МІНІСТЕРСТВОНАУКИ И ОБРАЗОВАНІЯ УКРАІНИ
СУМСЬКІЙДЕРЖАВНІЙ ІНСТИТУТ
КАФЕДРАПМ и ТКМ
Індивідуальнедомашнє завдання
На тему «Визначенняпродуктивності печі СШЦМ-6.12/10»
Виконав Майковський М.А.
Група МТ-61
Перевірив Буднік А.Ф.
Суми 2010
Зміст
1. Теоретична частина
2. Визначення продуктивності печіСШЦМ-6.12/10
3. Розрахунок часунагрівання деталей і визначення продуктивності печі
4.Література
Пічелектрична шахтна СШЦМ-6.12.
Піч, загальнийвигляд якої представлений на рис.1, призначена для різних видів термічноїобробки деталей. Вона має таку технічну характеристикуТип печі Електрична шахтна піч спеціального призначення Максимальна робоча температура, ºС 1000 Вид палива електроенергія
Розміри робочого простору печі, м:
діаметр
висота
0,6
1,2
Обсяг робочого простору, м3 0,72 Габарити, м 2,7×2,6×3,6 Маса садки, т 1,2 Продуктивність, кг/год 70 Потужність, кВт 70 Маса печі, т 3,5 Напруга живильної мережі, В 380/220
Завантаженнявиробів у піч проводиться за допомогою мостового крана вантажопідйомністю 5 т.
Такіпечі застосовують для термічної обробки деталей великої довжини, наприклад,осей, валів, труб напрямних [2].
Діаметр вертикальних камерних печей дорівнює 0,5-3,5 м, а висота – 1-30 м. Малі печі використовують для світлого відпалу, газової цементації, азотування (при введенніреторти), нагрівання під відпуск і загартування. Більші печі застосовують длянагрівання під загартування й відпуск довгих деталей (валів, осей, спеціальнихтруб і т.п.).
Длякращого використання об’єму печі одночасно нагрівають велику кількість деталей,розміщуючи їх на спеціальних підвісах або в кошиках. Паливом для вертикальнихпечей може служити газ або мазут. Але дуже часто ці печі бувають йелектричними. Останнім часом почали застосовувати вакуумні електричні печі.
/>
Рисунок 1 — Вертикальна середньотемпературна електрична піч
Малівертикальні печі розраховані на високі, середні й низькі температури.Високотемпературні електричні печі (до 1300°С) частіше мають квадратний перетині нагріваються горизонтально розміщеними глобаровими стрижнями.Середньотемпературні (до 1000°С) і низькотемпературні (до 700°С) печінагріваються металевими елементами опору, розміщеними на внутрішніх стінкахпечі. На рис. 1 наведена конструкція вертикальної средньотемпературноїелектричної печі потужністю 70 кВт із трьома регульованими зонами. Деталіпідвішують на диску 1. Кришку печі 2 піднімають і відводять убік поворотниммеханізмом, що приводяться у рух електродвигуном 3 потужністю 0,5 кВт. Длязменшення окиснювання металу, що нагрівається, у піч зверху й знизу черезкамери 4 підводять захисний газ.
Визначенняпродуктивності печі СШЦМ-6.12/10
Температурацементації tц.=920
Глибинацементаційного шару 0,7-0,8 мм.
Цементаціїпіддаються валики розміром d=0.06 l=200мм
Матеріалваликів — сталь 20.
Пічпрацює безупинно.
Кошикпечі СШЦМ-6.12/10 має розміри ø600x300 мм. На дно кошика встановлюєтьсярешітка з отвором для проникнення цементаційного газу. Валики встановлюютьсявертикально у відведені для них осередки на спеціальних підставках в n рядів. Водному ряді укладається N деталей. Відстань між валиками становить 20-25 мм. Оскільки в піч можна помістити два кошики, кількість валиків, що завантажують одночасно, буде
а= N · n · 2 деталей.
/>
Вагаодного валика q = ρ · V кг, ρ = 7900 (кг/м3),
V= π · r2 · l (м3).
/>
/>
Вагасадки G = q · а (кг)
/>
Вагакошиків 80 кг.
Розрахунок часу нагріваннядеталей і визначення продуктивності печі
КритерійBі для заданої деталі
/>,
деR — радіус, або половина товщинидеталі, м;
λ- коефіцієнт теплопровідності сталі.
Длясталі 20-29,19 Вm/м·К (або 105кДж/м·година· К);
α — розрахунковий сумарний коефіцієнт тепловіддачі
/>
ПриBi
/>,
дес — середня теплоємність сталі 20 — 0,71 кДж/кг·°С;
tcp — температура середовища (печі), °C, tcp;
tмп — температура металу початкова,°С, tмп=20°C;
tцм — температура цементациі;
G — вага садки, кг;
F — активна поверхнясадки, м2;
/>
/>, м2
/>
α- сумарний коефіцієнт тепловіддачі визначається за формулою
/> кДж/м2·год·К
/> кДж/м2·год·К
/> кДж/м2.година·К4(Вт/м2·К4),
/> кДж/м2.година·К4(Вт/м2·К4),
деε1 — ступінь чорноти оброблюваної сталі дорівнює 0,3 [1];
ε2-ступінь чорноти вогнетривкої кладки, беремо рівною 0,75;
F1 — поверхня металу, що сприймає тепло
/>
/>
F2 — внутрішня поверхня печі — з паспорта печі 5,24м2
Оскількидеталі встановлюються в кошиках одна на іншу, можна взяти коефіцієнт укладанняКу = 2. У цьому разі час нагрівання дорівнює 2 години.
Часвитримки при цементації для одержання шару глибиною 0,7-0,8 мм за довідковими даними становить 2,8 години. Час завантаження й вивантаження беремо 0,2 години.
Такимчином, повний цикл процесу — час нагрівання деталей, тривалість витримки(цементації) і час на завантаження й вивантаження деталей — становить
Р= 2τ+ 2,8 + 0,2 година.
/>
Продуктивністьпечі при цьому буде
А= G/P кг/годину.
/>
Цейтехнологічний параметр печі використовується при розрахунку потрібногоустаткування в цеху або на термічній дільниці відповідно до програми й типувиробництва.
Література
1.Типове обладнання термічних цехів та дільниць. — Суми: СумДУ, 2008. — 212 с