壁或電熱元件擱磚相碰撞，應(yīng)使工件與爐膛內(nèi)壁之間有一定的空間，在一般情況下，要保證爐料上部有200～300mm的空間，有利于輻射與對(duì)流傳熱，由此確定工作室有效尺寸為L(zhǎng)效=2000mmB效=950mmH效=500mm砌體結(jié)構(gòu)如圖1所示：輕質(zhì)粘土磚硅藻土磚重質(zhì)粘土磚耐熱鋼圖1砌體結(jié)構(gòu)示意圖-13-4．爐襯材料及厚度的確定由于側(cè)墻、前墻及后墻以及爐頂?shù)墓ぷ鳁l件相似

7、，采用相同爐襯結(jié)構(gòu)，即兩層：113mmQN—1.0輕質(zhì)粘土磚和180mmB級(jí)硅藻土磚。爐底采用耐火層314mm，材料為113mmQN—1.0輕質(zhì)粘土磚,絕熱層硅藻土磚和蛭石粉厚180mm。爐門(mén)用65mmQN—1.0輕質(zhì)粘土磚+65mmA級(jí)硅藻土磚。爐底板材料選用Cr-Mn-Ni耐熱鋼，根據(jù)爐底實(shí)際尺寸給出，分三塊或四塊，厚20mm。爐底隔磚采用重質(zhì)粘土磚[2]。三、砌體平均表面積計(jì)算砌體外廓尺寸如圖1所示。L外=L+2×(113+180)=2791mmB外=B+2×(113+180)=1634mmH外=H+

8、f+(115+180)+（65+2）×3+180=1523mm式中：f—拱頂高度，此爐子采用60°標(biāo)準(zhǔn)拱頂，取拱弧半徑尺R=B，則f可由f=R(1-cos30°)=140mm求得。1.爐頂平均面積F頂內(nèi)=（2πR/6）×L=2.42m2F頂外=B外×L外=4.56m2F頂均==3.320m22.爐墻平均面積爐墻面積包括側(cè)墻及前后墻，為簡(jiǎn)化計(jì)算將爐門(mén)包括在前墻內(nèi)。F墻內(nèi)=2LH+2BH=5.109m2F墻外=2H外