123813 (689630), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

гдеτ_общ - общее время нагрева, ч.;

τ_н - время нагрева до температуры операции, мин.;

τ_выд - время выдержки для завершения структурных или диффузионных превращений, мин.

τ_н = К₁ К₂ W

где К₁ - коэффициент нагреваемой среды, мин/см; К₂ - коэффициент равномерности нагрева; W - геометрический показатель изделия, см.

Для закалки принимаем

К₁ = 40 мин/см.

К₂ = 1,4

Геометрический показатель изделия рассчитывается по следующей формуле:

W = [(Д - d) x L ]_ [4L +2/ (Д - d)]

где Д - наружный диаметр колеса, см., Д = 11,3 м;

d - внутренний диаметр колеса, см., d = 3,5 см;

L - длина нагреваемой части, см., L = 5,3 см.

W = [(11,3 – 3,5) x 5,3 ] = 1,12 см.

[4 х 5,3+2 х (11,3 – 3,5)]

τ_н = 40 х 1,4 х 1,12 = 62 мин.

Принимаем 62 мин = 1,03 часа.

Время выдержки рассчитывается по следующей формуле:

τ_выд = h_{сл. ср}_ V

где τ_выд - время выдержки, ч.;

h_{ср. сл.} - средняя толщина нитроцементированного слоя; h_{ср. сл.} = 1,2 мм.;

V - скорость процесса цементации, мм/час, V = 0,115 мм/час.

τ_выд = 1,2 = 10,43 0,115

τ_общ = τ_н + τ_выд = 10,43 + 1,03 = 11,46 ч.

Принимаем 11,46 ч.~ 12 часов.

Время низкого отпуска принимаем 120 мин.

1.4.5 Разработка и описание технологической карты химико-термической обработки деталей

Технологическая карта - часть маршрутной технологии.

Технологическая карта - это основной документ термического участка, в которой указан маршрут перемещения детали по участку.

Зубчатое колесо подается на термический участок с помощью электропогрузчика в контейнерах с сопроводительными документами (сертификаты, печати на деталях). Детали после механической обработки обезжириваются в 5% содовом растворе. После чего зубчатые шестерни перемещаются на место складирования цементационной печи СШЦМ-6.12/10 и по мере необходимости детали поступают в печь. В печи происходит их науглераживание при температуре 930ºС. После подстуживания начинается закалка (непосредственно после цементации, т. е. с цементационного нагрева). Детали находятся в печи приблизительно 10 часов. Нагрев для цементации ведется в среде эндогаз + СH₄ (6-7%), а для закалки среда эндогаз.

После закалки детали охлаждаются в закалочном баке до 20 ºС. В качестве закалочной жидкости применяют масло И-20.

Перед нагревом в отпускной печи детали промываются в масле в моечной машине в 5% содовом растворе при температуре 60 - 80 ºС.

Отпуск шестерни также ведется в защитной атмосфере. Нагрев проводится до температур 180 ºС. Продолжительность пребывания деталей в печи составляет 2 часа. Охлаждение после нагрева производится на воздухе.

После завершения цикла термической обработки детали перемещаются на место складирования готовых изделий.

1.4.6 Контроль производства

Контроль производства осуществляется в двух направлениях:

1. контроль технологического процесса - по операциям и оборудованию;

2. контроль качества готовой продукции - после термической обработки.

Контроль технологического процесса производится по следующим параметрам:

• Температурный режим регулируется с помощью приборов для измерения, регулирования и записи температуры;

• Газоанализаторы прямого и косвенного контроля Н₂О и СО₂, приборы для измерения давления применяются для среды обработки и интенсивности ее циркуляции в рабочем пространстве;

• Продолжительность операции для оборудования периодического и непрерывного действия контролируется с помощью времени, аппаратуры для световой и звуковой сигнализации.

Контроль качества готовой продукции включает в себя:

1. Выявление наружных трещин, сколов, раковин и других дефектов проверяются с помощью магнитной дефектоскопии;

2. Определение соответствия размеров изделия и допусков, заданных в технических условиях;

3. Контроль твердости после закалки и отпуска измеряется твердомером Бринелля;

4. Анализ макро- и микроструктуры проверяется с помощью микроскопа МИМ-8М;

5. Проверка механических свойств;

Контроль качества деталей производится на участке ОТК и в экспресс-лаборатории. После контроля на каждой детали ставится штамп и составляется сопроводительный документ по годности партии деталей. После этого партия с помощью электропогрузчика поступает в сборочный цех.

2. ВЫБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Выбор и обоснование основного оборудования

Все оборудование термических цехов, находящееся на машиностроительных заводах, делится на:

1. Основное.

2. Дополнительное.

3. Вспомогательное.

Выбор основного оборудования необходимо начинать с анализа существующего на заводе оборудования. Нужно проанализировать достоинства и недостатки оборудования, имеющегося на заводе, и могут быть вообще применены для осуществления предлагаемых в проекте режимов термической обработки, или лишены недостатков, рассмотреть какие виды основного оборудования обладают большей производительностью, обеспечивают лучшее качество термической обработки, лучше механизированы и автоматизированы.

Для выбора двух ― трех конструкций оборудования (включая применяемое на заводе) желательно провести расчет стоимости нагрева и охлаждения изделий и затем выбрать наилучший вариант.

К основному оборудованию относится оборудование для осуществления основных операций связанных с нагревом и охлаждением деталей:

- печи;

- печи - ванны;

- нагревательные устройства и установки;

- охлаждающие устройства;

- прессы;

- машины.

Для выполнения термической обработки цементация зубчатого колеса коробки передач с передаточной коробкой трактора, возможно использование агрегата для ХТО СНЦА и таких печей как СШЦМ для ХТО, агрегат использовать нецелесообразно, так как производственная программа небольшая, следовательно необходимо использовать печи типа СНЦ, СШЦМ.

В нашем случае целесообразно использовать печь СШЦМ, так как после ХТО производится непосредственная закалка. Эта печь предназначена для химико-термической обработки

После химико-термической обработки и непосредственной закалки следует проводить отпуск. Для этой операции целесообразно применить печь типа СШО-6.12/7. Эта печь предназначена для отпуска.

Выбранное оборудование должно иметь необходимые размеры рабочего пространства.

Выбор полезных размеров оборудования зависит от способа выполнения операций установленных в зависимости от следующих параметров:

1. Характер загрузки.

2. Положение деталей в процессе термической обработки.

3. Масштаб производства.

Дана деталь – зубчатое колесо, имеет следующие размеры:

Ширина ― 53 мм;

Внутренний диаметр ― 35 мм;

Наружный диаметр ― 113 мм.

1) Детали укладываются на специальное приспособление.

2) Производственная программа небольшая.

Следовательно, для данной ХТО, надо применить печь типа СШЦМ-6.12/10.

2.2 Описание основного оборудования

Для цементации зубчатого колеса с последующей непосредственной закалкой была выбрана печь СШЦМ-6.12/10.

Для термической обработки и ХТО при небольших объемах производства используют шахтные печи.

Для цементации чаще всего используют шахтные печи с верхней загрузкой. Мощность таких печей составляет 70 ― 100 кВт, масса садки ― до 1 т. Обработка ведется в муфеле, который может передаваться на другие позиции, обеспечивая выполнение операций по полунепрерывному режиму работы.

Печь оснащена контрольно-измерительными приборами для автоматического измерения и регулирования температуры в печной камере, для отсчета времени цикла, для измерения температуры воды в моечной машине, для измерения количества и давления газа и др. Приборы установлены в щитах, шкафах.

Технические данные приведены в табл. 2.1.

2 2.1 Назначение и область применения

Электропечь предназначена для цементации и закалки стальных изделий, термообработки цветных металлов и сплавов в защитных атмосферах, и позволяет производить в ней технологические процессы с применением как негорючих, так и горючих газов.

Возможна термообработка изделий в окислительной среде.

Основное применение электропечи ― термические цехи предприятий машиностроения.

Таблица 2.1 ― Характеристики печи СШЦМ-6.12/10

2.2.2 Устройство и работа составных частей изделия

Электропечь состоит из следующих основных узлов: условно называемой шахты, крышки, системы водоохлаждения, механизма подъема и поворота крышки, загрузочных приспособлений.

2.2.2.1 Основные узлы печи СШЦМ-6.12/10

1. Шахта представляет собой цилиндрический кожух, изготовленный сварным, герметичным, из листового металла толщиной 3-6 мм.

2. Футеровка изготавливается из огнеупорных и теплоизоляционным слоя кирпичей.

3. На внутренней поверхности футеровки размещены спиральные нагреватели. Нагреватели изготавливаются ленточными или проволочными или зигзагообразными (чаще зигзагообразными) из нихрома диаметром 7 - 10 мм.

4. Реторта (муфель) предназначена ля обеспечения герметичности рабочего пространства, т.е. создания в нем избыточного давления. Также реторта предназначена, для защиты нагревателей от воздействия насыщающей среды.

5. Подовый нагреватель, для создания равномерности нагрева и повышения мощности печи.

6. Приспособления - этажерки.

7. Сверху шахта закрывается футерованной крышкой. Герметизация разъема крышки с кожухом электропечи осуществляется дополнительно за счет асбографитового или асбестового шнура, который находится в пазах между ретортой и крышкой.

8. Подъем и опускание крышки производится механизмом подъема и поворота крышки. (электромеханизм).

9. Система подачи и удаления газа. Расход газовой атмосферы осуществляется с помощью приборов, которые называются ротаметрами. Регулировка давления в печи осуществляется с помощью регулировочной шайбы или вентиля, который устанавливается на печи. Для подачи имеется газонаполнитель.

2.3 Выбор и описание, вспомогательного, и дополнительного оборудования

2.3.1 Описание дополнительного оборудования

В качестве дополнительного оборудования для данной термической обработки ― закалки следует использовать оборудование для получения защитных атмосфер экзо― и эндотермические установки. В установку подается природный газ среднего давления, где подается к блоку сероочистки и после имеет Р = 1500―2000 мм. вод. ст. и температуру ≈ 300 ºС. Потом Р сжимается до атмосферного и пройдя через пульт-генератор и другие детали установки газовоздушная смесь попадает в газосмесительную машину, а потом в реторту, которая с помощью панельных горелок нагревается до t = 950 ÷1100 ºС, которая обеспечивает быстрое протекание реакции получения эндогаза. Полученная атмосфера подвергается предварительному охлаждению до 300 ÷ 500 ºС и поступает в коллектор эндогаза, откуда попадает в рабочее пространство печи.

Техническая характеристика экзоустановки представлена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Основные технические данные эндоустановки ЭН-60

2.3.2 Вспомогательное оборудование

Вспомогательное оборудование применяется в качестве:

1. оборудование правки ― правильные пресса;

2. оборудование для очистки;

3. правильные установки;

4. моечные машины;

5. оборудование для очистки дробью.

Для очистки от солей, масла и грязи, детали после термической обработки обычно промывают в горячем растворе щелочи, которая содержит 3―10% каустической или кальцинированной соли. В последнее время в качестве моющих средств, применяют синтетические вещества типа лабопит-102 или 203. Для этого устанавливают промывочные баки или моечные машины.

В нашем случае для промывки деталей используют промывочный бак т. к. на участке установлены шахтные печи. Промывочный бак в нашем случае не механизированный и маркируется БОВ. К нему подводят воду и пар для нагрева моющего раствора (температура пара равна 120 ― 130 ºС). Пар пропускают по змеевикам, которые расположены во внутренних стенках бака. Для нагрева может быть использован пар, который непосредственно вводят в раствор (острый пар).

Для перемешивания раствора иногда внутрь бака вводят сжатый воздух, который вызывает бурление раствора, и тем самым способствует промывке детали. Температура раствора поддерживается в интервале 80 ― 90 ºС с промываемыми деталями на приспособлениях в течении 5 ― 10 минут, а после детали сушат на воздухе. Через 5 ― 10 дней в зависимости от интенсивности нагрева баки чистят и обновляют раствор

Характеристики

Список файлов курсовой работы