Выбор основного оборудования

Одной из термических печей являются агрегат для термической обработкипериодического действия, которая применяются для выполнения операций термической обработки в условиях мелкосерийного и единичного производства разнообразных деталей средних и небольших размеров. Преимущества агрегатов - - это простота обслуживания и удобство в использовании, обеспечили широкую популярность и востребованность подобных устройств. В агрегате ЭТА-2 значительно легче производить регулировку температуры в рабочем пространстве с достаточно высокой точностью.

Электротермический агрегат типа ЭТА-2 представляет следующую конструкцию:

Основой агрегата является каркас (наружный и внутренний).

Каркас наружный состоит из 4 боковых панелей и 1 верхней панели, которые соединены между собой. Внутри каркас футерован огнеупорным кирпичом. На стенках футеровки, с помощью специальных крючков, закреплены нагревательные элементы. Нагревательные элементы, для обеспечения возможности регулирования теплового режима агрегата, сгруппированы в 12 зон обогрева.

Каркас внутренний служит защитным экраном, закрывая нагревательные элементы от рабочего пространства нагревательной камеры. Каркас внутренний опирается на опорную раму. В пространстве, между нагревателями и внутренним каркасом, происходит нагрев циркулируемого воздуха.

Циркуляция нагретого воздуха осуществляется двумя центробежными вентиляторами, установленными на отдельной эстакаде сверху агрегата.

Перемещение воздуха внутри агрегата направлено сверху вниз. Регулирование температуры производится при помощи 12 термопар, расположенных на задней стенке наружного каркаса агрегата. Термопары, при отклонении заданной температуры в рабочей камере, подают сигнал на отключение или включение отдельных групп нагревателей. Для периодического контроля температуры установлены 12 контрольных термопар.

Откатной под агрегата имеет прямоугольную форму и предназначен для закрывания и герметизации загрузочного проема печи. Механизм прижима пода обеспечивает герметизацию рабочей камеры агрегата и состоит из 2 балок, на которых смонтированы механизмы привода кареток и каретки.

Привод кареток состоит из электродвигателя, редуктора, открытой шестеренчатой пары и 2 винтов. Механизм прижима пода устанавливается на колоннах печи.

Закалочный бак применяется для быстрого охлаждения деталей в воде при выполнении операции закалки. Закалочный бак - емкость прямоугольной формы, сваренная из листов и усиленная профильным прокатом. На дне закалочного бака, для перемешивания воды воздухом, а так же для подачи горячего пара (при необходимости), располагается барботер. Охлаждение закалочной жидкости осуществляется с помощью змеевика, внутри которого циркулирует холодная хода.

Для контроля температуры воды в закалочном баке установлены 2 термопары. Рядом с закалочным баком расположены привод перемещения механизма загрузки садки и механизм разгрузки садки. Привод состоит из электродвигателя, редуктора и приводных звездочек. Крышка закалочного бака предназначена для закрывания бака. Перемещение крышки осуществляется цепной передачей с электроприводом. Перемещение механизма загрузки садки осуществляется при помощи цепной передачи.

Электротермический агрегат ЭТА – 2 представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Электротермический агрегат ЭТА – 2

Пульт управления агрегатом реализован на базе промышленного компьютера WS-855 AW/T-R151 с сенсорным экраном рисунок 8.

Рисунок 8 – Пульт управления и экран электротермического агрегата

Система управления агрегата обеспечивает работу в автоматизированном режиме.

Персональный компьютер промышленного исполнения представляет необходимый для работы сервис:

– многооконный эргономичный интерфейс пользователя с цветной объемной графикой;

– эффективной системной поддержкой всех прикладных процессов;

– запись о ходе технологического процесса.

Система управления агрегатом обеспечивает запись и архивирование параметров технологического процесса термообработки алюминиевых сплавов.

Система механизмов и электрические системы управления обеспечивают следующую схему работы агрегата. Печь разогрета, вентиляторы включены, крышка закалочного бака закрыта. Загрузка садки в печь происходит следующим образом: в крайнем положении ( зоне загрузки ) траверса с садкой устанавливается на ковши механизма загрузки. Крышка бака перемещается для открытия закалочного бака. Нагреватели и вентиляторы отключаются. Под отжимается и откатывается. Лебедка опускает штанги в среднее положение.

Таблица 4 – Технические характеристики печи ЭТА-2

Механизм загрузки перемещается в крайнее левое положение и происходит захват штанг. Лебедка перемещает садку в печь. Под задвигается и поджимается. Включаются вентиляторы и нагреватели. Механизм загрузки отъезжает, крышка бака закрывает бак. После окончания нагрева вентиляторы и нагреватели отключаются, крышка бака открывается. Под отжимается и откатывается. Лебедка опускает траверсу с садкой в ванну. После закалки лебедка вынимает садку из ванны. Механизм загрузки перемещается под печи и лебедка опускает траверсу на ковши механизма загрузки. Механизм загрузки с садкой перемещаются в исходное положение. Лебедка поднимает штанги в верхнее положение. Под задвигается и поджимается. Включаются вентиляторы и нагреватели, готовя печь к следующему циклу работы. Крышка бака закрывает бак. Садка с деталями, прошедшими термообработку, снимается и устанавливается другая траверса с садкой.

Агрегат "ПАП-3М" предназначен для закалки и искусственного старения алюминиевых сплавов и отпуска титана, а также для других технологических процессов, требующих качественного нагрева в интервале рабочих температур от 55 до 500°С. Печь ПАП-3М представляет собой теплоизолированную камеру без кирпичной кладки с центробежным вентилятором, имеющим определенный расчетный профиль лопаток. Вентилятор, работая в замкнутой системе, превращает почти всю приложенную для его вращения энергию в теплоту, которая передается нагреваемым изделиям за счет конвективного теплообмена. Агрегат ПАП-3М представлен на рисунке 9.

Рисунок 9 – Агрегат ПАП-3М

Таблица 5 – Технические характеристики печи ПАП-3М

Сравнивая агрегаты ЭТА-2 и ПАП-3М, агрегат ЭТА-2 больше подходит для изготовления деталей качалки, гильзы, корпуса клапана кольцевания из сплава АК6.

Агрегат ЭТА-2 наиболее подходит для термической обработки деталей из сплава АК6, так как по ГОСТ 9-6087.00.000 изготовление деталей из этого сплава необходимо после нагрева производить загрузку деталей в водяной бак для закалке не более 15 секунд. В печи ПАП-3М перенос деталей происходит значительно дольше, чем в печи ЭТА-2. Печь ЭТА-2 полностью подходит для проведение такой операции.

Для проведения старения применяется электрическая шахтная печь СШО-10.10/7. Эскиз печи представлен на рисунке 10.

Это шахтная печь с циркуляцией воздуха, благодаря своей крепкой конструкции, подходит для профессиональной термической обработки с оптимальной температурной точностью.

Рисунок 10 – Шахтная печь СШО 10.10/7

Характеристика печи СШО-10.10/7 представлена в таблице 6.

Таблица 6 – Техническая характеристика печи СШО-10.10/7

Загрузка выгрузка деталей в шахтную печь СШО-10.10/7 производится сверху, это особенно удобно для данной технологии и позволяет использовать подъемно-транспортные механизмы. Предназначена эта печь для старения деталей в воздушной среде до температуры 160 °С. Хорошая теплоизоляция и малая тепловая инерция достигается благодаря качественной футеровке, с применением специальной комбинации из плотных огнеупорных материалов. Отличную равномерность нагрева позволяют получить нагреватели, расположенные по всему диаметру электропечи.

Камерные печи СНЗ – 8.16.5. Эти печи применяются при серийном и единичном производстве для нагрева деталей разногабаритных по формам, размерам, и режимам термической обработки. Камерные печи являются самой простой и универсальной конструкцией. Схема электрической камерной печи типа СНЗ – 8.16.5 представлена на рисунке 11.

Рисунок 11 – Камерная электрическая печь СНЗ–8.16.5

Электропечи типа СНЗ находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Предназначены электропечи для нагрева изделий в защитной атмосфере до температуры 1000 ºС и 1200 ºС. Применение защитной атмосферы позволяет получать после нагрева чистые (без окалины) изделия.

Техническая характеристика печи представлена в таблице 7.

Таблица 7 – Технические характеристики установки «СН3 – 8.16.5»

Сравнивая камерную печь СНЗ–8.16.5 и шахтную печь СШО 10.10/7 шахтные печи имеют ряд преимуществ, таких как:

1. Имеют большой диапазон рабочих температур, который составляет от 200 до 1050 ºС.

2. Простота загрузки изделий.

3. Так же в печи проводится большое количество разнообразных процессов обработки.

Выбранные печи удовлетворяют требованиям технологии термической обработки по температуре и размеру рабочего пространства.