课程设计报告模板--热处理设备

北华航天工业学院《热处理设备课程设计》

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指导教师姓名：

完成时间：

《热处理设备》课程设计任务书

课题名称750 ℃60 kg/h的箱式电阻炉设计完成时间12.27-31 指导教师陈志勇、范涛职称高工、助教学生姓名班级

总体设计要求和技术要点

总体设计要求：1.通过设计，培养学生具有初步的设计思想和分析问题、解决问题的能力，了解设计的一般方法和步骤。2.初步培养学生的设计基本技能，如炉型的选择、结构尺寸设计计算、绘图、查阅手册和设计资料，熟悉标准和规范等。3.使学生掌握设计热处理设备的基本方法，能结合工程实际，选择并设计常用热处理设备，培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。设计一台热处理箱式电阻炉，其技术要点为：1.用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。

2.工件：中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；

3.最高工作温度： 750℃；

4.生产率：60 kg/h ；

5.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。

工作内容及时间进度安排

1.热处理设备设计准备 0.5天

2.箱式电阻炉结构尺寸计算、选择炉体材料、计算分配电阻炉加热功率 0.5天

3.计算电热元件尺寸、进行结构设计 0.5天

3.核算设备技术经济指标 0.5天

4.绘制电阻炉总图、电热元件零件图 1.0天

5.编写设计说明书、使用说明书 0.5天

6.设计总结 0.5天

7.答辨 1.0天

课程设计成果

1、设计说明书：设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。说明书的格式如下：（1）统一模板，正规书写；（2）说明书的内容及计算说明项目：（a）、对设计课题的分析；（b）、设计计算过程；（c）、炉子技术指标；（d）、参考文献。

2、设计图纸：（1)电阻炉总图一张（A3），要求如下：（a）、图面清晰，比例正确；（b）、尺寸及其标注方法正确；（c）、视图、剖视图完整正确；（d）、注出必要的技术条件。（2）零件图3张：电热元件零件图，炉门图，炉衬图（A4）。

3、使用说明书：电阻炉的技术规范及注意事项等。

内容摘要关键词：

目录

1 前言 (5)

1.1本设计的目的 (5)

1.2本设计的技术要求 (5)

2 设计说明 (6)

2.1确定炉体结构和尺寸 (6)

2.1.1 炉底面积的确定 (6)

2.1.2 确定炉膛尺寸 (6)

2.1.3 炉衬材料及厚度的确定 (7)

2.2砌体平均表面积计算 (7)

2.2.1 炉顶平均面积 (7)

2.2.2 炉墙平均面积 (7)

2.2.3 炉底平均面积 (8)

2.3根据热平衡计算炉子功率 (8)

2.3.1 加热工件所需的热量Q件 (8)

2.3.2 通过炉衬的散热损失Q散 (8)

2.3.3 开启炉门的辐射热损失 (9)

2.3.4 开启炉门溢气热损失 (10)

2.3.5 其它热损失 (10)

2.3.6 热量总支出 (10)

2.3.7 炉子安装功率 (10)

2.4炉子热效率计算 (11)

2.4.1 正常工作时的效率 (11)

2.4.2 在保温阶段，关闭时的效率 (11)

2.5炉子空载功率计算 (11)

2.6空炉升温时间计算 (11)

2.6.1 炉墙及炉顶蓄热 (11)

2.6.2 炉底蓄热计算 (12)

2.6.3 炉底板蓄热 (13)

2.7功率的分配与接线 (13)

2.8电热元件材料选择及计算 (13)

2.8.1 图表法 (13)

2.8.2 理论计算法 (14)

2.9炉子技术指标（标牌） (15)

前言

本设计的目的

设计750℃60kg/h的箱式电阻炉设计

本设计的技术要求

设计一台高温电阻炉，其技术条件为：

（1）.用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。

（2）.工件：中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；

（3）.最高工作温度：750℃；

（4）.生产率：60kg/h；

（5）.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。

设计说明

确定炉体结构和尺寸

炉底面积的确定

因无定型产品，故不能使用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。炉子的生产率为P=80，箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P0为120kg/(m2·h)。故可求的炉底的有效面积

F1=P/P0=0.5 m2

由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F0=0.78～0.85，取系数上限，得炉底实际面积

F=F1/0.8=0.59 m2

确定炉膛尺寸

由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装、出料方便取L/B=2：1 因此，可求的：

L=5.0/

F=1.086 m

B=L/2=0.543 m

根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取

L=1.043m B=0.534m

按统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H/B通常在0.5～0.9之间，根据炉子的工作条件，取H/B=0.8左右。则H=0.640 m

可以确定炉膛尺寸如下

L=(230+2)×4+(230×0.5+2)=1043mm

B=(120+2)×3+(40+2)×4=534mm

H=(65+2)×6+37=439mm

确定为避免工件与炉内壁或电热元件砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定

空间，确定工作室有效尺寸为L

效=900 mm B

效

=400 mm H

效

=300 mm

F壁=2×(L×H)+(L×B)+2(B×H)+2×3.14×B×1/6×L=2.53m2

由经验公式可知：

P安=Cτ-0.5升F0.9(t/1000)1.55

取式中系数C=30〔(kM·h0.5)/(m1.8·℃1.55)〕,空炉生温时间假定问τ升=4h，炉温t=750℃。

所以30×4-0.5×2.530.9×（750/1000）1.55= P安

解得，P=22.1kW 暂取P安=25kW