Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Задание на проект.
Спроектировать электрическую печь сопротивления СИЗА-4.60.1/9 для закалки деталей из стали 55ХГР с коэффициентом заполнения садки К=0.6
2.Выбор типа печи.
С – печь сопротивления, И – печь с пульсирующим подом, З – с защитной атмосферой, А – в составе агрегата
4.60.1/9 – определяют размеры садки и максимальную температуру нагрева печи.
3.Определение теплотехнических характеристик и тепловой массивности садки.
Теплотехнические характеристики садки:
- коэффициент теплопроводности - l
- коэффициент теплоемкости – с
- плотность – ρ
Для стали 55ХГР из [1] имеем :
l=34,5 Вт/м*С
с=610 Дж/кг*С
ρ=7860 кг/м³
С учетом коэффициента К=0,6 для садки, имеем
lс=К*l=0,6*34,5=20,7 Вт/м*С
ρс=К*ρ=0,6*7860=4716 кг/м³
сс=с=610 Дж/кг*С
ас=а=λ/c*ρ=20,7/610*4716=7,2*10 м/c
расчет критерия Био:
Bi=α*S/λc , где α = αк+ αизл – суммарный коэффициент теплопередачи конвекцией и излучением
αизл =* спр
спр - приведенный коэффициент (излучательная способность материала)
спр=ε*со
ε - степень черноты материала (для стали 55ХГР ε=0,8 )
со – излучательная способность АЧТ
спр= ε*со=0,8*5,67=5,33 Вт/м*К
Тп = 0,85*Тзад = 0,85*(900+273) = 997,05 К – температура печи
Тс = 0,5*Тзад = 0,85*(900+273) = 586,5 К – температура садки
αизл =* 5,33 = 113 Вт/м*К
Коэффициент теплопередачи конвекцией : αк = 13,5 Вт/м*К [2]
Суммарный коэффициент теплопередачи : α = 113+13,5 = 126,5 Вт/м*К
S – минимальное расстояние от наиболее нагретой части детали до наименее нагретой,
S = 0,5*1 = 0,5 дм = 0,05м.
Критерий Био:
Bi = α*S/λc = 126,5*0,05/20,7 = 0,3
Bi > 0,25 принимаем садку теплотехнически массивной.
4.Расчет времени нагрева садки.
Время нагрева:
τн = τ1 + τ2
τ1 = τ’ + τ’’
τ’ = 0,3*S/ ac – бесконечная пластина
τ’ = 0,3*0,05/ 7,2*10=104,2 сек.
Плотность теплового потока :
qп = α*(Тп - Тс) = 126,5*(997,05-586,5) = 51934,57 Вт/м
Температура садки в момент окончания первого периода (τ1):
Т = Тп – qп/ α = 1173 – 51934,57/ 126,5 = 762,45 К
∆t = qп*S/2λc = 51934,57*0,05/ 2*20,7 = 62,7°С
t’пов=1,27*∆t = 1,27*62,7 = 79,66°С = 352,66 К
t’ц=0,27*∆t = 0,27*62,7 = 17°С = 290К
θ = qп/с*ρс*S = 51934,57/ 610*4716*0,05 = 0,36 °С/сек.
t’’ц = t’’пов - ∆t = Т’’пов - ∆t = 762,45 – 62,7 = 699,75 К
V = (tп – t’’’ц)/(tп-t’’ц)=(900-890)/(900-426,75)=0,021
V- относительная температура печи
Время нагрева τ’’:
τ’’ = (T’’ц – Т’ц)/ θ = (699,75 – 290)/0,36=1138 сек.
Время нагрева τ2 можно определить из формулы:
Fo=a* τ2/S
где Fo – критерий Фурье, определяемый из графиков Будрина :
Bi = 0,3
V = 0,02
Fo=7,5
τ2 = Fo*S/a = 7,5*0,05/7,2*10=2604,16 сек.
Время нагрева садки:
τн = τ1 + τ2 = 1242,2+2604,16=3846,36 сек = 1ч.2мин.
τ1 = τ’ + τ’’=104,2+1138 = 1242,2 сек.
5.Определение продолжительности цикла работы печи.
τц =τн+τвыд+τохл+τвсп
τн – время нагрева садки
τвыд=0 – время выдержки, т.к. расчет времени нагрева проводился для средней плоскости , то это время равно нулю
τохл=0 – время охлаждения садки вместе с печью
τвсп=0 – время загрузки и разгрузки деталей, т.к. загрузка и разгрузка идут постоянно, то это время равно нулю.
Таким образом: τц =τн=3846,36 сек.
Определение производительности печи.
g = Gсадки/ τц = Vc*ρc/ τц = 6*0,4*1*4716/3846 = 0,294 кг/сек = 1059,4 кг/час.
6.Определение основных размеров печи.
Основные размеры печи определяем с учетом предыдущих конструкций печей данного типа. Устанавливаем следующие внутренний размеры:
Ширина – 600мм
Длина – 6500мм
Высота – 675мм
7.Расчет теплового баланса.
Уравнение теплового баланса:
Qрасх=Qпол+Qвсп+Qкл+Qакк+Qотв+Qткз+Qохл.вод+Qнеуч
Qрасх –всё тепло, потребляемое печью.
Qпол - тепло, идущее на нагрев садки.
Qвсп- потери тепла, идущие на нагрев тары и атмосферы печи.
В печи с пульсирующим подом Qатм.= 2,5*Vсв.об*свозд*(tп-tcн)/3600 ,Вт
где: Vcв-объем, занимаемый атмосферой
свозд- теплоемкость воздуха
tcн=20 С – температура снаружи
tп- температура печи
Qтары= 0
Qкл - тепло, пропускаемое кладкой.
Qакк- тепло, аккумулируемое всеми составляющими печи (в данном случае тепло, аккумулируемое футеровкой). Т.к печь непрерывного действия то Qакк считается только один раз в процессе разогрева печи и формулу теплового баланса не входит
Qотв- потери тепла через отверстия.
Qткз- тепло, отводимое через источники теплового короткого замыкания.
Qохл.вод- тепло, отводимое охлаждающими водами(для нашего случая –0).
Qнеуч – неучтённые потери.
Для нашего случая (Qнеуч=12% -18% от всех учитываемых потерь.)
Qприх =1,016 Qрасх
Qприх - энергия, потребляемая из сети.
Qпол =g сc(tкон-tн )=0,294*610(900-20)=157,8 кВт
Qрасх=Qпол+ Qкл+ Qткз+Qнеуч+Qотв+Qатм
Руст=к1(Qпол+Qвсп)+к2(Qрасх-Qпол-Qвсп)
к1-учёт колебания напряжения в сети.(1,1-1,3)
к2-учёт потерь на старение печи.(1,2-1,4)
7.1 Расчет Qкл.
вариант 1:
7.1.1 Расчет футеровки свода.
Для футеровки свода используем шамот (первый слой) и минеральную вату (второй слой)
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 - шамот |
|
0,265 |
0,15 |
0,415 |
895 |
710 |
55 |
4344,7 |
δ2 - вата |
7.1.2 Расчет футеровки пода.
Для футеровки пода используем слой шамота и слой шамота легковеса
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 - шамот |
|
0,265 |
0,2 |
0,465 |
890 |
680 |
55 |
4331,6 |
δ2 – шамот легковес |
7.1.3. Расчет футеровки стенок.
Для футеровки стенок используем слой шамота и слой ваты.
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 - шамот |
|
0,265 |
0,15 |
0,415 |
895 |
715 |
55 |
4638,8 |
δ2 – вата |
7.1.4 Расчет футеровки торцов.
Для торцов используем слой шамота и слой ваты.
торец без отверстия:
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 - шамот |
|
0,2 |
0,15 |
0,35 |
890 |
700 |
50 |
661,7 |
δ2 – вата |
торец с отверстием:
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 - шамот |
|
0,2 |
0,15 |
0,35 |
895 |
745 |
60 |
339 |
δ2 – вата |
вариант 2:
7.1.5 Расчет футеровки свода.
Для футеровки свода используем шамот ультралегковес (первый слой) и минеральную вату (второй слой)
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 – шамот ультралегковес |
|
0,1 |
0,15 |
0,25 |
895 |
635 |
48 |
2588 |
δ2 - вата |
7.1.6 Расчет футеровки пода.
Для футеровки пода используем слой шамота и слой шамота легковеса
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 – шамот ультралегков |
|
0,065 |
0,15 |
0,215 |
895 |
650 |
60 |
3397 |
δ2 – шамот легковес |
7.1.7 Расчет футеровки стенок.
Для футеровки стенок используем слой шамота и слой ваты.
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 – шамот ультралегков |
|
0,1 |
0,15 |
0,25 |
895 |
648 |
49 |
2875,2 |
δ2 – вата |
7.1.8 Расчет футеровки торцов.
Для торцов используем слой шамота и слой ваты.
торец без отверстия:
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 – шамот ультралегков |
|
0,065 |
0,1 |
0,165 |
893 |
625 |
58 |
436,8 |
δ2 – вата |
торец с отверстием:
|
δ1,м |
δ2,м |
∑δi,м |
t1, С |
t2, С |
t3, С |
Q, Вт |
δ1 – шамот ультралегков |
|
0,065 |
0,1 |
0,165 |
892 |
610 |
56 |
365,3 |
δ2 – вата |
Очевидно, что второй вариант футеровки лучше, чем первый–слой футеровки тоньше, а потери тепла меньше, поэтому выбираем вторую футеровку.
Qкл=∑Q=Qсв+Qпод+2*Qстенка+Qтор с отв+Qтор без отв = =2588+3397+2*2875,2+365,3+436,8=12,537 кВт
7.2 Расчет Qпол
Qпол =g сc(tкон-tн )=0,294*610(900-20)=157,8 кВт
7.3 Расчет Qткз
Qткз=F*λ*(tвн-tсн)/L=6,75*10*22*800/0,165=720 Вт
где:
F- площадь сечения т. к. з., F=S*H=0,015*0,45=6,75*10м
H – ширина т.к.з
S – толщина т.к.з.
λ- теплопроводность данного материала, λ=22 Вт/м*К (Х20Н14С2) [3]
L- длина т. к. з., L=0,165м
tвн=900˚С,
tсн=100˚С.
7.4 Расчет Qатм
Qатм.= 2,5*Vсв.об*свозд*(tп-tcн)/3600 = 2,5*2,4*1487*880/3600=2174 Вт=2,174 кВт
Vcв-объем, занимаемый атмосферой
свозд- теплоемкость воздуха
tcн=20 С – температура снаружи
tп- температура печи
Vсв об = Vвн пространства – Vсадки = 6,5*0,675*0,6 – 6*0,4*0,1 = 2,4 м
свозд = 1487 Дж/м*С
7.5 Расчет потерь через торцевое отверстие Qт.отв
Т.к. детали поступают в печь непрерывно, то потери тепла идут только через ту часть отверстия, которая не занята садкой – это отверстия 1,2,3 и 4.
Q1=Q2=697674*Hотв*Sотв* + co*εотв**Hотв*Sотв*φ
Hотв = 0,05м – высота отверстия
Sотв=0,5м – ширина отверстия
εотв= 0,6 – степень черноты отверстия
φ = 0,5 коэффициент дифрагмирования
со – излучательная способность АЧТ
Тп=1173 К – температура печи
Q1=Q2=697674*0,05*0,5* +5,67*0,6**0,05*0,5*0,5 = 4705 Вт
Q3=Q4=697674*0,1*0,05* +5,67*0,6**0,1*0,05*0,5 = 1264 Вт
потери через все отверстие:
Qт.отв = 2* Q1+2* Q3 = 9410+2528 = 11938 Вт = 11,938 кВт
7.6 Расчет потерь через подовое отверстие Qп.отв
Qп.отв=697674*Hотв*Sотв* = 697674*0,2*0,5* = 31,2 кВт , где:
Hотв = 0,2 м – высота отверстия
Sотв = 0,5м – ширина отверстия
7.7 Расчет Qпотерь
Qпотерь= Qкл+ Qткз+Qотв
Qотв = Qт.отв + Qп.отв = 11,938+31,2 = 43,1 кВт
Qпотерь= Qкл+ Qткз+Qотв = 12,537 + 0,72 + 43,1 = 56,35 кВт
7.8 Расчет неучтенных потерь Qнеуч
Qнеуч = (12÷18%)* Qпотерь
Qнеуч = 0,15*56,35 = 8,45 кВт
7.9 Расчет Qрасх
Qрасх=Qпол+ Qкл+ Qткз+Qнеуч+Qотв+Qатм =
=157,8+12,537+0,72+8,45+43,1+2,174 =224,78 кВт
7.10 Расчет Qприх
Qприх =1,016 Qрасх = 1,016*229 = 228,38 кВт
7.11 Расчет Qакк
Qакк складывается из тепла аккумулированного виброконвейером и кладкой футеровки.
Расчет боковых стенок.
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость слоя
m=ρ*V - масса слоя, кг
внутренний слой – шамот ультралегковес
V=Fcр 1*δ1 = 5,362*0,1=0,53 м
ρ = 400 кг/м
m = 0,53*400 = 212 кг
∆t =(895+648)/2= 771,5 С
с= 0,583 Вт/кг*С – при средней температуре 771,5 С
Qакк.вн. слой = 212*0,583*771,5 = 95,35 кВт
внешний слой – вата
V = Fср 2 * δ2 = 7,044*0,15 = 1,05м
ρ = 150 кг/м
m = 1,05*150 = 158,5 кг
∆t =(648+49)/2= 348,5 С
с= 0,25 Вт/кг*С – при температуре 20 С
Qакк.внеш. слой = 158,5*0,25*348,5 = 13,8 кВт
Qакк для обеи стенок :
Qакк = 2*( Qакк.вн. слой+ Qакк.внеш. слой) = 2*(95,35+13,8) = 218,3 кВт
Расчет свода:
внутренний слой:
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость слоя
m=ρ*V - масса слоя, кг
внутренний слой – шамот ультралегковес
V=Fcр 1*δ1 = 4,63*0,1=0,463 м
ρ = 400 кг/м
m = 0,463*400 = 185,2 кг
∆t =(895+635)/2= 765 С
с= 0,58 Вт/кг*С – при средней температуре 765 С
Qакк.вн. слой = 185,2*0,58*765 = 82,17 кВт
внешний слой – вата
V = Fср 2 * δ2 = 6,53*0,15 = 0,98 м
ρ = 150 кг/м
m = 0,98*150 = 147 кг
∆t =(635+48)/2= 341,5 С
с= 0,25 Вт/кг*С – при температуре 20 С
Qакк.внеш. слой = 147*0,25*341,5 = 12,54 кВт
Qакк для свода:
Qакк = Qакк.вн. слой+ Qакк.внеш. слой = 82,17+12,54 = 94,7 кВт
Расчет пода:
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость слоя
m=ρ*V - масса слоя, кг
внутренний слой – шамот ультралегковес
V=Fcр 1*δ1 = 4,167*0,065=0,27 м
ρ = 400 кг/м
m = 0,27*400 = 108,3 кг
∆t =(895+650)/2= 772,5 С
с= 0,583 Вт/кг*С – при средней температуре 772,5 С
Qакк.вн. слой = 108,3*0,583*772,5 = 48,7 кВт
внешний слой – шамот легковес
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость слоя
m=ρ*V - масса слоя, кг
внутренний слой – шамот легковес
V=Fcр 2*δ1 = 5,716*0,15=0,857 м
ρ = 950 кг/м
m = 0,857*950 = 814,5 кг
∆t =(650+60)/2= 355 С
с= 0,41 Вт/кг*С – при средней температуре 355 С
Qакк.внеш. слой = 814,5*0,41*355 = 118,5 кВт
Qакк для пода:
Qакк = Qакк.вн. слой+ Qакк.внеш. слой = 48,7+118,5 = 167,2 кВт
Расчет торца без отверстия:
внутренний слой:
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость слоя
m=ρ*V - масса слоя, кг
внутренний слой – шамот ультралегковес
V=Fcр 1*δ1 = 0,496*0,065=0,032 м
ρ = 400 кг/м
m = 0,032*400 = 12,9 кг
∆t =(893+625)/2= 759 С
с= 0,58 Вт/кг*С – при средней температуре 759 С
Qакк.вн. слой = 12,9*0,58*759 = 5,67 кВт
внешний слой – вата
V = Fср 2 * δ2 = 0,761*0,1 = 0,0761 м
ρ = 150 кг/м
m = 0,0761*150 = 11,4 кг
∆t =(625+58)/2= 341,5 С
с= 0,25 Вт/кг*С – при температуре 20 С
Qакк.внеш. слой = 11,4*0,25*341,5 = 0,97 кВт
Qакк для торца без отверстия:
Qакк = Qакк.вн. слой+ Qакк.внеш. слой = 5,67+0,97 = 6,64 кВт
Расчет торца с отверстием:
внутренний слой:
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость слоя
m=ρ*V - масса слоя, кг
внутренний слой – шамот ультралегковес
V=Fcр 1*δ1 = 0,396*0,065=0,025 м
ρ = 400 кг/м
m = 0,025*400 = 10,3 кг
∆t =(892+610)/2= 751 С
с= 0,58 Вт/кг*С – при средней температуре 751 С
Qакк.вн. слой = 10,3*0,58*751 = 4,5 кВт
внешний слой – вата
V = Fср 2 * δ2 = 0,661*0,1 = 0,0661 м
ρ = 150 кг/м
m = 0,0661*150 = 9,9 кг
∆t =(610+56)/2= 333 С
с= 0,25 Вт/кг*С – при температуре 20 С
Qакк.внеш. слой = 9,9*0,25*333 = 0,82 кВт
Qакк для торца с отверстием:
Qакк = Qакк.вн. слой+ Qакк.внеш. слой = 4,5+0,82 = 5,32 кВт
Расчет виброконвейера:
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость материала Х20Н14С2
m=ρ*V , кг
V=F*L = 0,00675*6=0,0405 м
ρ = 7800 кг/м
m = 0,0405*7800 = 315,9 кг
∆t =(900+890)/2= 895 С с= 0,14 Вт/кг*
Qакк виброконв = 315,9*0,14*895 = 39,6 кВт
Расчет опор виброконвейера:
Qакк=с*m*∆t
с – теплоемкость слоя
m=ρ*V - масса слоя, кг
внутренний слой – шамот ультралегковес
V=F*H = 0,1*0,45*0,175=0,0078 м
ρ = 400 кг/м
m = 0,0078*400 = 3,15 кг
∆t =(900+890)/2= 895 С
с= 0,63 Вт/кг*С – при средней температуре 895 С
Qакк.опоры = 3,15*0,63*895 = 1,7 кВт
Для всех опор:
Qакк.опоры = 6*1,7=10,2 кВт
Полное значение Qакк :
Qакк=Qакк.свод+Qакк под+Qакк стенки+Qопоры+Qакк. тор с отв+Qакк тор без отв+Qакк виброконв
Qакк= 94,7+167,2+218,3+10,2+5,32+6,64+39,6 = 544,96 кВт.
8.Определение мощности печи.
Руст=к1(Qпол+Qвсп)+к2(Qрасх-Qпол-Qвсп)
к1-учёт колебания напряжения в сети.(1,1-1,3)
к2-учёт потерь на старение печи.(1,2-1,4)
Рпол = к1(Qпол+Qвсп) = 1,2*(157,8+2,174) = 192 кВт
Рхх = к2(Qрасх-Qпол-Qвсп) = 1,3*(228-157,8-2,174) = 84 кВт
Руст = Рпол + Рхх = 192+84 = 276 кВт
Удельный расход энергии:
А = Руст /g = 276/1059 = 0,26 кВт*час/кг
КПД печи:
η = (Qпол/Qрасх)*100% = (157,8/228)*100 = 70,2%
определение времени нагрева печи:
τ = Qакк/( Руст – 0,5* Рхх) = 544,96/(276 – 0,5*84) = 2,33 час.
9.Расчет и размещение нагревателей.
Для более равномерного нагрева внутреннее пространство печи разделяем на 3 зоны, длиной 2000 мм, 2000 мм, 2500 мм. Мощность по зонам распределяем в следующем порядке:
Руст1=114 кВт
Руст2=50 кВт
Руст3=112 кВт
Расчёт для 1-ой зоны.
Установившаяся мощность зоны Р1= 114 кВт
Используем трехфазную схему соединения.
1-я фаза – подовые нагреватели (30 кВт)
2-я фаза – сводовые нагреватели (45 кВт)
3-я фаза – настенные нагреватели (39 кВт)
Рис.2. Значения Wид и удельных мощностей p, размещаемых на 1м2 футеровки, в зависимости от температур тепловоспринимающей поверхности t и нагревателя tн. Значения p даны для спиральных на полочках и зигзагообразных проволочных и ленточных свободно излучающих нагревателей при αг=αс=αр=1.
Расчет сводовых нагревателей
Удельную мощность определяем по рисунку 2:
p= Р1/ Fст=45/1,2=37,5 кВт/м2
Wид=6 Вт/см2
tн=1100°С
По графикам [4] для полученного tн назначаем материал и диаметр нагревателя:
Температура нагрева изделия в этой зоне tпт=900°С
Площадь поверхности для размещения нагревателей
Fсвода=1,2 м2
По таблицам [4] определяем значения коэффициентов, для расчёта W.
Определение W
W = Wид*αэф*αг*αс*αр
Fизд=0,8 м2
По таблицам [4] определяем значения коэффициентов, для расчёта W.
αэф=0,32 (так как спиральный нагреватель)
αг=1,4 (так как t/d=3)
αс=1,35 (по графику [5])
αр=0,85, так как Fизд/ Fст=0,67
W=6*0, 32*1,35*1,4*0,85=3,08 Вт/см2)
Материал: нихром Х20Н80Т (1000=1,119 Ом*мм/м2).
Предварительный диаметр проволоки принимаем d=4мм.
Мощность на один нагреватель
В 1-ой зоне на своде будет три нагревателя.
P11=P1/3=45/3=15 кВт
U1=
U1=√(4*105*152*1,119)/(3,142*43*3,08)=227 В.Полученное напряжение не соответствует стандартному, поэтому принимаем U1=220В.
Уточнение значения диаметра:
d=
d=3√(4*105*152*1,119)/(3,142*2202*3,08)=4,139 мм
Принимаем в соответствии со стандартным (ГОСТ 6636-69) d=4,2мм.
Сопротивление одного нагревателя:
R1=U2/103*P11=2202/103*15=3,2Ом
Длина одного нагревателя:
l1=π*d2*R1/(4* ) =3,14*4,2 2*3,2/(4*1,119)=39,9м
1-ая проверка
Pнагр/ Fнагр= P11/π*d* l1=15000/(3,14*0,42*3990)=2,845=Wрасч< W=>условие выполнено.
Проверка по температуре
Площадь поверхности всех нагревателей:
Fнагр=2*π*d*l1=3,14*0,0042*39,9*2=0,526м2
Pнагр=
T’н=100*4√((15000*((1/0,8)+(0,526/0,1,2)*((1/0,8-1)))/(5,67*0,52))+(1173/100)4=
=1202,68°К
T’н≤Tн => условие выполняется.
Назначаем шаг спирали
t ≥ 2d=3*4,2=12,6мм
t=13мм
Назначаем диаметр спирали
D=13d=13*4,2=54,6мм принимаем D=90мм
Длина «свёрнутого» нагревателя:
Lсвёр=
Lсвёр=39,9/((√(3,14*90)2+132)/13)=1,9м.
Расстояние между нагревателями 69,5 мм.
Расчёт выводов нагревателей.
По правилам техники безопасности длина части нагревателя, выходящего во внутреннее пространство печи, должна быть не менее 50мм. Аналогично для вывода в окружающее пространство.
С учётом выше сказанного можно записать следующее:
lн=50+250+50+ = 350(мм)
10 Расчет привода виброконвейера.
Привод виброконвейера будет состоять из электродвигателя , развивающего необходимую мощность, редуктора, обеспечивающего необходимую частоту вращения приводного вала, муфты, соединяющей э.д. и редуктор, собственно приводного вала, цепной передачи, и кулачка, обеспечивающего пульсацию.
Выбор электродвигателя.
Потребляемая мощность привода
P=F*V/1000η=0,043 кВт.
η=ηред +ηмуфты+ηцпн. пер =0,65
Для данного механизма при скорости перемещения равной V=L/ц=6м/3846=0,00156м/c
и нагрузке в 18096 Н (учитывает и массу садки и массу полотна), выбираем асинхронный двигатель. По [5] выбираем электродвигатель типа 4АС71В8У3: Pн =0,3 кBт (ПВ=40%), nн=670 мин-1.
Выбор редуктора.
По атласу[5], в соответствии с режимом и нагрузкой, выбираем цилиндрический трехступенчатый редуктор Ц3У-200 с Tном=F*Dзв/2000=1809,6 Н*м, Uред=63;
Выбор звездочек.
По атласу [5] выбираем звездочки по ГОСТ591-69, d=200 мм.
11 Определение ориентировочной стоимости нагревательной камеры.
I) (*)Материалы и узлы:
|
№ |
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость |
|
1 |
шамот-легковес |
0,875 м |
743 р/т |
610,1 руб |
|
2 |
шамот ультралегковес |
1,33 м |
942 р/т |
501,1 руб |
|
3 |
вата |
2,17 м |
6,3 руб/м |
13,67 руб |
|
4 |
полотно виброконв. |
395 кг |
3,5 руб/кг |
1382,5 руб |
|
5 |
проволока Х20Н80Т |
92 кг |
4 руб/кг |
368 руб |
|
6 |
кожух (Ст10) |
250,7 кг |
0,08 руб/кг |
20,06 руб |
|
7 |
опоры печи (Ст10) |
7956 кг |
0,08 руб/кг |
636,48 руб |
|
|
Итого:Σ(*) 3532 |
II) (**)Зарплата основных рабочих:
|
№ |
Специальность |
Разряд |
Объём работы |
Норма |
Время |
Оплата |
|
1 |
Огнеупор |
4 |
0,47руб/час |
4,375м |
0,1м/ч |
20,56 руб |
|
2 |
Сварщик |
5 |
0,52руб/час |
300 ч |
|
156 руб |
|
3 |
Электрик |
4 |
0,47руб/час |
50 ч |
|
23,5 руб |
|
4 |
Слесарь |
4 |
0,47руб/час |
800 ч |
|
376 руб |
|
Итого: Σ(**) 576,06 |
III) Заводская себестоимость:
|
№ |
Статья |
Сумма |
|
1 |
Материалы и узлы |
Σ(*) = 3532 руб |
|
2 |
Зарплата основных рабочих |
Σ(**) = 576,06 руб |
|
3 |
Цеховые расходы |
3,2Σ(**) = 1843,4 руб |
|
4 |
Заводские расходы |
0,8Σ(**) = 460,8 руб |
|
Итого: Σз= 6412,26 руб |
Пс=1,03*Σз = 6604,6 руб – плановая цена
Пц=1,03*Пс = 6802,7 руб – оптовая цена
12 Составление таблицы ТЭП печи.
|
№ |
Название параметра |
Единицы |
Значение |
|
1 |
Назначение печи |
– |
закалка |
|
2 |
Размеры рабочего пространства |
мм |
400×6000×100 |
|
3 |
Габариты нагревательной камеры |
мм |
1100×6500×1140 |
|
4 |
Стоимость нагревательной камеры |
рублей |
6802,7 |
|
5 |
Масса нагревательной камеры |
кг |
10382,45 |
|
6 |
Максимальная температура |
°С |
900 |
|
7 |
Температура выдачи металла |
°С |
900 |
|
8 |
Время разогрева печи |
ч |
2,33 |
|
9 |
Время нагрева и выдержки металла |
ч |
1,06 |
|
10 |
Производительность печи |
кг/ч |
1059 |
|
11 |
Установленная мощность |
кВт |
276 |
|
12 |
Число зон |
– |
3 |
|
13 |
Распределение мощности по зонам |
кВт |
114–50–112 |
|
14 |
Напряжение |
В |
220 |
|
15 |
Число фаз |
– |
3 |
|
16 |
КПД печи |
– |
0,72 |
|
17 |
Удельный расход энергии |
кВт*ч/кг |
0,26 |
|
18 |
Мощность холостого хода |
кВт |
84 |
1
3
4
2
0,1
0,05
0,05
0,5
0,05