Курсовая работа (т): Проектирование участка термической обработки зубчатых колес

Термическую обработку зубчатых колес согласно выбранному режиму термической обработки, следует проводить на поточном толкательном цементационно-закалочном агрегате, с однотипным оборудованием.

В состав агрегата входит следующее оборудование: безмуфельная печь для газовой цементации, коридор для охлаждения в контролируемой атмосфере, закалочная печь, механизированный закалочный бак, моечно-сушильная машина, отпускная печь и транспортные средства.

.1 Поточная толкательная печь для цементации

Конструктивно безмуфельные толкательные печи состоят из трёх узлов: загрузочного и разгрузочного шлюзов (тамбуров) и собственно печной камеры. Выдача обработанных деталей может производиться в закалочный бак, охладительный коридор с защитной или воздушной средой или просто на воздух, например, при закалке в прессе.

В нашем случае необходима нормализации, и лишь потом закаливать со специального нагрева. В нашем случае печь имеет по длине две тепловые зоны: нагрев, насыщение и диффузия.

На многих заводах установлены цементационные печи конструкции ЗИЛ с муфелированием пламени в вертикальных радиационных трубах 6 диаметром 102 мм и непосредственной закалкой в баке 14 с горячим маслом. Герметичность загрузочного тамбура 4 достигается с помощью колпака 3. Поддоны с деталями подаются под колпак через отверстие внизу тамбура гидравлическим подъемником 2.

Детали вводятся под колпак, а отверстие тамбура закрывается площадкой подъемника. В печь со стороны разгрузочного тамбура подается винтовым вытаскивателем 15 специальная лопата 10. Колпак 3 и заслонка 5 поднимаются, и поддон с деталями из загрузочного тамбура гидравлическим толкателем 1 подается в печь, а последний, правый поддон сталкивается на лопату. Далее из бака 14 поддон с ранее закаленными изделиями вынимается платформой 9 на уровень пода печи. Лопате сообщается возвратное движение, при котором она сталкивает поддон с закаленными изделиями на платформу 11 бака 13 с холодным маслом, а поддон с нагретыми деталями оставляет на платформе 9. После чего обе платформы погружаются в баки, а колпак и заслонки закрываются. Платформа 11, опускаясь, устанавливает поддон на направляющие, по которым он передвигается винтовым толкателем 12 на вторую платформу бака. Эта платформа поднимает поддон, направляет его в моечную машину и отпускную печь 16. Поддон разгружается, заполняется новыми деталями и подается на платформу подъемника 2.

Цементационная печь имеет четыре зоны: нагрева, выдержки, охлаждения до 820 °С и подогрева перед закалкой до 860 °С. Цементирующей средой служит смесь природного и городского газа с эндогазом. Общий ее расход около 30 м3/ч. Нагревательные вертикальные радиационные трубы, изготовляемые из стали Х18Н25С2, имеют вверху ножи, входящие в песочные затворы печи, коробки которых охлаждаются        водой. Дымовые газы из радиационных труб отводятся по секциям через коробки 7 в общий трубопровод. Для усиления циркуляции газов через свод печи устанавливаются вентиляторы 8. Описанная печь имеет такие недостатки: сложную конструкцию тамбура выдачи (два масляных бака, три подъемные платформы, выдающая лопата, приводимая в движение двумя винтами); вентиляторы, работающие как мешалки, не создают, направленного потока газов; электродвигатели вентиляторов находятся в зоне повышенной температуры; отпускная печь имеет внешнюю циркуляцию газов.

На рисунке 3 приведена схема более простой цементационной печи с аналогичной теплотехнической конструкцией. Расположенные в поду центробежные вентиляторы 2 отсасывают газы из печи и направляют их к стенкам. Газы, поднимаясь, омывают радиантные трубы 3 и нагревают их. Внизу устраивают приямок для обслуживания горелок и ремонта вентиляторов. Разгрузочный тамбур 4 представляет собой металлическую коробку, края которой погружены в бак с горячим маслом. Поддоны из печи в тамбур выдаются лопатой 5 с помощью гидравлического или цепного вытаскивателя. Детали во вторую линию подают размещенным в баке рычажным механизмом типа качели. Поддоны с деталями загружаются аналогичным механизмом в баке, заполненным моечным раствором. Это позволяет герметизировать тамбур с помощью гидравлического затвора. По печи поддоны движутся гидравлическим толкателем.

Рисунок 3 - Толкательная печь с муфелированием пламени в вертикальных радиационных трубах

2.2 Закалочный бак

В баке цементировочной печи автозавода им. Лихачева (рисунок 5) изделия закаливаются и передаются с помощью двух платформ 1 и 4 гидравлическими подъемниками 2 и 3 и винтовым толкателем 6. Поддон с изделиями выдается из печи на платформу 1. Опускаясь в бак 5, платформа устанавливает поддон на направляющие, по которым он передвигается винтовым толкателем 6 на платформу 4. Последняя, поднимаясь из бака, доставляет поддон с изделиями на вторую параллельную линию.

Упростить передачу поддонов с изделиями после закалки во второй ряд позволяет бак с рычажным механизмом (рисунок 6). Две пары рычагов 2 шарнирно закрепляются на столике 1 с помощью пальцев в подшипниках 8 бака. С одной стороны на концы пальцев неподвижно насаживаются две одинаковые шестерни 3, приводимые во вращение через третью шестерню 4 и рейку 5 от гидравлического цилиндра 6. Масса столика уравновешивается грузами 7, закрепленными на конце рычагов 2. Начальным его положением является самое нижнее (в этом положении изделия закаливаются). Оно фиксируется под действием тяжести поддонов с изделиями. Герметизация бака достигается гидравлическими затворами. Правое выдающее отверстие бака закрывается крышкой, которая может открываться вертикальными стойками, укрепленными на столике.

Рисунок - 6 Закалочный бак с рычажным механизмом (типа качели)

Заключение

В курсовой работе для изготовления тяжелонагруженных зубчатых колес выбрана сталь 25ХГМ, разработана технология термической обработки.

Выбрано технологическое оборудование для проведения термической обработки. Цементация, нагрев под закалку и отпуск проводится в топливных толкательных печах.

Список использованных источников

1 Калашников С.Н., Калашников А.С. Зубчатые колеса и их изготовление - М.: Машиностроение, 2014 - 264с.,ил.

Технология термической обработки стали. Учебник для вузов. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. М.: Металлургия, 1986. 424с.

Соколов К.Н., Технология термической обработки и проектирование термических цехов: учебник / К.Н. Соколов, И.К. Коротич. М.: Металлургия, 1988, 384 с.

Марочник сталей и сплавов. 2-е изд. допол. и исправ./А.С. Зубченко,М.М. Колосков, Ю.В. Каширскийи др. Под общ.редакцией А.С. Зубченко- М.:Машиностроение,2010.784с.

Прокаливаемость стали. Качанов Н.Н. - 2-е изд. - М.:Металлургия, 1978. 192 с.

Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-раствора в сплавах титана: Справочник термиста. Попова Л.Е., Попов А.А. 3-е изд.,перераб и доп. М.:Металлургия, 1991, 503с.

Производство зубчатых колес: Справочник/ С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. Ред. Б.А. Тайца - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464с.: ил. ISBN 5-217-00398-7

Оборудование термических цехов. Соколов К.Н. - 2-е изд., перераб. и доп. Киев; Донецк: Вища школа. Головное издательство, 2014. - 328с.

Приложение

Таблица-1 Глубина цементованного слоя при газовой цементации