錨鏈鋼課程設計講解

1、- - -目錄1 設計任務和要求22 服役條件、失效分析32.1 工作條件32.2 力學分析32.2.1 力學性能32.2.2 失效形式42.2.3 失效分析43 錨鏈鋼選材及優(yōu)化比較53.1奧氏體不銹鋼53.2合金結構鋼 63.3調(diào)質(zhì)鋼73.4優(yōu)化比較84 制造工藝流程設計95 錨鏈的熱處理工藝設計105.1 熱處理設計原則115.11熱處理零件設計原則115.1.2熱處理工藝設計原則115.2 熱處理工藝流程125.3 熱處理設備146 熱處理車間設計146.1車間生產(chǎn)綱領146.2 工作制度和年時基數(shù)146.3 熱處理設備的選擇146.3.1爐型的選擇156.3.2冷卻設備166.3.3

2、調(diào)質(zhì)爐的計算167. 熱處理車間布置177.1熱處理車間分類177.2車間設備組織與布置177.3設備平面布置設計187.4車間在廠區(qū)內(nèi)的布置187.5車間面積及面積指標187.6熱處理車間布置圖198.設計總結19參考文獻201 設計任務和要求1). 分析服役條件：分析錨鏈的工作條件及力學性能。2). 選材：根據(jù)錨鏈的使用環(huán)境和作用，選擇合理的制作錨鏈的鋼種。3). 錨鏈的熱處理：熱處理零件結構設計：在滿足零件使用要求的前提下，在零件設計時應考慮到零件的結構、形狀、尺寸能盡可能好地適應熱處理工藝要求，以便能降低熱處理的操作難度，可靠地保證熱處理質(zhì)量，減少大量廢品（畸變超差、開裂），并以最低的

3、耗費成本和生產(chǎn)周期達到預期的技術要求。 熱處理工藝設計：工藝是為產(chǎn)品服務的，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品是靠先進的、可靠的工藝制造出來的。熱處理工藝是在能夠保證達到根據(jù)零件使用性能和由產(chǎn)品設計者提出的熱處理技術要求的基礎上，設計的一種高質(zhì)量、低成本、低能耗、清潔、高效、精確的熱處理工藝方法。4). 錨鏈的形狀、尺寸設計：錨鏈是由若干節(jié)組成的，每節(jié)25.027.5米，節(jié)與節(jié)之間用鏈環(huán)或卸扣相連。選錨鏈鏈徑尺寸為( )普通環(huán)5). 錨鏈鋼的年產(chǎn)量：錨鏈鋼的年產(chǎn)量( )。6). 錨鏈的失效分析：錨鏈的失效形式主要有磨損、腐蝕、疲勞斷裂等。7). 對課程設計的具體要求：（1）每人選擇一個課題，但同一課題選擇不能超過5人

4、，選擇同一課題的同學組成一個小組，共同討論，但須獨立撰寫完成；（2）確定工件的尺寸、形狀和年時基數(shù)；（3）詳細討論選材的依據(jù)，合金元素作用、組織與性能之間的關系；提出不少于三種的備選方案，并進行分析比較，確定一種最佳方案；（4）確定工件的加工工藝流程，制定熱處理工藝規(guī)范，并加以論述其依據(jù)；(5）根據(jù)熱處理工藝選擇適當?shù)臒崽幚碓O備，對主要熱處理設備的爐體結構、爐膛尺寸、功率進行計算論證，根據(jù)生產(chǎn)率確定所需臺數(shù)；(6) 合理設計工件的熱處理生產(chǎn)線，畫出設備在車間內(nèi)的平面布置圖（要求用計算機繪圖，圖中設備用參考圖例繪出，其他按照國家標準畫出）。2 服役條件、失效分析2.1 工作條件：(1) 足夠的強

5、度和韌度：由于是船用錨鏈，需要控制整個船所所需要的強度和韌度，所以要能夠承受較大的載荷和減輕整個金屬結構件。因此鋼材需要盡可能高的屈服強度，韌度及疲勞強度。(2) 良好的焊接性及成型工藝性：由于錨鏈需要焊接，并且要求焊縫與母材有牢固的結合，強度不低于母材，焊縫的熱影響區(qū)有較高的韌度，沒有焊接裂紋。(3) 良好的耐腐蝕性：錨鏈長期處于湖泊海洋之中，很容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，因此，為了保證錨鏈的正?，F(xiàn)象需要進行防止腐蝕的現(xiàn)象。2.2 力學分析：2.2.1 力學性能：抗拉強度b (MPa)：690(80)屈服強度s (MPa)：635(65)伸長率 5 (%)：17斷面收縮率 (%)：35沖擊功 Akv

6、(J)：59沖擊韌性值 kv (J/cm2)：78(8)布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高溫回火狀態(tài)）：207具體如下表:抗拉強度Mpa伸長率s %斷面收縮率%平均沖擊功k J6901735592.2.2 失效形式：磨損：錨鏈是一截截鏈焊接聯(lián)合而成，故使用過程中鏈環(huán)間在拉應力的作用下發(fā)生相對運動，故而存在磨損。 腐蝕：船用錨鏈長期使用在湖泊海洋之中，容易發(fā)生腐蝕產(chǎn)生銹變，因而導致錨鏈失效。 疲勞斷裂：錨鏈在船舶運行時交變載荷下經(jīng)過較長時間的工作而發(fā)生斷裂，當超出材料的疲勞極限便會發(fā)生斷裂現(xiàn)象。 2.2.3 失效分析：（1）錨鏈在受力方面存在三種形式，如下圖： 1 “立式 環(huán)受拉伸一彎

7、曲載荷(第一種載荷情況)2 “水平”環(huán)受拉伸 曲載荷(第二種載荷況)：3 “自由”環(huán)受拉伸載荷(第三種載荷情況)鏈環(huán)受力載荷如圖7。（2）錨鏈環(huán)斷口宏觀分析：斷口表面粗糙，斷裂源靠近環(huán)的邊部，呈放射狀沿環(huán)的橫斷面擴展，是脆性斷口，可清楚的看到斷裂源周圍分布著大小不等的空洞，有的孔洞長度在100um以上，孔洞周圍有不少夾雜物，為準解離狀，脆性斷裂。3.錨鏈鋼的選材及優(yōu)化比較根據(jù)服役條件，列舉出12Cr18Ni9、30Mn2、 45Mn2三種適合制作錨鏈的材料進行比較。3.1 奧氏體不銹鋼 12Cr18Ni91、選擇理由：1）、12Cr18Ni9不銹鋼是歷史最悠久的國產(chǎn)奧氏體型不銹鋼，在固溶態(tài)具有

8、優(yōu)良的塑性、韌性和冷加工性能。加熱時沒有同素異構轉變，焊接性好；韌度和低溫韌度好，一般情況下沒有冷脆傾向；12Cr18Ni9不銹鋼對強氧化性酸具有優(yōu)越的耐蝕性，對堿性溶液及大部分有機酸和無機酸亦有一定的耐蝕性。它經(jīng)過冷加工后具有很高的強度。奧氏體是面心立方結構，沒有磁性。2)、為了更好的滿足錨鏈的服役條件，因此在奧氏體不銹鋼中加入大量Cr、Ni和一些Ti、Nb、Mo、Cu、Si等合金元素，下面具體分析加入合金元素的原因及效果：Cr、Ni：加入Cr、Ni既得到了單相奧氏體組織，又具有良好的鈍化性能，使鋼的耐蝕性達到了較高的水平。Ti、Nb：加入Ti、Nb元素是為了穩(wěn)定碳化物，提高晶間腐蝕的能力。

9、Mo：加入Mo可增加不銹鋼的鈍化作用，防止點腐蝕傾向，提高鋼在有機酸中的耐蝕性。Cu：Cu可以提高鋼在硫酸中的耐蝕性。Si：Si使鋼的抗應力腐蝕斷裂的能力提高。3）缺點：12Cr18Ni9不銹鋼焊接后其耐蝕性比含鈦、鈮不銹鋼和低碳、超低碳18-8型不銹鋼差，經(jīng)冷加工后，其伸長率比12Cr17Ni7鋼稍差。12Cr18Ni9的元素組成及含量如表3-1：表3-12、具體處理工藝：1)、奧氏體不銹鋼一般采用1100加熱淬火，淬火后的冷卻多采用水冷；穩(wěn)定化退火通常采用850-950，保溫2-4h后空冷。2）12Cr18Ni9的制作工藝流程如下：鑄造鍛造沖壓焊接熱處理打磨檢測涂黑檢測入庫3、成本：無鎳或

10、低鎳的奧氏體不銹鋼具有較低的成本。3.2 合金結構鋼 30Mn21、選擇理由：1）30Mn2的拉絲與冷鐓和熱處理工藝性能良好，淬透性較高，在油中臨界淬透直徑達6.518mm，淬火變形小，但存在過熱、脫碳敏感性及回火脆性。此鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后具有高的強度、韌性及耐磨性，可以保證在使用的過程中安全性，承受較大的載荷，而且靜強度和疲勞強度也均良好。30Mn2同時擁有良好的焊接性，保證焊接過后與母材牢靠的結合，沒有焊接裂紋，并且有良好的耐蝕性，有效的防止的腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。2）為了更好的滿足錨鏈的服役條件，因此在30Mn2中加入C、Si、Mn、Nb、V、Ti、Al及少量的P、Cu,下面具體分析加入合金元素的原因

11、及效果:C：碳既能產(chǎn)生大的固溶強化效果，又能提高珠光體含量，因此具有很好的強化效果，同時具有低的成本，但隨著碳含量的增加，韌催轉變溫度顯著提高同時具有焊接、成型困難容易引起結構件發(fā)生嚴重變形和開裂因此含量保持在0.3%以內(nèi)。Mn、Si：加入Mn有固溶強化的作用，但由于Mn能降低A3溫度，使奧氏體在更低的溫度下轉變?yōu)殍F素體而有輕微細化鐵素體晶粒作用，Si有固溶強化作用，但不能細化鐵素體晶粒，因此采用稍高的Mn含量，并用適當?shù)腟i強化。Ni、V、Ti：可形成彌散的碳化物、氮化物、和碳氮化物，他們能釘軋晶界，加熱時能阻止奧氏體晶粒的長大，冷卻轉變后可得細小的鐵素體和珠光體。Ti的氮化物是在鋼水凝固階

12、段形成的，實際上很少溶于奧氏體，因此能再鋼的熱加工加熱過程和焊接時的焊縫中控制晶粒尺寸。Nb的氮化物和碳化物在奧氏體內(nèi)部分未分解，可起抑制作用，已溶解的可在高溫中部分析出，也可起抑制晶粒長大的作用。既可產(chǎn)生析出強化，又可產(chǎn)生細化晶粒強化。Ni、V、Ti：Nb處理的鋼熱影響韌性差；V處理的鋼不會導致熱影響區(qū)明顯脆化；Ti處理的鋼能達到極佳的熱影響區(qū)韌性。具體用以下公式評價焊接性:CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5BCu、P：少量的Cu可以非常有效的提高鋼抗大氣腐蝕的能力

13、，但到0.25%以上變沒有作用此外還可以產(chǎn)生沉淀強化作用；P也有提高鋼抗大氣腐蝕的能力，還有固溶強化的作用。3）、缺點：存在過熱、脫碳敏感性及回火脆性。30Mn2的元素組成及含量如表3-2表3-22、具體處理工藝：1）、30Mn2擁有片層狀的珠光體和多邊形的鐵素體，因此需要進行淬火和回火。淬火加熱溫度為840，采用水冷的方法進行冷卻；回火加熱溫度為500，也是用水進行冷卻。 2）、30Mn2的制作工藝流程如下：下料加熱編環(huán)焊接去刺壓檔成型熱處理拉力試驗表面打磨拋光編號浸漆標識 。3、成本：較為低廉3.3 調(diào)質(zhì)鋼 45Mn21、選擇理由：1）、45Mn2為中碳調(diào)質(zhì)鋼，強度、耐磨性和淬透性均較高，

14、在油中臨界淬火直徑達1025mm，在水中臨界淬透直徑達2245。調(diào)質(zhì)后具有良好的綜合力學性能，可切削性尚好；具有良好的服役性能，足夠的強度，塑性，韌度，疲勞強度耐磨性等。2）、為了更好的滿足錨鏈的服役條件，因此在45Mn2中加入Mn、Cr、Ni、Ni-Cr、Mo、V，下面具體分析加入合金元素的原因及效果：Mn：Mn能大為提高鋼的淬透性。Cr：Cr在提高鋼的淬透性的同時，還提高回火穩(wěn)定性。Ni：Ni是非碳化合物形成元素，能有效地提高鋼基體的韌度。Cr-Ni：Cr-Ni復合加入，提高淬透性作用很大。Mo：Mo能進一步提高淬透性，既能提高回火穩(wěn)定性，細化晶粒，又能有效地消除或大為降低回火脆性傾向。V

15、：V是強碳化合物形成元素，有效地細化晶粒，如溶入奧氏體能提高淬性，能降低鋼的過熱敏感性。3)、45Mn2力學性能：Rm885MPa,ReL735MPa,A510%,Z45%,KU247J缺點：熱處理時有過熱敏感性及回火脆性傾向，水淬易開裂，對白點敏感，焊接性和冷變形塑性較低等。45Mn2的元素組成及含量如表3-3表3-32、具體處理工藝：1）、淬火加熱溫度為840，采用油冷的方法進行冷卻，形成混合馬氏體；回火加熱溫度為550，用水和油進行冷卻，形成回火索氏體。2）、工藝流程：領料取料沖壓折彎焊接熱處理打磨檢測噴漆半成品檢測入庫3、成本：較為高昂3.4 優(yōu)化比較綜合以上三節(jié)對鋼種的分析，對于錨鏈

16、的選材，需要在強度與韌度，焊接性能，耐蝕性有一定的能力。同時盡可能的成本低廉。奧氏體不銹鋼擁有很高的耐蝕性，有很高的塑性并且容易加工變形，焊接性好并沒有冷淬現(xiàn)象，價格低廉，但是沒有足夠的強度，容易發(fā)生變形斷裂，因此方案一不可選；合金結構鋼擁有足夠的強度和韌度，保證了工作的安全性，同時擁有良好的焊接性，預防腐蝕的現(xiàn)象，而且擁有價格價位低廉的好處，但因為處理工藝復雜，合金元素較多，因此費時費力；調(diào)制剛擁有良好的服役性能，足夠的強度、塑性、韌度、疲勞強度、耐磨性等，但是因為沒有良好的耐腐蝕性，因此在湖泊海洋這種環(huán)境中容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象破壞錨鏈使用，不適于較長使用，同時錨鏈的使用也不需要調(diào)制剛那么高強的

17、強度和塑性。綜合上述三個方案的優(yōu)缺點可以看出，方案二較為適合錨鏈的生產(chǎn)使用，因此采用方案二，30Mn2為原材料進行錨鏈的生產(chǎn)使用。4 制造工藝流程設計1）、下料：將低合金鋼30Mn2下料。2）、加熱：將加入的30Mn2鋼加熱。3）、編環(huán)：將加熱后的低合金鋼彎成需要的形狀。如下左圖所示。 編環(huán) 焊接4）、焊接：用閃光焊焊接錨鏈的接頭組織。如上右圖，當閃光穩(wěn)定而劇烈時，開始轉入頂鍛階段。液體過梁因端面間隙突然減小導致端面增大而不再爆破，閃光停止，工件端面區(qū)域進行了足夠而適當?shù)乃苄宰冃危言陂W光階段氧化的金屬排擠到毛刺中去，形成閃光焊接接頭。5）、去刺： 將焊接后的接頭中的毛刺去除，使焊接處平整。6

18、）、壓檔成形：將去刺后的錨鏈放入錨鏈橫檔擠壓成型的裝置中，在底座上方固定有芯件，使擠壓精度更高，從而提高了錨鏈橫檔的質(zhì)量。7）、熱處理：將經(jīng)過壓檔成形處理后的錨鏈先經(jīng)過淬火加熱，快速加熱（800左右），經(jīng)短時間保溫后，錨鏈連續(xù)入水淬火。淬火冷卻后，再進行回火爐進行加熱，溫度為400左右，然后入水降溫冷卻。8）、拉力試驗：使用拉力試驗機將經(jīng)過熱處理后的錨鏈進行拉力測試，按標準規(guī)定的速度讓試驗機對標準拉力試樣進行拉伸，將伸長量與標準拉力試樣相同的力值點進行對比，根據(jù)比對值的差來確定試驗機技術狀態(tài)及精度。從而確定錨鏈能承受的最大拉力值。9）、表面打磨：將錨鏈表面打磨光滑，以便進行拋光處理。10）、拋

19、光：將錨鏈表面進行拋光處理，如下左圖所示。11）、編號： 從第一節(jié)到第六節(jié)之間的標記。從第六節(jié)開始重復標記。12）、浸漆： 對新造錨鏈的表面處理可采用噴丸或化學酸洗處理。表面處理干凈后，一般可吊入浸漆筒內(nèi)進行浸涂施工，35min后，吊起干燥。最短涂裝間隔24h，一般浸涂3道。浸漆時需注意以下幾點：錨鏈在涂漆前必須將鐵銹、氧化鐵及污穢物等全部清除干凈。錨鏈經(jīng)清理干凈后，涂上二層以煤焦瀝青為原料的瀝青漆或浸涂柏油。用涂刷法涂漆應在錨鏈標識作好后進行，做標識的鏈環(huán)上，不允許涂瀝青漆。用涂刷法涂漆時，當?shù)谝粚悠釀偢稍锛赐可系诙悠帷?3）、標識：為了拋錨時能確定錨鏈拋在舷外的節(jié)數(shù)，應在錨鏈上作鏈節(jié)標識

20、。將整個錨鏈分為若干節(jié)，從錨卸扣處起向后計算，每27.5m為一節(jié)（錨端節(jié)按實際長度計算）。標識方法為在每一節(jié)連接環(huán)前后的與節(jié)數(shù)相應的鏈環(huán)橫檔上繞以直徑24mm的退火金屬絲1020圈，并涂以白色水漆線。 拋光 標識5 錨鏈的熱處理工藝設計5.1熱處理設計原則 熱處理的設計需遵循零件設計原則和工藝設計原則。 5.1.1熱處理零件設計原則在實際生產(chǎn)中，對熱處理零件結構設計的主要要求有： 1）銳邊尖角要倒鈍或改成圓角。2）盡量使零件截面積均勻，質(zhì)量平衡。必要時可加開工藝孔或工藝性槽，并合理分布其位置其位置和數(shù)量。3）提高零件結構的剛性，必要時可附加加強肋。4）零件幾何形狀應力求簡單、對稱。5）熱處理前

21、要有一定的表面粗糙度。一般淬火零件的表面粗糙度不大于Ra3.2m；滲氮零件表面粗糙度值大時，脆性值大，硬度測不準確，一般要求Ra在0.800.10m；滲碳零件表面粗糙度不高于Ra6.3m。表面不能有較深的印痕，關鍵部位不能有印痕。6）形狀特別復雜或者不同部位有不同性能要求時，在可能的情況下可改成組合結構。7）盡量避免配作孔、局部滲碳、局部滲氮。8）對于大件、長件，設計時應考慮便于熱處理的裝夾、吊掛。9）高頻淬火部位應盡量避免有孔或槽。不能避免的孔或槽，其邊緣一定要倒角，鍵槽可在槽兩端的圓弧處倒角。5.1.2 熱處理工藝設計原則在設計過程中，應遵循以下幾種原則：1）根據(jù)零件使用性能及技術要求，提

22、出所可能實施的幾種熱處理工藝方案，通過綜合經(jīng)濟技術分析，確定最佳熱處理工藝方案。2) 確定熱處理工藝方案后，根據(jù)零件的材料特性及技術要求，選擇熱處理加熱設備、加熱、保溫時間與冷卻方式。3) 在此基礎上，制定編制熱處理工藝規(guī)范，設計零件在有關熱處理工序使用的裝夾具及校直裝置等。4) 編寫主要熱處理工序的操作守則。在遵循熱處理工藝設計原則的基礎上，還應考慮平面布置的合理性。對熱處理工藝的平面布置設計應滿足；1）設計合理并有充分的靈活性。2）設備功能好，選用恰當，設備利用率高，且維護方便。3）物流暢通，迂回少，車間內(nèi)通道寬暢。4）安全防護措施可靠。5.2 熱處理的工藝流程為了滿足錨鏈在生產(chǎn)工作中所要

23、的需求，焊后采用調(diào)質(zhì)處理，具體可分為以下兩個步驟：一、在工廠連續(xù)熱處理爐中進行，爐中最高溫度達930，入水前溫度為900由于錨鏈鏈徑為( )，因此在淬火爐中需要加熱3.5h,加熱完成后快速進入水中進行水冷，金相組織變?yōu)榘鍡l狀馬氏體。下面將解釋為何通過熱處理獲得板條狀馬氏體：1、板條狀馬氏體：由多個板條單晶組成，大體上平行，各板條寬、長短不等，厚度約為幾十納米到數(shù)百納米，板條內(nèi)存在位錯亞結構。板條狀馬氏體不但具有很高的強度而且具有良好的塑性和韌性，同時還具有低的脆性轉變溫度，其缺口敏感性和過載敏感性都較低。2、馬氏體具有高硬度和高強度：(1)固溶強化：碳對馬氏體的固溶強化。(2)相變強化：板條馬

24、氏體中高密度的錯位將阻礙位錯的運動，使得馬氏體強化。(3)時效強化：碳原子和合金元素的原子向位錯及其它晶體缺陷處擴散偏聚或碳化物的彌散析出，釘軋位錯，使位錯難以運動，從而造成馬氏體的時效強化(4)原始奧氏體晶粒大小及板條馬氏體束大小對馬氏體強度的影響：原始奧氏體晶粒大小及板條馬氏體束的尺寸對馬氏體強度也有一定影響。原始奧氏體晶粒越細小、馬氏體板條束越小，則馬氏體強度越高。3、馬氏體的塑性和韌性：板條馬氏體比片狀馬氏體的韌性好很多，即在具有較高強度、硬度的同時，還具有相當高韌性和塑性。因此，進行淬火處理加強了材料的性能優(yōu)勢，同時也為第二個步驟回火處理提供了基礎。二、接著進行回火處理。淬火冷卻后，

25、將淬火后的錨鏈傳入回火爐中進行加熱，回火的溫度為500度左右，根據(jù)錨鏈鏈徑為( )，則回火時間為4h,回火過后形成回火索氏體，下面將介紹回火索氏體的性能及處理原因：1、回火索氏體：回火索氏體使用馬氏體在650度左右回火形成的金相組織，其基本特征是鐵素體基體內(nèi)分布著碳化物的復合組織，此時的鐵素體已基本無碳的過飽和度，碳化物也為穩(wěn)定型碳化物。常溫下是一種平衡組織。2、回火索氏體綜合機械性能很好，具有良好的韌性和塑性，同時具有較高的強度?；鼗鹛幚硖岣吡隋^鏈的綜合性能，使錨鏈的使用更具有價值意義，因此，回火處理有很大的積極意義根據(jù)上述調(diào)質(zhì)處理可得以下圖表：表5-1熱處理工藝加熱溫度出爐溫度鏈徑尺寸，m

26、m464858607678保溫時間，h退火9309503502.02.53.03.5淬火93095094010回火5505706506903.03.33.54.0時間t/h930950淬火550570回火3.5h4.0h水冷水冷預熱300400溫度T/ 圖5-1本生產(chǎn)線采用立式結構。 以錨鏈本身作為牽引件， 淬火和高溫回火四道工序連續(xù)進行年處理能力800010000 t 總體設計先進合理，參數(shù)可調(diào)性好， 回火與淬火匹配得當，運行穩(wěn)定、協(xié)調(diào)、可靠，解決了由于工藝的特殊要求而帶來的一系列難題5.3熱處理設備設計設備要以工藝為前提， 研究工藝要以設備為基礎。辨證地處理好二者的關系， 成為又一個技術關

27、鍵。必須清醒地把握住工作進程，使這二方面的研究協(xié)調(diào)互補、交替優(yōu)化， 動態(tài)地有機地聯(lián)系在一起， 廠院雙方良好合作， 保證了這個進程的順利推進。熱處理設備包括四個系統(tǒng)：(1)二組加熱系統(tǒng)；(2)二組冷卻系統(tǒng)；(3)機械拖動系統(tǒng)；(4)熱工檢測和自動控制系統(tǒng)。6 熱處理車間設計61車間生產(chǎn)綱領所設計的熱處理車間的年產(chǎn)量為( )的船用錨鏈，屬于中等批量的生產(chǎn)任務。6.2 工作制度和年時基數(shù)根據(jù)車間生產(chǎn)性質(zhì)和任務，一般單件小批量生產(chǎn)性質(zhì)的綜合熱處理車間，應采用兩班工作制。其中個別工藝周期較長應連續(xù)生產(chǎn)的設備或大型設備應考慮三班工作制；安裝在生產(chǎn)流水線上的熱處理設備，應與生產(chǎn)線生產(chǎn)班制相一致1）設備年時基

28、數(shù)為設備在全年內(nèi)的總工時數(shù)，等于在全年日內(nèi)應工作的的時數(shù)減去各種時間損失，即：式中 設備年時基數(shù)（h）；設備全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）-全年假日（10天）-全年星期雙休日（104天）=251天；N 每日工作班數(shù)；n 每班工作時數(shù)，一般為8小時，對于有害健康的工作，有時為6.5小時； 損失率，時間損失包括設備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無法及時調(diào)度的損失，以及每班下班前設備和場地清潔工作所需的停工損失。b取5，則設備的年時基數(shù)為251*24*（1-5%）=5722.8小時2）工人年時基數(shù) 式中 工人年時基數(shù)（h）； 工人全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）-全年假日（10天）-全年

29、星期雙休日（104天）=251天；時間損失率，一般取4%，時間損失包括病假、事假、探親假、產(chǎn)假及哺乳、設備請掃、工作休息等工時損失。則工人年時基數(shù)為251*8*（1-4%）=1928小時6.3 熱處理設備的選則選用適當?shù)臒崽幚碓O備依據(jù)是熱處理工藝的類型，產(chǎn)品零件的特性，即零件形狀、尺寸、質(zhì)量和材料，產(chǎn)品技術要求和精度，產(chǎn)品生產(chǎn)量和勞動量，所用的能源、氣氛及淬火介質(zhì)的物質(zhì)條件。熱處理爐是通過爐內(nèi)燃燒裝置將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量或通過爐內(nèi)電熱元件將電能轉化的熱量對金屬工件進行加熱的設備。熱處理爐種類多，應用廣泛。常用的箱式爐、臺車爐、井式爐、罩式爐各有特點，分別應用于不同領域，一般都已形成系列化的標準

30、定型產(chǎn)品。6.3.1 爐型的選則本次課程設計采用連續(xù)的調(diào)質(zhì)爐:1、爐體結構：調(diào)質(zhì)爐由淬火爐和回火爐組成，兩爐靠近，都是立式結構。爐體容量大，下方有大容積容器，存放熱處理冷卻介質(zhì)。淬火過程要求加熱升溫快，但溫度控制精度要求不高，回火過程要求升溫速度較慢，保溫時間較長，而且溫度控制精度高，因此，淬火爐采用油加熱，回火爐采用電加熱。一般淬火爐加熱溫度最高在1100左右，回火爐的加熱溫度最高在800左右。2、爐膛尺寸:整個爐體高約12m，中心線高10.5m。淬火、回火爐身均呈倒U型。爐口、爐尾是呈直徑為1m的圓。3、調(diào)質(zhì)爐所需的功率根據(jù)根據(jù)熱處理工藝測算，由上而下共分 8個區(qū)，其中14區(qū)，每區(qū)電功率

31、90kW，計 360kW；58區(qū)，每區(qū)電率75kW，計 300kW，共 660kW。大致示意圖如下： 12m4、該設備組成與生產(chǎn)工藝流程4.1、該生產(chǎn)線設備由：主機、副機、中心控制臺三大部分組成。4.1.1主機部分由可控硅中頻電源（簡稱電源）中頻電熱電容器柜（簡稱電容柜）水冷電纜組成。4.1.2副機部分由半封閉式錨鏈調(diào)質(zhì)機（箱體、導輪均為不銹鋼結構）淬火加熱感應器（簡稱淬火爐）回火加熱感應器（簡稱回火爐）變頻拖動電機等組成。4.1.3中心控制臺由電源控制、指示儀表溫控儀變頻器等電控器件組成。4.2、生產(chǎn)工藝流程錨鏈上線啟動拖動（錨鏈本體做牽引，速度在0.1m/min1.0m/min）淬火加熱入

32、水淬火回火加熱回火冷卻錨鏈下線質(zhì)檢合格入庫4.3、生產(chǎn)工藝控制4.3.1淬火加熱：快速加熱（950左右）、短時保溫、錨鏈連續(xù)入水淬火。4.3.2回火加熱：淬火冷卻后，進入回火爐加熱（550左右），然后入水降溫冷卻。6.3.2 冷卻設備由于淬火、回火后都需要水冷，所以冷卻水耗量較大，采用循環(huán)水，冷卻方式為噴流式，不高于40的連續(xù)高速水流與工件熱交換后迅速脫離，以滿足快速冷卻的需要。6.3.3 調(diào)質(zhì)爐的計算根據(jù)熱處理零件分工的年處理量，分別采用各工序的平均生產(chǎn)率，可以計算得出某項設備所承擔熱處理任務的年負荷數(shù)，再根據(jù)該項設備的工作制度所確定的年時基數(shù)，即可計算得出該項設備的負荷率并確定臺數(shù)。設備需

33、要量可根據(jù)熱處理工序生產(chǎn)任務和設備生產(chǎn)能力計算出設備年負荷基數(shù)，再計算設備需要量。表6-1鏈徑尺寸/mm8790929597100105107111114117120重量Kg/27.5m485049765199554457806143677370337580798084098863選鏈徑尺寸為（ ）,選錨鏈拖動速度為（ ）.由表6-1相對應的數(shù)據(jù)計算可知，錨鏈年產(chǎn)量為( )。1. 設備年負荷基數(shù) 設備年負荷基數(shù)G為： 式中 -設備年需完成的生產(chǎn)量（Kg/年）-設備生產(chǎn)率（Kg/h）該設備年完成的生產(chǎn)量為（ ）， 設備生產(chǎn)率為（），則 G=？數(shù)據(jù)自己算根據(jù)上面的表格選鏈徑尺寸，紅字的不能選2.

34、設備數(shù)量計算 式中 -設備年時基數(shù)（h）C=16/54221為了提高生產(chǎn)效率，所以本車間熱處理設備為多臺.由于年產(chǎn)量為（）,所以 需要1條該生產(chǎn)線。7 熱處理車間布置7.1熱處理車間的分類：可以將熱處理車間分為原材料車間、調(diào)質(zhì)車間、中心控制車間，質(zhì)檢車間和成品呈放車間。7.2 車間設備組織與布置由于原材料需要進行調(diào)質(zhì)處理，故調(diào)質(zhì)車間車間應安排在靠近原材料車間，便于原材料調(diào)運，原材料車間應靠近偏門，便于運進。其次，中心控制車間是控制調(diào)質(zhì)爐的，所以它可以放在整個熱處理車間的中心位置。而質(zhì)檢車間應該靠近調(diào)質(zhì)車間，方便完成調(diào)質(zhì)的錨鏈運到該車間，表面處理車間在質(zhì)檢車間附近，最后成品盛放車間車間應靠近大門

35、用于產(chǎn)品的運出。整個車間布置應該減少工件在熱處理過程中的往返交叉。7.3 設備平面布置設計（1）合理組織工件在車間的流通線路。車間設備平面布置應盡量減少工件在熱處理過程中的往返交叉。為此，布置設備時，應首先依工藝過程考慮工件在車間內(nèi)的走向，確定車間大門的位置和個數(shù)。一般熱處理車間有兩個大門，分設在兩端，零件從一端送入，由另一端送出，或分別為不同車間工件的各自進出口。若車間較大，車間大門較多時，常在生產(chǎn)組之間設置中間門，以減少各組間的的混淆。車間大門不宜過多，以減少占地面積。其次，根據(jù)工件進出口的位置，按工藝流程的順序布置設備。（2）要有利于車間通風、采光和改善勞動條件。處理工件的爐子，應盡量在門口附近，避免大工件貫穿車間搬運和在車間內(nèi)散發(fā)大量熱量。（3）設備布置應考慮減少建筑費用、生產(chǎn)費用和維修費用。需抽風的設備應盡量集中并靠外墻；電力消耗大的爐子應盡量靠近變電所；循環(huán)水、油的管路應盡量短和減少拐彎；公用單軌吊車設備應排成一條線；需挖地坑的設備應盡量集中，以便可能共