Установка термическая. Автоматическое регулирование температуры

ГБОУ СПО (ССУЗ)

«Миасский машиностроительный колледж»

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ  ПРОЕКТУ

 

по дисциплине: «Электрическое и электромеханическое оборудование»

на тему: «Установка термическая. Автоматическое регулирование температуры.»

 

Курсовой проект выполнил

студент группы 325

 

«___» ____________ 2013 г.

_________________________

(подпись студента)

 

 

 

Курсовой проект принял

преподаватель

Оценка _____________________

____________________________

(подпись преподавателя)

«___» ____________ 2013 г.

 

 

 

 

Миасс

2013 г.

 

Введение

 

Данный курсовой проект посвящён термическим установкам применяемых  при термической обработке металов  для придания им особых свойств. Процесс термической обработки металлов связан с изменением их свойств при воздействие различных температур. Цыкличное охлаждение и нагревание вызывает изменение свойств металлов, поэтому для термических установок просто необходимо регулирование температуры в рабочей камере.

 

Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Регулирование процесса термообработки приводит к  впечатляющим результатам. К примеру, упрочняющая термообработка увеличивает срок эксплуатации детали, повышает износостойкость, твердость и прочность металла, а умягчающая термическая обработка(отжиг) делает металл пластичным и легко штампуемым.

Виды термической обработки

Среди основных видов термической обработки  следует отметить:

• Отжиг (гомогенизация и нормализация). Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типа мартенсита.
• Закалку проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур типа мартенсита. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки зависит от материала.
• Отпуск необходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочности.
• Дисперсионное твердение (старение). После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.

Примеры термической обработки

Гомогенизационный отжиг + старение 
Например, для суперсплавов на базе никеля (типа «Инконель 718») типичной является следующая термическая обработка: 
Гомогенизация структуры и растворение включений (англ. Solution Heat Treatment) при 768—782 °C с ускоренным охлаждением. Затем производится двухступенчатое старение (англ. Precipitation Heat Treatment) — 8 часов при температуре 718 °C, медленное охлаждение в течение 2 часов до 621—649 °C и выдержка в течение 8 часов. Затем следует ускоренное охлаждение. 
Закалка + высокий отпуск (улучшение) 
Многие стали проходят упрочнение путём закалки — ускоренного охлаждения (на воздухе, в масле или в воде). Быстрое охлаждение приводит, как правило, к образованию неравновесной мартенситной структуры. Сталь непосредственно после закалки отличается высокой твёрдостью, остаточными напряжениями, низкой пластичностью и вязкостью. Так, сталь 40ХНМА (SAE 4340) сразу после закалки имеет твёрдость выше 50 HRC, в таком состоянии материал непригоден для дальнейшего использования из-за высокой склонности кхрупкому разрушению. Последующий отпуск — нагрев до 450 °C — 500 °C и выдержка при этой температуре приводят к уменьшению внутренних напряжений за счёт распада мартенсита закалки, уменьшения степени тетрагональности его кристаллической решётки (переход к отпущенному мартенситу). При этом твёрдость стали несколько уменьшается (до 45 — 48 HRC). Подвергаются улучшению стали с содержанием углерода 0,3 — 0,6 % C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Обзор устройств  данного класса

Сейчас существует большое  количество различных устройств  для термической обработки металлов и сплавов от настольных применяемых  для закалки инструмента, до огромных с устройствами загрузки.

Оборудование  для отжига:

1) Установка индукционного нагрева «ЭЛСИТ-80/8ТХ»;

Технические характеристики:

• Номинальная мощность – 80 кВт;
• Напряжение питающей сети, В, Гц – 380/220, 50;
• Частота преобразования, кГц – 7…20;
• Отображение информации на LCD-дисплее;
• Температура нагрева, °С – до 850;
• Диаметр обрабатываемых труб, мм – до 720;
• Толщина стенок трубы, мм – до 50;
• Скорость нагрева и охлаждения, °С/мин – 1…50;
• Максимальное время термообработки – 8 ч;
• Запись протокола нагрева (графики заданного и фактического нагрева, выдержки и охлаждения) производится на FLASH-накопителе (позволяет записать более 1000 циклов);
• Регистрация процесса термообработки – выдача протокола на компьютер по окончании процесса термообработки, с последующей распечаткой;
• Максимальная температура окружающей среды – 45?С
• Длина кабеля от установки до индуктора – 20м.
• Охлаждение установки: автономное (встроенный холодильник)

 

 

 

 

Печи для  закалки металла

 

1. Печи камерного типа

Шиpoчaйшaя нoмeнклaтуpa кaмepныx пeчeй для зaкaлки c зaгpузкoй oт 30 кг дo 800 кг.  

 Камерные печи являются наиболее универсальными для процессов термической обработки. Благодаря широкой номенклатуре, печи с разными размерами рабочей камеры используются и в инструментальном производстве и в термических цехах

 

Особенности конструкции: 
 Трехсторонний обогрев (боковые стены и под).

• Подовые нагреватели защищены карбидокремниевыми плитами толщиной 25 мм.
• Опоры под спирали-керамические трубки с толщиной стенки не менее 5 мм.
• Опоры под керамические трубки через каждые 40 мм.
• Равномерное распределение температуры в камере печи. 
• Защита от теплового излучения при открытии двери (дверь открывающаяся вверх).
• Высокоэффективная многослойная изоляция - экономия электроэнергии.
• Современная система регулировки температуры (микропроцессорный контроллер).
• Современные индуктивные датчики отключения электроэнергии при открытии двери.

 

 

 

 

 

Таблица 1 Некоторые  печи каменного типа.

Наименование	Внешние размеры,мм,   длина–ширина–высота,   (A–B–C)	Внутренние размеры, мм,   длина–ширина–высота,   (D–E–F)	Температура   максимальная, oС	Мощность,   кВт	Вес,   кг
ПКМ 12.20.12/11М*	3500-2400-3900	2000-1200-1200	1100	150	6600
ПКМ 12.22.7/10М*	3800-2300-3400	2200-1200-700	1100	5500	120
ПКМ 15.20.5/8М*	5400-2500-2600	2000-1500-500	800	110	4500
ПКМ15.25.10/11.5М	4100-2600-3900	2500-1500-1000	1150	210	9000
ПКМ 15.25.3/11М	3500-2700-2600	2500-1500-300	1100	100	5000
ПКМ 2.4.2/11,5	1100-800-900	400-200-200	1150	7	200
ПКМ 2.4.2/12,5	1100-800-900	400-200-200	1250	7	200

 

 

 

1 – корпус;  
2 – шкаф управления;  
3 – дверь в закрытом положении; 
4 – дверь в открытом положении;  
5 –противовес в крайнем верхнем положении;  
6 – противовес в крайнем нижнем положении;  
7 – термопара;  
8 – концевой выключатель 

Рисунок 1 Габаритная схема электропечь ПКМ 4.8.4;

 

   

Рисунок 2 Внешний вид Электропечи ПКМ 6.12.5

2. Печи с выдвижным подом

 

 

   Для отжига, нормализации, закалки крупногабаритных, тяжелых деталей в температурном диапазоне от 800оС до 1200оС наиболее продуктивны печи с выдвижным подом.

Особенности конструкции:

• Пятисторонний обогрев (дверь, боковые стенки, задняя стенка, под).
• Механизированная дверь с электрическим или гидравлическим приводом (с исполнением М), поднимающаяся вверх.
• Механизированный выдвижной под с электромеханическим приводом (печи с исполнением М).
• Многослойная высокоэффективная теплоизоляция.
• Усиленный под (металлопрокат, огнеупоры, оснастка).
• Оригинальное исполнение приводов подъема двери и выдвижения пода ,исключающее заклинивание.
• Равномерное распределе<span class="dash041e_0441_043d_043e_0432_043d_043e_0439_0020_0442_0435_043a_0441_0442__Char" style=" font-size: 14pt; font-weight: normal; font-style: normal; text-decoration: none; font-vari