Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки (200,00 руб.)

Стр.2

Стр.320

Стр.321

Стр.322

Стр.323

УДК 621.365.036-83(075.8) П 573 Рецензенты: канд. техн. наук, доцент В.Ю. Скиба канд. техн. наук, доцент Н.П. Гаар по направлению 22.03.01 – Материаловедение и технология новых материалов Работа подготовлена на кафедре материаловедения в машиностроении для подготовки бакалавров П 573 Попелюх А.И. Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки: учебное пособие / А.И. Попелюх. – Новосибирск. – Изд-во НГТУ, 2018. – 324 с. ISBN 978-5-7782-3781-0 Рассмотрены основные вопросы теплообмена в печах, методы расчета термических устройств, проанализированы и изложены основные конструктивно-технологические схемы современного термического оборудования, описаны средства автоматизации процессов тепловой обработки материалов. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Материаловедение и технология новых материалов». УДК 621.365.036-83(075.8) ISBN 978-5-7782-3781-0  Попелюх А.И., 2018  Новосибирский государственный технический университет, 2018 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 3 1. Организация процессов тепловой обработки .................................................... 5 1.1. Этапы внедрения новых технологических процессов и функции специалиста по тепловой обработке материалов .................................... 5 1.2. Организационные формы выполнения процессов тепловой обработки .................................................................................................... 7 1.3. Особенности выполнения термических операций ................................. 10 1.4. Выбор организационных форм выполнения термических операций .................................................................................................... 11 1.5. Число технологических стадий, выполняемых на одной позиции ....... 13 1.6. Синхронизация операций тепловой обработки ...................................... 14 2. Качество и технологичность термически упрочняемых изделий .................. 17 2.1. Показатели качества термически упрочняемых изделий ...................... 17 2.2. Общие показатели технологичности изделий ........................................ 18 2.3 Обеспечение технологичности объемно-упрочняемых изделий ........... 20 2.4. Обеспечение технологичности изделий, подвергаемых индукционному нагреву ..................................................................................... 21 2.5.Обеспечение технологичности используемых материалов .................... 22 3. Расчеты тепловых процессов ............................................................................ 22 3.1. Особенности печи как объекта управления ............................................ 22 3.2. Основные законы и виды теплообмена ................................................... 24 3.3. Теплопередача при стационарном режиме ............................................. 31 3.4. Теплопередача при нестационарных режимах ....................................... 31 4. Способы определения времени нагрева изделий ............................................ 39 4.1. Методы, основанные на среднестатистических показателях времени нагрева типовых деталей .......................................................... 40 320

Стр.320

4.2. Упрощенные методы, учитывающие важнейшие характеристики детали ........................................................................................................ 41 4.3 Точные расчетные методы ........................................................................ 43 4.4. Расчет времени нагрева термически тонких изделий ............................ 44 4.5.Расчет времени нагрева термически массивных изделий ...................... 48 4.6. Определение времени нагрева экспериментально-расчетными методами ................................................................................................... 52 4.7. Определение времени нагрева экспериментальными способами ......... 53 4.8. Особенности теплообмена в высокотемпературных печахваннах ........................................................................................................ 54 5. Допустимая и возможная скорость нагрева .................................................... 55 6. Виды и конструкция термического оборудования ......................................... 57 6.1. Маркировка термического оборудования ............................................... 58 6.2. Печи периодического действия ............................................................... 61 6.3. Печи непрерывного действия ................................................................... 68 6.4. Печи-ванны ................................................................................................ 75 7. Топливо и устройства для его сжигания .......................................................... 78 7.1. Основные характеристики топлива ......................................................... 79 7.2.Устройства для сжигания топлива ............................................................ 84 8. Материалы, используемые для изготовления термических устройств ......... 88 8.1. Огнеупорные материалы ........................................................................ 88 8.2. Теплоизоляционные материалы ............................................................ 98 8.3. Металлические материалы нагревательных элементов ..................... 102 8.4. Карборундовые огнеупорные изделия ................................................ 105 8.5. Силициды ............................................................................................... 106 8.6. Тугоплавкие карбиды ........................................................................... 107 8.7. Высокоогнеупорные оксиды ................................................................ 107 8.8. Тугоплавкие металлы ........................................................................... 108 8.9. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы .................................... 110 8.10. Огнеупорные изделия на основе углерода ........................................ 111 9. Расчеты термических устройств ..................................................................... 111 9.1. Уравнение теплового баланса ................................................................ 112 9.2. Футеровка термических печей и ее расчет ........................................... 118 10. Нагревательные устройства .......................................................................... 123 10.1. Классификация нагревательных устройств ........................................ 123 10.2. Трубчатые нагревательные элементы ................................................. 123 10.3. Радиационные трубы ............................................................................ 126 321

Стр.321

10.4. Открытые нагревательные элементы .................................................. 128 10.5. Расчет электрических нагревательных элементов ............................. 130 10.6. Выбор и расчет горелочных устройств ............................................... 136 11. Термическая обработка с индукционным нагревом ................................... 152 12. Устройства электроконтактного нагрева ..................................................... 165 13. Нагрев в электролите ..................................................................................... 166 14. Пламенный нагрев ......................................................................................... 167 15. Плазменный нагрев ........................................................................................ 170 16. Оборудование для обработки холодом (криогенное оборудование) ........ 172 17. Дополнительное и вспомогательное оборудование .................................... 180 17.1. Оборудование для очистки окалины ................................................... 180 17.2. Моечные машины .................................................................................. 187 17.3. Оборудование для правки изделий ...................................................... 188 18. Охлаждающие среды и устройства для охлаждения .................................. 190 18.1. Классификация охлаждающих сред .................................................... 190 18.2 Водные закалочные среды ..................................................................... 192 18.3. Охлаждение в водных растворах солей кислот и щелочей ............... 194 18.4. Охлаждение в водомасляных эмульсиях............................................. 196 18.5. Охлаждение в водных растворах полимеров ...................................... 197 18.6. Охлаждающие среды на основе масел ................................................ 198 18.7. Охлаждение в расплавах солей и щелочей ......................................... 202 18.8. Закалка в расплавах легкоплавких металлов ...................................... 203 18.9. Охлаждение в газовых средах .............................................................. 204 18.10. Охлаждение во взвешенных средах ................................................... 205 18.11. Основы выбора охлаждающих сред .................................................. 208 18.12. Закалочные баки и машины................................................................ 209 18.13. Расчет закалочных баков .................................................................... 213 19. Грузоподъемные и транспортирующие механизмы ................................... 215 19.1. Универсальные механизмы .................................................................. 215 19.2. Специализированные транспортные устройства ................................ 217 19.3. Выбор подъемно-транспортных механизмов ..................................... 223 20. Автоматическое управление процессами тепловой обработки ................. 223 20.1. Элементы систем автоматического управления ................................. 223 20.2. Принципы автоматического управления ............................................ 225 20.3. Датчики автоматических систем .......................................................... 229 20.4. Исполнительные механизмы ................................................................ 250 322

Стр.322

20.5. Методы регулирования температуры в термических печах .............. 254 20.6. Автоматические регуляторы температуры ......................................... 265 21. Нормирование термических операций ......................................................... 268 22. Оформление технологической документации ............................................. 273 22.1. Виды описания технологического процесса ....................................... 274 22.2. Виды технологических документов .................................................... 275 22.3. Титульный лист ..................................................................................... 278 22.4. Основная надпись на технологических документах .......................... 278 22.5. Карта эскизов ......................................................................................... 281 22.6. Маршрутная карта ................................................................................. 283 22.7. Формы и требования к заполнению и оформлению документов на технологические процессы термической обработки (ГОСТ 3.1405–86) ................................................................................. 288 23. Технологическая оснастка. Основы конструирования и выбора .............. 293 23.1. Классификация и виды приспособлений ............................................ 293 23.2. Установочные элементы приспособлений .......................................... 295 23.3. Зажимные устройства ........................................................................... 297 24. Планировка термических участков и цехов ................................................ 302 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................................ 317 323

Стр.323