Термической обработкой называются процессы, сущность которых заключается в нагреве и охлаждении изделий по определенным режимам, в результате чего происходят изменения структуры, фазового состава, механических и физических свойств материала, без изменения химического состава.

В термическом цехе осуществляются следующие виды термической обработки металла:

• отпуск (высокий и низкий)

  цементация

Отжиг

Отжиг - термическая обработка, заключающаяся в нагреве металла до определенных температур, выдержка и последующего очень медленного охлаждения вместе с печью. Применяют для улучшения обработки металлов резанием, снижения твердости, получения зернистой структуры. Цель отжига - устранение химической неоднородности сталей, понижение твердости для облегчения механической обработки и др. Отжиг бывает 1-го и 2-го рода.

Сущность отжига 1-го рода заключается в нагреве заготовок выше температуры фазового превращения с последующим медленным охлаждением. Различают следующие разновидности отжига 1-го рода:

Гомогенизационный, применяемый для выравнивания структуры, особенно крупных стальных отливок, поковок;

Рекристаллизационный, устраняющий изменения структуры, возникающие, в частности, в процессе обработки металлов давлением, при котором они получают наклеп, сопровождаемый заметным повышением твердости и снижением пластичности;

Отжиг, снимающий или уменьшающий остаточное внутренние напряжения, возникающие при различных технологических операциях.

С помощью отжига 2-го рода , или полного отжига , изменяют структуру сплава и устраняют внутренние напряжения. Заготовки нагревают до температуры, пресыщающей на 30-50 градусов С температуру фазового превращения, и медленно охлаждают вместе с печью. Такой процесс термообработки проводят после штамповки, отливки заготовок, а также после черновой механической обработки с целью понижения твердости.

Закалка

Закалка - это нагрев до оптимальной температуры 900 – 950 о С, выдержка и последующее быстрое охлаждение с целью получения неравновесной структуры. В результате закалки повышается прочность и твердость и понижается пластичность стали.

Большинство конструкционных сталей нагревают при закалке до температуры 850-900 градусов С, а охлаждают в воде, масле или соляных растворах. Охлаждение в расплавленных солях применяют для высоколегированных сталей, например инструментальных, быстрорежущих сталей, содержащих большое количество легирующих элементов.

В зависимости от температуры нагрева различают закалку полную и неполную. При полной закалке углеродистых сталей в холодной воде получают структуру мартенсита, имеющий весьма высокую твердость и большую хрупкость. Если охлаждение стали вести менее интенсивно, то можно получить менее твердые и напряженные структуры троосита. Для уменьшения хрупкости и внутренних напряжений, стали подвергают отпуску.

Нагрев изделия под закалку до 950 о С осуществляется в шахтных и камерных электропечах печах и электро - соляной ванне. Охлаждение – в водяных и масляных баках и ваннах до температуры 150 о С и в селитровых ваннах до температуры 180 о С. Затем происходит охлаждение металла на воздухе в помещении.

Отпуск

Отпуск заключается в нагреве стали до различных температур, выдержке при этой температуре и охлаждении с разными скоростями. Назначение отпуска - снять внутренние напряжения, возникающие в процессе закалки, и получить необходимую структуру. Повышая температуру отпуска, можно повысить пластичность и вязкость материала при одновременном понижении твердости и прочности. Отпуск при высоких температурах нагрева называют улучшением.

Различают низкий, средний и высокий отпуск. Низкий отпуск , т. е. нагрев стали до небольшой температуры (150-200 градусов С), ведет к понижению остаточных внутренних напряжений при сохранении ее высокой твердости и износостойкости. Средний отпуск , сохраняя повышенную твердость, обеспечивает достаточную прочность, упругость и выносливость. Ее часто применяют при изготовлении пружин и рессор. При высоком отпуске получают достаточно высокий предел упругости при достаточной ударной вязкости и твердости. В результате высокого отпуска получают структуру, которая необходима для деталей машин, подвергающихся действию высоких напряжений и ударным переменным нагрузкам (для шатунов, болтов и др.). При высоком отпуске изделия нагреваются в шахтных печах до 600 о С, выдерживаются при этой температуре определенное время, затем охлаждаются вместе с печью до 300 о С. Низкий отпуск осуществляется в селитровых ваннах при 300 о С, а далее с такой температурой изделия извлекаются из ванны и охлаждаются на воздухе до температуры рабочей зоны.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

2. Технологическая часть

2.1. Выбор материала

2.6 Контроль качества изделий

3.5 Отпускная электропечь СШО -10. 20 /3

3.7 Расчет потребных площадей

3.8 Планировка участка

5. Экономическая часть

6. Автоматизация производства

Заключение

Список литературы

Спецификации

Введение

Коренным вопросом экономического преобразование нашей страны является кардинальное ускорение научно-технического прогресса. Предстоит осуществить новую техническую реконструкцию народного хозяйства и на этой основе преобразовать материально-техническую базу общества в качественно новом виде.

Это возможно лишь на базе новейших достижений науки и техники, перестройки хозяйственного механизма и системы управления.

Эффективность реконструкции, темпы экономического роста в решающей мере зависит от машиностроения. Именно в нем материализуется основополагающие научно-технические идеи, создаются новые орудие труда, системы машин, определяющие прогресс в других отраслях народного хозяйства. Здесь закладываются основы широкого выхода на принципиально новые ресурсосберегающие технологии, повышение производительности труда и качества продукции.

Перед машиностроительным комплексом поставлена задача - резко повысить, технико-экономический уровень и качество машин, оборудование, приборов. На обновление отрасли выделяются в 1,8 раза больше капиталовложений, чем предыдущие годы.

Основным направлением в развитии машиностроение и черной металлургии является коренное улучшение качества металлопродукции путем внедрения прогрессивных способов обработки металла повышением эффективности применение металла в народном хозяйстве. Значительным резервом улучшения качества и повышения механических характеристик металла, а также экономики в народном хозяйстве является применение высокоэффективной термообработки.

Наряду с выводом в эксплуатацию нового прогрессивного оборудования и модернизации существующих агрегатов термических цехов на многих заводах проводится механизация и автоматизация процессов термообработки, что, несомненно, облегчает труд термистов и повышает производительность труда.

Термообработка обладает широкими возможностями для придания материалом заданного количества свойств с ее помощью можно достичь уникальных свойств изделий.

Развитие термической обработки в настоящее время происходит в условиях острого дефицита энергии и запасов природных ресурсов. Поэтому усилия ученых направлены на создание качественно новых технологических процессов с малыми энергозатратами в целях экономики энергоресурсов, повышение производительности труда, качества продукции, степени автоматизации и механизации, а также охраны окружающей среды.

1. Основная часть. Термический цех

Развитие и рост отечественного машиностроения требуют непрерывного улучшения качества и надежности изделий. Важная роль в этой работе принадлежит термической обработке. Поэтому термический цех на заводе имеет большое значение для повышения физико-химических свойств деталей трактора.

В термическом цехе проводятся следующие виды термической обработки:

закалка объемная;

закалка ТВИ;

цементация и др.

Закалку проводят для получения высокой твердости и прочности. Отпуск - для устранения внутренних напряжений и повышения пластичности. Полный отжиг обеспечивает устранение остаточных напряжений в стали. Неполный отжиг применяется для снятия остаточных напряжений в доэфектойдных сталях.

Диффузионному отжигу подвергаются сметки и крупные стальные отливки с целью устранения дендритной с мелкозернистой ликвации.

В цехе используются такие виды оборудования, как электропечи, камерные, шахтные закалочные, отпускные и цементационные (Li - 105), соляные ванны (С-100), конвейерный агрегат СК 3 7/7, толкательный агрегат СТЗ 6. 35.4, печи на газовом топливе: камерные и шахтные; установки ТВИ.

В цехе применяются прогрессивные технологические методы термического производства.

термообработка в безокислительной среде;

ХТО в контролируемой атмосфере;

поверхностная обработка ТВИ.

Годовой выпуск продукции, проходящей термообработку, составляет

1540 т. Себестоимость одной тонны продукции - 81,0 рублей. Производственная площадь термического цеха 2288 м 2 , общая площадь 4942 м 2 .

Оборудование используется в три смены. Состав работающих 146 человек, из них 52 основных рабочих. Средний разряд рабочих - IV. Среднемесячная зарплата одного работающего с фондом материального поощрения составляет 42250 рублей.

В цехе имеются подъёмно-транспортное оборудование, такие как кран мостовой, электрический кран-балка, тележка с цепной тягой, очистное оборудование дробомётный стол.

В цехе применяются следующие вспомогательные материалы.

масло ИС -20 для закалки легированных сталей;

стальная дробь - для очистки деталей от окалины;

соль поваренная, сода кальцинированная - для соляной ванны;

нитрат натрия - добавляется в моечную машину;

проволока вздольная - для связки деталей;

Годовая программа рассчитана на обработку деталей 50 тысячи тракторов.

2. Технологическая часть

2.1. Выбор материала

Правильный выбор материала и соответствующие методы термической обработки являются одним из главных предпосылок, гарантирующих достижение требуемых конструкционных свойств. Это особенно важно, когда на деталь действуют большие нагрузки.

Для правильного выбора марки материала, необходимо, ознакомится условиями работы деталей.

В качестве базовой детали для проектирования термического участка, принят валик блокирующего устройства.

Для нормальной работы механизма переключения передач, регулируется положение блокирующего валика, с тем, чтобы перемещение факторов в вех осуществлялась только при полностью выключенной муфте - сцепления.

Регулировка механизма блокировки осуществляется изменением тяги, соединяющий педаль с блокирующим валиком, свинчивая и завинчивая вилку.

Анализируя условия работы, необходимо подобрать такую сталь, которая обладала бы;

высокой сопротивляемостью износу;

высокой конструктивной прочностью;

хорошими техническими свойствами.

Механические свойства стали зависит от её структуры и состава. Легирование является, эффективным способом повышение механических характеристик стали.

Для изготовления валиков, работающих, в тяжелых условиях эксплуатации рекомендуются улучшаемые стали марок 40,45,45х.

Они удовлетворяют всем условиям, предъявляемым для обеспечения работоспособности валика.

Таблица 1.1.

Механические свойства

2.2 Составление маршрутной технологии

Важнейшим вопросом при разработке технологического процесса термической обработки деталей является установление технологического маршрута их изготовления.

Маршрутная технология изготовителя деталей типа валик блокирующего устройства, следующая:

Кузнечный цех № 20

Механический цех № 28

Термогальванический цех № 14

Механический цех № 28

Тракторосборочный цех.

В термическом цехе проводится предварительная термическая обработка валика - нормализация.

Окончательная термообработка с целью поверхностного упрочнения детали - закалка токами высокой частоты с последующим низким отпуском осуществляется на термическом участке термогальванического цеха.

2.3 Обоснование выбираемых технологических процессов

Закалка при индукционном нагреве имеет ряд преимуществ по сравнению с обработкой при обычном нагреве.

При её использовании улучшается качество изделии (уменьшается деформация, практически полностью устраняется окисление и обезуглероживание) и значительно повышается производительность. Нагрев ТВИ осуществляется за счет теплого воздействия тока, индуктируемого в детали, которую помещают в переменное магнитное поле.

Для полученного слоя, толщиной 1,0 мм оптимальная частота тока составляет примерно 60000 Гц. С повышением температуры, глубина проникновение тока увеличивается и достигает максимального значения при температуре выше точки Кюри (760 0 С), вследствие перехода стали из ферромагнитного в парамагнитное состояние. Вместе с тем, происходит уменьшение скорости нагрева при переходе через точку Кюри.

При температурах ниже этой точки, сталь нагревается быстрее, а выше процесс нагрева замедляется, что следует учитывать назначении режима нагрева.

ТВИ получают с помощью машинных (до 10000 Гц) или ламповых (свыше 10000 Гц) генераторов. Скорость нагрева токами высокой частоты, во много раз превышают скорость нагрева в печи. Поэтому превращение перлита в аустенит сдвигается в области более высоких температур. Чем больше скорость нагрева в области фразовых превращений, тем выше должна быть температура закалки для получения оптимальной структуры и максимальной твердости.

Так, например, при печном нагреве температуры закалки стали содержащей 0,4 0 С, составляет 840-860 0 С. При нагреве ТВИ со скоростью 250 град/С 880-920 0 С, а при скорости нагрева 500 град/С-960-1020 0 С. Несмотря на более высокие температуры закалки при нагреве ТВИ, действительный размер зерна аустенита меньше, чем при обычной закалке. Это объясняется высокой скоростью нагрева и отсутствием выдержки при температуре нагрева.

После индукционной закалки микроструктура, структура закаленного слоя - мартенсит и феррит, а сердцевина имеет сходную структуру.

После закалки с нагревом ТВИ стали подергают низкому отпуску при 160-180 0 С. Сталь после закалки высокой частоты обладает большой твердостью, чем после обычной закалки. Например, сталь содержащая 0,4% С, после обычной закалки имеет твердость 54-56 MRC, а после закалки ТВИ 56-58 МRC. При этом одновременно повышается предел усталости.

Перед закалкой ТВИ детали подвергают предварительной термообработке - нормализации или улучшению. Существуют три способа закалки с индукционным нагревом:

Одновременный нагрев охлаждение всей поверхности. Этот метод применяют для деталей, имеющих небольшую поверхность.

Последовательный нагрев и охлаждение отдельных участков. Оно состоит в том, что обрабатываемые поверхность детали нагревается и охлаждается по частям. Такому способу термообработки подвергается шейки коленчатого вала.

Непрерывно - последовательный нагрев и охлаждение. При этом способе деталь вращается вокруг собственной оси и перемещается (сверху в низ) относительно не подвижного индуктора (спейера) и охлаждающего устройства. Иногда наоборот, индуктор перемещается относительно вращающейся детали. Скорость передвижения детали для получения слоя глубиной 1-10 мм при ѓ = 500-100000 Гц составляет 03-30 см/с.

Этот способ закалки применяют для упрочнения валов, осей, шпилек и других длинных деталей.

Выполняя индукционную закалку необходимо учитывать эффект близости, который проявляется в том, что при протекании токов в разных направлениях по двум проводникам, наибольшая плотность тока будет в технологических участках проводников, которые ближе расположены друг другу. Неодинаковая плотность тока по сечению приведет к неравномерному нагреву поверхности детали. Поэтому, для получения равномерной толщины закаленного слоя, расстояние от индуктора до деталей должно быть одинаковым и деталь должна вращаться.

Таким образом, особенностями поверхностной индукционной закалки является:

глубина закалки примерно равна глубине нагрева до над критических температур;

глубины слой изделия в процессе индукционной закалки нагревается ниже критических температур и поэтому не упрочняется при охлаждения;

применяемая сталь прокаливается, как правило, на глубину большую, чем необходимая глубина поверхностной закалки.

концентрация тепловой энергии в зоне нагрева относительно велика, удельная мощность обычно лежит в пределах - квт/м 2 , что определяет высокую скорость нагрева (от 30 до 300 град/С) и большие мощности индукционных установок.

Широкое применение получения способ поверхностной индукционной закалки при глубинном нагреве. Особенности этого нагрева (способа) состоит в следующем:

глубина нагрева до критических температур должны быть большей, чем требуемая глубина закалки;

при глубинном нагреве некоторые элементы деталей нагреваются насквозь (например, зубья шестерен).

Применяемая сталь способна прокаливаться на меньшую глубину, чем глубина нагрева, поэтому глубина закалки на мартенсит определяется не глубиной нагрева, а прокаливаемостью применяемой стали.

2.4 Определение расчетных норм времени обработки

Расчет нагрева ТВИ ведется в двух этапах:

Этап от 20 0 С до точки Кюри (770 0 С);

Этап от точки Кюри до 900 0 С, так как конечная температура Т зак = 900 0 С.

Удельная мощность q= 10 7 Вт/м 2 .

л = 42 Вт /(м. град) - коэффициент теплопроводности;

Ь = 0,9 х 10 -5 м 2 /сек - коэффициент температуропроводности;

Частота тока, которая обеспечивает горячую глубину проникновения.

I этап от 20 0 С до 770 0 С х = 0

Продолжительность нагрева поверхности изделия:

где - изменение температуры.

Методом последовательных приближений с помощью формулы.

рассчитаем продолжительность нагрева.

На расстояние 2 мм задаемся временю ф = 2т 1 сек.

Продолжительность первого этапа 2,1 сек. Продолжительность второго этапа нагрева 770 0 С до 900 0 С, считаем методом приближения, задаем время нагрева поверхности изделия 0,2 секунд, тогда:

150 + 750 = 900 0 С ф = 0,2 сек.

Задаемся продолжительностью нагрева ф = 0,35. Получаем на расстоянии 1 мм V = 150 0 С. На глубине 1 мм от поверхности полное время нагрева:

2,1 + 0,35 = 2,45 сек. ? 3 сек.

Расчет времени нагрева при отпуске

Время нагрева при низком отпуске определяется по формуле:

ф м = 1 час 20 мин.

Время выдержки при низком отпуске:

ф в - 2 часа + 1 мин. на 1 мм условной толщины = 2 ч. + 1,15 = 2 час. 15 мин.

1 мм усл. толщ =

Скорость охлаждения на воздухе выбираем 3 а С в минуту, тогда

2.5 Операционная карта технологического процесса

№ операции	Наименование и содержание операции	Оборудование
	Транспортирование Транспортирование детали на рабочее место с перемещением до 25 м.	Кран -балки Q = 3,2 т
	Закалка поверхностная Установить индуктор Установить время и параметры нагрева Установить деталь в индуктор. Включить вращение перемещение и нагрев детали. Отключение - автоматическое Сдать первую закаленную деталь в коллектор БТК.	Механизм перемещения	водно-полимерный раствор ПК-2 (поликриклит или полиакриловая кислота)
	Закалка поверхностная	Установка закалочная И 32-100/8
	Промывка	Машина моечная	Раствор сульфатно-спиртовый
	Загрузить корзину с деталями в печь Нагреть и выдержать детали в печи. Выгрузить детали из печи и охладить	Печь отпускная СшЗ - 10.ЭС/	Воздух горячий
	1. Проявить детали
	Зачистка Зачистить для твердости на глубину 0,1 мм не более 5% от партии	Деталь ручная ЭП 10/20
	Приемочный контроль	ГОСТ 23667-79
	Приемочный контроль	Твердомер ТБ ГОСТ 23667-74
	Транспортирование на

2.6 Контроль качества изделий

После окончательной термической обработки стали подвергаются контролю согласно техническим условиям и нормам контроля. При этом, основными критериями, по которым оцениваются результаты термической обработки, являются твердость, глубина закаленного слоя и отсутствие деформации, окалины, трещины и других дефектов.

Твердость замеряется на приборах Бринелля или реквелла. Детали с недостаточной твердостью вновь подвергаются термообработке. После проверки в БТК (бюро технического контроля) годные детали пропускаются в производства. Величина прогиба определяется калибром. Твердость поверхности HRC+

На поверхности деталей не допускается окалина, трещина, другие дефекты.

операционная карта контроль генератор

3. Расчет оборудование и проект участка

3.1 Выбор и технико-экономического обоснования основного и вспомогательного оборудование

Для того, чтобы рассчитать необходимое следует уточнить годовую программу изделия. На Ташкентском тракторном заводе количество валика блокирующего устройства, подвергаемого поверхностной закалке, в 1990 году составило 32000 штук с учетом запасных частей. В дипломном проекте требуется разработать технологически процесс термической обработки этой детали с превышением годовой программы на 10%, следовательно, годовая программа производства валика составит 32000 шт. Расчет потребного количества оборудования начинается с определения часовой производительности генератора с установкой ТВИ:

Для лампового генератора № 60

Для машинного генератора № 70 кг/час.

Объем выпуска детали, в кг.

А = 352200 х 0,703 = 24745,6 кг.

Определим потребное количество генератора часов.

где А- часовая программа выпуска деталей;

N- часовая производительность

Действительный фонд времени работы оборудования на тракторном заводе для генератора при трехсменной работе F д = 4850 час.

Определим расчетное количество оборудования:

Принимаем два генератора

Расчет коэффициента загрузки оборудования:

С учетом времени отстоя на ремонт, а также наличия других термообрабатываемых деталей выбранное количество ламповых генераторов вполне удовлетворяет нашим требованиям.

Расчет потребного количества отпускной печи.

Годовая программа - Q = 24745,6 кг.

Производительность отпускной печи.

N опт = 360 кг/час.

Количество печи часов:

Определено потребное количество печей:

где Fд - действительный годовой фонд работы оборудование

Fg = (К-В-П) х С х t, где

К- количества календарных дней в году;

В- количество выходных дней;

П- количество праздничных дней;

С - число смен;

t = производительность смены, час.

Fд = (365-52-14) х 3 х 7 х 0,8 = 4850

Принимаем две отпускные печи.

3.2 Высокочастотный генератор, его краткое описание

Высокочастотный генератор типа ВИГ - 1-60 предназначен для питания технологических устройств индукционного нагрева деталей машин и инструмента при различных технологических операциях. Генератор предназначен для эксплуатации в условиях, нормированных по ГОСТ 15150-69. Температура окружающего воздуха от 10 0 С. Высота над уровнем море не более 1000 м.

Вода, применяемая для охлаждения генератора должна удовлетворять, следующим требованием:

Температура от 5 до 30 0 С.

Давление - 2±0,5 кгс /см 2 (0,2±0,05 МПА)

Для охлаждения генераторной лампы удельное электрическое сопротивление воды должна быть не менее 20 0м. см.

Для охлаждения остальных элементов генератора удельное электросопротивление воды должна быть не менее 4000 ом-см при общей жесткости не более 8,5 мг экв/л

Если имеющаяся на предприятии вода не удовлетворяет этим условиям, то необходимо использовать замкнутую систему охлаждения, которая должна быть выполнена из труб, неккорозирую-

3.3 Технические данные генератора

Генератор конструктивно выполнен в виде двух металлических шкафов: генераторного блока и блока контуров.

Генераторный блок представляет собой стальной шкаф с дверью, для отпуска к аппаратуре, расположенной внутри. Слева от двери расположен анодный трансформатор и выпрямитель, справа от двери расположена генераторная лампа с аппаратурой, обеспечивающей работу генератора.

На лицевой стороне шкафа (справа) расположены измерительные приборы и кнопки управления.

Блок контуров представляет собой алюминиевой шкаф, внутри которого расположены высокочастотный трансформатор, регулятор мощности и конденсаторные батареи анодного и нагревательных контуров. На лицевую сторону блока выведены рубки высокочастотного трансформатора (для подключения индуктора) и измерительный прибор-индикатор, для измерения напряжения на контуре.

Для доступа к аппаратуре, с расположенной внутри блока, имеются щиты.

Оба блока на месте монтажа устанавливается вплотную, слева генераторный, а справа - блок контуров.

Регулирование режимов генератора выполняется двумя штурвалами. Верхний штурвал регулятора мощности, нижним регулируется величина обратной связи. С генератором поставляется индуктора для пусконаладочных работ.

3.4 Закалка с индукционным нагревом ТВИ

Индукционный нагрев происходит вследствие теплого воздействия тока, индуктируемого в изделие, помещенное в переменное магнитное поле.

Если в зону этого тока поместить стальную деталь, то в ней будет возбуждаться той же частоты индуктированный ток, который в поверхностном слое не вызывает нагрев этого слоя до высокой температуры.

Для нагрева изделия устанавливают в индуктор, представляющей собой один или несколько витков пустотелой, водо-охлаждаемой медной трубки или щипы. Толщина стенок индуктора зависит от частоты генератора.

Для закалки валика на глубину 1….3 мм применяют ламповый генератор с частотой 66000 Гц. Индуктору придается форма соответствующим (охлаждением) конфигурации нагреваемой детали.

Закалка производится с последующим охлаждением с помощью спейера, которая располагается в самом индукторе. В индукторе имеется вторая полость, в которую со стороны нагреваемой детали

После нагрева детали вода автоматически поступает во вторую полость и нагревается, разбрызгивается под давлением.

В зависимости от применяемой частоты различают повышенную частоту (от 500 до 1000 Гц) и высокую (от 5000 до 1 м Гц).

Существуют следующие способы закалки индукционного нагрева ТВИ:

Одновременный нагрев и охлаждение всей поверхности. При этом способе весь участок поверхности, подлежащей закалке, нагревается одним или несколькими неподвижными индукторами, а затем охлаждается закалочной жидкостью.

Последовательный нагрев и охлаждение отдельных участков. Применяется для закалки коленчатых валов.

Непрерывно-последовательной нагрев и охлаждение. При этом способе нагреваемая деталь перемещается относительно индуктора; нагреваясь за время прохождения в его магнитном поле до температуры закалки, после чего охлаждается в спейерном устройстве.

При одновременном способе, меняя зазор h и ширину индуктирующего провода или применяя магнитопроводы, можно добиться требуемого распределения температуры даже при закалке тел сложной формы.

Ширина индуктирующего провода при нагреве всей детали или отдельного элемента берется примерно равным ширине нагреваемой зоне. Если данный участок тела нагревается, то ширина провода берется на 10-20% больше ширины участка, что называется компенсировать теплоотвод в соседние зоны и ослабление магнитного поле у краев индуктора. Индукторы для одновременного нагрева обычно не имеют постоянного охлаждение индуктирующего привода, толщина которого выбирается из нагрева до температуры свыше 250 0 С. Тепло, накопленное в индукторе, уносится закалочной жидкостью, подаваемой на закаливаемую поверхность через отверстия в индукторе.

Для большей равномерности нагрева и охлаждения цилиндрические детали вращают с частотой 30-100 об/мин. Если деталь неподвижная, то отверстие для подачи воды делают коническим, что способствует лучшему распределению струи. Разработан подачи воды в зазор между индуктором и деталью, часто используемый при закалке изделии из сталей, регламентируемой прокаливаемости, требующих особенно интенсивного охлаждения.

Иногда охлаждение осуществляется в специальном устройстве, куда изделие быстро переносится из индуктора. Этот способ охлаждения позволяется лучше использовать установку и 2-3 раза увеличить производительность. Индукторы для одновременного нагрева требуют большой точности изготовления, из-за большого влияния на качество закалки, непостоянство зазора, который составляет обычно 1-3 мм и достигает 5-6 мм для деталей больших размеров. Индукторы часто делаются одновинтиковыми.

3.5 Отпускная электропечь СШО - 10 20/3

Электропечь типа СШО - 10.20/3 применяется для массового отпуска стальных деталей и термообработки деталей из цветных и легких сплавов. Она рассчитана на длительную работу при температуре рабочего пространства до 350 0 С.

Рабочее пространство электропечи представляет собой цилиндрическую вертикально расположенную камеру - шахту, на боковой поверхности которой размещены нагревательные элементы.

В крышку, перекрываемую шахту электропечи, вмонтирован центробежный вентилятор, обеспечивающий равномерный нагрев деталей, проходящих термообработку.

Воздух прогоняется вентилятором в пространстве между стенкой шахты и ограждающим экраном и омывая нагревателей, поступает в корзину снизу. В рабочее пространство печи введена термопара, обеспечивающая возможность замера и регулирования температуры. Привод подъема крышки, перекрывающий шахту печи, пневматический от заводской сети давлением 4 атм сблокирован с крышкой электропечи и автоматический отключается при подъеме крышки с помощью конечного выключателя.

Подключение печи в сеть

Электропечь СШО- 10. 20/3 может быть подключена в трехфазную сеть напряжением 380В. Нагреватели соединяются в это случае по схеме “звезда”, а при 220В- по схеме “треугольник”.

Нагреватели соединяются кабельными жилами того же сечения, что и магистрали питающей сети. Всякое переключение нагревателя внутри печи категорически запрещаются.

Электродвигатель привода циркуляционного вентилятора мощностью 4,5 квт должен быть присоединен к сети 380/220 через магистральный пускатель.

Металлически кожух печи должен быть надежно заземлен, для чего необходимо приварить заземленную полосу к каркасу электропечи.

Установка термопары

Термопары вводится в камеру через отверстие в паковой стенке корпуса. Крепление термопары осуществляется путем намотки на защитную трубку асбестового шнура. С последующей затяжкой прижимной части и стопорного винта.

Осуществление отпуска в печи СШО - 10 20/3

Обрабатываемые изделия могут загружаться в печь в корзине или в специальных приспособлениях. Работать на печи тщательно нужно при автоматическом регулировании температуры, так как при ручном регулировании трудно поддерживать температуру в требуемых пределах.

Во избежание расшатывания кладки при опускании корзины в печь, необходимо избежать ударов об внутреннее ограждение. При опускании крышки на шахту, необходимо следить, чтобы она плотно опдала в песок затвора следить за уровнем песка в желобе.

При работе на печи запрещаются:

поднимать температуры в камере выше 350 0 С;

загружать детали засыпного типа в камеру;

загружать изделия в печь весом свыше 1000 кг, а также загружать выше верхнего края корзины.

загружать в него загрязненные, мокрые и не промытые от масла и мазута детали;

подолгу держать шахту печи открытой;

производить резкое охлаждение печи при температуре выше 250 0 С;

3.6 Подсчет статей расхода тепла в отпускной печи

I. Перерасход тепла в рабочее пространство печи. Тепло, образующееся при превращении электрической энергии в тепловую:

Q х = Q = Р = 360 кВт

где Р - мощность печи, равная 360 кВт.

II. Расход тепла в пространстве печи. Получаем тепло, расходуемое на нагрев материала (полезное тепло):

где G - производительность печи

С - средняя теплоемкость материала в интервале температур

Потери тепла теплопроводностью через печи определяем по формуле:

где: T кл - температура кладки печи, о С

t оср - температура окружающей среды

S ш и S д - толщина слоев, соответственно шамота и диамита, [м]

л ш и л д - коэффициенты теплопроводности шамота и диамита

б - коэффициент теплоотдачи конвекцией от наружной поверхности кладки в окружающую среду, б = 11,63 Вт/м о С

F нар. - наружная поверхность кладки печи, F нар. = 0,36 м 2 .

Коэффициент теплопроводности шамота

л ш = 0,698 + 0,64 10 -3 - t ш; t ш = 343 о С

л ш = 0,698 + 0,64 10 -3 343 = 0,92

л д = 0,145 + 0,314 10 -3 - t д; t д = 93 о С

Потери на тепловые короткие замыкания принимает равным 70% от потерь через кладку.

Q тд = 46,29 0,7 = 32,40 Вт

Общий расход тепла в печи:

Q общ = 11738,7 + 46,29 + 32,4 = 11817,39 Вт

Мощность печи: Р = 11817,39 0,8 = 0,453,9 Вт

Коэффициент полезного действия печи:

3.7. Расчет потребных площадей

Для расчета потребных площадей принимаем расстояние от стен участка до оборудования 1,5-3 метра. Расстояния между отпускными печами и установками ТВИ 2-3 метра, прибавляя к нему ширину подъездных дорог 3 метра. Норму площади на одну печь рекомендуется принимать 30-50м 2 . Так как на участке установлению четыре единицы оборудования, то произведенная площадь будет равна:

50 х 4 = 200 м 2

Вспомогательная площадь составляет 30% от производственной. В состав его входят склады поступающих на обработку деталей, склады вспомогательных материалов, приспособлений, инструментов:

200 х 0,3 = 50 м 2

Проходы и проезды составляют 30% от производственной площади:

200 х 0,3 = 50 м 2

Общая площадь участка

200 + 60 + 60 = 320 м 2

Высоту здания принимаем равным 10 метров. Тогда стоимость здания (1 м 2 - 12 руб.) равен 38400 рублям.

3.8 Планировка участка

Термический цех размещается в одноэтажном здании прямоугольной формы. В своем составе термические цеха имеют производственные участки, вспомогательные отделения (склады деталей, поступающих на термообработку, готовой продукции, приспособлении и т.д.), а также служебные и бытовые помещения.

Участок занимает 320 м 2 . На нем находятся две отпускные печи и две установки ТВИ, которые расположенных по последовательности термообработки.

На участке имеется пункт технического контроля, где производится контроль твердости деталей на приборе Роквелла.

На участке предусматривается установка кран-балки с грузоподъемностью 3,2 тонн.

Из-за опасности производства (закалка ТВИ) участок огражден перегородкой от других участков.

3.9 Расчет потребности участка в электроэнергии, воде, паре, технологических материалах

Расход электроэнергии находится по формуле:

Э = N д F д К д К л

где N д - установленная мощность печей, кВт

F д - действительный годовой фонд времени

К д - использование печей по мощности

К л - коэффициент загруженности оборудования в час

Э о = 360 4850 0,81 1,1 = 1171566 кВт

Э общ. = 1402038 кВт

Помимо расхода электроэнергии на нагрев в печах, необходимо учитывать расход электроэнергии на двигатели и на освещение участка.

Мощность двигателя - 9 кВт

Расход электроэнергии на освещение:

где F - освещаемая площадь

g - удельный коэффициент, вт/м 2

z - число часов горение в году

h - коэффициент одновременного горения, для ночного зала 80%.

Расчет потребности воды:

Закалка 1,6-1,8 м 3 на 1 тонну

Охлаждение генератора 2,1 м 3 /ч

На бытовые нужды - на человека в смену 75 л.

4. Организация труда и управление цехом

Производственный участок возглавляет начальник участка - старший мастер, а руководителями смен назначаются сменный мастера.

Начальник производственного участка и сменные мастера подчиняются непосредственно начальнику цеха. Сменные мастера, принимая смену, проверяют состояние оборудования, режимы термической обработки, знакомятся с данными цеховой лабораторией по проверке качества продукции в предыдущий смене и в случае необходимости фиксируют в журнале допущенные нарушения режимов термообработки и принятые им меры по их устранению.

Начальник участка и сменные мастера поддерживают тесную рабочую связь с технологом цеха, работниками ОТК и цеховой экспресс-лаборатории являющейся филиалом общезаводской металловедческой лаборатории.

Начальник участка и сменные мастера непосредственно руководят деятельностью рабочих.

4.1 Научная организация труда на рабочих местах и отдельных участках

Научная организация труда (НОТ) основывается на достижениях науки и передового опыта, позволяет наилучшим образом соединить технику и людей в единый производственный процесс, обеспечивает наиболее эффективное использование материальных и трудовых ресурсов, непрерывное повышение производительности труда, способствуют сохранению здоровья человека.

Научная организация труда предусматривает наиболее целесообразное расчленение трудового процесса на операции, правильную расстановку людей и заботу об улучшении их условии труда, и продуманное до мельчайших деталей оснащение рабочих мест всем необходимым, совершенствования и нормирования термических операций.

Необходимо рационально разделить труд среди рабочих. Рабочие более высокой квалификации должны быть освобождены от выполнения работ, не требующих больших знаний и навыков.

Организация труда проектируемого участка базируется на достижениях науки и техники. Применение наиболее рациональных видов оборудования, оснастки и инструментов, приемов и методов работы, использование прогрессивных, научно-обоснованных нормативов трудовых затрат и широкое применение передового опыта позволяет неуклонно повышать эффективность производства и улучшить качество работы на всех звеньях участка.

НОТ неразрывно связана с осуществлением комплекса мероприятий, обеспечивающих подготовку и систематическое повышение квалификации и развитие творческой активности рабочих.

При расстановке рабочих по рабочим местам необходимо учитывать следующие условия:

Сложные операции технологического процесса должны быть четко распределены между термистами соответствующей квалификации;

За каждый термистом закрепляется определенное рабочее место (или участок рабочего места), за состояние которого они несут полную ответственность;

Качество и количество выполненной работы каждого термиста точно проверяется и учитывается.

Рациональная организация рабочего места является важнейшим условием высокопроизводительной работы. Рабочие места, на которых выделяются вредные газы, много тепла, а опасные в попарном отношении целесообразно располагать в изолированных помещениях, предпочтительно в кранных пролетах у наружной стены здания.

При организации рабочих мест термистов необходимо рационально использовать весь объем помещения, создать все удобства для работы.

5. Экономическая часть

5.1 Обоснование производственной программы

Годовая производственная программа

Подвергаемая термической обработке деталь - валик блокирующего устройства изготавливается из стали 45х. Режим термообработки детали продукта:

Закалка на установке ТВИ;

Низкий отпуск при 190 о С.

До поступления в термический участок деталь подвергается предварительной термообработке нормализации 840 о С с целью улучшения обрабатываемости стали при резании.

При такой термической обработке деталь получает такие вещества, как высокая сопротивляемость износу, высокая конструктивная прочность, высокое сопротивление усталости, а также твердость, в пределах 56-58 HRС.

Валик блокирующего устройства является одним из комплектующих изделий в механизме переключения передач. От него во многом зависят эксплуатационные свойства и технические показатели трактора.

В данном дипломном проекте предлагается при данном оборудовании программы годового выпуска, заменить закалочную среду, а также технологию процесса.

Применение новой закалочной среды обеспечивает снижение себестоимости термообработки за счет замены закалочной среды масло И20 на более дешевый и безвредный для человеческого организма полимером ПК-2.

Капитальные вложения на строительство и приобретение оборудования:

где n oi - количество оборудования

U oi - стоимость единицы оборудования, занятого выполнением i-той операции в рублях

К о1 = 2 3000 = 6000 руб.

К о2 = 2 7200 = 14400 руб.

К общ = К о1 + К о2 = 20400 руб.

Сумма амортизационных отчислений определяется по формуле:

где К о - капиталовложения

N а - норма амортизационных отчислений, % N а = 18%

Расход электрической энергии:

где: Q - годовой объем производства

R т i - расход электроэнергии на 1 т обрабатываемых деталей

Ц - цена электроэнергии

Затраты на текущий ремонт составляет 5% от первоначальной стоимости (затрат) на оборудование.

С р = 10200 0,05 = 510 руб.

Определение годового фонда заработной платы:

При обработке деталей на установке ТВИ, численность может быть определена нормой обслуживания по следующей формуле:

N яв = А Н С = 4 1 3 = 12 человек

Расчет ведем для термистов V разряда

здесь: А - число оборудования

Н - норма обслуживания

С - число смен.

Списочное количество основных рабочих находим по формуле:

где Т к - число календарных дней

Т эф - эффективный фонд рабочего времени, дни

Тарифную ставку рабочих V разряда находим из производственной часовой тарифной ставки и часовой производительности смены:

С т = 0,754 8 = 6,032 руб.

Тарифный фонд определяем по формуле:

Ф т = N сп Т эф С т

где N - списочная ставка, руб.

С т - тарифная ставка, руб.

Ф т = 15 280 6,032 = 25334,4 руб.

Фонд праздников рассчитывается по формуле:

Ф п = Т пр N яв С т

где Т пр - время праздников, дни

Ф п - 8 12 6,032 = 579,072 руб.

Фонд ночных:

Ф н = Д н Ф т

где Д н - доплата за ночные смены в % от тарифного разряда

Д н = 20 t н / t р

где t н - продолжительность работы в ночное время;

t р - общая продолжительность в течение суток;

20 - установленная для рабочих цветной и черной металлургии доплата за работу в ночные часы к тарифному заработку.

Фонд основной заработной платы:

Фонд отпускных

где Д отп - заработная плата во время отпуска, которая определяется

Фонд государственных обязанностей

где: Д осн.з/п - зарплата за 1 день в % от основного фонда заработной платы

Фонд дополнительной заработной платы

Фонд основной и дополнительной заработной платы:

Отчисление на специальное страхование составляет 7,7% от фонда основной и дополнительной зарплаты. Это составит 4020,5959 руб.

Основная и дополнительная зарплата с отчислением на социальное страхование составляет 56236,126 рублей.

Среднемесячная заработная плата

где 12 - число месяцев в году.

Для составления графика сменности необходимо рассчитать число бригад

принимаем 4 бригады

В нашем случае 41-часовая неделя. Бригада работает по 4 дня в каждую смену. В каждую смену цикл составляет 16 дней.

А, Б, В, Г - 1, 2, 3, 4

1 см => 2 см 16 ч + 24 ч + 8 ч = 48 ч

2 см => 3 см 8 ч + 24 ч + 16 ч = 48 ч

3 см => 1 см 0 + 24 ч + 24 ч = 48 ч

Необходимо спланировать общее количество часов отдыха за 12 (4 дня х 3 смены) циклов.

2. 2190 - 2077 = 113 часов

Эти 113 часов отдыха компенсируются за счет дополнительных отпусков и увеличения времени на обеденный перерыв.

Проведем анализ экономической эффективности

Рентабельность определим по формуле

Фондоотдача:

П = (Ц - С) Q отсюда

П = (1,8 - 1,32) 35200 = 16896

где Ц - цена детали, С - себестоимость, Q - годовая программа детали.

Замена масла на поликриамит ПК.

Масса детали на всю программу: [кг]

m = Q Р = 35200 0,703 = 24745,6

Потребность в масле марки И20 в год составляет:

Q = Q W = 35200 42,8 = 15065,6 т

По базовой технологии затраты на полимер ПК-2

b = Q W ПК-2 = (35200 0,703) 426,5 =

24,746 426,5 = 10553,99 руб.

где Q - годовая программа детали, т

W ПК-2 - стоимость ПК - 2 руб/т

Экономия от улучшений условий труда и сокращения заболеваемости рабочих.

9,67 (15065) 24,746 0,077 = 1842,56

Экономия тепла и электроэнергии от исключения вентиляционных установок составит:

Э т = С W ву F ву

где С - установленная мощность вентилятора

W ву - стоимость 1 кВт электроэнергии

F ву - годовой фонд времени работ вентиляционных устройств, час

Э т = 0,17 0,011 5840 = 1074 руб.

Годовой эффект от внедрения полимера

Э т = (W m W ПК-2) Q + Э т + Э зр + Э с

где W m - стоимость масла, руб./т

W ПК-2 - стоимость полимера, руб./т

Э т - экономия электроэнергии

Э с - зарплата слесаря вентиляционщика (3 разряда)

Э т = (0,29 - 0,12) 35200 + 1074 + 1842,56 + 1552 =

= 7348,56 руб.

Срок окупаемости:

Таким образом, экономический эффект за счет внедрения полимера обосновано снижением себестоимости продукции по сравнению с закапочной средой масло И20, трудоемкостью и минимальным сроком окупаемости.

6. Автоматизация производства

Непрерывное увеличение производства металла в стране и повышение качества продукции из металла является одной из главных задач народного хозяйства.

Важнейшее место в решении этой проблемы занимает автоматизация производственных процессов. Автоматизация является ведущим направлением, основной формой организации труда на базе достижений науки и техники, главным решающим средством, обеспечивающим технический прогресс народного хозяйства страны.

В настоящее время в металлургической и машиностроительной промышленности широко внедряют системы автоматического управления различными процессами, в частности, металлургическими печами и нагревательными устройствами.

Успех работы этих систем во многом определяется возможностью получения достоверной информации о ходе технологического процесса.

Правильное решение задач, получение исходной информации как на стадии разработки систем, так и на стадии эксплуатации позволяет достичь значительного технического и экономического эффекта, а также облегчает труд обслуживающего персонала.

Автоматизация проникла во все отрасли промышленного производства и играет большую роль при решении вопросов совершенствования и развития технологии.

Механизация и автоматизация производственных процессов позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, сократить производственные затраты.

Постановка задачи автоматизации

Контроль и регулирование температуры в электрошахтных печах осуществляется по схеме, изображенной на чертеже.

Термоэлектрический термометр помещается в рабочее пространство печи и вырабатывает термо э.д.с., соответствующей температуре печи. Сигнал от термометра подается на вход потенциометра. В потенциометр встроено задающее устройство и позиционный регулятор.

Если температура в печи меньше заданного значения, то контакты позиционного устройства замкнуты, а следовательно по катушке магнитного пускателя идет ток, тогда он электронагреватели подается сигнал. При достижении в печи заданного значения температуры контакты позиционного устройства размыкаются, катушки магнитного пускателя обесточиваются и подача электроэнергии к нагревателям прекращается.

Контроль и регулирования температуры и давления газа в электрошахтных печах осуществляется по схеме.

Электрошахтные печи имеют автоматическое регулирование и регистрацию температуры, осуществляемое термопарами и приборами теплового контроля, установленными на щитах управления. для обеспечения безопасности на электрошахтных печах имеются следующие блокировки:

- отключение нагревателей и вентилятора при подъеме крышки;

- отключение нагревателей при прекращении подачи воды для охлаждения или подогрева вентилятора.

Температура в электрошахтных печах измеряется прибором теплового контроля, расположенного на щите управления. Также размещаются пусковая аппаратура и приборы электрического контроля.

Датчиком температуры в печи служит термопара. Давление измеряется монометром. В печи регулируется расход газа, который измеряется расходометром.

Технологический процесс как объект управления

Важнейшим параметром, характеризующим процесс нагрева, является температура. Поэтому от того, насколько точно измерена темп ература, и от точности ее поддерживания в основном зависит качество нагрева или термообработки. Если температура меньше заданного значения, то приходится подогревать, если же температура зависима от времени выдержки и она больше, чем заданная, то происходит перегрев, то есть оплавление.

Также автоматически регулируется защитная атмосфера в печи - эндогаз. Применение контролирующих поверхность изделий устройств от окисления и обезуглероживания, повышает целостную прочность и долговечность на 15-30%, а достигаемая экономия металла в виде отсутствия окаменообразования составляет до 3-5% от массы садки.

Работа функциональной схемы автоматизации

Термоэлектрическая термопара ТХА (1.1), помещенная в рабочее пространство печи, вырабатывает термо э.д.с., по значению соответс твующую определенной температуре сигнал, посланный от термометра (1.2), поступает на вход потенциометра КСП-4 (1.3).

Из потенциометра электрический сигнал, соответствующий измеряемой температуре, поступает на позиционный регулятор (1.4). Одновременно на позиционный регулятор поступает сигнал от задатчика (1.5). От регулятора сигнал поступает в уменьшительное устройство, усиливается и управляет исполнительным механизмом, который через систему рычагов и тяг изменяет положение заслонок и прекращает подачу электроэнергии.

Универсальный переключатель УП имеет положение А при автоматическом управлении и при ручном управлении, осуществляемый кнопками КУ.

Регулятор непрерывно изменяет подачу топлива для термической обработки, чтобы температура в рабочем пространстве печи оставалась постоянной, несмотря на различные возмущения.

Схема работает следующим образом: с изменением положения заслонки в газопроводе, в результате работы регулятора температуры изменяется расход газа, а следовательно, и период давления, который по газоотводящим трубкам воздействует на чувствительный элемент дифнонометра. В нем значение перепада давления преобразуется соответствующим значением на измерительный прибор.

Сигнал от измерительного прибора через усилитель поступает в обмотку возбуждения задатчика, в выходе которых смещается сигнал, пропорциональный расходу топлива. Усилитель предназначен для усиления сигнала, поступающего от измерительного прибора до направления, необходимого для питания обмотки возбуждения задатчика.

После регулятора соответственный сигнал поступает на усилительное устройство и управляет направлением вращения вала исполнительного механизма, который через систему рычагов и тяг изменяет положение заслонки, расположенный в воздухопроводе.

С изменением положений заслонки изменяется расход воздуха, воспринимаемый дифнамометром и преобразуется в электрический сигнал, передаваемый на измерительный прибор, а затем на регулятор соотношения. Для переключения автоматического управления на ручное устанавливается универсальный переключатель ЗУП. При ручном управлении пользуются кнопками управления ЗКУ. Для печей с площадью пода до 10 м 2 используется в основном автоматическое регулирование.

7. Охрана труда и окружающей среды

Анализ вредных и опасных производственных факторов термического участка

Проектируемый участок термического цеха входит в состав Та шкентского тракторного завода. Режим работы участка - трехсменный.

Термическая обработка стали, валика блокирующего устройства связана с потреблением электроэнергии, природного газа, что требует особой внимательности в работе, знания и строгого соблюдения правил работы. На проектируемом участке имеются следующие производственные опасности и вредности:

а) взрывоопасность

б) электроопасность

в) радиационная опасность

г) пожарная опасность.

1. Выделение окиси углерода - очень ядовитого газа, который вызывает удушье и отравление, происходит при неполном сгорании природного газа и других видов топлива, а также утечки при погасании свечки у двери (крышки) печи. В соответствии с СН-245-71 содержание окиси углерода не должно превышать 20 мг/м 3 .

В нагревательных печах потери газа через кладу достигает иногда 11% расхода тепла. При неосторожном обращении это может привести к воспламенению или взрыву. В также выделение тепла снижает давление воздуха, что вредно для здоровья человека.

Выделение вредных газов, таких как, метан, эндогаз, аммиак в пространство участка требует защиты рабочего персонала от их воздействия. Температура воспламенения и пределы взрывоопасности приведены в таблице 1.

Газы и газовые смеси	Температура воспламенения, о С	Пределы взрывоопасности	ПДК мг/м 3
пропан-бутан

2. Воздействие электрического тока на человека может вызвать опасные для здоровья последствия и привести к смерти, причем вероятность смертельного исхода при поражении электрическим током очень велика.

Источником повреждения служит непосредственное тепловое, химическое и другое воздействие электрического тока на живой организм или непосредственное воздействие чрез физиологические реакции, возникающие в ответ на раздражения, которые выражаются, начиная с неприятного раздражения или локальной судороги, и заканчивая смертельным исходом.

Причинами являются воздействие электрического тока через дугу; непосредственное соприкосновение с открытыми токоведующими частями и проводами; соприкосновение с электропроводящими деталями и узлами конструкций и т.д.

Подобные документы

Производственная программа термического участка. Расчет времени нагрева и выдержки деталей при отпуске. Контроль процессов термической обработки. Обоснование выбора оборудования. Определение глубины закаленного слоя. Параметры охлаждения индуктора.

дипломная работа , добавлен 29.04.2015


Выбор типа заготовки для втулки. Назначение и оценка экономической эффективности вариантов технологических маршрутов обработки поверхности детали. Расчет промежуточных и общих припусков. Определение рациональных режимов резания и технических норм времени.

курсовая работа , добавлен 29.05.2012


Сырье в промышленности: классификация, добыча, обогащение сырья. Сущность, назначение и виды термической и химико-термической обработки. Современные способы обработки металлов резаньем. Сущность технологических процессов обработки на токарных станках.

контрольная работа , добавлен 10.11.2008


Проектируемый участок предназначен для термической обработки шевинговального инструмента. Обзор термической обработки шевера, выполненного из стали Р18, предназначенного для шевингования незакалённых зубьев зубчатых колёс срезанием тонкой стружки.

курсовая работа , добавлен 24.12.2008


Общие сведения о детали "Днище", анализ технических требований к ней. Порядок проектирования эскиза заготовки и расчет ее размеров, а также установление маршрута обработки. Определение и обоснование режимов резания и технологических норм времени.

курсовая работа , добавлен 05.02.2018


Общая характеристика методов термической обработки. Разработка операций термической обработки детали. Температура нагрева, продолжительность выдержки в печи, скорость охлаждения. Оборудование для термической обработки. Дефекты термической обработки.

курсовая работа , добавлен 29.05.2014


Определение последовательности технологических операций механической обработки детали "Вал". Обоснование выбора станков, назначение припусков на обработку. Расчет режимов резания, норм времени и коэффициентов загрузки станков, их потребного количества.

курсовая работа , добавлен 29.01.2015


Проектирование участка химико-термической обработки зубчатых колёс коробки передач с раздаточной коробкой. Выбор марки стали и разработка технологического процесса термообработки. Выбор печи для цементации и непосредственной закалки. Расчет оборудования.

курсовая работа , добавлен 08.06.2010


Определение роли и места термической и химико-термической обработки. Выбор станочных приспособлений, инструмента и средств измерения. Расчет приспособления на точность. Расчет режимов резания и норм времени. Проектирование фрезерного приспособления.

дипломная работа , добавлен 23.05.2013


Формирование и обоснование процесса термической обработки втулки шлицевой карданного вала. Характеристика материала и описание технологических операций. Возможные дефекты закалки и принципы их устранения, используемые методы и приемы, оборудование.

Термическая обработка металла предназначена для повышения некоторых важных его свойств - твердости, износостойкости и др.

С этой целью изделие, изготовленное из металла, подвергается специальной термической обработке, которая в зависимости от технической задачи может проводиться различными способами. Нагрев производится в печах и ваннах до различных температур высоких (до 1300°) и низких (100-500°). Применяется быстрый нагрев с последующим быстрым охлаждением (закалка) и медленный нагрев с медленным охлаждением (отпуск). Нагрев и охлаждение могут происходить в различных средах.

При нагревании в твердых порошкообразных средах, например, древесном угле с примесью соды, в поверхностный слой металла вводится углерод (цементация в твердом карбюризаторе).

Нагрев и отпуск в жидких средах обеспечивают большую равномерность. С этой целью для нагрева металла применяются различные ванны - с расплавленным свинцом, расплавленными солями, масляные ванны. При жидкой карбюризации в ваннах с цианистыми солями в поверхностный слой металла вводится циан (цианирование). Наконец, введение в поверхность металла азота (азотирование) производится в специальных печах в потоке аммиака.

Для поверхностного нагрева металла в последнее время начали широко применяться машинные и ламповые генераторы токов высокой частоты.

Наиболее вредными участками термического производства являются участки цианирования и закалки в свинцовых ваннах, где наряду с выделением в воздух в разных количествах паров свинца и цианистого водорода происходит загрязнение кожных покровов цианистыми соединениями и свинцом, что может привести к профессиональным отравлениям, особенно свинцом.

В термических цехах возможно выделение паров углеводородов от масляных ванн, небольших количеств аммиака при нитровании. Концентрация этих веществ в воздухе при эффективных вентиляционных устройствах обычно ниже предельно допустимых.

Наряду с этим вследствие значительных тепловыделений от печей и нагретых деталей в термических цехах, особенно при обработке крупных деталей, в летнее время создаются неблагоприятные метеорологические условия.

Из мероприятий оздоровительного характера для термических цехов наибольшее значение имеют меры профилактики отравления свинцом и цианистыми солями. С этой целью цианистые и свинцовые ванны должны быть обеспечены эффективной местной вытяжной вентиляцией в виде бортового отсоса (см. главу XIV). Большое значение имеет соблюдение правил обращения с токсическими веществами и правил личной гигиены.

Для удаления избытков тепла и защиты от облучения в этих цехах необходимо провести те же мероприятия, что и в кузницах.

В улучшении условий труда большое гигиеническое значение имеет применение очищенного генераторного или природного газа для обогрева печей. Для предупреждения вредного влияния электромагнитных полей высоких частот при закалке токами высокой частоты необходима экранировка (см. главу IV).

Термическая обработка предназначена для придания металлу определённых физико-химических свойств – твердорти, вязкости, упругости, электропроводности и др. - путем нагрева до заданной температуры (от 450 до 1300 ºC) и последующего охлаждения в определенных средах. Различают термическую закалку, отпуск, томление, отжиг металла. В необходимых случаях в поверхностный слой металла дополнительно вводят различные химические элементы и соединения: углерод (цементация), азот (азотирование), цианистые соединения (цианирование) и др.

Нагрев заготовок осуществляют в пламенных печах, работающих на газообразном, жидком или твердом топливе и электропечах. Для равномерности нагрева изделия могут помещать в специальные ванны с расплавленным свинцом или солями хлорида бария, селитры.

Цементация производится нагреванием в древесном угле с примесью углекислой соды или в ваннах с цианистыми соединениями; азотирование – в струе аммиака при температуре порядка 500 °С. Распространена термообработка металла токами высокой частоты путём применения индукционного нагрева в высокочастотном электромагнитном поле.

Самым распространенным способом термической обработки является погружение изделий после нагрева в закалочные ванны с минеральными маслами.

Условия труда в термических цехах по состоянию микроклимата во многом приближаются к таковым в кузнечных цехах. В связи с большой концентрацией нагревательного оборудования температура воздуха в помещениях термических цехов может превышать установленные нормативы. Относительная влажность обычно составляет 30 – 60 %. Лучистое тепло достигает также высокого уровня особенно в период загрузки заготовок в печи и при выгрузке.

Воздух рабочей зоны в термических цехах загрязняется различными химическими веществами, состав которых определяется технологией производства. При применении в качестве топлива угля с высоким содержанием серы, и многосернистого мазута воздушная среда загрязняется сернистым газом. В воздух поступает также оксид углерода от нагревательных и закалочных установок, его концентрация периодически может превышать ПДК.

Закалка в ваннах с минеральными маслами сопровождается выделением паров углеводородов и продуктов их пиролиза. При плохой работе вентиляции концентрации этих веществ могут быть значительными.

При цементации изделий с использованием цианида натрия или калия, а также при цианировании в ваннах с расплавленными солями цианистой кислоты происходит выделение цианидов, однако при надежной работе местной вытяжной вентиляции концентрации цианистого водорода и цианистых солей в воздухе рабочей зоны обычно не превышают предельно допустимых.

Работа на свиниовых ваннах сопровождается загрязнением воздушной среды парами свинца; свинец обнаруживается в смывах с рук и на спецодежде калильщиков. При азотировании воздух загрязняется аммиаком.

Применение термообработки металлов токами высокой частоты при отсутствии надежного экранирования приводит к воздействию на операторов высокочастотных элм полей.

Оздоровительные мероприятия. Нормализация микроклимата достигается рациональной организацией вентиляции. Наиболее простым способом удаления больших объемов перегретого воздуха является использование аэрационных фонарей. При невозможности осуществить аэрацию для удаления теплоизбытков применяют местную естественную вытяжную вентиляцию в виде зонтов над источниками тепловыделений и шахт, а также механическую общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию.

Как и в других горячих цехах, в термических производствах эффективно использование теплоизоляции источников тепловыделения, экранирование рабочих мест, устройство водных завес в окнах нагревательных печей, окраска нагревательного оборудования в светлые тона и др.

Улучшению теплообмена работающих способствует воздушное душирование, его организация на рабочих местах операторов-термистов обязательна.

Для предупреждения загрязнения воздушной среды вредными химическими веществами необходимо максимальное укрытие закалочных и других ванн с обязательным устройством местной вытяжной вентиляции с воздухоприемниками типа бортовых отсосов. Удаляемый воздух, загрязненный выше допустимых уровней парами свинца, цианистыми соединениями и другими вредными веществами, подлежит очистке перед выбросом его в атмосферу.

Перспективным способом предупреждения загрязнения воздуха рабочей зоны и окружающей атмосферы парами и продуктами термической деструкции углеводородов является замена минеральных масел водными растворами нетоксических синтетических веществ. Производственные испытания таких заменителей дают обнадеживающие результаты. Одним из эффективных путей гигиенической рационализации процессов термической обработки изделий является применение вакуумных процессов.

Большое технико-экономическое и санитарно-гигиеническое значение имеет автоматизация и механизация процессов.

На крупных машиностроительных предприятиях в условиях массового производства работают печи непрерывного действия с толкательными конвейерными или другими механизмами. Автоматизируются все основные процессы: загрузка в печи, перемещение в закалочные ванны, выгрузка, промывка и др.

Для защиты операторов установок высокочастотного нагрева металла от возможного неблагоприятного влияния электромагнитных полей производится экранирование источников излучений с помощью металлической сетки или листового металла.

0

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра теплогазоснабжения вентиляции и гидромеханики

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Вентиляция»

Пояснительная записка

Введение. 5

1. Расчётные параметры.. 6

1.1. Параметры наружного воздуха……………………………………………………4

1.2. Параметры внутреннего воздуха. 6

1. Краткое описание технологического процесса. 6
2. Выбор теплоносителя и его параметров для систем отопления и вентиляции. 7
3. Выбор ограждающих конструкций. 7
4. Тепловлажностный режим в цехе. 9

5.1. Определение тепловых потерь в цехе. 9

5.1.1. Потери теплоты через ограждающие конструкции цеха. 9

5.1.2. Потери теплоты на нагрев поступающих материалов. 9

5.1.3. Потери теплоты на нагрев транспорта. 10

5.1.4. Потери теплоты на нагрев врывающегося холодного воздуха. 10

5.2. Определение тепловыделений в цехе. 12

5.2.1. Поступление теплоты от людей. 12

5.2.2. Поступление теплоты солнечной радиации через ограждения. 12

5.2.3. Поступление теплоты от источников освещения. 13

5.2.4. Поступление теплоты от нагретых (остывающих) материалов. 14

5.2.6. Поступление теплоты от оборудования. 15

5.3. Влаговыделения в помещении. 16

5.3.1. Поступления от людей. 16

5.3.2. Поступления от оборудования. 16

1. Расчёт количества выделяющихся вредностей в цехе и выбор. 17

методов их удаления. 17

1. Расчет местных отсосов. 18
2. Расчёт воздушного душирования. 19

9.Расчёт общеобменной приточной и вытяжной вентиляции и определение параметров и количества приточного воздуха для тёплого, переходного и холодного периодов в цехе. 22

1. Расчёт аэрации и составление воздушного баланса. 26
2. Расчёт систем воздухораспределения. 28

12.Определение мероприятий по защите атмосферного воздуха. 30

13.Аэродинамический расчет воздуховодов. 31

13.1. Подбор жалюзийных решеток в воздухозаборном окне. 31

15 .Мероприятия по обеспечению требований пожаробезопасности. 34

16.Мероприятия по защите калориферов от замораживания. 35

1. Автоматизация. 35

18.Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией вентиляционных установок. 35

Список литературы.. 36

Приложения. 35

Введение

Цель данного курсового проекта разработать системы отопления и вентиляции производственного здания, термического цеха в г.Новокузнецк.

В данном проекте представлены: определение расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха; принципиальный выбор системы вентиляции, обслуживающей здание; расчет количества вредностей, выделяемых в цехе; расчет местных отсосов от оборудования предприятия; расчет душирования рабочих мест; тепловой, влажностный, а также воздушный баланс здания; аэродинамический расчет систем вентиляции; подбор оборудования; акустический расчет; мероприятия по охране труда и пожарной безопасности.

1. Расчётные параметры.

1.1. Параметры наружного воздуха.

Исходные данные:

Пункт строительства - г. Новокузнецк; объект строительства - термический цех; По прил. 8 находим нужные параметры для г.Новокузнецк и заносим в табл. 1.

Таблица 1 - Расчётные параметры наружного воздуха.

Расчётный период года	Расчётная географическая широта, °С.Ш.	Барометрическое давление, гПа	Параметр А Обеспеченность 0,92			Параметр Б Обеспеченность 0,92
			Температура воздуха, °С	Удельная энтальпия, кДж/кг	Подвижность воздуха, м/с	Температура воздуха, °С	Удельная энтальпия, кДж/кг	Подвижность воздуха, м/с
холодный
переходный

1.2. Параметры внутреннего воздуха.

Системой вентиляции поддерживаются допустимые параметры воздуха.

По прил. В температуру внутреннего воздуха на всех рабочих местах в тёплый период принимаем на 4°С выше, чем температура наружного воздуха параметры A, t B =29,6 °С; относительная влажность воздуха не более 65 %; скорость движения воздуха не более 0,5 м/с. В холодный и переходный период на постоянных местах - t B =15°C; относительная влажность воздуха не более 65 %; скорость движения воздуха не более 0,3 м/с.

1. Краткое описание технологического процесса.

Главная цель термической обработки изделий (заготовок, деталей, узлов), поступающих в термический цех, состоит в получении необходимых физических свойств материала.

Процесс термической обработки изделий включает следующие этапы:

1. Нагрев до требуемой температуры с заданной или не устанавливаемой по величине скоростью подъёма температуры металла;
2. Выдержка при заданной температуре;
3. Охлаждение с заданной или произвольной (обычно с максимально возможной) скоростью снижения температуры:

Основные термические процессы: отжиг разных видов (камерные печи), нормализация (камерные печи), закалка (камерные печи), отпуск (камерные печи), цементация(камерные печи, шахтные печи), нитроцементация (камерные печи, шахтные печи), азотирование (шахтные печи), цианирование (соляная ванна) и пр.

К вспомогательным операциям технологического процесса термической обработки относятся промывка деталей в масле, очистка от окалины, травление, правка.

Основные операции в процессе закалки: загрузка в печь, нагрев, выдержка при постоянной температуре, охлаждение в воде или в масле.

1. Выбор теплоносителя и его параметров для систем отопления и вентиляции.

Выбор системы отопления, параметров теплоносителя и вида отопительных приборов осуществляется по обязательному прил. Б ; температура теплоносителя Т1/Т2=130-70 °С для систем отопления и вентиляции

1. Выбор ограждающих конструкций .

1. 1.Наружная стена:

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче согласно СНиП 23-02-2003 по санитарно-гигиеническим требованиям:

(м 2 *°С)/Вт

∆t н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл.5 ,°С;

α в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.7 , Вт/(м *°С).

Вт/(м 2 *°С).

Приведенное термическое сопротивление теплопередаче согласно по требованиям энергосбережения:

(м 2 *°С)/Вт.

для дальнейших расчетов принимаем (м 2 *°С)/Вт. Вт/(м *°С)

Пол в помещении выполнен на грунте. Определение приведенного сопротивления теплопередаче ограждений, контактирующих с грунтом, осуществляется по следующей методике.

Для этого ограждения, контактирующие с грунтом (А; j = 864 м"), разбиваются на зоны шириной 2 м, начиная от верха наружных стен подвала, контактирующих с грунтом.

Площади зон и их сопротивления теплопередаче А fi ,м 2 R 0 i м 2 *°С/Вт

Зона I 264 2,1

Зона II 208 4,3

Зона III 184 8,6

Зона IV...................... 208 14,2

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждений по грунту равно

864/(264/2,1 + 208/4,3 + 184/8,6 + 208/14,2) = 4,11 (м 2 *°С)/Вт

1. Окна:

Приведенное термическое сопротивление теплопередаче окон согласно СНиП 23-02- 2003:

0,000025*5640+0,2 = 0,34 (м 2 *°С)/Вт

По СП 23-101-2004 табл. 5 подбираем двойное остекление в раздельных стальных

переплётах (=0,34 (м 2 *°С)/Вт). Коэффициент теплопередачи:

Вт/(м 2 -°С)

1. Перекрытие чердачное:

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче согласно СНиП 23-02-2003:

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл.6 ;

Нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл.5 , °С;

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.7 , Вт/(м·°С).

Приведенное термическое сопротивление теплопередаче покрытий согласно СНиП 23- 02-2003:

(м 2 -°С)/Вт

для дальнейших расчетов принимаем (м 2 *°С)/Вт.

4.1 Проверка возможности конденсации водяных паров на

внутренней поверхности стены.

1. Определяем температуру внутренней поверхности для материала без теплопроводных включений:

(м 2 *°С)/Вт.

Вт/(м 2 *°С).

1. Вычисляем действительную упругость водяных паров е:

50% (СНиП 23-02-2003 табл.1),

1. Рассчитываем температуру точки росы:

20,1 - (5,75 - 0,00206 · е)²,

20,1 - (5,75 - 0,00206·614)²=0,01 ≈0°С

Таким образом, конденсация влаги на внутренней поверхности стены происходить не будет, так как выполняются условия, т.е. 7,5 > 0 .

1. Тепловлажностный режим в цехе.

5.1. Определение тепловых потерь в цехе.

5.1.1. Потери теплоты через ограждающие конструкции цеха.

Объём здания по наружным измерениям:

V H = 42,5* 24,5*10,9 = 11350м 3

По формуле 8.19 теплопотери помещения при дежурном отоплении:

где q - удельная тепловая характеристика здания, q = 0,3 ккал/(м 3 °С ч);

V H - объём здания по внешнему обмеру, м 3 ;

t в - температура внутреннего воздуха, °С;

t H - температура наружного воздуха, °С;

a - коэффициент учёта района строительства здания:

а = 0,54+22/(t B -t H) = 0,54+22/(15-(-36)) =0,97

0,97*0,3*1,163*11350*(15-(-36)) =195900 Вт

где q - удельная тепловая характеристика здания,

q = 1,25 ккал/(м 3 .°С.ч);

0,97 . 1.25 . 1,163 . 11350 . (l 5 - (- 36)) = 816260 Вт

195900+816260=1012160 Вт

5.1.2. Потери теплоты на нагрев поступающих материалов.

Потери теплоты на нагрев поступающих материалов определяются по формуле:

G M - масса поступающих материалов (сталь), 3000 кг/ч (по заданию);

с м - удельная теплоёмкость стали, принимается по табл.2.5 , кДж/(кг·°С); t B - температура внутреннего воздуха, °С;

t M - температура материала, для металла t M =t H , °С;

Коэффициент, учитывающий интенсивность поглощения теплоты по времени, = 0,5.

В холодный период:

Q M = 0,28*3000* 0,481 *(15-(-36))*0,5 = 10300 Вт

В переходный период:

Q M = 0,28*3000 *0,481 *(15-10)*0,5 = 1010 Вт

5.1.3. Потери теплоты на нагрев транспорта.

Потери теплоты на нагрев транспорта определяется по формуле:

q - расход теплоты на нагрев «Газ-53», принимается по табл.2.34 , МДж/ч;

τ - время пребывания машины в цехе, мин.

В холодный период:

В переходный период:

5.1.4. Потери теплоты на нагрев врывающегося холодного воздуха.

Потери теплоты на нагрев врывающегося холодного воздуха компенсируются тепловой завесой шиберного типа периодического действия с двусторонним выпуском воздуха.

Расчёт тепловой завесы проводят в следующей последовательности по методике, изложенной в :

1. Общий расход воздуха завесы:

0,25 - коэффициент расхода проема при работе завесы для раздвижных ворот.

Разность давлений, Па.

4,9 + 5 = 9,9 Па

0,2-поправочный коэффициент на ветровое давление.

9,8 . (ρ н -ρ в) = 9,8 . 2(1,48 -1,23) = 4,9 Па

ρ СМ -плотность смеси подаваемого завесой и наружного воздуха при

12°С,кг/м 3

кг/м 3 , кг/м 3 , кг/м 3 .

Устанавливаем завесу типа ЗВТ3-5 и ЗВТ6-5 с расходом воздуха 52400кг/ч.

1. Температура воздуха завесы: °С

Отношение теряемой теплоты.

1. Тепловая мощность калориферов завесы:

1. Дополнительные потери теплоты, которые необходимо учесть в тепловом балансе помещения за счёт несовпадения температуры воздуха в зоне ворот (t CM) и в рабочей зоне помещения (t B):

где n - продолжительность открывания проёма, n = 30 мин (по заданию).

Q=437230+36870=474100 Вт

Подбор калорифера:

Вариант калориферной Установки
КСК4 11-02ХЛЗБ №11
Общее число калориферов в установке
Число рядов в установке по воздуху
Количество калориферов в одном ряду
Число колонок в ряду установки
Число контуров теплоносителя
Число калориферов в контуре
Число присоед. паралллельно в контуре
Число присоед. последовательно -"-
Скорость теплоносителя м/сек
Массовая скорость воздуха Кг/(м2.сек)
Поверхность нагрева м2
Процент запаса поверхности нагрева %
Температура теплоносителя начальная °C
Температура теплоносителя конечная °C
Температура воздуха начальная °C
Температура воздуха конечная °C
Сопротивление по теплоносителю кПа
Сопротивление по воздуху Па
Масса установки нагрева воздуха Кг
Количество потребляемого тепла Квт/час
Количество обрабатываемого возд.Кг/час

По каталогу «Veza» подбираем вентилятор GXНB-5-071 сх.7 двиг. А132М4 максимальный расход - L max =50000 м 3 /ч; максимальное давление - Р m ах =518 Па; частота вращения n в = 1440 об/мин; установленная мощность N = 11 кВт, КПД=79 %, М=1292 кг.

5.2. Определение тепловыделений в цехе.

5.2.1. Поступление теплоты от людей.

Общее количество тепла от людей:

где - количество тепла, выделяемого одним человеком, принимается по табл.2.2 , Вт/чел.;

n - количество людей, находящихся в помещении, n=20 чел. (по заданию).

При °С При °С

5.2.2. Поступление теплоты солнечной радиации через ограждения.

а) Количество теплоты, поступающей в помещение в каждый час расчётных суток через заполнение световых проёмов:

• обращенных на север площадью F n =4·3,9·3+4·3,9·1,5=70,2 м 2 ;

• обращённых на юг площадью F n =5·3,9·3+5·3,9·1,5=87,75 м 2:

где, - теплопоступления от солнечной радиации, для вертикального заполнения световых проёмов:

где, - количество теплоты соответственно прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей в помещение в каждый час расчетных через остекление, Вт/м², принимаемое по табл.2.3 ;

Коэффициент инсоляции для вертикального заполнения световых проёмов, =1;

Коэффициент облучения, =1:

Коэффициент относительного проникания солнечной радиации через заполнение светового проёма, отличающееся от обычного одинарного остекления, принимаемого по табл.2.4

τ2 - коэффициент, учитывающий затенение светового проёма переплётами, принимаемый по табл.2.5 .

q пт - теплопоступления, обусловленные теплопередачей:

г.Новокузнецк (52 °с.ш.). Вертикальное заполнение светового проёма ориентировано на север и юг, переплёт стальной раздельный, двойное остекление с обычными стёклами толщиной 4 мм.

Согласно табл.2.3 максимальные теплопоступления в помещение наблюдаются с 11 до 12 ч с южной стороны, для которой: =344 Вт/м 2 ; = 91 Вт/м 2 ; Другие исходные данные по табл. 2.4 и 2.5 : к отн =0,8; τ2=0,6;

Южная сторона:

F n = 87,75 м 2 (табл. 2.10 ).

q np =(344·1 +91·1) ·0,8·0,6 = 209 Вт/м 2

q пт =0 Вт/м 2

Q n =(209) ·87,75=18340 Вт

Северная сторона:

F n = 105,3 м 2 (табл. 2.10 ).

0 Вт/м 2 ; = 65 Вт/м 2

q np =(0·l+65·l) ·0,8·0,6 = 31 Вт/м 2

q n т =0Вт/м 2

Q n =(31) ·70,2=2180 Вт

ΣQ n =18340+2180=20520 Вт.

5.2.3. Поступление теплоты от источников освещения.

Поступление теплоты от источников освещения определяется по формуле:

где: Е - освещённость рабочих поверхностей, лк, принимается по , Е=150 лк;

F - площадь пола помещения, м 2 ;

q осв -удельные тепловыделения от люминесцентных ламп прямого света, принимается по табл.3.4 ;

η о c в - доля теплоты, поступающей в помещение, принимается по , η о c в =0,41.

Q осв =150·41,5·23,5·0,067·0,41=3550 Вт

5.2.4. Поступление теплоты от нагретых (остывающих) материалов.

Поступление теплоты от нагретых материалов определяют по формуле:

Масса металла, кг/ч (по заданию):

В = 0,5 - коэффициент, учитывающий интенсивность выделения тепла во времени;

t м - температура остывающего металла, °С (по заданию);

n- количество печей, шт;

Теплоемкость металла в зависимости от температуры:

где: а,b - коэффициенты, зависящие от вещества табл. 2.17 , для металла а=0,46, b = 0,000193

Теплоемкость металла для температуры 400°С:

с м = 0,46 + 0,000193(273+400) = 0,589 кДж/(кг °С)

Теплоемкость металла для температуры 350°С:

с м = 0,46 + 0,000193(273+350) = 0,580 кДж/(кг °С)

Теплоемкость металла для температуры 520°С:

с м = 0,46 + 0,000193(273+520) = 0,613 кДж/(кг °С)

а) металл из электропечи камерной СН3-8.16.5/10:

теплый период:

Q м =0,28·590·0,589· (400-27) ·2·0,5=36294 Вт

переходный и холодный период:

Q м =0,28·590·0,589· (400-15) ·2·0,5= 37462 Вт

б) металл из электропечи камерной С0-3.6.2/10(15):

теплый период:

Q м =0,28·400·0,580· (350-27) ·2·0,5= 20982 Вт

переходный и холодный период

Q м =0,28·400·0,580· (350-15) ·2·0,5=21762 Вт

в) металл из электропечи шахтной США-8.24/6:

теплый период:

Q м =0,28·380·0,613· (520-27) ·2·0,5=32155 Вт

переходный и холодный период

Q м =0,28·380·0,613· (520-15) ·2·0,5=32938 Вт

Суммарные поступления теплоты от нагретых материалов

теплый период

ΣQ м = 89431 Вт

переходный и холодный периоды

ΣQ м = 92162 Вт

5.2.5. Поступление теплоты от системы дежурного отопления.

Количество теплоты, поступающей от системы дежурного отопления в рабочее время, определяем из соотношения, используя формулу :

n=0,3 - для нагревательных приборов - регистров, принимается по табл.9.1 .

5.2.6. Поступление теплоты от оборудования.

Тепловыделения от электропечей подсчитывают по их установочной мощности:

где: N - установочная мощность печи, кВт.

К ЭП - коэффициент, который учитывает долю теплоты, поступающей в цех, принимается по табл.2.10 .

1. Электропечь камерная СН3-8.16.5/10.

N=70 кВт, п=2 шт, К ЭП =0,47.

Q ЭП =1000·70·0,47·2=65800 Вт.

1. Электропечь камерная СН0-3.6.2/10(15).

N=15 кВт, п=1 шт, К ЭП =0,47.

Q ЭП =1000·15·0,47·1=7050 Вт.

1. Электропечь шахтная США-8.24/6.

N=60 кВт, п=2 шт, К ЭП =0,45.

Q ЭП = 1000·60·0,45·2=54000 Вт.

4.Электрованна соляная СВС-4.8.4/9.

N=120,5 кВт, п=2 шт, К ЭП =0,3.

Q ЭП = 1000·120,5·0,3·2=72300 Вт.

5.Машина моечная САМ2.00.000.

N Д B =10 кВт, п=1 шт, η дв =0,70.

КПД электродвигателя;

Q ЭП = 1000·10(1-0,6·0,7+0,6·0,7) ·0,5·1=5000 Вт.

6.Дробеструйная установка 44612

N Д B =0,2 кВт, п=1 шт, η дв =0,70.

Тепловыделения от электродвигателей работающего оборудования:

0,6 - коэффициент полноты загрузки электродвигателя.

0,5 - коэффициент спроса на электроэнергию.

1 - коэффициент перехода теплоты в помещение.

КПД электродвигателя;

Q ЭП = 1000·0,2(1-0,6·0,7+0,6·0,7) ·0,5·1=100 Вт.

ΣQ=204250 Вт.

5.3. Влаговыделения в помещении.

5.3.1. Поступления от людей.

Общее количество влаги от людей:

где W л - количество влаги, выделяемой одним человеком, табл.2.2 , Вт/ч;

n - количество людей, находящихся в помещении, п=20 чел. (по заданию).

При =29,6 °С: При =15 °С:

5.3.2. Поступления от оборудования.

Интенсивность влаговыделения:

а - фактор гравитационной подвижности окружающего воздуха при температуре помещения, принимается табл.2.26 .

V=0,25 м/с - скорость движения воздуха над поверхностью воды.

Р 1 - давление водяных паров, содержащихся в воздухе помещения, кПа, табл. 2.27 .

Р 2 - давление водяных паров, насыщающих воздух помещения, кПа, табл. 2.27 .

F - площадь поверхности воды, м 2

1. Бак водяной F=1,0 м 2 .

ТП: а=0,383, Р 1 =3,46кПа, Р 2 =70,1кПа, Р Б =99кПа.

ХП: а=0,383, Р 1 =1,71кПа, Р 2 =70,1кПа, Р Б =99кПа.

Расчет теплового баланса сведем в таблицу 1.

Период года

Теплопоступления, кВт

Теплопотери, кВт

от солнечной радиации

от оборудования

от остывающих материалов

от освещения

от дежурного отопления

через ограждающие конструкции

на нагрев материалов

на нагрев транспорта

Влаговыделе-ния, кг/ч

1. Расчёт количества выделяющихся вредностей в цехе и выбор

методов их удаления.

При выборе методов борьбы с выделяющимися вредностями должна применяться локализующая вентиляция.

По заданию заданы вредности и способы их удаления:

Наименование оборудования	Вредности	Тип местного отсоса
Камерная электропечь CH3- 8.16.5/10	углерода оксид 60 г/ч	зонт-козырек
Камерная электропечь CH0- 3.6.2/10(15)	углерода оксид 11 г/ч	зонт-козырек
Электропечь шахтная США- 8.24/6	углерода оксид 20 г/ч аммиак 170 г/ч	кольцевой отсос
Электрованна соляная СВС- 4.8.4/9	Водорода-хлорид 26 г/ч Бария хлорид 30 г/ч Натрия-хлорид 10 г/ч	встроенный отсос
Машина моечная САМ2.00.000		встроенный отсос
Бак закалочный масляный	масло минеральное 22,5 г/ч	двусторонний бортовой отсос
Бак водяной		двусторонний бортовой отсос
Дробеструйная камера Модель 44612	чугун в смеси с электрокорундом 36 г/ч	встроенный отсос

1. Расчет местных отсосов.

Поз. 2 по АЗ-1014 - 2шт (камерная электропечь СН3-8.16.5/10).

В камерной электропечи СН3-8.16.5/10 согласно устанавливается зонт-козырек над загрузочным окном(рис.1) с рабочим проемом 1750x900 мм, скоростью движения воздуха в нем 0,51 м/с и температурой удаляемого воздуха 45 °С. Количествово удаляемого воздуха принимаем для одной печи: L=2900*2=5800 м 3 /ч.

Поз. 6 по АЗ-1014 -1шт (камерная электропечь СН0-3.6.2/10П5). В камерной электропечи СНО-3.6.2/10(15) согласно устанавливается зонт-козырек над загрузочным окном (рис. 1) с рабочим проемом 1000x400 мм, скоростью движения воздуха в нем 0,63 м/с и температурой удаляемого воздуха 36 °С. Кол-во удаляемого воздуха принимаем для двух печей: L=900 м 3 /ч

Поз. 11 по АЗ-1014 - 2шт (шахтная электропечь США-8.24/6).

В шахтной электропечи США-8.24/6 согласно устанавливается кольцевой отсос (рис. 2) с рабочим проемом 1800x100 мм, скоростью движения воздуха в нем 9,7 м/с и температурой удаляемого воздуха 60 °С. Количество удаляемого воздуха принимаем для двух печей: L=6300x2=12600 м 3 /ч. Устанавливаем зонт- воронку над факелом дожита с рабочим

проемом 300мм, скоростью движения воздуха в нем 1,19 м/с и температурой удаляемого воздуха 120 °С. Кол-во удаляемого воздуха принимаем для двух печей: L=300x2=600 м 3 /ч.

Поз.4 -1 шт. (машина моечная САМ2.00.000)

В моечной машине согласно устанавливается зонт над загрузочным окном с проемом 1100x500 мм, скоростью движения воздуха в нем 0,66 м/с и температурой удаляемого воздуха 25 °С. Кол-во удаляемого воздуха принимаем:

L=1300 м 3 /ч.

Поз. 3 по АЗ-1014 - 2шт (электрованна соляная СВС-4.8.4/9).

В электрованне соляной СВС-4.8.4/9согласно устанавливается двусторонний

бортовой отсос (рис.3) с рабочим проемом 1200x100 мм, скоростью движения воздуха в нем 1,4 м/с и температурой удаляемого воздуха 41 °С. Кол-во удаляемого воздуха

принимаем

для двух ванн: L=600x2x2=2400 м 3 /ч.

Поз. 10 по АЗ-1014 - 3шт (бак закалочный масляный 800x1000x800).

В баке закалочном масляном согласно устанавливается двусторонний бортовой отсос (рис. 3) с рабочим проемом 1000x100 мм, скоростью движения воздуха в нем 3,5 м/с и температурой удаляемого воздуха 30 °С. Кол-во удаляемого воздуха принимаем для двух баков: L=1250x3x2=6000 м 3 /ч.

Поз. 9 по АЗ-1014 — 2шт (бак закалочный водяной).

В баке закалочном водяном согласно устанавливается двусторонний бортовой отсос (рис. 3) с рабочим проемом 500 мм и температурой удаляемого воздуха 30 °С. Кол-во удаляемого воздуха принимаем для двух баков:

L=6000х2=12000 м 3 /ч.

Поз. по АЗ- 1014		Оборудование	Количество удаляемого воздуха, м 3 /ч
		Камерная электропечь СН3-8.16.5/10
		Камерная электропечь CH3- 3.6.2/10(15)
		Шахтная электропечь США-8.24/6
		Электрованная соляная СВС-4.8.4/9
		Машина моечная САМ2.00.000
		Бак закалочный масляный
		Бак водяной

1. Расчёт воздушного душирования.

Расчёт ведётся по и .

Интенсивность теплового облучения рабочих мест:

q=Q/(n-F o 6), Вт/м 2

Q - тепловыделения от оборудования в тёплый период, Вт;

n - количество единиц оборудования, шт;

F об - площадь поверхности оборудования, м 2 .

а) Камерная электропечь СН3-8.16.5/10:

Q=65800 Вт, п=2 шт, АхВхН об = 1,6x2,4x2,8 м, рабочий проем 0,85x0,4м.

F o6 = 1,6x4,2x2+1,6x2,8x2+2,4x2,8x2-0,85x0,4=29,7 м 2

q=65800/(2*29,7)= 1108 Вт/м 2

б) Камерная электропечь СН0-3.6.2/10(15):

Q=14100 Вт, п=1 шт, АхВхН 0 б = 1,55x1,19x1,56 м, рабочий проем 0,8x0,4 м. F o 6 = 1,55x1,19x2+1,55x1,56x2+1,19x1,56x2-0,8x0,4=11,1 м 2

q=l4100/11,1= 1270 Вт/м 2

в) Электрованная соляная СВС-4.8.4/9:

Q=72300 Вт, п=2 шт, АхВхНоб^ 1,62x2,72x1,8 м, рабочий проем 0,4x0,5 м м.

F o6 = 1,62x2,72x2+1,62x1,8x2+2,72x1,8x2-0,4x0,5=23.7 м 2

q=72300/(2*23,7)= 1525 Вт/м 2

г) Шахтная электропечь США-8.24/6:

Q=144600 Вт, п=2 шт, АхВхН об = 1,1x2,5x1,8 м, рабочий проем 0,6х0,6 м F o 6 = 1,1x2,5x2+1,1x1,8x2+1,8x2,5x2-0,6*0,6=18 м 2

q=144600/(2*18)= 2008 Вт/м 2

Определим требуемый для душирования расход воздуха, типоразмеры воздухораспределителей.

Выбираем нормируемую температуру и нормируемую скорость по

табл. 4.23 :

а) Для ТП и ХП: = 20°С. = 2,0м/с

б) Для ТП и ХП: = 20°С. = 2,0м/с

в) Для ТП и ХП: = 20°С. = 2,0м/с

г) Для ТП и ХП: = 20°С. = 2,0м/с

2.Определяем температуру t 0 на выходе из воздухораспределителя:

t =t н +1 =25,6+ 1 = 26,6° С

t н = 25,6° С - температура наружного воздуха в теплый период.

1°С - нагрев приточного воздуха в вентиляторе.

Так как t 0 ≥ , требуется адиабатное увлажнение воздуха. Путём адиабатической обработки подаваемого воздуха нужно получить температуру t 0 ≤ , где t 0 - температура приточного воздуха на выходе из воздухораспределителя.

Дальнейшие действия сводятся к определению t ко по I - d диаграмме.

(φ=90%; i=53,0 const)=>t ко =21,5°С

Таким образом получаем, что t 0 = t ко + 1 = 22,5°С

Определяем расчетную площадь душирующего патрубка:

где: t 0 =25,6°C - температура приточного воздуха,

t р.з =29,6°C - температура воздуха в рабочей зоне,

x=2.0м - расстояние от ВР до рабочего места.

Принимаем к установке воздухораспределитель ПДв-5 с = 0,36м 2 .

где m=5,1-скоростной коэффициент для воздухораспределителя ПДв-5, по табл 4.25

1. Скорость воздуха на выходе из патрубка:

при x≤ x н u

1. Расчётное количество воздуха на один душирующий патрубок:

Для оборудования б,г и д расход аналогичен а.

1. Находим длину начального участка струи по скорости:
2. Температура на выходе из душирующего патрубка:

, при x≤ x н t

1. Общий расход воздуха на все воздушные души:

Оставляя неизменной производительность вентилятора, а следовательно, Lo и Vo, принятые для ТП, определим температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка в ПП и ХП при t р.з. =15°С, = 20°С:

=>t 0 =21°C. Нагрев подаваемого воздуха осуществляется в калорифере до

температуры: t K = 21 -1 = 20°С.

Аэродинамический расчет системы ПЗ выполнен на ЭВМ и показан в Приложении Б.

9.Расчёт общеобменной приточной и вытяжной вентиляции и определение параметров и количества приточного воздуха для тёплого, переходного и холодного периодов в цехе.

Цель расчёта воздухообмена - определение L np и L yx . Расчет ведется по прил. 17 и п.5 ,

а) по избыткам теплоты:

Воздухообмен определяется для т.п. и п.п., а в х.п. решается обратная задача, т.е. при известном воздухообмене, определённом в п.п.

L пров - принимаются в качестве исходных данных. При одновременном выделении в помещении тепла и газов, желательным является устройство общеобменной вентиляции из верхней зоны (L пров) в объёме, не менее 1 кратности помещения. Эта вентиляция по назначению является локализующей. Если в результате расчёта величина L ух будет получена со знаком "-", то это означает, что локализующая вентиляция (L мо) достаточна для борьбы с выделяющимися вредностями, поступающими в помещение и достаточна для обеспечения в рабочей зоне помещения требуемых или нормируемых параметров воздушной среды.

Определение необходимого количества приточного и вытяжного воздуха:

• Уравнение материального баланса:

L np + L м =L мо +L ух, м 3 /ч,

L np ,L y х - расходы приточного и вытяжного воздуха в общеобменной вентиляции, м 3 /ч;

L мо - суммарная производительность местных отсосов, м 3 /ч;

1. Уравнения по явной теплоте:

Q изб +0,28∙L пр ∙t пр ∙c∙ρ+0,28∙L вд ∙t o ∙c∙ ρ =0,28∙L мо -t р.з. ∙с∙ ρ +0,28∙L ух ∙t ух ∙c∙ ρ, Вт,

t пр - температура приточного воздуха в помещение, °С;

t ух - температура удаляемого воздуха из помещения:

t ух = t пр + k t ∙(t p .з. - t np), °C

где: k t - коэффициент воздухообмена, принимаемый по табл.5.5 , k t =l,9.

Тёплый период:

t пр =25,6 °С, t р.з = 29,6 °С, t o =20 °С.

t yx =25,6+l,9*(29,6-25,6)=33,2 °С

L мо =29000м 3 /ч, L вд =17916 м 3 /ч.

L np =29000+L yx - 17916 = L yx +11084 м 3 /ч

317800+0,28∙(L yx +11084)∙25,6∙1,196+0,28∙17916∙20∙1,2=

0,28∙29000∙29,6∙1,1798+0,28∙L у x ∙ 33,2∙1,17, м 3 /ч, откуда L yx = 108384 м 3 /ч

L np = 108384+11084 = 119468 м 3 /ч

Переходный период:

t np =t н + l °С = 10 + 1= 11°С, t p .з. = ? °С, t o =20 °С.

t ух =11+ l,9∙(t р.з. - 11)°С

L мо =29000 м 3 /ч, L вд =17916 м 3 /ч.

L ух =108384 м 3 /ч

300150 + 0,28∙119468∙11∙1,25+0,28∙17916∙20∙1,2=

0,28∙29000∙t р.з. ∙l ,23+0,28∙108384∙(11+1,9(t р.з. -11)),м 3 /ч, откуда, t р.з. = 17,45°C

t yx =11+l,9∙ (17,45 -11)=23,25 °С

Холодный период:

t р.з = 15 °С, t o = 20 °С.

L мо =29000 м 3 /ч, L вд =17916 м 3 /ч

t yx = t пр +l,9 ∙ (15 - t пр)=28,5 - 0,9∙t np

262100+0,28∙119468∙t np ∙1,2 + 0,28∙17916∙20∙1,2=

0,28∙29000∙15∙1,23 + 0,28∙108384∙(28,5 - 0,9∙t np)∙l,2 , откуда t np =11,0°C

t yx = 28,5 - 0,9∙11,0 = 18,6 °С

б) по выделяющимся вредностям:

где: L w , z - расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов и на технологические нужды, м 3 /ч;

m po - расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;

q w , z - концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом из обслуживаемой или рабочей зоны помещения, мг/м 3 , принимается по прил.2 ГОСТ ;

q in - концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м 3 , принимается 30 % от q w _ z ;

q 1 - концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом за пределами обслуживаемой или рабочей зоны помещения:

q 1 =k t -(q w , z - q in)+q in , мг/м 3

где: k t =1,9 - для термических цехов.

1. Углерода оксид:

m po =60 г/ч = 60000 мг/ч

m po =11 г/ч = 11000 мг/ч

m po = 20 г/ч = 20000 мг/ч

q w , z = 20 мг/м 3

q in = 0,3∙20 = 6 мг/м 3

q 1 =1,9∙(20-6) +6 = 32,6 мг/м 3

1. Аммиак:

m po =170 г/ч = 170000 мг/ч

q w , z = 5 мг/м 3

q in = 0,3∙5 = 1,5 мг/м 3

q 1 =1,9∙(5-1,5) +1,5 = 8,15 мг/м 3

1. Бария хлорид:

m po =30 мг/ч

q w , z = 0,3 мг/м 3

q in = 0,3∙0,3 = 0,09 мг/м 3

q 1 =1,9∙(0,3-0,09) +0,09 = 0,489 мг/м 3

1. Натрия хлорид:

m po =10 г/ч = 10000 мг/ч

q w , z = 5 мг/м 3

q in = 0,3∙0,35 = 1,5 мг/м 3

q 1 - 1,9-(5-1,5)+l.5=8,15 мг/м

1. Водорода хлорид:

m po =26 г/ч=26000 мг/ч

q w z =5 мг/м 3

q in =0,3-5=1,5мг/м 3

1. Масло минеральное:

m po =22,5 г/ч= 22500 мг/ч

q w z =5 мг/м

q in =0,3-5=l,5 мг/м 3

q 1 =l,9-(5-l,5)+l,5=8,15 мг/м 3

1. Чугу в смеси с электрокорундом:

m po =36 г/ч= 36000 мг/ч

q w z =6 мг/м

q in =0,3-6=l,8 мг/м 3

q 1 =l,9-(6-l,8)+l,8=9,78 мг/м 3

Наибольшее количество воздуха, которое необходимо для растворения всех вредностей равно 89264 м 3 /ч. За расчётные расходы воздуха принимаем расходы, рассчитанные по избыткам теплоты.

1. Расчёт аэрации и составление воздушного баланса.

Приточные окна:

Количество приточного воздуха в тёплый период - L np =119486 м 3 /ч.

Размеры цеха - 42х 24x10,9 м.

Расчётная температура наружного воздуха в тёплый период - t H =25,6 °С.

Остекление двойное (обе створки верхнеподвесные) 5.1 .

Размеры приточного окна:

Нижний ряд hxb=3,0x3,9 м; h/b=3/3,9=0,77, α=60°, следовательно, ξ=3,1.

Верхний ряд hxb=1,5x3,9 м; h/b=1,5/3,9=0,38, α=60°, следовательно, ξ=3,3.

Общеобменный приток воздуха: G np =l,2∙L п p =l,2∙119486=143383 кг/ч

1. Расчётная температура внутреннего воздуха:

2.Задаёмся высотой нейтральной зоны:

h в >h нз >h пр = 10>8>2,6

3.Фактическая площадь приточных отверстий

1. Определяем фактический общеобменный приток:

109236 кг/ч.

19828 кг/ч.

Т.к. фактическая площадь приточных отверстий очень мала, то в тёплый период допускаем полное открывание ворот размером 4,2 х 3,6 м, тогда: F np 2 =4,2*3,6=15 м 2

Количество воздуха, поступающего через открытый проём:

Общий общеобменный приток воздуха:

1. По расчёту на естественный общеобменный приток требуется L np = 119486 м 3 /ч.

Вытяжные окна:

Количество вытяжного воздуха в тёплый период - = 108384 м 3 /ч.

По расчёту на естественную общеобменную вытяжку требуется L выт =108384 м 3 /ч.

По каталогу «Veza» подбираем 4 крышных вентилятора на расход L=27100 м 3 /ч и потери давления Р=300 Па => КРОС 9-12,5 двиг. А180МА12: максимальный расход - L max =29600 м 3 /ч; максимальное давление - Р max =325 Па; частота вращения n в = 480 об/мин; мощность N = 7,0 кВт, КПД=62 %.

В ХП 2 вентилятора отключаются, а 2 работают на общеобменную вытяжку с расходом L=54200 м 3 /ч.

Воздушный баланс сведен в табл. 4.

Таблица 4 - Воздушный баланс по цеху.

Характеристи-ка вентиляции

Количество воздуха, м 3 /ч и температура, °С

Тёплый период

Переходный период

Холодный период

Механическая общеобменная вентиляция

Естественная общеобменная вентиляция

Проветривание верхней зоны

Местные отсосы

Воздушные души

1. Расчёт систем воздухораспределения.

Расчёт воздухораспределителей типа ВВР: Исходные данные: Размер цеха axbxH=42x 24x10,9 м. Расход приточного воздуха: Тёплый период L np = 0 м 3 /ч; Холодный и переходный периоды L np = 119468 м 3 /ч. Температура внутреннего воздуха: Тёплый период t B =29,6 °С; Холодный и переходный периоды t B =15 °С. Температура приточного воздуха: Переходный период t np =11 °С; Холодный период t np =11 °С Максимально возможная высота установки воздухораспределителей Н тах =6,0 м. Высота рабочей зоны h p 3 =2,0 м. Допустимые температуры: Переходный и холодный периоды 15-21 °С; Тёплый период 27 °С. Допустимая скорость в рабочей зоне: 1,8-0,5=0,9 м/с к - коэффициент перехода от нормируемой скорости движения воздуха к максимальной скорости в струе, принимается по прил. 6.

Допустимое отклонение температуры в приточной струе от нормируемой в рабочей зоне, принимается по прил. 7 : Δt n доп = 2,0 °С

1. Раздача воздуха осуществляется с двух сторон цеха (по торцам).

Схема подачи воздуха в цех.

1. Определяем количество воздухораспределителей в цехе. Расход воздуха в воздуховодах L, м 3 /ч:

Где f- площадь сечения воздуховода, м 2

Задаёмся скоростью V= 3,5 м/с, отсюда:

Принимаем воздухораспределители типа ВВР10

Параметры для данного воздухораспределителя принимаются по табл. 17.6. :

• угол подачи воздуха =40°;
• скоростной коэффициент т=1,5;
• температурный коэффициент п=2;
• диаметр d 0 =1000 мм;
• расчётная площадь F o =0,78 м 2 .

n = f/f 0 =4,7/0,78 = 6 шт.

• Расход воздуха одним воздухораспределителем: L o =L np /6=59734/6= 9956 м 3 /ч
• Расчетная скорость на выходе из воздухораспределителя:

u o =L o /(3600*F o)=9956/(3600*0,78)=3,5 м/с

• Принят угол подачи воздуха α=40°.

1. Проверка геометрических ограничений:

а) 0,3≤x/b≤0,5 х/b=4,75/12=0,4 м - условие выполняется.

б) 0,5≤х"/Н п ≤2,0 x"/H п =6,2/10,9=0,6 - условие выполняется.

1. Скорость в струе в месте внедрения в рабочую зону:
2. Разность температур в струе и окружающем воздухе в месте внедрения в рабочую зону:

Холодный период:

Переходный период:

1. Находим значение критерия Архимеда для начальных условий истечения:

Холодный период:

Переходный период:

1. Проверка струи на всплытие в холодный период и на отрыв в тёплый период:

где х х =х" - для струй нагретого воздуха.

Допустимое значение текущего критерия Архимеда для струи нагретого и охлаждённого воздуха равно 0,4.

Холодный период:

Переходный период:

Аэродинамический расчет системы П1, П2 выполнены на ЭВМ и показаны в Приложении А

12.Определение мероприятий по защите атмосферного воздуха

Защита воздушного бассейна от вредных веществ, выбрасываемых технологическими установками, в последнее время приобрело огромное значение.

При оптимальной организации производства необходимо решать следующие технологические задачи:

Необходимо организовать и наладить технологический процесс таким образом, чтобы исключить или снизить до минимума выброс в атмосферу вредных веществ;

Обеспечить максимально эффективную очистку воздуха от вредных веществ;

Оставшиеся в выбрасываемом воздухе вредные примеси необходимо рассеять таким образом, чтобы концентрация их в воздухе не превышала допустимой нормы.

Для каждого источника загрязнения необходимо определять значение предельно допустимого выброса или временно согласованного выброса вредных веществ. При этом устанавливаются требования к организации вентиляционных выбросов:

Требуемая эффективность очистки;

Способ выброса в атмосферу.

13.Аэродинамический расчет воздуховодов.

Аэродинамический расчет вентиляционной системы производят для:

1.Подбора размеров поперечных сечений воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха.

2.Определение потерь давления в системе. Расчёт ведётся по

Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях, Па

Потери давления на трение, Па

где: R - удельные потери давления на трение, Па/м;

1 — длина участка воздуховода, м;

n - поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов.

Потери давления в местных сопротивлениях, Па

где: - сумма коэффициентов местных сопротивлении на расчетном участке воздуховода, коэффициенты местных сопротивлений на границе двух участков относят к участку с меньшим расходом.

Динамическое давление, Па

где: v - скорость воздуха в воздуховодах (для магистралей - до 12 м/с, для ответвлений - до 6 м/с).

Аэродинамический расчет всех систем выполнен на ЭВМ и приведен в прил.А

13.1. Подбор жалюзийных решеток в воздухозаборном окне.

Приточная система П1,П2,П3 .

1. Расход воздуха приточной камеры: L ПК =59734 м 3 /ч.
2. Выбираем решетку из табл.4.1 стр.89 размером 150*580 (h) с f жс =0,06 м 2 , ζ =1,2.
3. Принимаем скорость в решетке V=6 м/с. Необходимая площадь живого сечения

4.Количество жалюзийных решеток:

5.Находим суммарную площадь живого сечения решеток:

If = 0,06 х 50 = 3,0м 2 ;

1. Находим истинную скорость в живом сечении решеток:

1. Аэродинамическое сопротивление решетки:

Устанавливаем короб 10 рядов по 5 штук: а х b = 2900x1500мм

Приточная система ПЗ:

Выбираем решетку из табл.4.1 стр.89 Сазонов или каталог ПК СТД 5288 размером 150*490 (h) с f жс =0,05 м 2 , ζ =1,2.

Расчет выполняем аналогично П1,П2 при расходе L ПК =29620 м 3 /ч. Получаем количетсво решеток равным n=28 шт. Устанавливаем короб 4 ряда по 7 штук: а х b = 1160x750мм

13.2. Подбор вентиляторов.

Для систем П1,П2,ПЗ,П4 подбор приточных камер и вентиляторов выполнен на ЭВМ и показан в приложении Б.

Вытяжная система В1

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу K L =1,1 ; по давлению Кр=1,1) : ΔН П = 75*1,1=82,5 Па

Производительность вентилятора: L = 3100*1,1=3410 м 3 /ч

Из каталога фирмы «Благовест» подбираем канальный вентилятор IRAT/4-400B, с частотой вращения 1310 об/мин, макс.потр. мощностью N=2,62 кВт, масса 75 кг.

Вытяжная система В2

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу Kl=1,1, по давлению К Р =1,1): АН П = 137*1,1=150,7 Па

Производительность вентилятора: L = 1800*1,1 —1980 м 3 /ч

Из каталога фирмы «Благовест» подбираем канальный вентилятор IRAT/4-450. с частотой вращения 1360 об/мин, макс.потр. мощностью N=3,745 кВт, масса 124 кг.

Вытяжная система ВЗ

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу Kl=1,1, по давлению Кр= 1,1) : ДН П = 67*1,1=73,7 Па

Производительность вентилятора: L = 1300*1,1=1430 м 3 /ч

Из каталога фирмы «Благовест» подбираем канальный вентилятор ILB/4-225, 4-полюсной однофазный с частотой вращения 1130 об/мин, макс.потр. мощностью N=0,52 кВт, масса 20 кг.

Вытяжная система В4

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу Kl=1,1, по давлению Кр=1,1): ДН П = 120*1,1=132 Па

Производительность вентилятора: L = 3600*1,1=3960 м /ч

Из каталога фирмы «Благовест» подбираем канальный вентилятор ILB/6-285, 6-полюсной трехфазный с частотой вращения 840 об/мин, макс.потр. мощностью N=0,67 кВт, масса 32 кг.

Вытяжная система В5

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу Kl=1,1, по давлению Кр=1,1) : ДН„= 106*1,1=116,6 Па Производительность вентилятора:

L = 9600*1,1=10560м 3 /ч Из каталога фирмы «Благовест» подбираем канальный вентилятор IRAT/4-450, с частотой вращения 1360 об/мин, макс.потр. мощностью N=3,745 кВт, масса 124 кг.

Вытяжная система В6,В7,В9

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу K L =1,1, по давлению К Р =1,1) : ДН П = 101*1,1=111,1 Па Производительность вентилятора:

L = 5000* 1,1 =5500м 3 /ч Из каталога фирмы «Благовест» подбираем канальный вентилятор IRAT/4-400A, с частотой вращения 1350 об/мин, макс.потр. мощностью N=1,1 кВт. масса 72 кг.

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу К] =1,1, по давлению К Р =1,1) : ДН П = 95*1,1=104,5 Па Производительность вентилятора:

L = 12000*1.1=13200 м /ч

Из каталога фирмы «Благовест» подбираем канальный вентилятор ILB/6-250, 6 полюсной однофазный с частотой вращения 800 об/мин, макс.потр. мощностью N=0,31 кВт, масса 25 кг.

Вытяжная система В9

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу K L =1,1):

Производительность вентилятора: L = 216*1,1=237,6м 3 /ч

Из каталога фирмы «Тайра» подбираем осевой вентилятор ВО, 6 полюсной однофазный с частотой вращения 800 об/мин, макс.потр. мощностью N=0,31 кВт, масса 25 кг.

Воздушная завеса

Полные потери давления во всасывающей и нагнетательной линиях (принимаем коэффициенты запаса по расходу K L =1,1, по давлению К Р = 1,1):

ΔН П = 1474,56*1,1=1622,02 Па

Производительность вентилятора: L = 52068* 1,1=57275м 3 /ч

Из каталога фирмы «Тайра» подбираем радиальный вентилятор ВЦ 4-76 №16, исп. 5, с частотой вращения 650 об/мин, с двигателем А250М6, макс.потр. мощностью N=55 кВт, с частотой вращения 1000 об/мин, масса 2825 кг.

14.Система отопления

Расчет производиться на ЭВМ в программе Herz С.О., расчет приведен в приложении В.

Расход теплоносителя в системе отопления:

Кф зависящий от шага номенклатурного ряда отопительного прибора, =l.

Кф зависящий от места установки, у наружной стены в том числе под световым проемом =1.

Перепад температур в системе отопления, °С.

с=4,187 Дж/кг °С

Система отопления принята двухтрубная с попутным движением теплоносителя. В качестве нагревательных приборов приняты регистры стальные из гладких 4 труб GS-4-40. Регулирование осуществляется с помощью вентилей для обратных подводок Herz RL- 5, балансировочными вентилями Штремакс.

Теплоотдача трубами:

где: q в, q г - теплоотдача 1м вертикального и горизонтального трубопровода, Вт/м,

l В, l Г - длина вертикального и горизонтального трубопровода в пределах помещения, м; Теплоотдача нагревательных приборов:

Комплексный коэффициент приведения:

Требуемый номинальный тепловой поток:

Принимаем параметры теплоносителя для системы отопления 110/70, для достижения этих параметров ставим насос смешения в ИТП. Подбор насоса показан в приложении Г.

Для гашения излишнего располагаемого напора служит регулятор давления VFG2, условным диаметром Ду125.

15 .Мероприятия по обеспечению требований пожаробезопасности

В соответствии с , воздуховоды проектируются из негорючих материалов.

При устройстве вентиляционных систем должны быть соблюдены противопожарные и противовзрывные требования СНиП II -33-75.

Применяемые искрозащитные или искробезопасные вентиляторы и электродвигатели, не следует объединять в 1 вытяжной вентиляционной системе отсосы воздуха с примесями, которые могут образовать воспламеняющиеся смеси. Необходимо предусматривать устройства для отвода статического электричества.

Применены системы с небольшим числом местных отсосов, вентиляционные камеры изолированы от соседних помещений огнестойкими ограждениями.

16.Мероприятия по защите калориферов от замораживания

При применении в качестве теплоносителя воды для предупреждения ее замерзания в калориферах, нагревающих воздух с температурой -3 °С и ниже, площадь поверхности нагрева необходимо принимать с запасом, не превышающим 20%. При этом предусматривают:

1. Скорость воды в трубках калориферов не должна быть менее 0,2 м/с;
2. Калориферы с вертикальными трубками необходимо устанавливать строго вертикально, а с горизонтальными - строго горизонтально во избежание скопления в них воздуха;
3. При теплоносителе - воде калориферы рекомендуется соединять по прямоточно- перекрестной схеме: подавать теплоноситель в первый ряд калориферов по ходу воздуха и удалять из последнего ряда;
4. Во всех верхних точках обвязки следует устанавливать воздухосборники;
5. Автоматическая защита калориферов от замораживания должна осуществляться при выключенной системе, если возможно проникновение в калорифер воздуха с отрицательной температурой, и при работающей системе, если возможно падение давления или нарушение температурного графика сетевой воды при отрицательной температуре воздуха, поступающего в калорифер.
6. Автоматизация

Приборы контроля следует устанавливать для измерения: в системах приточной вентиляции - температуры наружного и приточного воздуха, параметры теплоносителя, гидравлическое сопротивление фильтра; в абонентских тепловых вводах с безэлеваторным присоединением - температуры и давления воды в подающем трубопроводе тепловой сети; давление на входе и выходе из системы отопления, температуры обратной воды из системы отопления.

Необходимо предусматривать автоматическую защиту калориферов от замораживания. В системах вентиляции блокируются исполнительные механизмы

клапанов наружного и удаляемого воздуха. Для электродвигателей вентиляторов воздушно-тепловой завесы предусматривается блокировка с механизмом открывания ворот, обслуживаемых завесами.

18.Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией вентиляционных установок

1. Воздуховоды присоединены к вентиляторам через гибкие вставки.
2. Вентиляторы установлены на виброоснованиях.
3. Скорость движения воздуха в системах воздуховодов не превышают допустимых.
4. Применение звукопоглощающей изоляции для снижения уровня шума в самих вентиляционных камерах и обслуживаемых помещениях.
5. Особое внимание обращать на балансировку рабочего колеса вентилятора.

Список литературы

1. СНиП 23-01 -99. Строительная климатология / Госстрой России,- М.: Стройиздат. 2008.-70с
2. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Минстрой России. - М.: ГУПЦПП, 2003. - 64 с.
3. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. - М.: ГПЦПП, 2005. - 25 с.
4. Торговников Б.М., Табачник В.Е., Ефанов Е.М. Проектирование промышленной вентиляции. Справочник. - Киев: Будивельник, 1983.
5. Волков О.Д. Проектирование вентиляции промышленного здания. Харьков: Изд. «Выща школа», 1989
6. Справочник проектировщика Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1,2/ Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. - М.: Стройиздат, 1992 - 319 с. (книга 1); 416 с. (книга 2).
7. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1. Отопление / Под ред. И. Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1990.
8. АЗ-1014. Рекомендации по проектированию систем отопления и вентиляции термических цехов,- М.: САНТЕХНИИПРОЕКТ, 1991
9. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия / Госстрой России.-М.:

ГУПЦПП, 1989

• Сазонов Э.В. Вентиляция общественных зданий: Учеб. пособие,- Воронеж:

Издательство ВГУ, 1991. - 188с

Чертежи

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.