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
Московский Государственный Технический Университет
Кафедра “ Материаловедение ”
Трехкамерный вакуумный агрегат
для ионной цементации
Руководитель проекта: Фахуртдинов Р.С.
2002
Техническое задание
Описание установки
1. Определение теплотехнических характеристик и тепловой массивности садки
1.1. Определение теплотехнических характеристик стали 16Х3НВФМБ-Ш
1.2. Определение теплотехнической массивности тела по критерию Био
2. Расчет времени нагрева садки
3. Расчет толщины обечайки, находящейся при наружном давлении
4. Расчет теплового баланса нагревательной камеры
4.1. Расчет Qпол и Qвсп.т
4.1.1. Расчет потерь тепла на нагрев металла Qпол
4.1.2. Расчет потерь тепла на нагрев тары Qтары
4.1.3. Расчет потерь тепла на нагрев атмосферы
4.1.4. Расчет Qвсп.т
4.2. Определение потерь тепла через кладку цилиндрической части печи
4.3. Расчет потерь тепла на аккумуляцию теплоизоляции и кожуха
4.3.1. Расчет тепла, затрачиваемого на нагрев теплоизоляции
4.3.2. Расчет тепла, расходуемого на нагрев кожуха
4.4. Расчет потерь тепла на нагрев воды
4.5. Расчет потерь тепла на тепловые короткие замыкания
4.6. Расчет потерь тепла через оставшуюся часть кладки
4.7. Расчет потерь тепла через отверстия
4.8. расчет потерь тепла на неучтенные потери
5. Расчет установленной мощности нагревательной камеры
6. Расчет удельного расхода электроэнергии
7. Расчет КПД нагревательной камеры
8. Расчет времени на разогрев печи
9. Расчет электрических нагревательных элементов
10. Расчет удельной поверхностной нагрузки на нагревательные элементы
11. Определение стоимости изготовления и цены печи
Описание установки для ионной цементации
Цель проекта: Рассчитать и спроектировать нагревательную камеру установки для ионной цементации.
Трехкамерная установка плазменного науглероживания.
Параметры установки:
Номинальное напряжение 50 Гц 400В
Номинальный ток 743 А
Мощность кВт 220
Диапазон температур 500-1320
Температура в масляной ванне 80 С
Вид нагрева: электрический с нагревательными элементами низкого напряжения
Назначение печи:
-Науглероживание при низком давлении и науглероживание при низком давлении с применением плазмы.
-Азотонауглероживание с применением плазмы
-Вакуумная закалка в холодном или горячем закалочном масле (50-80 С)
-Закалка в газе 6 бар. абс. для N2+H2 (H2<5%)
-Другие вакуумные процессы (старение, отпуск и др.)
Трехкамерная печь состоит из нагревательной камеры, маслозакалочной камеры и газозакалочной камеры с возможностью загрузки и разгрузки исключительно во встречном направлении ( например загрузка маслозакалочной камеры и разгрузка маслозакалочной камеры).
Объем печи м3: нагревательная камера- 4
камера закалки в масле-5
камера охлаждения в газе-14
Описание процессов загрузки, транспортировки и нагрева:
Процесс обработки состоит из следующих этапов:
1.Загрузка: через правую или левую предкамеру.
2. Откачивание газа из предкамеры до давления 0.3 мбар. После выравнивания давлений между предкамерой и основной камерой.
3. Открывание промежуточной заслонки (дверцы).
4. Транспортировка садки в камеру нагрева (можно выбрать две скорости перемещения).
5. Закрывание промежуточной заслонки.
6. Нагрев под вакуумом или при давлении до 15 мбар.
7. Выдержка при температуре с рабочим газом или без него.
8. Снижение температуры до температуры закалки.
9.Откачивание рабочего газа до давления 0.5 м бар.
10. Открывание промежуточной заслонки после выравнивания давлений.
11. Транспортировка садки в камеру закалки газом или маслом.
12. Закрывание промежуточной заслонки.
13. Охлаждение.
14. Разгрузка.
Параметры и работа нагревательной камеры:
Внутренняя заслонка-пневматический подъемный цилиндр
Максимальная мощность нагрева 150 кВт
Корпус-лист нержавеющей стали
Изоляция-графитизированный войлок
Нагревательные элементы- графит
Садка транспортируется в камеру нагрева ( предварительно нагретую ). После выравнивания температур при 850˚С включается источник катодного распыления (распылительная плазма), который регулируется по предварительно заданному максимальному напряжению (450-550 В) или по среднему току.
Распыление производится либо в среде водорода, либо аргона или в смеси аргона и водорода под давлением.
С помощью датчика тока PSD определяется поверхность садки, если это необходимо и процесс распыления может регулироваться по заданной плотности тока.
После нагрева садки до температуры науглероживания и выравнивания температуры, источник катодного распыления выключается, камера вакуумируется до давления 0.5 мбар.
Далее выполняются циклы науглероживания и диффузии. Науглероживание производится в смеси [90% СН4 + 10%Н2], либо в смеси [67%С3Н8+30%Н2+3%Ar]. Рабочее давление 1-10 мбар. При этом науглероживание регулируется по максимальному напряжению, среднему току или плотности тока.
Описание процесса закалки:
Установка снабжена двумя закалочными камерами, таким образом, закалка может осуществляться двумя способами: закалка газом или закалка в масляной ванне.
Простая закалка: после того, как произошел процесс цементации, температура садки в нагревательной камере опускается до необходимой температуры закалки, одновременно откачивается рабочий газ. Затем садка перемещается под вакуумом в камеру закалки газом или маслом.
После транспортировки садки в камеру закалки газом, камера заполняется азотом, давление которого (0-6 мбар) предварительно программируется. Азот охлаждает садку при скорости 3000 об/мин или 1500 об/мин и при заданном направлении потока.
Закалка в масле осуществляется под вакуумом или в азоте с давлением 0-90 мбар.
После завершения процесса закалки, который фиксируется по достижению предварительно заданной температуры, измеряемой оптическим пирометром или по окончанию цикла (времени) охлаждения производится снижение давления и разгрузка садки.
11. Определение стоимости изготовления и цены печи
Смета стоимости основных материалов, готовых узлов и деталей
|
№ по порядку |
Наименование |
Количество |
Оптовая цена |
Сумма, руб |
|
1 |
Графит |
2 кг |
10750 р/т |
21.5 |
|
2 |
Графитизированный войлок |
100 кг |
15000 р/кг |
1500000 |
|
3 |
Сталь 12Х18Н10Т |
400 кг |
30000 р/т |
12000 |
|
4 |
Молибден |
0.15 кг |
255 р/кг |
38.25 |
|
5 |
Керамика |
10 кг |
20000 р/т |
2000 |
|
6 |
Резина вакуумная |
0.56 кг |
9000 р/т |
5.04 |
|
7 |
Термопара (кабель) |
5 м |
500 р/м |
2500 |
|
8 |
Сталь 45 |
170 кг |
25000 р/т |
4250 |
|
9 |
Стекло |
2 кг |
600 р/кг |
1200 |
|
Всего: |
1522015 |
Смета расходов на основную зарплату основным рабочим
|
№ по пор |
Специальн-ость рабочего |
Разряд |
Объем работы,ч |
Расценка руб/час |
Норма |
Зарплата, руб |
|
1 |
Крановщик |
3 |
170 |
30 |
-- |
5 100 |
|
2 |
Сварщик |
5 |
80 |
45.5 |
-- |
3 640 |
|
3 |
Слесари по приспособлениям |
5 |
176 |
45.5 |
-- |
8 008 |
|
4 |
Слесарь-сборщик |
6 |
180 |
56.8 |
-- |
10 224 |
|
5 |
Слесарь-трубопроводчик |
4 |
50 |
37 |
-- |
1 850 |
|
6 |
Вакуумщик |
5 |
176 |
45.5 |
-- |
8 008 |
|
7 |
Токарь |
6 |
176 |
56.8 |
-- |
9 996.8 |
|
8 |
Фрезеровщик |
5 |
170 |
45.5 |
-- |
7 735 |
|
Всего: |
54 561.8 |
Смета заводской себестоимости печи
|
№ по пор |
Статья расходов |
Сумма, руб |
|
1 |
Стоимость основных материалов и готовых узлов |
1 522 015 |
|
2 |
Зарплата основных рабочих |
54 561.8 |
|
3 |
Цеховые расходы |
174 598 |
|
4 |
Заводские расходы |
43 649 |
|
Заводская себистоимость: |
1 794 824 |
Плановая себистоимость: Спл=1.03·Сзавод=1 848 668.7 руб
Плановая цена: Цплан=1.03·Спл=1 904 128.78 руб = 61 423$
Список литературы