阀门弹簧热处理车间设计(2)

2019-08-31 12:17

温度 (350±10)℃ 1.5h 空冷 时间 中温回火用低温井式电阻炉。低温井式电阻炉主要用于淬火工件的回火即有色金属的热处理。 井式电阻炉的操作要点: a.检查设备是否正常;

b.冷炉升温至规定温度后,低温井式电阻炉用于回火时,可冷炉装炉,连续生产; c.装炉时应关闭风扇,将加热开关置于断开位置。用起重机吊装时注意吊钩应在炉膛的中心线上,以免破坏炉膛内的搁砖、热电偶或电阻丝,工件放置要稳定;

d.出炉时关闭风扇,将加热开关置于“断开”位置。吊出工件时,注意不要碰触炉膛; e.装炉时工件、工装或料筐的高度不得超过炉膛的有效高度,以免触碰炉盖或风扇; f.使用温度不得超过炉的最高温度; g.工件上不得有油和水;

h.风扇停止转动或出现异常声音时,不得继续加热,必须停炉修理。 i.不允许在400摄氏度以上打开炉盖降温。

4)去应力回火:回火温度为160-180℃,保温时间1—2h,空气中自然冷却或水冷。由于弹簧加工的需要,消应力回火有时需要进行多次,为防止材料强度降低,应注意以后的每次回火温度都要比第一次的回火温度低20—50℃,保温时间也可以较前一次略短一些。

温度 (170±10)℃ 1.5h 空冷 时间 选用低温箱式电阻炉。低温箱式电阻炉淬火钢件的回火加热,也可以用于有色金属的热处理,炉内温度较低,主要的传热方式是依靠对流进行,一般为了提高传热效果和加热均匀性,在加热炉内安放风扇装置,强迫气体流动,增加对流传热系数,从而增加对流传热量。 (4)热处理工艺解析

①正火 均匀组织、细化晶粒,改善工件的切削加工性及减少最终热处理后的变形。 ②淬火 为了获得马氏体或贝氏体组织,改善材料性能。

③中温回火 减少淬火应力,降低了脆性,稳定弹簧的组织和尺寸,获得所需的机械性能。 ④去应力回火 消除冷加工应力,稳定弹簧的形状尺寸和弹性性能。 (5)力学性能要求

50CrVA弹簧钢:抗拉强度σb(MPa)≥1274; 屈服强度σs(MPa)≥1127;

伸长率δ5(%)≥8;

断面收缩率ψ(%)≥40。

热处理后弹簧工作时的服役条件:弹簧外径≤34.8,阀门关闭时H1=43mm,负荷F1=270N,阀门全开时,H2=32mm,负荷F2=540N,最高频率25Hz,循环次数N>107次。

(二) 主要设备选用及数量计算

(1)设备的选用

根据前述的热处理工艺设计及相关文献的表述,选择如下的几种热处理设备:中温箱式电阻炉,可控气氛电阻炉,低温井式电阻炉,低温箱式电阻炉。冷却及清理设备有:冷却油槽、缓冷坑、酸洗槽与酸洗室、水洗槽、喷丸机。根据需要添置一些检验设备。

(2)设备及工人的年时基数

根据车间生产性质和任务,一般单件小批量生产性质的综合热处理车间,应采用两班工作制。其中个别工艺周期较长应连续生产的设备或大型设备应考虑三班工作制;安装在生产流水线上的热处理设备,应与生产线生产班制相一致。

1)设备年时基数为设备在全年内的总工时数,等于在全年工作日内应工作的的时数减去各种时间损失,即:

F设?D设Nn(1?b%)

式中

F设D设—设备年时基数(h);

—设备全年工作日,等于全年日数(365天)-全年假日(10天)-全年星期双休日(104天)=251天;

N — 每日工作班数;

n — 每班工作时数,一般为8小时,对于有害健康的工作,有时为6.5小时;

b— 损失率,时间损失包括设备检修及事故损失,工人非全日缺勤而无法及时调度的损失,

以及每班下班前设备和场地清洁工作所需的停工损失。 2)工人年时基数

F人?D(1?b% ) 人n

式中 F人—工人年时基数(h);

D人—工人全年工作日,等于全年日数(365天)-全年假日(10天)-全年星期双休日(104

天)=251天;

b—时间损失率,一般取4%,时间损失包括病假、事假、探亲假、产假及哺乳、设备请扫、工作休息等工时损失。

由上述的计算方法所得到的结果如下:

工作 项目 生产性质 班制 工作日 一、设备 一般设备 重要设备 连续工作制 阶段工作制 3 3 3 3 355 251 251 355 8 8 8 8 4 4 4 4 8179 5783 5783 8179 作时数 (%) 基数 全年 每班工 全年时间损失 年时 小型简易热处理炉 阶段工作制 大型复杂热处理炉 连续工作制 二、工人 一般工作条件 较差工作条件

(3)设备数量的计算

根据热处理零件分工的年处理量,分别采用各工序的平均生产率,可以计算得出某项设备所承担热处理任务的年负荷数,再根据该项设备的工作制度所确定的年时基数,即可计算得出该项设备的负荷率并确定台数。

251 251 8 8 4 8 1928 1847

设备需要量可根据热处理工序生产任务和设备生产能力计算出设备年负荷基数,再计算设备需要量。

①设备年负荷基数 设备年负荷基数G为:

G?Q/p

式中 Q-设备年需完成的生产量(Kg/年) p-设备生产率(Kg/h) ②设备数量计算

C?G/F

式中 F-设备年时基数(h)

(4)主要设备的型号选择

①中温箱式电阻炉型号的选用 a.炉膛长度和宽度的确定: A有效=P/P0 ;

A:有效炉底面积,P:生产能力,P0:单位炉底生产能力

由于炉门及后墙一般没有电热元件,导致两端温度比较低,为保证有一定的恒温区,长宽比大于1,箱式炉有效长宽比多数接近于2/1.

由有效炉底面积及长宽比,可求出L有效和B有效。为了保证装出料过程中不至于碰撞炉墙或加热元件以及保证有一定的炉温均匀性,工件距离炉墙和炉门必须留有足够的间隙。 L=L有效+(0.2~0.3)


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