Термическая обработка в машиностроении: Справочник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Термическая обработка в машиностроении: Справочник

В настоящее время также серийно выпускаются новые радиационные пирометры типа ВПР-40 с погрешностью измерения ±20° С температуры до 2000° С [9], типа РПК-Ю1, измеряющего температуру в диапазоне от 1100 до 1800° С с
...
Оптические пирометры. Эти пирометры, называемые также яркостнымп, используют для периодического контроля температуры в печах и ваннах. С их помощью измеряют температуру по монохроматической яркости (интенсивности излучения) тела в видимой области спектра путем сравнения ее с яркостью нити эталонной пирометрической лампочки. Изменением тока накала нити ее яркость доводится до яркости измеряемого тела, при этом нить исчезает на его фоне, так как тело и нить имеют одинаковую температуру.
...
В зависимости от диапазона измеряемых температур пирометр выпускается в трех модификациях: 800—2000° С; 1200—3200° С и 1500—6000° С. Основная погрешность в диапазоне измерения 800—1400° С составляет ±20° С, а в диапазоне 1200—2000° С ±30° С.
...
Пирометр «Проминь», изготовляемый заводом «Львовприбор», выполнен в виде малогабаритного переносного прибора. Измерительная схема прибора, обеспечивающая большую точность измерении по сравнению с ОППИР-017, — одинарный мост, в одно из плеч которого включены пирометрическая лампочка и реохорд уравновешивания, связанный со шкалой яркостных температур. Диапазон измеряемых температур пирометра 800—4000° С. Основнаи погрешность в пределах измерения температур 800—1400° С не превышает ± 12° С, в пределах 1800—3200° С — ±50° С.
...
Фотоэлектрические пирометры. Для автоматического измерения, записи и регулирования яркостной температуры тела с помощью фотодатчика и
...
частичная или нулевая мощность. При этом во время разогрева печи регулирование осуществляют путем подачи полной или частичной мощности, а в период выдержки — частичной или нулевой мощности.
...
Качество регулирования можно повысить увеличением частоты переключения мощности, подаваемой в печь. Однако с увеличением частоты переключения мощности снижается срок службы контактной коммутирующей аппаратуры, управляемой терморегулятором. В связи с этим при позиционном и особенно непрерывном регулировании целесообразно применять бесконтактные блоки питания на магнитных или тиристорных усилителях, допускающих практически неограниченную частоту переключения.
...
При использовании бесконтактных блоков питания, работающих совместно с высокоточным регулятором температуры ВРТ-2 непрерывного действия (Московский завод тепловой автоматики), можно обеспечить регулирование температуры в печи с точностью до +0,5° С.
...
Система регулирования температуры в печн, использующая прибор ВРТ-2 (рис. 11) состоит из измерительного блока И-102, представляющего собой усилитель с задатчиком, регулирующего блока Р-111, осуществляющего П-ПИ-ПИД — законы регулирования и тиристорного блока питания У-252, изменяющего через трансформатор Тр и нагреватель R подаваемую в печь мощность.
...
Основные технические данные прибора ВРТ-2 с усилителем У-252: диапазон регулирования температуры 0—1600° С; точность регулирования ±0,5° С; максимально допустимая сила тока, проходящего через тиристоры при напряжении питания 360/220 В и естественном охлаждении, 60 А.
...
Самонастраивающиеся системы, или системы автоматической оптимизации (CAO), предназначены для нахождения н поддержания оптимальных режимов различных технологических процессов, обеспечивая наибольшие производительность и КПД оборудования. При автоматизации нагревательных и термических печей с газовым обогревом может быть использована система автоматической оптимизации режима горения, применяемая в методических печах Магнитогорского металлургического комбината им. В. И. Ленина. Система автоматической оптимизации обеспечивает стабилизацию температуры по зонам печи, оптимальные условия нагрева металла и регулирование соотношения топливо—воздух. Оптимальные условия нагрева металла обеспечиваются системой оптимизации, состоящей из устройства формирования входного сигнала, экстремального регулятора ЭРБ-5 и автоматического задатчика. Применение CAO в пламенных печах обеспечивает ускорение нагрева и уменьшение угара металла, а также снижение расхода топлива.
...
Промышленностью выпускаются многоконтуриые системы и машины централизованного контроля и регулирования различных технологических параметров, которые могут быть использованы при комплексной автоматизации в термических цехах. Так, Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА) выпускаются системы приборов автоматического регулирования серии РПИБ, «Каскад» и «Контур», предназначенные для применения в системах автоматического регулирования технологических процессов различных отраслей промышленности.
...
Машины типа ЭЛРУ, Зенит, Цикл-2, АМУР, МАРС-200Р, ИВ-500, Сокол-1М предназначены для контроля и регулирования температуры, давления, расхода п уровня в нескольких (от 50 до 200) точках [1.2]. Некоторые типы машин дополняются или сочетаются с ЭВМ для обработки информации и использования результатов вычислений при автоматическом регулировании и управлении.
...
Промышленностью выпускается новый комплекс агрегатных электрических средств контроля и регулирования АСКР-ЭЦ; предназначенный для непрерывного или циклического контроля, многоточечного регулирования различных технологических параметров и математической обработки информации [10].
...
9. САМОНАСТРАИВАЮЩИЕСЯ И МНОГОКОНТУРНЫЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
...
Для регулирования продолжительности выдержек нескольких операций технологического процесса по заданной программе применяют специальные многоцепные реле времени — командоэлектроприборы (КЭП). В зависимости от числа пар управляемых контактов различают К.ЗП-3, 6, 10, 12 и 16. Пределы изменения продолжительности рабочих циклов КЭП-12У составляют от б мии до 24 ч, класс точности — 2,5.
...
Возросшие требования к точности и стабильности результатов изготовления деталей предопределили широкое внедрение в термических цехах автоматизированного и механизированного оборудования.
...
Основные направления развития термического оборудования базируются на результатах разработки конструктивных решении, обеспечивающих современные технологические требования обработки стали и концентрации технологических операций при обязательном применении регулируемых газовых атмосфер и механизации и автоматизации контроля и регулирования технологического процесса по основным параметрам: температуре, среде, времени.
...
Проведение операций нагрева и закалки, цементации и непосредственной закалки должно производиться без контакта с внешней средой, что снижает трудоемкость обработки, повышает прочность деталей. При разработке термического оборудования уделяется большое внимание разработке установок, в состав которых включены узлы для последовательного осуществления различных технологических операций.
...
Преимуществом оборудования, созданного по принципу концентрации операций технологического процесса, является максимальная производительность, сокращение производственных площадей, простота планирования производства и создание темпа выдачи, приблизительно равного темпу линий механических цехов.
...
К недостаткам оборудования относятся увеличение числа механизмов, требующих повышенной надежности работ, сложность разработки и подготовки производства.
...
Преимущества автоматизированных печей, позволяющих достичь максимальной эффективности производства, привели к широкому внедрению автоматизированных камерных печей и агрегатов, созданных на принципе концентрации операций технологического процесса.
...
В состав универсальной камерной автоматизированной печи (рис. 1) входят камера нагрева /, камера загрузки 2 и закалочный бак 3. В ряде конструкций предусмотрены две камеры нагрева, дополнительная камера разгрузки, камера охлаждения. В состав агрегата дополнительно вводится или линия возврата поддонов, или моечные машины, отпускная печь.
...
Безмуфельный агрегат газовой цементации или нитроцементации (рис. 2) состоит из толкателя поддонов /, тамбура загрузки 2, безмуфельной печи химико-термической обработки 3, тамбура разгрузки с закалочным баком 4, передаточного бака с холодным маслом 5, моечной машины 6,
...
СОВРЕМЕННОЕ ПЕЧНОЕ И АГРЕГАТНОЕ ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
...
Унификация узлов и агрегатирование печей. Для повышения эксплуатационной надежности печей н сокращения сроков проектирования используются унифицированные узлы и механизмы. При проектировании агрегатов различного назначения и производительности применяют одинаковые закалочные баки* загрузочные и разгрузочные тамбура, механизмы передачи деталей, печные вентиляторы и секции печи. Регулируя число секций печи, изменяют размеры и производительность агрегата, по требованию заказчика изготовляют агрегаты правого или левого исполнения, путем замены закалочного бака камерой для медленного охлаждения получают агрегат другого целевого назначения.
...
Теоретической базой унификации является система предпочтительных чисел (ряды предпочтительных чисел, установленные ГОСТ 8032—56, представляют собой десятичные ряды геометрической прогрессии).
...
Унификация — наиболее действенный метод повышения серийности выпуска узлоз и деталей, особенно при увеличении общего выпуска печного и агрегатного оборудования. Существуют два направления унификации термического оборудования: 1)
...
Рис. 2. Безмуфельиый агрегат газовой цементации или нитроцемеитации:
...
Следует учитывать, что стали, легированные вольфрамом, ванадием, молибденом, требуют ограниченных скоростей иагрева. Резкие перепады сечений детали также могут вызывать ограничение скорости нагрева.
...
Время стабилизации структуры или поверхностного насыщения достаточно постоянно и определенно, а время нагрева и охлаждения колеблется довольно в широких пределах. Одним из главнейших факторов является масса единовременно загружаемых деталей и технологической оснастки.
...
В настоящее время разработаны системы, которые обеспечивают контроль параметров процесса с автоматической корректировкой его по времени. Это значит, что изменение газовой среды в печи или включение реле времени на выдержку для стабилизации структуры проводится только после завершения операции иагрева.
...
Изучение операции охлаждения в процессе термической обработки выдвинуло ряд специфических требований как к закалочным средам, так и к конструкции термического оборудования. В печах, где закалочные баки встроены в загрузочно-разгрузочные тамбуры, объем которых при выдаче деталей из печи заполняется отходящим газом, как правило, применяют масла.
...
Для получения иужион скорости охлаждения применяют устройства для направленной циркуляции масла в закалочном баке. В закалочных баках современных конструкций не применяют перемешивания масла сжатым воздухом, так как при таком методе циркуляции масла резко снижается его стойкость. Перемешивание масла в баках осуществляется с помощью перемешивающих насосов или крыльчаток достаточно высокой производительности.
...
Применение защитных газовых атмосфер вызвано необходимостью иметь поверхность металла без наличия обезуглероженного слоя в процессе иагрева под отжиг, нормализацию, закалку или отпуск. В то же время только наличие контролируемых защитных атмосфер позволяет обеспечить регулируемый процесс насыщения поверхности углеродом или углеродом и азотом. На современном этапе развития технологии термической обработки с широким использованием регулируемых атмосфер практически стираются грани по газовой среде между требованиями процесса иагрева под закалку и традиционными методами химико-термической обработки (цементацией и нитроцементацией).
...
Для защиты металла от окисления используют также инертные газы — аргон, гелий, химически чистый азот, продукты диссоциации аммиака, метанола и т. д. В США считают целесообразным использовать азот в качестве газоносителя при Цементации, так как ои ииертеи, нейтралей и неядовит. Это позволит использовать одну общую атмосферу для светлой закалки, цементации и нитроцементации.
...
Современный уровень технологии термической обработки, независимо от объемов производства, характеризуется стремлением к сужению пределов параметров процесса. Основными факторами, усложняющими проблему комплексной механизации и автоматизации термических и химико-термических процессов обработки деталей, являются широкая номенклатура, большая разновидность деталей и широкий диапазон технических требований.
...
Для обеспечения основного показателя термически обработанных деталей — качества упрочнения — необходимо механизировать и автоматизировать следующие параметры процесса: процессы нагрева и охлаждения, регулировку состава среды иагрева и охлаждения, загрузку и транспортировку по технологическому маршруту. Учитывая, что все эти процессы протекают с различной скоростью, в число главнейших параметров, подлежащих автоматизации, должен; быть введен контроль и регулирование параметров процесса и работы механизмов оборудования по времени.
...
В настоящее время все печи для термической и химико-термической обработки изготовляются с системой автоматического контроля и регулирования температурных параметров процесса как иагрева, так и охлаждения. Наличие механизмов, обеспечивающих циркуляцию газовых атмосфер в печи и закалочной жидкости в закалочном баке, позволяет практически полиостью устранить температурный перепад по высоте рабочей камеры. Автоматизация процесса нагрева осуществляется независимо от источника тепловой энергии — электричества нли газа.
...
Условия эксплуатации печей и агрегатов характеризуются спецификой термических процессов, их длительностью, температурным режимом и газогой средой. Эксплуатационные требования выдвигают в число важнейших требований, предъявляемых к конструкции агрегата, — ремонтопригодность. Под ремонтопригодностью понимают возможность быстрого и надежного способа обнаружения и устранения отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонта. Качественно ремонтопригодность печи, агрегата, установки можно оценить, учитывая некоторые их особенности: конструктивную законченность и достаточно легкую отделимость агрегатов, позволяющую организовать узловой метод ремонта; унификацию, типизацию и нормализацию узлов, под-узлов, крупных деталей различных моделей однотипных установок; равностой-кость деталей в пределах одного узла (подузла); достаточную прочность и износостойкость деталей, обеспечивающих весь рабочий срок работы; несложность проведения разбсрочно-сборочных и регулировочных работ.
...
Эксплуатационные требования в значительной мере реализованы в современных конструкциях автоматизированных печей. Как правило, из рабочих зон вынесены механизмы, обеспечивающие передвижение садки. Агрегаты оборудованы пневмоконтролерами и реле, электросигналы, от которых выдают информацию па пульт управления. Кроме того, на многих конструкциях дополнительно еще устанавливают бесконтактные ограничители.
...
В практике считают, что в составе термического цеха, участка имеется основное технологическое оборудование, выполняющее асе операции технологического процесса, и вспомогательное оборудование, обеспечивающее нормальную работу технологического оборудования и обслуживающего персонала. Следовательно, к основному оборудованию относится нагревательное, охладительное, промывочное, очистное, правильное, контрольное (контролирующее параметры обрабатываемых деталей) и др. К вспомогательному оборудованию относятся газогенераторы, маслоохладители, воздуходувки, санитарно-техническое, подъемно-транспортное, контрольное (контролирующее и регулирующее работу технологического оборудования и т. д. В отечественной промышленности рядом прсектно-технологических институтов (ВНИИЭТО, ВНИПИ «Теплопроект», НИИТВЧ и Гипротракторосельхозмаш) создана единая классификация основного и вспомогательного термического оборудования. По предложенной классификации термическое оборудование подразделяется на электротермическое, термическое на жидком и газообразном топливе, индукционное и вспомогательное.
...
Условия эксплуатации печей и агрегатов характеризуются спецификой термических процессов, их длительностью, температурным режимом и газогой средой. Эксплуатационные требования выдвигают в число важнейших требований, предъявляемых к конструкции агрегата, — ремонтопригодность. Под ремонтопригодностью понимают возможность быстрого и надежного способа обнаружения и устранения отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонта. Качественно ремонтопригодность печи, агрегата, установки можно оценить, учитывая некоторые их особенности: конструктивную законченность и достаточно легкую отделимость агрегатов, позволяющую организовать узловой метод ремонта; унификацию, типизацию и нормализацию узлов, под-узлов, крупных деталей различных моделей однотипных установок; равностой-кость деталей в пределах одного узла (подузла); достаточную прочность и износостойкость деталей, обеспечивающих весь рабочий срок работы; несложность проведения разбсрочно-сборочных и регулировочных работ.
...
В соответствии с этой классификацией печи подразделяют по источнику нагрева иа работающее с использованием жидкого и газообразного топлиба, иагрева в электролите, а также печи электрического сопротивления и индукционные. Кроме того, печи разделяют иа пламенные
...
Другой отличительной характеристикой печи явЛЙётся конструкция рабочего пространства. Различают печи муфельные, безмуфельные, камерные, колод-цевые, элеваторные, конвейерные, с роликовым подом и т. п.
...
Считая, что основным показателем оборудования является технологическое назначение, целесообразно классифицировать печи по типу газовых печных атмосфер: с окислительными, восстановительными, защитными атмосферами. Все большее применение находят вакуумные печи.
...
Характеризуя печное оборудование по степени механизации и автоматизации, одновременно указывают принцип действия — периодический или непрерывный. В печах периодического действия работа происходит циклично-последовательно, т. е. имеется период загрузки садки (партии) деталей, иагрева, выдержки и разгрузки или передачи иа другую операцию. В печах непрерывного действия одновременно происходит несколько самостоятельных операций по мере прохождения деталей через печь. Классификация позволяет ие только отразить современное состояние, но и учесть перспективы дальнейшего развития.
...
В индексации печей буквами обозначаются вид нагрева, тип печи, среда и агрегатность (табл. 1). Цифрами — активные размеры (ширина, длина, высота или диаметр и высота) рабочего пространства в дециметрах в числителе и максимально допустимая рабочая температура в сотнях градусов Цельсия в знаменателе. Дополнительные и вспомогательные признаки также обозначаются буквами и цифрами и указываются через тире после показателя предельной величины температуры. Причем буквой обозначается дополнительный характерный признак: М — механизированная, П — периодического действия, X — холодильник (камера охлаждения), цифрой — длина камеры охлаждения в дециметрах. Следует заметить, что по индексации, предложенной ВНИПИ «Теплопроект», первая буква обозначает название печи: Т — термическая пламенная, Н — нагревательная пламенная (обычно для кузнечных цехов). Пример индексации электрических и пламенных печей приведен на схеме (рис. 4).
...
Основным требованием при разработке конструкции любого оборудования является обеспечение параметров технологического процесса с минимальными отклонениями абсолютной величины. Несмотря на значительные различия соз-
...
Рис. 4. Схема обозначения универсальных камерных печей: а — электропечи сопротивления конструкции ВНИИЭТО; б ■
...
данных агрегатов с точки зрения их целевого назначения, производительности, числа рядов и поддонов (в безмуфельиой и отпускной печах), вида обогрева, в конструкциях агрегатов имеется много полностью унифицированных узлов и узлов с
...
Рабочая камера печи обеспечивает выполнение основных параметров техноло» гического процесса и представляет собой газонепроницаемый корпус, выполненный из профилей и листовой стали, футерованный огнеупором и теплоизоляционными материалами. Размеры рабочей камеры печи зависят от назначения печи и могут колебаться в значительных пределах.
...
Футеровка печи осуществляется огнеупорным кирпичом, шамотными засыпками и асбестовым листом. Толщина футеровки зависит от характеристики огнеупоров и требования по температуре на наружной стенке печн которая должна быть не более 60° С.
...
Помимо общих требований к огнеупорам для термических печей, работающих С активными углерод- и азотсодержащими газами, предъявляется требование по количеству окиси железа, которое в составе керамики не должно превышать десятых долей процента. Наиболее широко для футеровки печей с
...
данных агрегатов с точки зрения их целевого назначения, производительности, числа рядов и поддонов (в безмуфельиой и отпускной печах), вида обогрева, в конструкциях агрегатов имеется много полностью унифицированных узлов и узлов
...
Рис. 5. Поперечный разрез универсальной камерной печи:
...
Закалочное устройство состоит из закалочного бака, механизма для перемешивания закалочной среды, нагревателей и охладителей. Конструкция современного закалочного устройства предусматривает герметичность и исключает контакт охлаждающей среды с атмосферой цеха. Верхняя часть бака закрыта по всей поверхности, за исключением площади загрузочного тамбура, который герметично присоединен к каркасу печи (рис. 10).
...

Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка
Термическая обработка в машиностроении: Справочник
Металлургия черных металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Термическая обработка в машиностроении: Справочник