Проект реконструкции участка для термообработки пружин слитковоза

Классификация и условия работы пружин, требования к их механическим свойствам, выбор марки стали. Определение температуры и режима нагрева, технология термообработки пружины слитковоза. Выбор и расчет термического оборудования. Расчет рекуператора.
Краткое сожержание материала:

48

41

Размещено на

Курсовой проект

По курсу Проектирование и оборудование термических цехов

Проект реконструкции участка для термообработки пружин слитковоза

Выполнил

Муравьев Р.С.

ВВЕДЕНИЕ

Термическая обработка является составной частью большинства технологических процессов изготовления деталей машин, инструмента и полуфабрикатов. При этом повышаются их свойства, что позволяет уменьшить массу деталей машин и конструкций, получить значительного экономию металла, повысить надежность и эксплуатационную стойкость изделий. Поэтому термическая обработка нашла широкое использование на машиностроительных и многих других заводах. В ряде случаев при термической обработке применяются трудоемкие технологические процессы и громоздкое оборудование (камерные печи, печи с выдвижными подами и др.). Одним из главных направлений технологического прогресса в оборудовании и организации термических цехов является механизация автоматизация с целью интенсификации производственных процессов. Автоматизация и механизация производства резко повышают производительность труда, обеспечивают постоянство и точность проведения технологического процесса, улучшают качество продукции, облегчают труд рабочего.

1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ИЗДЕЛИЯ, ТРЕБОВАНИЯ ТУ К НЕМУ И ВЫБОР МАРКИ СТАЛИ

Пружинные стали предназначены для изготовления пружин, упругих элементов, пружинящий деталей приборов и механизмов, а также рессор различного типа.

1.1 Классификация и условия работы пружин

По способу изготовления пружинные стали делят на стали, упрочняемые путем пластической деформации и последующего стабилизирующего отпуска, и стали, упрочняемые путем закалки на пересыщенный твердый раствор и последующего отпуска. Пружинные материалы наиболее часто используют в виде проволоки или ленты, из которых затем путем навивки, резки или вырубки изготавливают пружины и пружинящие детали необходимой конфигурации. При получении пружинной проволоки или ленты нередко применяют совмещенный способ упрочнения, включающий закалку на пересыщенный раствор и пластическую деформацию с последующим отпуском.

Пружины являются упругими элементами разнообразных машин и приборов, предназначенных для создания, восприятия или гашения ударов, колебаний, сотрясений, а также для привода подвижных частей или для измерения усилий.

По характеру работы различают пружины, работающие на сжатие, растяжение, кручение, и специальные, воспринимающие комбинированную загрузку, в основном изгиб. По форме пружины делятся на винтовые, спиральные, тарельчатые и др (рис. 1.1). Различные типы пружин могут эксплуатироваться при статическом приложении загрузок (например, постоянное сжатие), при динамических загрузках (буферные пружины) и многократных динамических загрузках с большим числом циклов нагружения различной частоты (пружины клапанов двигателя).

Рисунок 1.1 - Эскиз пружины

1.2 Требования по механическим свойствам пружин

Основной рабочей характеристикой пружин является их жесткость, т.е. их способность деформироваться на определенный размер при заданных нагрузках. Величина и постоянство рабочих нагрузок, а также отсутствие поломок и изменения размеров (проседание, растяжение) характеризует качество пружин.

Наибольшее распространение в технике имеют винтовые пружины. Крупные винтовые пружины изготавливают из прутков диаметром более 12 мм, средние -- из проволоки или прутков диаметром 1,5-12 мм. Мелкие пружины изготавливают из проволоки диаметром 0,2-1,5 мм.

В большинстве пружин материал работает на кручение, поэтому для расчету пружин используют модуль сдвига материала и допускаемое напряжение при кручении. Пружины не испытывают деформации растяжения, однако существует корреляция между механическими проволоки на растяжение и работоспособностью пружины. Это обстоятельство, а также методические удобства определения, обусловили широкое использование испытаний на растяжение для оценок качества пружинных материалов.

По назначению пружинные стали можно разделить на стали общего и специального назначения. Стали общего назначения предназначены для изготовления изделий, обладающих высоким пределом упругости и релаксационной стойкостью, при достаточной пластичности и вязкости и для пружин работающих при циклических нагрузках, и высоким сопротивлением усталости. Рабочая температура таких пружин обычно не превышает 100 -- 120 °С Стали специального назначения предназначены для изготовления изделий, к которым кроме необходимого высокого комплекса механических свойств (предел упругости, сопротивление релаксации напряжений, пластичности и др.) предъявляют требования по обеспечению специальных физико- химических свойств (коррозионной стойкости, немагнитности, интервале 200 - 400° С и выше. В некоторых случаях необходимы пружины для работы при теплостойкости и др.). Температуры эксплуатации таких пружин находятся в отрицательных температурах. Имеются высоколегированные пружинные сплавы с заданными коэффициентами линейного расширения, независимым от температуры модулем упругости и др.

1.3 Выбор марки стали

Требования к свойствам пружинных сталей, определяются условиями работы пружин и механизмов, которые могут быть исключительно разнообразны. Наиболее общим требованием ко всем пружинным сталям является обеспечение высокого сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкости (сопротивление релаксации напряжений).

Предел упругости пружинных сталей определяют при некотором допуске на остаточную деформацию, равном обычно 0,03-0,005%.

Высокая релаксационная стойкость пружинных сталей обеспечивает точность и надежность работы пружин и упругих элементов, постоянство во времени эксплуатационных свойств.

Для изготовления пружин общего назначения применяют стали, состав и механические свойства, которых приведены в таблице 1.1.

Для производства пружин слитковозов также можно применить сталь 60С2ХА. Данная сталь применяется для производства тяжело нагруженных пружин. Для данной работы принимаем диаметр прутка пружины 75 мм; при этом масса одной пружины равна 77,5 кг и ее размеры - 300x400 мм. Сталь 75ХМФ, не содержит дефицитных и дорогих легирующих элементов, и в плане цены несомненно она наиболее выгодная из данных марок стали, но ее механические свойства не соответствуют необходимым для условий работы. Сталь 60С2Н2А удовлетворяет нас по механическим свойствам, но содержит дефицитный и дорогой Ni, поэтому мы вынуждены отказаться от ее использования. А сталь 50ХФГА, удовлетворяет нас и по механическим свойствам и не содержит особо дорогостоящих легирующих элементов. Ее мы будем использовать в проекту.

Таблица 1.1 - Химический состав сталей

Марка стали	С	Si	Mn	Ni	S	Р	Cr	Мо	V	Си
75ХМФ	0,7- 0,8	0,2-0,6	0,2- 0,7	До 0,3	До 0,04	До 0,04	1,4-1,7	0,1- 0,3	0,05- 0,25	-
60С2Н2А	0,56-0,64	1,4-1,8	0,4- 0,7	1,4-1,7	До 0,025	До 0,025	До 0,3			До 0,2
50ХФГА	0,48-0,55	0,17-0,37	0,8-1	До 0,25	До 0,025	До 0,025	0,95-1,2		0,15- 0,25	До 0,2

Таблица 1.2 - Критические точки и механические свойства при 20 °С

Марка стали	Ас1, °С	Ас3, °С	ув	уm	д 5	д	KCU
75ХМФ	760	790	750	430	19	41	240
60С2Н2А	765	780	1470	1325<... Другие файлы: Проект реконструкции моторного участка в условиях ООО "Автоэкспресс" Обоснование необходимости проведения реконструкции производственного участка СТО "Автосервис". Расчет численности рабочих, площади моторного участка.... Проект реконструкции участка ТО и ремонта на СТО ЗАО "Лаура" Анализ производственного процесса и структуры станции технического обслуживания автомобилей. Обоснование необходимости реконструкции участка и разрабо... Проект реконструкции слесарно-механического участка с разработкой технологического процесса на восстановление поворотной цапфы Разработка программы реконструкции авторемонтного предприятия: расчет годовой производственной программы участка и состава рабочих, подбор технологиче... Проект участка химико-термической обработки Проектирование участка химико-термической обработки зубчатых колёс коробки передач с раздаточной коробкой. Выбор марки стали и разработка технологичес... Проект реконструкции отделения литья под давлением предприятия "Металлург" ОАО АК "Туламашзавод" Проект реконструкции цеха литейного участка внутризаводского предприятия "Металлург" ОАО АК "Туламашзавод" с выпуском 1800 тонн отливок в год. Техноло...