Автор: Сергей Катакин, 30 Сентября 2010 в 10:58, курсовая работа
Курсовая работа является завершающей стадией изучения дисциплины «Электротехнология» и способствует развитию навыков самостоятельного решения инженерных задач по проектированию более прогрессивного оборудования.
Электропечи сопротивлением широко применяются в различных отраслях и отличаются простотой устройства, ремонтоспособностью и возможностью получения высокого коэффициента теплоотдачи с поверхности нагревательного элемента. К недостаткам можно отнести сравнительно низкий срок службы и невысокую механическую прочность.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ЗАКАЛКИ
Закалка является распространенной операцией термической обработки деталей машин и инструментов. Цель закалки стали — придание ей высокой твердости и прочности путем образования неравновесных структур — мартенсита, троостита, сорбита, а также игольчатого троостита.
Существует несколько разновидностей закалки стали. В зависимости от толщины закаленного слоя различают объемную и поверхностную закалку. Объемная закалка производится в печах и ваннах, а поверхностная — токами высокой, повышенной и промышленной частоты, газовым пламенем и в электролитах. В зависимости от скорости охлаждения бывает объемная закалка с непрерывным охлаждением и с прерывистым охлаждением (изотермическая, ступенчатая). В зависимости от среды, в которой нагревают сталь, различают закалку обычную и с применением защитной атмосферы светлую.
Температуру нагрева под закалку для углеродистых сталей выбирают, пользуясь диаграммой состояния сплавов Fc—Fe. Время выдержки при нагреве выбирают в зависимости от размеров изделий и объема загружаемого в печь металла (массы садки).
После нагрева и выдержки изделия охлаждают в различных закалочных средах, обеспечивающих необходимую скорость охлаждения. Наиболее распространенными закалочными средами являются: вода, минеральное масло, раствор едкого натрия, расплавленные соли, щелочи и металлы, эмульсии и др. В последнее время в качестве охлаждающей среды применяют сильвинит, раствор марганцовистого калия и др.
Основное требование, предъявляемое к закалочным средам, высокая охлаждающая способность в интервале температур 550° С (температуры наименьшей устойчивости аустенита на С-образной кривой) и пониженная охлаждающая способность при 300—200° С (в области мартенситного превращения), когда аустенит относительно устойчив. Замедленное охлаждение в интервале температур 300—200° С необходимо для уменьшения внутренних термических напряжений.
Введение 4
1. Технологический процесс закалки 5
2. Расчет электропечи сопротивлением 8
2.1 Задача и содержание расчета электронагревательных устройств 8
2.2 Определение времени нагрева изделия 9
2.3 Динамика нагрева изделия 12
2.4 Расчет конструктивных параметров печи 14
2.5 Определение мощности печи 16
2.6 Динамика нагрева печи 18
2.7 Расчет нагревательного элемента 20
3. Схема управления электропечью 23
4. Выбор пускозащитной аппаратуры 25
5. Требования правил устройства электроустановок 27
Заключение 30
Список используемой литературы 31
фазное напряжение сети; при соединении
нагревателей в звезду
В.
Длина
проволоки одной фазы:
(26) |
Высота
зигзага проволочного нагревателя:
(27) |
Шаг
волны проволочного нагревателя:
(28) |
3.
СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПЕЧЬЮ
Рисунок
3. – Схема управления электропечью
При нагреве воздуха камеры до установленного максимального значения замыкается контакт BK1.1 и срабатывает реле KV1, которое контактом KV1:2 отключает реле KV2, что приводит к отключению контактора КМ1. Повторное включение нагревателей происходит при снижении температуры воздуха до установленного минимального значения и замыкании контакта BK1:2.
Если температура воздуха превысит установленное максимальное значение, электроконтактный термометр BK2 замкнет цепь катушки реле KV3, его размыкающие контакты отключат реле KV2 и электропечь отключится от сети.
При
несимметрии питающего
В
качестве расчетного тока принимаем
номинальный ток установки, который
определяем по сле дующей формуле:
(29) |
Выбираем автоматический
(30) |
Плавкий
предохранитель (FU1…FU4) выбираем по следующим
параметрам:
(31) |
Реле KV1 - KV3 выбираем типа РН-50.
Реле тока КА1: РПМ-0
Магнитный пускатель КМ1: ПАЕ-412
Провод, подающий напряжение на нагреватели: РКГМ 3х1
Провода управления: ПВ 3х1.5
Силовой
кабель: ВВГ 3х6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученная электропечь сопротивления камерная для термообработки металлов предназначена для проведения различных видов термообработки металлических изделий в условиях воздушной атмосферы. Печь можно использовать для закалки, отжига, и отпуска.
Содержит
рабочую камеру, которая расположена в
сварном каркасе из металлических профилей
и оснащена двуслойной теплоизоляцией.
Нагревательные элементы зигзагообразного
типа из высокотемпературного железохромалюминиевого
сплава расположены вдоль стенок и пода
рабочей камеры, и установлены на керамических
трубках с зазором от боковых стенок и
пода рабочей камеры для обеспечения свободного
теплового излучения в рабочую камеру,
подовые спирали защищены жаропрочной
плитой. Выводы электронагревателей расположены
на задней стенке рабочей камеры под легкосъемной
панелью. Механизм подъема оборудован
предохранительным концевым выключателем,
который расположен на лицевой панели
печи и обеспечивает отключение электронагревателей
при открывании двери.
Печь оснащена системой гидравлического
привода подъема двери. Контроль и регулирование
температуры в электропечи осуществляется
электронным блоком управления с цифровой
индикацией температуры, который выполнен
в виде отдельного агрегата и взаимодействует
с термопарой, установленной в рабочей
камере электропечи.
1. Алиев
И.И. Справочник по
2. Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии.- М., Агропромиздат, 1989г.
3. Кацевич Л.С. Расчет и конструирование электрических печей.- М. – Л., 1959г.
4. Кудрявцев И.Ф., Карасенко В.А. Электрический нагрев и электротехнология.- М., Колос, 1975 г.