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

№ п/п	Наименование параметра	Норма	Примечание
1.	Установочная мощность, кВт	105 +10%
2.	Число электрических зон	2
3.	Мощность по зонам, кВт 1 ― зона2 ― зона	3654
4.	Номинальная производительность в установленном режиме кг/час	57,2
5.	Расход воды м³/час	0,4
9.	Масса садки, т	0,89
14.	Масса электропечи, т	3,563
15.	Масса футеровки, т	0,950

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

№п/п		Наименование	Единицы измерения		Величина
1		Номинальная мощность	кВт		20
2		Номинальная температура	ºС		1050
3		Состав готовой атмосферы природного газа	Триэтаноламин - N (CH₂CH₂OH)₃– 100%; аммиак жидкий (NH₃– 5 – 10%); пиробензол (керосин) – 90 - 95%
4		Точка росы	ºС		от +5 до +10
5		Расход исходного газа	Н м³/час		12,4
6		Расход воды	Н м³/час		1
7	Давление газа на установкуна входена выходе			кПа		2 – 3,51 - 4
8	Габаритные моряки:ширинадлинавысота			мм		110623802250
9	Масса			т		1,689

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

2.4 Расчет производственной программы

Производственные программы для проектирования могут быть выданы:

1) в явном виде.

2) в скрытом виде.

3) в виде приведенной программы.

1. Программа, выданная в явном виде, содержит номенклатуру и количество изделий подвергаемых термической обработке.

2. В задании, выданном в скрытом виде, обычно указывается количество изготовленных заводом комплектов объемов (трактор, насос, станки…) в которых предполагается строительство проектируемого участка.

Для проведения скрытого задания в явном виде необходимо:

1) определить номенклатуру деталей, которые подвергаются термической обработке;

2) выявить количество запасных частей по каждому наименованию деталей;

3) определить количество термообрабатываемых изделий (деталей) идущих на изготовления одного объекта и т. д.

4) Определить количество производственных потерь на механические испытания, технологические пробы

3. В программе выданной в приведенном виде, изделия, подвергаемые термической обработке, сведены к нескольким наиболее характерным видам.

Эта программа выдается, если нет точной номенклатуры обрабатываемых изделий и при слишком большой номенклатуры изделий.

Расчет годовой программы объема производства при задании, выданном в скрытом виде, определяется по формуле:

А = П х n (1 + а/100) х (1 + b/100), шт.

гдеА - объем производства;

П - количество объектов выпускаемых заводом, шт,;

n- количество термообрабатываемых деталей в одном комплекте, шт, n = 1;

а - количество запасных частей, %;

b - количество потерь, %, b = 1 ―2.

Считаем объем производства:

А = 60 000 х 1 (1 + 20/100) х (1 + 1/100) = 72720 комплектов.

Масса комплекта:

зубчатое колесо2,7 кг.

зубчатая шестерня3,2 кг.

зубчатая шестерня4,1 кг. ИТОГО:10 кг.

Для определения А в тоннах, считаем по формуле:

А [т] = А [шт] х вес детали [кг]

А [т] = 72720 х 10 = 727200 тонн.

2.5 Расчет основного, вспомогательного и дополнительного оборудования

2.5.1 Расчет основного оборудования

Расчет производительности

Производительность печи СШЦМ 6.12./10 составляет:

Р = М [кг/час]

где, Р - производительность [кг/час];

М - масса садки, [кг];

τ - время термической обработки, [час];

Р = 270 = 22,5 [кг/час]

Расчет действительного фонда времени работы оборудования;

Ф_д = (365 - В – П) х С х t х К_р

гдеВ - количество выходных дней в году ( за вычетом выходных, совпадающих с праздничными днями);

П - количество праздничных дней в году;

С - количество смен в сутках;

t- средняя длительность одной смены;

К_р - коэффициент использования номинального времени работы оборудования, учитывающий потери времени, составляет 6% от номинального времени, то

Проект участка химико-термической обработки (стр. 4 из 6)