Для короткого полого цилиндра:
V/F=(D-d)·l/(4l-2(D-d))
D=0.185 м
d =0.063 м
l = 0.020 м
V/F = 0,00753 м
KP– критерий формы:
KP = 1+0,2·(D-d)/l
KP = 1,0327
KK– коэффициент конфигурации:
KK=1
τс.п. = 0,057 ч = 3,42 мин
τи.в. = 0.08·18,5 + 0.2·1,4+0.15·(%Мо) = 1,7 мин
τоб = 10,26 +6,84+1,7+10,26=29,06 мин
4.3 Обоснование выбора способа охлаждения при закалке и отпуске
Охлаждение при закалке следует проводить в селитровом приспособлении или в масле, так как при медленном охлаждении (на воздухе) могут выделиться карбиды, что ухудшит режущие свойства изделия. Выбор селитрового приспособления продиктован большей технологичностью и безопасностью. Масло – огнеопасно (температура вспышки колеблется от 150 до 320˚С). Масло необходимо менять по истечению срока службы. Кроме того масло пригорает к поверхности изделия и образует пригар, что требует лишних затрат на очистку детали. Расплав же солей не обладает выше указанными недостатками. Температура расплава 280˚С обеспечивает замедленное охлаждение, что исключает возникновение термических напряжений и, как следствие коробление изделия.
5. Выбор источника нагрева
Учитывая марку стали(быстрорежущая), технологические требования и экономический фактор производства, для термической обработки изделия целесообразно использовать последовательность из четырёх соляных ванн типа СВС.
В соответствие с годовой ь из четырёх соляных ванн типа СВС изделия.______________________________________________________программой, габаритами и технологией обработки были выбраны следующие установки:
| Операция | Тип оборудования | Количество единиц оборудования, шт |
| Первый подогрев до 600 | соляная электропечь-ванна СВС4,8,4/6,5 | 1 |
| Второй подогрев до 960 | соляная электропечь-ванна СВС2,3/13 | 1 |
| Окончательный подогрев до 1260-1280 | соляная электропечь-ванна СВС2,3/13 | 1 |
| Охлаждение после закалки | соляная электропечь-ванна СВС4,8,4/6,5 | 1 |
| Отпуск | соляная электропечь-ванна СВС4,8,4/6,5 | 1 |
Конструкция соляных ванн :
Электрованны представляют собой футерованную камеру, заполненную расплавленной солью, в которую опущены металлические электроды, и состоят из кожуха, футеровки, электродной группы, выемных устройств и нагревателя. Кожух круглый, сварной из листового проката.
Футеровка состоит из огнеупорного тигля, сложенного из высокоглиноземистых блоков, утрамбованной засыпки из высокоглиноземистого мертеля, слоя секторных кирпичей из легковесного шамота, теплоизоляции из легковесного шамота и пенодиатомита.
Три электрода массивного сечения свободно опущены в углы шестигранного огнеупорного тигля. Каждый электрод выполнен из двух частей – электродержателя и рабочей части, которая является сменным элементом. Для подсоединения токоподводящих шин к электродержателям приварены контактные пластины.
Удаление паров солей с зеркала электрованны производится вытяжным устройством, подсоединенным к цеховой вытяжной вентиляционной системе. Для повышения безопасности обслуживания и эффективности вытяжного устройства над зеркалом электрованны рекомендуется устанавливать защитный колпак (в комплект поставки не входит) с проемом для обслуживания.
Выемной нагреватель предназначен для пуска электрованны. Термообрабатываемые изделия опускаются в расплав на специальных подвесках.
Для измерения, записи и регулирования температуры расплава служит электронный потенциометр, датчиком которого является термопара.
В электрованнах имеется ручное или автоматическое управление подачей напряжения на электроды.
В автоматическом режиме при температуре расплава ниже заданной включается промежуточное реле приставки позиционного регулирования, которое дает команду на включение контактора, подающего напряжение на электроды.
При достижении заданной температуры расплава промежуточное реле отключается, отключая при этом контактор.
Условия эксплуатации:
Высота не более 1000 м над уровнем моря;
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию, ненасыщенная водяными парами и токопроводящей пылью.
Электрованны выпускаются по ТУ 16-681.110 – 85.
Технические характеристики оборудования:
Соляная электропечь-ванна СВС4,8,4/6,5:
| Наименование параметра | Норма параметра |
| Установленная мощность, кВт | 110 |
| Номинальная температура в рабочем пространстве, 0С | 650 |
| Номинальное напряжение питающей сети, В | 380 |
| Частота электрического тока, Гц | 50 |
| Число фаз, шт. | 3 |
| Напряжение на электродах, В | 8-80 |
| Размеры рабочего пространства, мм, не менее: – ширина – длина – высота | 400800400 |
| Теплоноситель | хлористые соли |
| Электроды: сталь | 15Х25Т |
Соляная электропечь-ванна СВС2,3/13:
| Наименование параметра | Норма параметра |
| Установленная мощность, кВ*А | 100 |
| Номинальная температура, °С | 1300 |
| Напряжение питающей сети, В | 380/220 |
| Частота, Гц | 50 |
| Число фаз | 3 |
| Напряжение на электродах, В:пусковоерабочеехолостого хода | 31,823; 27,718,4 |
| Напряжение на выемном нагревателе, В | 18,4 |
| Производительность, кг/ч | 360 |
| Объём расплавляемой соли, макс., л | 70 |
| Мощность холостого хода, кВт | 60 |
| Размеры рабочего пространства (по садке), мм:диаметрглубина | 200300 |
| Удельный расход электроэнергии, кВт*ч/кг | 0,24 |
| Масса футеровки, т | 1,14 |
| Масса электрованны (без соли), т | 3,1 |
6. Сменность работы участка и определение потребности в рабочей силе
В условиях серийного производства учитывая особенности технологического процесса и выбранного оборудования, целесообразно выбрать односменный режим для участка термообработки. Продолжительность смены составляет 8 часов.
Определение численности работающих
1) Основные рабочие
На термическом участке основными рабочими являются термисты. Различают явочное и списочное число основных производственных рабочих.
Явочное - это такое количество рабочих, которое необходимо для работы участка. Явочное число основных производственных рабочих рассчитывается по нормам обслуживания, по следующей формуле:
Ря=М*а/Н0,
где М - количество единиц оборудования;
а - число смен;
Н0 - норма обслуживания, т.е. число агрегатов, обслуживаемое одним рабочим.
Явочное количество рабочих:
| Наименование оборудования | Количествоединиц оборудования | Норма обслуживания (агр/чел) | Численность рабочих, чел | Кол-во смен | Явочное число рабочих |
| СВС2,3/13; СВС4,8,4/6,5 | 6 | 3 | 2 | 1 | 2 |
| Итого | 2 | 2 |
На основе явочного числа рабочих (Ря) определяется их списочная численность Рс по формуле:
Рс=Ря*Фн/Фд, где
Фн - номинальный фонд времени работы рабочих, час;
Фд - действительный фонд времени работы рабочих, час.
а) Рс=2*1984/1706,24=3 чел.
Списочную численность основных рабочих принимаем 3 человека.
2) Вспомогательные рабочие
Вспомогательные рабочие выполняют вспомогательные операции по обслуживанию основного технологического процесса.
Рабочие, занятые ремонтом и обслуживанием оборудования:
электрик по ремонту и обслуживанию оборудования - 1 чел.;
слесарь по ремонту оборудования - 1 чел.;
уборщик - 1 чел;
контролёр ОТК - 1 чел.
Численность уборщиков определяется исходя из нормы обслуживания 650 м2 на одного человека в смену. При общей площади 140 м2 для обслуживания участка требуется 1 уборщика в смену.
Таким образом, общая численность вспомогательных рабочих равна 4 человек.
3) Руководители
Число руководителей определяется с учетом схемы управления участка. Управление осуществляется старшим мастером, ему подчиняется 1 сменный мастер. Кроме того, на участке закреплен 1 контролер ОТК на смену.
Расчет представлен в таблице 5.
4) Специалисты
За участком закреплен инженер - технолог 2-ой категории.
5) Служащие
На термическом участке служащие, кроме уборщика, не предусматриваются, т.к. они числятся не в штате участка, а в штате цеха.
Состав рабочих термического участка с указанием их квалификационного разряда приведен в таблице:
Состав рабочих и служащих термического участка:
| Наименование специальности | Всего, чел. | В том числе по разрядам | Средний разряд | |||||
| I | II | III | IV | V | VI | |||
| 1 Основные рабочие: | ||||||||
| - термист | 2 | 1 | 5,0 | |||||
| 2 Вспомогательные рабочие: | ||||||||
| - слесарь по ремонту и обслуживанию оборудования | 1 | 1 | 4 | |||||
| - электрик по ремонту и обслуживанию оборудования | 1 | 1 | 5,0 | |||||
| - контролер ОТК | 1 | 1 | 4,0 | |||||
| 3 Служащие | ||||||||
| - уборщик | 1 | |||||||
| Итого | 6 | |||||||
Таким образом, численность работающих на термическом участке составляет 5 человек.
Таблица 9. Расчет численности руководителей и специалистов
| Категория работающих | Количество человек |
| Руководители: | |
| Старший мастер | 1 |
| Сменный мастер | 1 |
| Итого | 2 |
| Специалисты: | |
| Инженер-технолог 2 категории | 1 |
| Итого | 1 |
| Всего | 3 |
7. Выбор и расчет оборудования участка