Thứ hai, là do lò buồng điện trở là một thiết bị nhiệt luyện rất phổ biến trong các phân xưởng của các nhà máy cơ khí và sử dụng rộng rãi hiện nay.. Lợi ích của việc nhiệt luyện Nhiệt lu
Trang 1GVHD: ĐÀM VĂN HOÀNG SVTH: NGUYỄN HÙNG NHÂN MSSV: V1202523
TP.HCM, Tháng 3 năm 2016
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
BỘ MÔN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
- - -
-ĐỒ ÁN MÔN HỌC
LÒ BUỒNG ĐIỆN TRỞ DÙNG NHIỆT LUYỆN TÔI CÁC CHI TIẾT BẰNG THÉP C45 CÓ KÍCH THƯỚC 80x120x250mm, 03
CA, CÔNG SUẤT 800Kg/ NGÀY.
Trang 2
TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁNKHOA : Công Nghệ Vật Liệu
BỘ MÔN : Kim Loại và Hợp Kim
HỌ VÀ TÊN : NGUYỄN HÙNG NHÂN MSSV : V1202523
NGÀNH :Kim Loại và Hợp Kim LỚP: VL12KI
1 - Ðầu đề đồ án:
Lò buồng điện trở dùng nhiệt luyện tôi các chi tiết bằng thép C45 có kích thước80x120x250mm, 03 Ca, công suất 80Kg/ ngày
2 - Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
Tổng quan về chi tiết
Sơ lược về công nghệ nhiệt luyện
Sơ lược về các thiết bị trong phân xưởng nhiệt luyện
Thiết kế lò buồng điện trở
Thiết kế phân xưởng nhiệt luyện bằng lò buồng điện trở
3 - Ngày giao nhiệm vụ : 23/02/2016
4 - Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 04/04/2016
5 - Họ tên người hướng dẫn: Đàm Văn Hoàng
Phần hướng dẫn: Thiết kế lò buồng điện trở
Ngày 04 tháng 04 năm 2016
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trang 3cứu Kết quả này sẽ không hoàn thành tốt nếu không nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy
cô và bạn bè
Trước tiên, em xin chân thành cám ơn đến thầy Đàm Văn Hoàng
đã nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án Sự hướng dẫnquý báu của thầy thực sự đã giúp em rất nhiều trong quá trình hoàn thành đồ án Thầy đã truyền thụ cho em nhiều kiến thức chuyên môncũng như thực tế, giúp ích không những cho đồ án mà còn cho em có
cơ sở làm luận văn sau này
Em cũng xin cám ơn quý thầy cô trong ngành Kim Loại và Hợp Kim đã dạy dỗ em qua chương trình chuyên ngành Những kiến thức
là nền tảng để em có đủ cơ sở đề hoàn thành đồ án một cách tốt nhất
Cuối cùng em xin cám ơn các bạn bè học chung đã giúp em trong quá trình học tập cũng như trong cuộc sống
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn sự đóng góp và giúp đỡ của tất cả mọi người
Xin chân thành cảm ơn
Nguyễn Hùng Nhân
Trang 4bằng thép C45 có kích thước 80x120x250mm, 03 Ca, công suất 800Kg/ ngày” Đầu
tiên là do niềm đam mê yêu thích lĩnh vực nhiệt luyện của chuyên ngành kim loại và hợp kim mà em đang theo học Thứ hai, là do lò buồng điện trở là một thiết bị nhiệt luyện rất phổ biến trong các phân xưởng của các nhà máy cơ khí và sử dụng rộng rãi hiện nay Với nhu cầu ngày càng tăng, và đòi hỏi yêu cầu cao về các loại bulong về cơ tính cũng như tính kinh tế Người ta đã tạo ra loại bulong có cường độ cao để đáp ứng nhu cầu này Do đó, trong đồ án môn học lần này, em quyết định lựa chọn đề tài này
Đồ án nhiệt luyện “Lò buồng điện trở dùng nhiệt luyện tôi các chi tiết bằng thép
C45 có kích thước 80x120x250mm, 03 Ca, công suất 800Kg/ ngày” dưới đây Với
mục đích là lựa chọn chi tiết dựa trên yêu cầu, rồi từ đó dựa vào vật liệu mà chọn quy trình nhiệt luyện cho phù hợp và lựa chọn các thiết bị đi kèm phù hợp Sau đó, đi nghiêng cứu về loại lò buồng nhiệt luyện Rồi từ đó tính toán các thông số như: Chế độnhiệt, công suất lò, thể xây lò,…
Việt Nam là một quốc gia đang trong giai đoạn phát triển, đòi hỏi nhu cầu sử dụng máy móc rất cao Do đó, việc tự sản xuất máy móc trong nước, tự sữa chữa và vận hành được các thiết bị máy móc nhập từ nước ngoài là một yêu cầu cấp bách và quan trọng cho nền kinh tế nước nhà Với yêu cầu đó, các doanh nghiệp trong nước cần có khả năng tự sản xuất, sữa chữa, và vận hành để hỗ trợ cho nền công nghiệp chế tạo máy trong nước Do đó, việc các kỹ sư nhiệt luyện tương lai của đất nước cần nắm bắt quy trình vận hành và thiết kế lò là một đều cần thiết cho bản thân và cho nền kinh tế
nước nhà Vì vậy tầm quan trọng của đồ án” Lò buồng điện trở dùng nhiệt luyện tôi
các chi tiết bằng thép C45 có kích thước 80x120x250mm, 03 Ca, công suất 800Kg/ ngày” là vô cùng lớn.
Trang 5LỜI CẢM ƠN iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv
DANH MỤC BẢNG ii
DANH MỤC HÌNH ii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT 1
1.1 Lựa chon chi tiết theo yêu cầu: 1
1.2 Ứng dụng 1
CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN TRONG MÁC THÉP C45 2
2.1 Lợi ích của việc nhiệt luyện 2
2.2 Các công nghệ nhiệt luyện sử dụng trong mác C45 2
CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN5 3.1 Sơ lược về trang thiết bị trong xưởng nhiệt luyện 5
Đặc điểm chung của các lò nhiệt luyện 5
3.2 Phân loại lò nhiệt luyện 6
3.3 Ưu nhược điểm lò buồng nhiệt luyện 17
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ LÒ BUỒNG ĐIỆN TRỞ DÙNG NHIỆT LUYỆN TÔI CÁC CHI TIẾT BẰNG THÉP C45 CÓ KÍCH THƯỚC 80x120x250mm, 03 CA, CÔNG SUẤT 800Kg/ NGÀY 19
4.1 Giới thiệu chung về lò điện trở 19
4.2 Tính toán thiết kế lò buồng điện trở dùng nhiệt luyện tôi các chi tiết bằng thép C45 có kích thước 80x120x250mm, 03 Ca, công suất 800Kg/ ngày 21
4.3 Công tác nhiệt của lò 26
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ XƯỚNG NHIỆT LUYỆN 300 TẤN/NĂM BẰNG LÒ CH3-4.8.2,6/10M1 36
5.1 Kế hoạch sản xuất hằng năm 36
5.2 Đặc điểm làm việc của thiết bị và công nhân trong xưởng 36
5.3 Tính toán số thiết bị cần dùng 39
Trang 6DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các yêu cầu chọn chi tiết 1
Bảng 1.2: Các thông số cơ bản của trục khuỷu 2
Bảng 3.1: Phân loại lò nhiệt luyện theo nguồn năng lượng 6
Bảng 3.2: Phân loại lò nhiệt luện theo đặc điểm cấu trúc và phương pháp oxi hóa 7
Bảng 3.3: Phân loại lò nhiệt luyện theo đặc điểm thể tích làm việc và dùng môi trường ngoài 8
Bảng 3.4: kích thước khoảng không gian làm việc của lò thường dùng 9
Bảng 3.5: Tính năng sấut và số lượng lò 10
Bảng 3.6: Thời gian phụ để thay đổi chế độ làm việc của lò 11
Bảng 3.7: Công suất riêng không kế trọng lượng gá lắng tính bằng kg/m2.h của lò đối với các quá trình nhiệt luyện khác nhau 13
Bảng 3.8: Đặc tính nhiệt luyện của lò nhiệt luyện 13
Bảng 3.9: Tính toán nhiệt của lò 14
Bảng 4.1: Tính toán toán thiết kế lò buồng điện trở dùng nhiệt luyện tôi các chi tiết bằng thép C45 có kích thước 80x120x250mm, 03 Ca, công suất 800Kg/ ngày 15
Bảng 4.2 : Các dây điện trở cao làm bằng hợp kim chịu nóng 22
Bảng 4.3 : Tỷ số Wchọn /Wlý tưởng theo kiểu dây đốt 24
Bảng 4.4: Các thông số của dây đốt 24
Bảng 4.5: hệ số K c=D d và K H=h d……… ……….25
Bảng 4.6: Các thông số xây lò 34
Bảng 5.1: Các thông số sản xuất trục khuỷu 36
Bảng 5.2: Số lượng cơ bản của chi tiết cần nhiệt luyện 36
Bảng 5.3: Hệ số chất lò CH3-4.8.2,6/10M1 37
Bảng 5.4: Quy trình nhiệt luyện chi tiết trục khuỷu 38
Trang 7Hình 1.2: Hệ thống dẫn động bánh xe 1
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình nhiệt luyện mác thép C45 3
Hình 2.2: Quy trình nhiệt luyện tổng quát mác thép C45 4
Hình 4.1: Sự phụ thuộc công suất bề mặt dây đốt vào nhiệt độ chi tiết 23
Hình 4.2: Sơ đồ dây đốt 25
Hình 5.1: Mặt bằng phân xưởng nhiệt luyện dùng lò buồng CH3-4.8.2,6/10M1 40
Hình 5.2: Lò buồng điện trở CH3-4.8.2,6/10M1 41
Trang 8CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT
1.1 Lựa chon chi tiết theo yêu cầu:
Bảng 1.1: Các yêu cầu chọn chi tiết
Kích thước Vật liệu Công suất
80x120x250 Thép C45 800kg/ ngày
Ta chọn chi tiết là trục khuỷu
Bảng 1.2: Các thông số cơ bản của trục khuỷu
Chi tiết Vật liệu Kích thước (mm) Khối lượng (kg)
Ví dụ: Hệ thống dẫn động trong động cơ ô tô
Hình 1.2 Hệ thống dẫn động bánh xe
Trang 9CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN
TRONG MÁC THÉP C45
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của ngành vật liệu đã đáp ứng nhu cầu của cácngành kinh tế quốc dân như: cơ khí, xây dựng, điện – điện tử, hóa học… Muốn sửdụng vật liệu có hiệu quả, chỉ có vật liệu tốt thôi thì chưa đủ mà còn cần phải qua côngnghệ xử lý vật liệu nhằm đạt được các tính năng cần thiết
2.1 Lợi ích của việc nhiệt luyện
Nhiệt luyện là tập hợp các thao tác bao gồm nung nóng kim loại hay hợp kim đếnhiệt độ xác định, giữ nhiệt tại đó một thời gian thích hợp rồi làm nguội với tốc độ nhấtđịnh đế làm thay đổi tổ chức do đó nhận được cơ tính và các tính chất khác theo ýmuốn
Đặc điểm của nhiệt luyện:
‒ Không nung nóng đến chảy lỏng hay chảy lỏng bộ phận, trong quá trình nhiệt
luyện kim loại vẫn ở trạng thái rắn
‒ Trong quá trình nhiệt luyện hình dáng và kích thước chi tiết không thay đổi
(chính xác là có thay đổi nhưng không đáng kể)
‒ Nhiệt luyện làm thay đổi đổi tổ chức tế vi bên trong nên làm thay đổi cơ tính
cho chi tiết
2.2 Các công nghệ nhiệt luyện sử dụng trong mác C45
Mác thép C45 thuộc nhóm thép hóa tốt có thành phần carbon trung bình 0,3 0,5%C, dùng để chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập tương đối cao mà
-bề mặt có thể bị mài mòn Để đạt được cơ tính cao nhất thép phải qua nhiệt luyện hóatốt (tôi +ram cao)
Trang 10Hình 2.1 Sơ đồ quy trình nhiệt luyện mác thép C45
Nhiệt luyện gồm có 3 nguyên công là tôi hoàn toàn, ram cao và tôi tần số cao Sau
đó để tự ram ở nhiệt độ môi trường
Nguyên công tôi hoàn toàn: Nung nóng chi tiết đến nhiệt độ 850oC rồi làm nguội trong nước, tổ chức nhận được là mactenxit tôi có độ cứng đạt được là cao nhất, độ bền mỏi tăng lên
Mục đích:
làm tăng độ cứng, tính chống mài mòn cho chi tiết thép
làm tăng độ bền do đó làm tăng tuổi thọ cho chi tíết
tuy nhiên độ bền chi tiết chỉ tăng khi ram khử hết ứng suất dư trong thép đã tôi
Nguyên công ram cao: tiến hành ram chi tiết sau khi tôi xong Ram cao ở nhiệt độ
550oC, tổ chức nhận được là xoocbit ram có cơ tính tổng hợp (độ bền, độ dẻo, độ dai) tương đối cao
Mục đích:
Khử ứng suất sau khi tôi Đây là điều khiến ram trở nên bắt buộc sau khi tôi thép Nếu thép sau khi tôi không ram, ứng suất dư kết hợp với ứng suất cơ học khi làm việc có thể dẫn tới chi tiết bị cong vênh hoặc nứt
Chuyển mactenxit tôi thành các tổ chức khác tương ứng với các khoảng nhiệt
độ ram nhằm đạt cơ tính phù hợp theo yêu cầu
Nguyên công tôi tần số cao: dùng dòng điện có tần số cao để nung nóng chi tiết trong thời gian ngắn Áp dụng cho các chi tiết có hàm lượng cacbon từ 0,25(CT5) trở lên để đạt độ cứng bề mặt cao độ dẻo dai của lỏi, đảm bảo độ sai lệch kích thước nhỏ
RAM
TÔI TẦN SỐ CAO
TỰ RAM
Làm nguội: trong nước
Nhiệt độ: 550oC
Nhiệt độ: 950oC Làm nguội: phun nước 1-2mm cổ biên
Trang 11nhất Tránh ứng suất gây gãy vỡ chi tiết Tiến hành trên máy tôi cao tần hiện đại, công suất lớn, có thể tôi được trục có đường kính 120mm Sau khi tôi tần số cao tổ chức nhận được là mactenxit và sau khi tự ram thì tổ chức mactenxit rất nhỏ mịn và có một lượng dư ostenit So với tôi thể tích bình thường, mactenxit khi tôi TSC có kích thước nhỏ hơn nhiều và đặc biệt trong tổ chức siêu mịn do đó suất hiện ứng suất nén dư Bề mặt chi tiết là nơi chịu tác dụng của ứng suất đầu tiên và sự phá hủy cũng xuất phát đầu tiên từ bề mặt Ứng suất mỏi tác dụng trên bề mặt chi tiết là ứng suất kéo (mang dấu dương), vì thế lớp tôi cứng bằng TSC tồn tại một trường ứng suất nén dư mang dấu âm sẽ có tác dụng trung hòa ứng suất kéo của tải trọng, hạn chế sự phá hủy do ứngsuất tải trọng gây ra Kết quả là khi làm nguội trong môi trường tôi sẽ thu được tổ chứcmactenxit hình kim rất nhỏ mịn Tổ chức tế vi của lớp được tôi thép C45 khi tôi bình thường và tôi TSC cho trên.
Hình 2.2: Quy trình nhiệt luyện tổng quát mác thép C45
Trang 12CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÂN
XƯỞNG NHIỆT LUYỆN
3.1 Sơ lược về trang thiết bị trong xưởng nhiệt luyện
Trang thiết bị của xưởng nhiệt luyện có những đặc trưng riêng của nó, nó phụthuộc vào tính chất sản xuất, hình dạng, kích thước, vật liệu của chi tiết gia công.Đốivới những xưởng hoặc khu vực nhiệt luyện để ủ vật đúc, vật rèn thì ở những phânxưởng này thường sử dụng lò buồng, lò có đáy đưa ra đưa vào vì thao tác công nghệ ởđây đơn giản.ở những xưởng nhiệt luyện dụng cụ, khuôn dập lại thường dùng lò muối,
vì thao tác nhiệt luyện ở những xưởng này thường đòi hỏi phải phức tạp hơn v.v…Khi sản xuất đơn chiếc, loại nhỏ thì nên chọn thiết bị vạn năng Đối với nhữngxưởng sản xuất hàng loạt, người ta thường dùng các thiết bị nhiệt luyện có chế độ làmviệc liên tục, hoặc dây liên hợp để nhiệt luyện khối lượng lớn.các chi tiết được tiêuchuẩn hóa về hình dạng, kích thước vật liệu chế tạo, và thực hiện theo quy trình nhiệtchuẩn xác Vì thế cần tạo thiết bọ nhiệt luyện cũng cần được tiêu chuẩn hóa cho từngloại(hàng loạt) chi tiết khác nhau.Khi thiết bị và quy trình được chuẩn hóa thì việc tựđộng hóa và cơ khí hóa rất dễ dàng và dần đến năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt
3.1.1 Thiết bị chính
Các loại lò nung thể tích như: lò không cơ khí hóa làm việc theo chu kì ( lòbuồng,lò giếng, lò muối ) Lò cơ khí hóa làm việc chu kì ( lò buồng đáy di động, lòcôn-pắc có chụp ), lò cơ khí hóa làm việc liên tục ( lò trống quay, lò đáy rung, lò đáybước, lò đẩy, lò băng tải, dây liên hợp v.v)
Các thiết bị nung bề mặt như lò tần số cao, thiết bị tôi ngọn lửa, nung nóng trongchất điện phân, nung nóng tiếp xúc, nung nóng điện trở
Thiết bị làm nguội như máy tôi, bể tôi, thiết bị gia công lạnh
Đặc điểm chung của các lò nhiệt luyện
Thiết bị nung nóng trong các phân xưởng nhiệt luyện đóng vai trò quan trọng, nó
có tác dụng quyết định đến chất lượng sản phẩm Lò nhiệt luyện có nhiều loại, cấu tạocủa chúng cũng rất khác nhau, nhưng đều có chung những đặc điểm sau đây:
‒ Khoảng không làm việc của lò được cách biệt hoàn toàn với không khí
Trang 13‒ Nhiệt độ làm việc trong khoảng không làm việc của lò phải đồng nhất Đối với
lò liên tục nhiều vùng thì mỗi vùng đều có nhiệt độ xác định.Nhiệt độ ngoài vỏ lòthường từ 50-600C
‒ Chi tiết nung có thể dùng hoặc không dùng gá lắp với mục đích di chuyển dễdàng trong khoảng không làm việc của lò
‒ Chất dỡ chi tiết vào và ra lò dễ dàng
‒ Các lò nhiệt luyện có quán tính nhiệt lớn, tức là khi muốn tăng hay giảm nhiệt
độ không thể thực hiện ngay mà phải mất một thời gian Do đó lò nhiệt luyện ít thíchhợp với chế độ làm việc gián đoạn, có hệ số sử dụng nhiệt thấp
‒ Những vật liệu chịu lửa và cách nhiệt để xây dựng lò phải có tuổi thọ dài Sovới một số thiết bị nung nóng trong một số quá trình công nghệ khác, thì lò nhiệt luyện
có quá trình nhiệt khá phức tạp, khống chế nhiệt độ trong lò cần độ chính xác cao.Nhiệt luyện các chi tiết thép và hợp kim, có hình dạng kích thước, số hiệu khá đa dạng,yêu cầu kĩ thuật khắc khe Chính vì vậy lò nhiệt luyện có rất nhiều loại, nhiều kiểudáng khác nhau, chế độ nhiệt khác nhau, phù hợp với yêu cầu công nghệ cho từng loạichi tiết
Những yêu cầu chung đối với chi tiết nhiệt luyện là:
‒ Ở xưởng sản xuất đơn chiếc, loại nhỏ thì những lò nhiệt luyện phải dễ thay đổichế độ làm việc, có nghĩa là trên cùng một thiết bị có thể thực hiện nhiều thao tác côngnghệ khác nhau (thí dụ : lò buồng có thể dùng để tôi, ủ, thường hóa, hoặc ram…) Tathường gọi lò buồng là lò vạn năng
‒ Kết cấu của lò phải phù hợp với đặc tính kỹ thuật của nó, tức là những lò cónhiệt độ cao phải đảm bảo truyền nhiệt bức xạ tốt, lò có nhiệt độ thấp phải đảm bảotruyền nhiệt đối lưu tốt Vật liệu chế tạo lò phải đảm bảo độ bền và dễ thay thế khi cầnsửa chữa
‒ Khi sản xuất lớn, lò nhiệt luyện phải dễ dàng đặt vào dây chuyền sản xuất.trong các nhà máy cơ khí chế tạo lớn, thiết bị nhiệt luyện thường được cơ khí hóa và tựđộng hóa ở mức cao
3.1.2 Thiết bị phụ
Thiết bị nắn, thiết bị làm sạch (hệ thống tẩy rửa, máy rửa, máy phun cát khô, cátnước, phun bi), thiết bị điều chế môi trường bảo vệ, các phương tiện vận chuyển cơkhí hóa (palăng, cầu trục, hệ thống nâng, cơ cấu đẩy,v.v…) , hệ thống làm nguội dầu
3.2 Phân loại lò nhiệt luyện
Phân loại lò nhiệt luyện theo nguồn năng lượng nhiệt và theo các phương pháp
sử dụng chúng
Bảng 3.1: Phân loại lò nhiệt luyện theo nguồn năng lượng
Dạng năng lượng Phương pháp sử dụng
Năng lượng điện (lò điện) Dây đốt nóng bằng kim loại, bằng cacborum, bằng điện cực
Trang 14Nhiên liệu khí (lò đốt nóng
bằng khí)
Đốt có ngọn lửaĐốt bề mặt không có ngọn lửaĐốt ngọn lửa nhỏ
Đốt trong các ống bức xạĐốt ngoài không khíĐốt bằng cách gián tiếp
Buồn đốt than bụi
Bảng 3.2: Phân loại lò nhiệt luyện theo đặc điểm cấu trúc và phương pháp oxi hóa
Kiểu lò Đặc điểm cấu trúc Phương pháp oxi-hóa
Lò làm
việc chu
kỳ
Lò đáy bằng cố định Xe chất đẩy tay, cẩn đẩy tay, giá trên cần
trục, cần trục thanh, đơn ray, máy chất dỡ
Lò giếng Cần trục, cần trục thanh, đơn ray, bộ phận nhấc bằng tay, điện hay khí nén
Lò muối Cần trục, cần trục thanh, đơn ray, bộ phận nhấc bằng tay, điện hay khí nén
Lò đáy đưa ra đưa vào Cần trục thanh đối với đáy dùng tời, cần đẩy, hộp giảm tốc bánh và thanh răng, cần trục
Lò đáy nhấc lên
Bộ phận nâng chạy bằng khí hay thủy lực Đối với đáy: cần đẩy, hộp giảm tốc thanh răng
Lò chụp ( côn pắc) cố định Cần trục
Lò chụp đáy di động Bộ phận nhấc đặc biệt cho buồng nung nóng, đối với đáy: tời, cần đẩy, hộp giảm tốc, thanh
răng
Lò có buồng nung di động Để di chuyển buồng nung có thể dùng cơ cấu đẩy tay hoặc cơ cấu chạy bằng điện
Lò đáy nghiêng Cơ cấu đẩy (dọc) bộ phận nhấc
Lò đẩy Băng tải tấm, lưới băng, xích và treo Tải
Trang 15trọng băng tải 200-350 kG/m2 hay trên móc của băng truyền kéo 15-25 kG
Lò đáy trục quay Đẩy chi tiết chất trong các hộp bằng cần đẩy, trục quay do các cơ cấu riêng
Lò buồng quay Quay lò nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc và dây xích
Lò đáy rung Cơ cấu lệch tâm hoặc cơ cấu đòn bẩy theo chu kỳ rung của đáy lò
Lò đáy bước Cơ cấu lệch tâm để nâng hoặc hạ khung sắt
Lò có đáy hoặc đỉnh quay
Cơ cấu quay liên tục bằng điện hoặc cơ cấu quay chu kỳ bằng khí nén hay thủy lực, cơ cấu quay tay
Lò muối cơ khí hóa Cơ cấu trục vít hoặc cơ cấu có lò xo xoắn, băng tải Nồi có bộ phận nhấc lên.
Bảng 3.3: Phân loại lò nhiệt luyện theo đặc điểm thể tích làm việc và dùng môi trường
ngoài
Kiểu lò dùng môi trường ngoài Đặc điểm thể tích làm việc
Lò có môi trường làm việc là không khí hoặc sản
phầm cháy
Buồng đốt phía trênBuồng đốt phái dướiBuồng đốt bên sường lòBuồng đốt ngoài có không khí lưu thông
Chụp
Lò có môi trường làm việc là khí nhân tạo điều chế
ngay trong lò
Lò múp dùng chân khôngChụp
Lò phản xạ có hệ thống dẫn sản phẩm cháy vào ống khói qua các kênh vào hệthống quạt và trực tiếp vào hệ thống sấy nóng trong xưởng
3.2.1 Phân loại lò theo công dụng
Các thông số kỹ thuật và đặc tính và đặc tính sử dụng của lò:
Bảng 3.4: Kích thước khoảng không gian làm việc của lò thường dùng
Trang 16Số lượng tấm đáy m = (L + C)/ Ɩ
C=0.1÷0.15
Lò băng tải
F = L1.b
F’ = L2.b (băng tải suốt)
b- Chiều rộng băng tải
Kích thước khoảng không gian làm việc của lò đưa ra ở bảng trên với quy ướcchính là cơ sở để xác định năng suất riêng của lò
Trang 17PF=(P/F).kg.m2.h ; PV=(P/V).kg m3.h
Bảng 3.5: Tính năng suất và số lượng lò
Chỉ tiêu Công thức tính Ký hiệu và đơn vị đo các đại
n - Số lượng chi tiết đặt trong 1
gá lắpg- Trọng lượng 1 chi tiết,kg
Trang 18Năng suất riêng của
Năng suất lò kéo(để
nhiệt luyện dây và
V - Thể tích không gian làm việc,m3
L - Chiều dài làm việc của băng tải, m
Q - T rọng lượng chi tiết chất lên 1 m chiều dài băng tải, kg/m
ωq=qL/τ - Tốc độ chuyển động của băng tải, m/ph
F1- Diện tích làm việc của bang tải,m2
n1- Số cuộn dây(băng) kéo đồng thời qua lò
g2- Trọng lượng 1m chiều dài của dây (băng),kg
Sx- Chương trình sản xuất của xưởng tính cho một quá trình(chương trình tháng hoặc năm),h
T- Cơ số thời gian làm việc của thiết bị (tháng hay năm),h
τ tp- Thời gian để làm các thao tác phụ
k- Hệ số chất thiết bị k=0.8-0.9 đối với các thiết bị vạn năm ,k có thể có giá trị bất kỳ
Bảng 3.6: Thời gian phụ để thay đổi chế độ làm việc của lò
Thao tác
Thời gian của quá trình τ h
Phần thời gian phụ thuộc vào lần thay đổi chế độ làm việc và số chu kỳ trong 1 ngày 1 đêm τ ph=τn c¿
24
Số lượng chu kỳ n c
Trang 191 2 3 4 5
Nung nóng trong lò lam
việc liên tục
Nung nóng trong lò làm
việc liên tục cũng như
nung nóng trong lò buồng
và lò muối làm việc theo
dây chuyền
Nung nóng trong lò có đáy
đưa ra đưa vào
Nung nóng trong lò buồng
từng mẻ một
12
8421
1286
0,5
0,360,160,080,04
0,250,160,12
-0,660,320,160,08
0,320,24
0,480,240,12
-0,36
0,640,320,16
-0,40,2
-τ p h=0,1−0,2
Khi tính cho bất kỳ thời gian làm việc nào của thiết bị T (tháng, ca) τ p h=τ n c
T
Bảng 3.7: Công suất riêng không kể trọng lượng gá lắng tính bằng kg/m 2 h của
lò đối với các quá trình nhiệt luyện khác nhau (gần đúng)
Ram cao và thấp
Thấm cacbon Thấm
xianua thể khí
Thể khí
Thể rắn
Lò làm việc chu kỳ
có đáy ngang (lò
buồng)
40-60 120-160 120-160 100-140 - 8-12
Trang 20-Lò đáy đưa ra đưa
60-80
150-200180-220180-200180-220
60-80
150-200180-220180-200180-220
60-80
140-180150-200150-180150-200
-40-50 -
8-12
15-18-15-18-
-8-100 -
Bảng 3.8: Đặc tính nhiệt luyện của lò nhiệt luyện (hệ số có lợi)
Quá trình nhiệt luyện Kiểu lò
Hệ số có lợi ( %)
Lò điện Lò lửa
Ủ (thời gian) τ = 4 – 6h
Lò buồng làm việt theo chu kỳ
Lò giếng làm việc theo chu kỳ
Lò có đáy đưa ra đưa vào
Lò làm việc liên tục
50-7055-7045-6060-75
10-1211-138-1212-15
Ủ các băng hoặc thanh thép
sau khi cán nguội
Lò đáy đưa ra đưa vào
Lò băng tải liên tục
Lò đáy quay liên tục
65-7565-7570-8070-8070-80
15-2015-2218-2518-2518-25
Thấm nitơ
Lò giếng chu kỳ
Lò giếng có chụp và di động
40-454045
-
-Tôi và thấm xianua Lò muối 60-70 6-8
Trang 21Bảng 3.9: Tính toán nhiệt của lò
Thông số Công thức để tính Ký hiệu và đơn vị đo
A – Lò lửa
Phương trình chung về căn
bằng nhiệt
Nhiệt để nung nóng kim
loại (nhiệt có lợi)
n- số lượng chi tiết trong ruột gá lắp
τ n- thời gian nung nóng, h
Trang 22i, ikk – nhiệt tích của sản phẩm cháy
và không khí lúc ra khỏi lò, kcal/m3
Trang 23cl – số lượng nhiên liệu cần để nung nóng kim loại (kể cả gá lắp), kcal
τpt – thời gian phụ dùng để thay đổi quá trình (phần thời gian chung) xem bảng 1.6
Ghi chú:
Tính toán nhiệt và đặc biệt là so sánh các chỉ tiêu làm việc của lò có cấu trúckhác nhau cần phải tiến hành khi năng suất riêng thay đổi PF, kg/m2.h Khi hệ số sửdụng nhiên liệu cố định (η nl=const, khi I= const) thì tổn hao nhiên liệu tỉ lệ thuận vớinăng suất, hệ số có lợi tăng, tổn hao nhiên liệu đơn vị giảm cùng với tăng năngsuất.Khi tăng năng suất của lò bằng cách tăng nhiệt độ của sản phẩm cháy (tăng i) thìtổn hao nhiên liệu chung và riêng đều tăng, nhưng hệ số có lợi giảm.Tính Q’ tương tựnhư với lò lửa
3.3 Ưu nhược điểm lò buồng nhiệt luyện
Loại này được dùng rất phổ biến trong phân xưởng nhiệt luyện của các nhàmáy cơ khí, nó có thể dùng nhiệt luyện các chi tiết lớn, nhỏ, trung bình, sản xuất đơnchiếc hay hàng loạt
Lò buồng điện trở là loại lò dùng nguồn nhiệt từ năng lượng điện, dòng điện điqua dây điện trở sẽ đốt nóng dây điện trở và nung nóng buồng lò
Nhiệt độ làm việc có thể lên đến 13500C
Ưu điểm:
Nhiệt độ lò nung khá đồng đều
Dễ điều chỉnh nhiệt độ lò và tốc độ nung
Phạm vi nhiệt độ sử dụng rộng
Vận hành dễ dàng và sạch sẽ
Tốc độ nung nhanh
Nhược điểm:
Trang 24 Không khí xâm nhập vào buồng lò nên khó tránh khỏi oxy hóa và thoátcacbon.
Độ bền của các phân tử nhiệt kém, dễ bị gãy vỡ do va chạm, thời gian sửdụng thấp
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ LÒ BUỒNG ĐIỆN TRỞ DÙNG NHIỆT LUYỆN TÔI CÁC CHI TIẾT BẰNG THÉP C45 CÓ KÍCH THƯỚC 80x120x250mm, 03 CA, CÔNG SUẤT 800Kg/
NGÀY
4.1 Giới thiệu chung về lò điện trở
4.1.1 Nguyên lý làm việc của lò điện trở