- •Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки материалов и изделий Учебное пособие
- •Введение
- •1. Классификация оборудованиятермических цехов
- •2. Основное оборудование термических цехов
- •2.1. Индексация, классификация, конструктивные исполнения печей
- •Классификация, характеристики, достоинства и недостатки печей для термической обработки
- •Классификация электрических печей
- •Конструктивные исполнения электрических печей
- •2.2. Камерные печи для термической обработки металла
- •2.2.1. Камерные печи, выпускаемые во внииэто
- •Характеристика камерных печей серии снз (или серии н по старой индексации)
- •Конструкция
- •Технические данные печей
- •Масса садки в камерных печах с выдвижным подом серии сдо
- •Технические характеристики установок пап-3м и пап-9
- •2.2.2. Печи электрические камерные с выкатным подом, выпускаемыеинжиниринговой и производственной компанией зао «кераммаш»
- •Технические характеристики электрических камерных печей ТермоМастер-до
- •2.2.3. Камерные печи, выпускаемые нпк «ЛенТерм»
- •Технические характеристики камерных печей для термообработки металла нпк «ЛенТерм»
- •Печи с выкатным подом для термической обработки металла
- •Технические характеристики печей для термообработки металла с выкатным подом нпк «ЛенТерм»
- •Камерные электропечи сопротивления (сравнение)
- •Электропечи сопротивления с выкатным подом (сравнение)
- •2.2.4. Камерные печи, выпускаемые зао «накал»-промышленные печи»
- •Технические характеристики печей пкм
- •Печи с выдвижным подом
- •3 − Электронагреватели; 4 − дверь; 5 − выкатной под; 6 − направляющие рельсы; 7 − термопара;
- •8 − Шкаф управления электропечью
- •Печи камерного типа для отпуска
- •Технические характеристики печей пвп
- •Технические характеристики печей нко
- •Камерные печи для нагрева изделий из алюминиевых сплавов под штамповку
- •Камерные печи для цементации
- •Технические характеристики печей пкм кгц
- •Камерные печи для каталитического газового азотирования
- •Технические характеристики печи сна
- •Камерные печи с защитной атмосферой
- •Технические характеристики печей снз
- •Особенности конструкции
- •Печи для отжига и искусственного старения алюминия
- •Технические характеристики печей нк
- •2.3. Шахтные печиДля термической обработки металла
- •2.3.1. Шахтные печи, выпускаемые внииэто
- •Типы шахтных печей, разработанных внииэто
- •Характеристика шахтных печей серии ц
- •2.3.2. Шахтные печи,выпускаемые ооо нпц «инфратерм ао внииэто»
- •Электропечь сшо-3,2.6/8,5
- •Технические характеристики печи сшо-3,2.6/8,5
- •Конструкция
- •Электропечи шахтные сшо-15.28/11,5; сшо-15.40/11; сшо-17.25/7
- •Технические характеристики электрических шахтных печей сшо-15.28/11,5; сшо-15.40/11; сшо-17.25/7
- •Конструкция
- •2.3.3. Шахтные печи выпускаемые нпк «ЛенТерм»
- •Шахтные печи для закалки производимые нпк «ЛенТерм»
- •Шахтные электропечи сопротивления (сравнение)
- •2.3.4. Шахтные печи, выпускаемые зао «накал»–промышленные печи»
- •Печи шахтного типа с температурой нагрева до 1200°с
- •Технические характеристики печей пшз
- •Печи шахтного типа для термической обработки алюминия и его сплавов
- •Техническая характеристика шахтных электрических печей серии пшо
- •Шахтные термические печи для цементации и нитроцементации
- •Технические характеристики печей сшцм
- •Технические исполнения печей сшцм
- •Шахтные печи для каталитического газового азотирования
- •Сравнительные характеристики процессов традиционного азотирования и каталитического газового азотирования
- •Технические характеристики печей сша
- •2.4. Колпаковые печи
- •2.4.1. Колпаковые печи, выпускаемые внииэто
- •Продолжительность нагрева, выдержки и охлаждения при отжиге холоднокатаных рулонов в одностопных колпаковых печах
- •2.4.2. Колпаковые печи, выпускаемые инжиниринговой и производственнойкомпанией зао «кераммаш»
- •Печи газовые колпаковые с защитной атмосферой и принудительным перемешиванием среды
- •Технические характеристики колпаковых печей ТермоГаз-гз
- •2.5. Вакуумные печи
- •Характеристика вакуумных печей типа окб-414 и окб-415 (окб – опытно-конструкторское бюро)
- •2.6. Печи-ванны
- •2.6.1. Печи-ванны, выпускаемые внииэто
- •Наиболее распространенные составы ванн
- •Электродные соляные ванны внииэто
- •Характеристика электродной печи – ванны свс-35/13
- •2.6.1. Соляные ванны, выпускаемые зао «накал»-промышленные печи»
- •Технические характеристики соляных ванн свс
- •2.7. Печи с газовым нагревом выпуска зао «накал»-промышленные печи» Газовые кузнечные печи
- •Технические характеристики печей пгк
- •Газовые печи с выкатным подом для термообработки крупногабаритных садок
- •2.8. Оборудование для поверхностного нагрева
- •Технические характеристики ламповых установок, применяемых для закалки твч
- •2.8.1. Индукционные установки нагревательные выпускаемые нпо «параллель»
- •Технические характеристики установок индукционных нагревательных серии параллель ин
- •2.8.2. Индукционные установки закалочные. Общие сведения
- •Технические характеристики установок индукционных нагревательных серии параллель из
- •Технические данные печи скз-1,5,7,5.0,5/11-и1
- •Конструкция
- •2.9.2. Механизированные печи, автоматические линии и установки для термической и химико-термической обработки, выпускаемые зао «накал»–промышленные печи»
- •Универсальная автоматизированная камерная печь с закалочной ванной (агрегат)
- •Технические характеристики печи снц 6.9.6/9,5
- •15 − Система охлаждения масла; 16 − кислородный зонд; 17 – поддон
- •Агрегаты камерные механизированные
- •Состав агрегата
- •Конвейерные агрегаты с защитной атмосферой
- •Технические характеристики агрегата камерного механизированного
- •Технические характеристики закалочно-отпускных агрегатов скза
- •Закалочный комплекс на базе печи пкм
- •Технические характеристики закалочного комплекса на базе печи пкм
- •Автоматизированные агрегаты для закалки алюминиевых сплавов Электротермические агрегаты сноа
- •Технические характеристики агрегатов сноа
- •Технические характеристики агрегатов сноа
- •Электротермические агрегаты сэоа
- •Технические характеристики агрегатов сэоа
- •Технические характеристики агрегатов сэоа
- •3. Основное оборудование для охлажденияматериалов и изделий
- •3.1. Индексация оборудования для охлаждения
- •3.2. Немеханизированные закалочные баки
- •Выбор объема (размера) закалочных баков
- •3.3. Механизированные закалочные баки
- •3.4. Масляные и водяные закалочные ванны выпуска зао «накал»–промышленные печи»
- •Технические характеристики ванн вм и вз
- •3.5. Закалочные прессы и машины
- •4. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы
- •Современные теплоизоляционные материалы
- •5. Материалы для нагрева печей
- •Нагреватели. Материалы для изготовления нагревателей
- •Материалы для изготовления нагревателей
- •Применяемое топливо для нагревательных печей и устройства для его сжигания
- •6. Дополнительное оборудование термических подразделений
- •6.1. Классификация дополнительного оборудования
- •6.2. Индексация дополнительного оборудования Индексация прессов для правки изделий
- •Индексация моечных машин непрерывного действия
- •6.3. Оборудование для правки
- •Технические характеристики прессов с ручным приводом Энкор Корвет
- •6.4. Оборудование для очистки
- •Травильные установки
- •Составы некоторых травильных ванн и режимы травления сплавов
- •Моечные машины
- •Промывочные ванны
- •Технические характеристики промывочных ванн вп
- •Ультразвуковая очистка
- •7 Цепь приводная; 8 – обшивка станины; 9 – корыто; 10 – натяжная станция
- •Механическая очистка
- •Абразивные установки для очистки
- •Дробеструйные аппараты
- •Технико-экономические показатели установок для приготовления контролируемых атмосфер
- •Применение контролируемых атмосфер
- •Характеристика некоторых газов
- •7.2.2. Эндотермические генераторы серии энг
- •Технические данные эндогенераторов
- •Получаемый состав эндогаза
- •Технологические операции термообработки проводимые в эндогазе
- •Технические данные эндогенератора энг-60.И1
- •Состав эндогаза
- •7.2.3. Эндотермические генераторы серии нкэ
- •Технические характеристики эндогенераторов серии нкэ
- •Технические характеристики исходного сырья и эндогаза
- •7.2.4. Автоматизированный модуль подготовки печных атмосфер на основеуглеродосодержащих газов
- •Технические характеристики автоматизированных модулей мппа
- •7.3. Средства механизации (подъемно-транспортное оборудование)
- •Характеристика электрических талей
- •7.4. Устройства для подачи воздуха и газа Вентиляторы
- •Компрессоры
- •Газодувки
- •7.5. Маслоохладительные системы
- •8. Средства и системы автоматизации технологических процессовтермической обработки деталей
- •8.1. Задачи автоматизации
- •8.2. Развитие средств автоматизации
- •8.3. Устройства для измерения температуры
- •Основные данные о термопарах
- •Приборы автоматического регулирования тепловых режимов
- •8.4. Автоматические управляющие устройства в термических цехах
- •8.5. Управляющие электронно-вычислительные машины втермических цехах
- •8.6. Автоматизированная система управления процессом азотирования (суаз)
- •8.7. Система сбора и хранения информациина базе пк
- •8.8. Автоматизация технологического процесса
- •8.9. Автоматизация термического участка
- •9. Проектирование производстватермической обработки
- •9.1. Этапы проектирования, основные положения, принципы и задачи проектирования Классификация термических цехов
- •Задачи проектирования
- •Стадии проектирования
- •9.2. Проектно-нормативная документация
- •9.3. Понятие о единой системе технологической подготовки производства
- •9.4. Автоматизация проектных работ
- •Глоссарий
- •Рекомендательный библиографический список
- •Предметный указатель
Компрессоры
Вентилятор
для перемешивания печной атмосферы
устанавливают на своде печи.
Жаропрочная крыльчатка находится в
зоне печи, а привод вентилятора расположен
вне печного пространства.
К
Рис. 7.17. Схема двухступенчатого центробежного компрессора
омпрессоры применяют для обеспечения сжатым газом одновременно нескольких цехов. Как правило, компрессоры устанавливают в отдельном изолированном помещении. Эксплуатация и обслуживание компрессорных станций проводится лицами, прошедшими специальное обучение.
На рис. 7.17 показана схема двухступенчатого центробежного компрессора. При вращении вала 1 компрессора воздух засасывается в первую ступень сжатия и затем во вторую ступень сжатия. Из компрессора сжатый воздух удаляется через патрубок 2. Центробежные компрессоры имеют подачу 100…4000 м3/мин, давление нагнетания 0,5…30 МПа и потребляют мощность 500…7000 кВт.
Насосы
Насосы предназначены для перекачивания различных жидкостей. Работа насоса характеризуется основными техническими данными: подачей, напором, допустимой вакуумметрической высотой всасывания, числом оборотов ротора, мощностью привода и КПД насоса. Характеристика насоса обычно дается в виде графика зависимости давления, мощности и КПД от подачи при данной частоте вращения ротора. На рис. 7.18 показан центробежный насос консольного типа. Рабочее колесо закреплено на консольном конце ротора гайкой. Насосы этого типа рассчитаны на подачу 10…360 м3/ч. Кроме центробежных насосов применяют также вихревые, поршневые, роторные насосы. В ряде случаев, например в моечных машинах, закалочных баках и баках гидравлических систем печей, используются погружные насосы, что позволяет свести к минимуму загрязнение оборудования вследствие утечек жидкости через неплотности.
Рис. 7.18. Насос консольного типа: 1 – полумуфта; 2 – ротор; 3 – подшипник;
4 – всасывающий патрубок; 5 – рабочее колесо; 6 – уплотнение
Газодувки
Газодувки предназначены для подачи воздуха, газа и газовоздушной смеси. Газодувки широко применяют в установках для получения защитного газа. Для воздуха и газов, не агрессивных к маслу, предназначены газодувки типа 1А. Для подачи газов, агрессивных к маслу, рекомендуются газодувки типа 1Г, оборудованные дополнительной системой герметизации проточной части рабочей камеры.
В индексации газодувки указывается ее исполнение, условный размер, максимальный перепад давления и тип электродвигателя. Например, обозначение 1А 24-30-4А расшифровывается так: 1А – исполнение; 24 – условный размер; 30 – максимальный перепад давления, кПа; 4А – четырехполюсный закрытый обдуваемый электродвигатель. Основные размеры и параметры газодувок типа 1А (рис. 7.19).
7.5. Маслоохладительные системы
Д
Рис. 7.19. Газодувка типа 1А
ля охлаждения закалочной жидкости в немеханизированных закалочных баках применяют змеевики с холодной проточной водой, баки с двойными стенками и с мешалками и т. д.
В случае необходимости более быстрого охлаждения при большом количестве закалочных баков целесообразно применять маслоохладители. В промышленности применяют маслоохладители двух типов: барабанного (колончатого) и так называемого «труба в трубе».
М
аслоохладитель
типа «труба в трубе» (рис. 7.20) представляет
собой двойной змеевик с расположением
труб одной в другой. По внутренней трубе
пропускается охлаждающая вода, а по
наружной — охлаждаемое масло. Вода
и масло двигаются в противоположных
направлениях.
Н
Рис. 7.20. Маслоохладитель труба в трубе
аиболее распространенной конструкцией маслоохладителей (холодильников) являются цилиндрические барабаны (колонки) с двойными днищами и с продольными или поперечными перегородками. Вдоль барабанов в отверстия внутренних днищ вставлены латунные или медные тонкостенные трубки диаметром 10…15 ммдля масла и стальные для раствора каустической соды. В этих маслоохладителях холодная вода и горячее масло циркулируют также по принципу противотока, причем вода направляется прямолинейно внутрь трубок, а масло движется криволинейно, обходя поперечные перегородки между трубками с водой. Концы латунных трубок развальцованы в отверстиях днищ, и для чистки коллектор трубок с внутренними днищами может быть выдвинут из корпуса маслоохладителя после съема одной из крайних коробок (головок).
Коллекторы
маслоохладителей чистят при их
загрязнении. Загрязнение коллекторов
маслоохладителей ухудшает теплообмен
между горячим маслом и трубами,
охлаждаемыми водой, поэтому коллекторы
маслоохладителей при загрязнении
чистят. Для этого головку маслоохладителя
снимают, коллектор вынимают и промывают
в жидкостях типа толуола. Так как
толуол является взрывоопасной жидкостью,
промывку ведут за пределами цеха, на
значительном расстоянии от
заводских сооружений. Менее
эффективными средствами для очистки
коллектора являются острый пар, воздух
давлением 5…6 атм.
или
раствор каустической соды. Существует
несколько типов коленчато-трубчатых
охладителей (рис. 7.21), имеющих
индекс ТДВ:
Т
Рис. 7.21. Вертикальный коленчато-трубчатый маслоохладитель типа ТЛВ
ЛВ-8, ТЛВ-15, ТЛВ-21, ТЛВ-37 и ТЛВ-65 (Т – теплообменник, Л – колончатый, В – вертикальный, цифра – поверхность охлаждения в квадратных метрах). Наибольшая допускаемая температура для воды 20°С и для масла 55°С. Маслоохладители дают перепад температур 10…15 °С, т. е. если подается горячее масло с температурой 60°С, то после прохождения через маслоохладитель масло будет иметь 45…50°С. Для облегчения чистки коллекторов маслоохладителей на некоторых заводах масло пропускают по трубкам, а воду – по межтрубному пространству. При таком способе прямолинейные трубки загрязняются только изнутри и их легче очистить, чем всю наружную поверхность плотно установленных трубок коллектора. В этом случае масло охлаждается хуже и перепад температур между горячим и охлажденным маслом меньше, так как коэффициент теплопередачи масла к стенке трубы меньше, чем коэффициент теплопередачи воды. При охлаждении в холодильнике раствора каустической соды перепад температур равен также 10…15°С.Для маслоохлаждения можно также использовать пластинчатые теплообменники. Эти теплообменники изготовляют разборными на консольной раме или на двух опорах. Пластины толщиной 1…1,2 мм и размером 1370×500 или 960×315 мм изготовляют двух видов со штампованными гофрами «в елку» и горизонтальными гофрами.
Материалом
пластин может быть сталь 08кп или
нержавеющая, а также железо,
алюминий, медь и латунь. Пластины
собирают, между ними по периметру и
вокруг
отв
ерстий
укладывают резиновую прокладку, после
чего они стягиваются в пакет. По
образованным между пластинами
щелевидным каналам движутся противотоком
из соответствующих коллекторов жидкости.
По одну сторону пластины находится
горячее масло, а по другую – вода или
другой охладитель (рис. 7.22).
Г
Рис. 7.22. Схема пластинчатого теплообменника
офрированная форма пластин способствует усиленной турбулизации жидкости. Это обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи при сравнительно малом гидравлическом сопротивлении. Пластинчатые теплообменники требуют меньшей площади, легко и быстро разбираются для чистки. Поверхность теплообменников составляет 3…160 м2.
