Расчётно-конструкторская часть.

Выбор основного оборудования.

Электропечи типа СИЗ с металлическими нагревателями предназначены для нагрева изделий под закалку, а также для проведения других процессов, требующих нагрева изделий до температуры 1200 С. Камерные электропечи СИЗ делятся на низкотемпературные (до 800 С), среднетемпературные (до 1000 С) и высокотемпературные (до 1300 С).

Основными узлами камерных электропечей СИЗ являются кожух, футеровка, нагревательные элементы, дверца с механизмом подъёма и опускания, газоподвод. Кожух печей герметичный, сварен из листовой и профильной стали. Футерованы печи огнеупорными и теплоизоляционными материалами. Огнеупорная часть кладки выполнена из легковесных и ультралегковесных шамотных высокоглиназемийных кирпичей, теплоизоляция из ультралегковесных шамотных диамитовых кирпичей и перлитовых плит на керамической связке.

Подовая плита выполнена из жаропрочного стального литья, в целях безопасности соединена с кожухом печи стальной жаропрочной полосой.

Загрузка и выгрузка обрабатываемых деталей в печах СИЗ может быть механизирована, для чего в футеровке пода имеются специальные пазы для перемещения в них захватов механизмов загрузки – разгрузки.

Электропечь СИЗ 11.22.7 снабжена масленым баком и механизмом загрузки – разгрузки напольного использования.

Обрабатываемые изделия должны загружаться в печь в специальных поддонах. Без поддонов можно транспортировать изделия длиной до 1000 мм. Загрузку, разгрузку и передачу изделий в закалочный бак производит механизм, выполненный в виде напольной тележки с колонной. Тележка двигается по рельсам при помощи электромеханического привода. Колонна сбалансирована противовесами. Оконный проём во время открывания дверцы перекрывается пламенной завесой препятствующей поступлению в рабочее пространство воздуха. Устройство пламенной завесы состоит из трубчатой горелки интенционного смесителя, запальника, электромагнитного вентиля. Горючий газ в интенционный смеситель должен подаваться из сети или из газоприготовительной установки. Электромагнитный вентиль, установленный на магистрали подачи газа в горелку пламенной завесы, сбалансирован с механизмом подъёма или с механизмом открывания дверцы. Подача газа в трубчатую горелку включается только при полностью закрытом проёме печи.

Специальный фундамент для камерной электропечи СИЗ 11.22.7 не требуется, так как печь устанавливается непосредственно на полу цеха.

1. 
   Термические параметры электропечи СНЗ  11.22.7/12.
   

1. 
   №НаименованиеЕдиницы измеренияЧисловая величинаУстановленная мощность печикВт137±10%Мощность зон1 зонакВт602 зонакВт75Напряжение питающей цепиВ380Число фаз3Частота токаГц50Максимальная температураєС1250Рабочая температураєС1200Максимальный вес садкикг1100Время разгона для рабочей температурычас9Расход газа на пламенную завесу^м3/_час28Размеры рабочего пространстваДлинамм1000Ширинамм650Высотамм400Габаритные размерыДлинамм2400Ширинамм2135Высотамм1200Общий вес печит20Для обработки деталей холодом предусмотрены камеры ускоренного охлаждения ВХУ-7. ВХУ-7, которые по сравнению с известными парокомпрессорными холодильными машинами обладают следующими преимуществами:
   

• 
  высокая мобильность при выходе на заданную низкую температуру, которая в холодильной камере поддерживается автоматически;
  
• 
  исключает пожаро- и взрывоопасных хладагентов – фреона и аммиака (хладагентом является сжатый воздух из промышленной магистрали);
  
• 
  позволяет за короткое время получить в холодильной камере низкую температуру (-70 єС);
  
• 
  бесшумна в работе;
  
• 
  малая занимаемая площадь и небольшая стоимость;
  
• 
  комплектуется серийными промышленными изделиями.
  

1. 
   Техническая характеристика камеры ускоренного охлаждения ВХУ-7
   

1. 
   №НаименованиеЕдиницы измеренияЧисловая величинаНоминальное значение на входе турбодетандеровкПа500Предельное значение давления в камереИзбыточноекПа20РазряженноекПа20Рабочая температура камерыєС-70Полный объём камерым³7,1Габаритные размерыДлина мм8000Ширинамм2000Высота мм2500Время выхода на рабочий режиммин15-25№НаименованиеЕдиницы измеренияЧисловая величинаМаксимальные габариты обрабатываемой деталиДлина мм1900Ширинамм880Высота мм150Вес камерыкг2100
   

Расчёт потребной мощности камерных печей

где: с – Удельная теплоёмкость нагреваемых изделий, ;

G – общая масса изделий, нагреваемых в печи, кг;

, - начальная и конечная температура изделий, єС;

η – коэффициент полезного действия печи;

τ – расчётное время нагрева изделия, час.

Определяем потребляемую мощность камерной электропечи СНЗ 11.22.7/12.

Потребляемая мощность аналогичных камерных печей определяется таким же образом.

Расчёт продолжительности времени нагрева изделий в выбранных печах.

Расчёт продолжительности времени нагрева изделий под закалку из стали ЭП – 817.

Находим среднюю температуру изделия.

Т_2н – начальная температура, К; Т_2н = 20 + 273 = 293 К.

Т_2к – конечная температура, К; Т_2к = 1000+273 = 1273 К.

Т_2ср =1070 К.

Находим коэффициент теплоотдачи.

ε₂ - степень черноты поверхности изделия;

₁ – Степень черноты внутренней поверхности стенок печи.

₁ = 0,8; ₂ = 0,7;

_n - приведённая степень черноты.

_n = = 0,595

 = 1,05·5,67· _n· ;
Т₁ – температура печи; Т₁ = Т_2к + 20 = 1293 К.

 = 1,05·5,67· 0,595· = 236 ;

Определяем критерий Bi

Bi = , где Х - характерный размер изделия

Bi = = 0,023

Изделие считается “тонким ” в тепловом отношении;

τ_н = ·[ln +2· (arctg - arctg )]

F = 2·(70·8 + 8·1600 + 70·1600) = 0,25 м²

τ_н= ·[ln + +2·(arctg -arctg )]

Аналогично этому расчёту производятся расчёты τ_н остальных операций.

Расчёт количества основного оборудования.

П_Р = , где

П_Р – расчётное количество оборудования,

p_i – годовая программа по запуску характерная для данного типа изделий, ;

p_ni – производительность оборудования по данному типу изделий, ;

p_ni =

G – масса всех изделий, находящихся в печи;

τ_ц – время цикла технологической операции;

Ф – годовой фонд времени работы оборудования;

τ_в = 0,1 час;

m– число видов изделий, обрабатываемых на расчётном оборудовании.

Далее определим коэффициент загрузки данного вида оборудования:

k_з = , где

П_ф –фактически принятое количество оборудования.

Результаты расчётов сведены в таблицы.

1. 
   Расчёт для деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7./12
   

1. 
   шт.К_зфланецЭП-81792825900023240,86траверсаЭП-81792833300023240,86профильЭП-8179284000023240,86профильЭП-81792810500023240,86листЭП-81792813200023240,86листЭП-81792812700023240,86прутокЭП-81792841200023240,86прутокЭП-81792819800023240,86прутокЭП-8179284900023240,86лентаЭП-8179285400023240,86отливкиВМЛ-31009249000403,640,86отливкиВМЛ-3100929000403,640,86отливкиВМЛ-3100934000403,640,86отливкиВМЛ-3100917000403,640,86отливкиВМЛ-3100946000403,640,86отливкиВМЛ-3100959000403,640,86отливкиВМЛ-3100953000403,640,86отливкиВМЛ-3100967000403,640,86отливкиВМЛ-3100991000403,640,86отливкиВМЛ-3100985000403,640,86прутокВМС-51030470001545,640,86прутокВМС-51030520001545,640,86прутокВМС-51030680001545,640,86прутокВМС-51030400001545,640,86листВМС-510301500001545,640,86листВМС-510301410001545,640,86листВМС-510301750001545,640,86листВМС-510301180001545,640,86листВМС-51030380001545,640,86листВМС-510301390001545,640,86прутокЭП-28810042070002391,440,86
   

№Наименование деталиМарка сталиМасса садки, кгp_i

1. 
   шт.К_зпрутокЭП-28810041550002391,440,86прутокЭП-28810041070002391,440,86прутокЭП-2881004730002391,440,86полосаЭП-2881004390002391,440,86листЭП-28810041740002391,440,86листЭП-28810041520002391,440,86листЭП-28810041600002391,440,86листЭП-28810042460002391,440,86листЭП-28810041230002391,440,86листЭП-87895644000597540,86листЭП-87895627000597540,86листЭП-87895664000597540,86листЭП-87895664000597540,86полосаЭП-87895628000597540,86полосаЭП-87895629000597540,86лентаЭП-87895632000597540,86лентаЭП-87895638000597540,86прутокЭП-87895658000597540,86прутокЭП-87895627000597540,86лист12Х18Н9Т95129000190240,86лист12Х18Н9Т95127000190240,86лист12Х18Н9Т95119000190240,86пруток12Х18Н9Т95128000190240,86пруток12Х18Н9Т95118000190240,86пруток12Х18Н9Т95127000190240,86полоса12Х18Н9Т95135000190240,86лента12Х18Н9Т95135000190240,86лента12Х18Н9Т95125000190240,86лента12Х18Н9Т95118000190240,86профиль12х18Н10Т100821000201640,86профиль12х18Н10Т100821000201640,86пруток12х18Н10Т100818000201640,86пруток12х18Н10Т100834000201640,86полоса12х18Н10Т100834000201640,86полоса12х18Н10Т100819000201640,86полоса12х18Н10Т100837000201640,86лист12х18Н10Т100839000201640,86лист12х18Н10Т100839000201640,86лист12х18Н10Т100834000201640,86
   

1. 
   Для деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7 / 7
   

1. 
   №наименование деталимарка сталимасса садкиp_o, ^кг./_год.p_oi старениеp_oi пере-старениеp_oi отжигП_фk_зфланец ЭП-817928259000371,260,93траверсаЭП-817928333000371,260,93профиль ЭП-81792840000371,260,93листЭП-817928105000371,260,93профильЭП-817928132000371,260,93листЭП-817928127000371,260,93штокЭП-817928412000371,260,93прутокЭП-817928198000371,260,93прутокЭП-81792849000371,260,93лентаЭП-81792854000371,260,93пластинаВМС-298788000371,2394,860,93фланецВМС-298787000371,2394,860,93прутокВМС-298782000371,2394,860,93прутокВМС-298767000371,2394,860,93прутокВМС-2987150000371,2394,860,93листВМС-2987183000371,2394,860,93листВМС-298740000371,2394,860,93лентаВМС-2 98732000371,2394,860,93полосаВМС-298768000371,2394,860,93лентаВМС-298740000371,2394,860,93отливкиВМЛ-31009249000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100929000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100934000403,6394,860,93отливкиВМЛ-31009170000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100946000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100959000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100953000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100957000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100991000403,6394,860,93отливкиВМЛ-3100985000403,6394,860,93прутокЭП-2881004207000403,6401,860,93прутокЭП-2881004107000403,6401,860,93прутокЭП-2881004155000403,6401,860,93прутокЭП-288100473000403,6401,860,93полосаЭП-288100439000403,6401,860,93листЭП-2881004174000403,6401,860,93листЭП-2881004152000403,6401,860,93листЭП-2881004160000403,6401,860,93листЭП-2881004246000403,6401,860,93листЭП-2881004123000403,6401,860,93
   
2. 
   Для деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7/4
   

1. 
   ^кг/_годp_oi отпускp_oi отпуск p_oi обезводП_фk_зфланецЭП-81792825900023223246,4140,97траверсаЭП-81792833300023246,4140,97профильЭП-8179284000023246,4140,97профильЭП-81792810500023246,4140,97листЭП-81792813200023246,4140,97листЭП-81792812700023246,4140,97штокЭП-81792841200023246,4140,97прутокЭП-81792819800023246,4140,97прутокЭП-8179284900023246,4140,97лентаЭП-8179285400023246,4140,97прутокВМС-5103047000343,5343,5128,8140,97прутокВМС-5103068000343,5128,8140,97прутокВМС-51030343,5128,8140,97прутокВМС-51030 40000343,5128,8140,97листВМС-51030150000343,5128,8140,97листВМС-51030141000343,5128,8140,97листВМС-51030175000343,5128,8140,97листВМС-51030118000343,5128,8140,97листВМС-5103038000343,5128,8140,97листВМС-51030139000343,5128,8140,97прутокЭП-2881004207000401,8401,867140,97прутокЭП-2881004107000401,867140,97прутокЭП-2881004155000401,867140,97прутокЭП-288100473000401,867140,97полосаЭП-288100439000401,867140,97листЭП-2881004174000401,867140,97листЭП-2881004152000401,867140,97листЭП-2881004160000401,867140,97листЭП-2881004246000401,867140,97листЭП-2881004123000401,8670,97
   

1. 
   Для деталей подвергающихся обработке холодом в ВХУ-7
   

Определяем средний коэффициент загрузки оборудования k_ср

k_ср =

k_ср = = 0,95;