材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化1ppt课件

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1、资料成形配备及自动化资料成形配备及自动化 Equipment and Automation of Materials Process吕书林吕书林华中科技大学资料学院华中科技大学资料学院资料成形及控制工程专业中心课程资料学院资料成形配备及自动化教案2021-2021学年第二学期目 录第一章第一章 绪绪 论论2 2学时学时 第二章第二章 金属液态成形配备及自动化金属液态成形配备及自动化1010学时学时 第三章第三章 金属塑性成形配备及自动化金属塑性成形配备及自动化8 8学时学时 第四章第四章 金属衔接成形配备及自动化金属衔接成形配备及自动化1010学时学时 第五章第五章 高分子资料成形设备及自动化

2、高分子资料成形设备及自动化2 2学时学时 第六章第六章 快速成形配备及控制快速成形配备及控制8 8学时学时第七章第七章 其它资料成形配备其它资料成形配备2 2学时学时第八章第八章 热处置工业炉及其控制热处置工业炉及其控制2 2学时学时第九章第九章 资料加工中的环境维护配备资料加工中的环境维护配备2 2学时学时总结复习总结复习2 2学时学时 第八章第八章 热处置工业炉及其控制热处置工业炉及其控制8.1 工业炉的种类及特点8.2 热处置工业炉及其消费线8.3 热处置消费自动线8.4 其它工业用炉8.5 炉温监测及控制系统8.1 工业炉的种类及特点工业炉的种类及特点 在许多情况下，资料的成形加工都是

3、在加热的形状下完成的。涉及到热能的产生、传送和交换，而完成这些热过程的主要配备是各种工业用炉。8.1.1 热能的产生与热交换概述热能的产生与热交换概述8.1.2 工业炉的种类及特点工业炉的种类及特点由于传统的工业组合和分工不同，由于传统的工业组合和分工不同，“工业炉工业炉的范围不是很严厉。在我国，工业炉仅指轧钢加热的范围不是很严厉。在我国，工业炉仅指轧钢加热炉、锻造炉、热处置炉、窑炉、铸造熔化炉等，不炉、锻造炉、热处置炉、窑炉、铸造熔化炉等，不包括冶金行业的高炉、平炉和转炉，而焦炉和动力包括冶金行业的高炉、平炉和转炉，而焦炉和动力锅炉属于能量转换安装、煤气发生安装属于化工用锅炉属于能量转换安装

4、、煤气发生安装属于化工用炉。炉。通常，工业炉的种类、作用及特点可归纳为表通常，工业炉的种类、作用及特点可归纳为表8-1所示详见参考书。按运用行业的不同进展分所示详见参考书。按运用行业的不同进展分类，有：铸造熔化炉、轧钢加热炉、锻造炉、热处类，有：铸造熔化炉、轧钢加热炉、锻造炉、热处置加热炉又分退火炉、渗碳炉等、陶瓷烧结炉、置加热炉又分退火炉、渗碳炉等、陶瓷烧结炉、玻璃退火炉等等。玻璃退火炉等等。本章主要引见热处置炉及其它工业用炉的构造本章主要引见热处置炉及其它工业用炉的构造原理与控制原理与控制 8.1.3 工业炉根本要求及主要组成工业炉根本要求及主要组成根本要求根本要求控制方便，消费率高控制方

5、便，消费率高保证产质量量到达工艺要求保证产质量量到达工艺要求热效率高，单位能耗低热效率高，单位能耗低运用寿命长，维护方便，维护费用低运用寿命长，维护方便，维护费用低机械化、自动化程度高机械化、自动化程度高造价低，投资少造价低，投资少污染少污染少8.2 热处置工业炉及其消费线热处置工业炉及其消费线8.2.1 热处置工艺概述热处置工艺概述热处置的作用可归纳为：改动工件的机械、加工性热处置的作用可归纳为：改动工件的机械、加工性能，或获得某种使能，或获得某种使 用性能；使工件内部成分均匀化、消除内应力；用性能；使工件内部成分均匀化、消除内应力；化学热处置渗碳等化学热处置渗碳等 可以改动工件外表本钱，使

6、工件得到特殊的性能可以改动工件外表本钱，使工件得到特殊的性能耐磨性等。耐磨性等。热处置工艺有：淬火水冷、油冷、退火炉冷、热处置工艺有：淬火水冷、油冷、退火炉冷、砂冷、正火砂冷、正火 空气冷却、回火和化学热处置。空气冷却、回火和化学热处置。无论何种热处置，从热工角度看，都是由三个阶段无论何种热处置，从热工角度看，都是由三个阶段组成，即：加热、组成，即：加热、保温、冷却。保温、冷却。对热处置炉的要求为：从炉型构造和热工制度上能对热处置炉的要求为：从炉型构造和热工制度上能保证热处置工艺的保证热处置工艺的 实现；温度均匀性好，要求温差不大于实现；温度均匀性好，要求温差不大于10；炉内气氛可以控制；在炉

7、内气氛可以控制；在 优质的根底上力求高产、节能；易于机械化和自优质的根底上力求高产、节能；易于机械化和自动控制。动控制。8.2.2 延续淬炽热处置炉延续淬炽热处置炉推杆式淬炽热处置炉 由前室、炉体、后室、清洗机、炉外运输机构和各种动作的液压缸组成。1前推料液压缸 2前室3防爆安装 4前室门液压缸5前炉门液压缸 6炉体风扇安装7炉体 8后炉门液压缸9后室 10升降台11后拉料机构 12淬火油槽13纵向运输机构 14炉底电阻板15清洗机 16炉墙电阻板17前侧进料机构18油下平推液压缸19变压器推杆式光亮淬火延续炉2.延续式热处置炉的控制系统延续式热处置炉的控制系统炉子共有：前室门、前炉门、前推料

8、机、侧推料机、升降台等11个运动部件。图8-6 可控气氛延续式热处置炉立体图前前可控气氛延续式炉液压系统前侧推料液压缸前推料液压缸升降台II液压缸后炉门液压缸升降台I液压缸油下推料液压缸纵向运输液压缸后侧拔料液压缸前室门液压缸清洗机门液压缸前炉门液压缸8.2.3 多室可控气氛渗碳炉多室可控气氛渗碳炉多室炉，把加热室、渗碳室、分散室等用门严厉隔开，发明了各区段不同碳势准确控制的条件。三室渗碳炉1,3,5,6,8,10,12,13,14推料机2前室4加热室7渗碳室9分散室11冷却室15炉门8.2.4 真空热处置炉真空热处置炉在真空下进展熔炼和热处置，可减少或防止氧化、具有脱气和脱脂作用等。将真空技

9、术用于热处置炉，几乎可实现全部的热处置工艺。自冷式真空电阻炉构造表示图1炉盖2冷却水管3工件4电热元件5隔热屏6炉体7机械泵8罗茨泵9旁路阀10真空阀11冷阱12油分散泵8.3 热处置消费自动线热处置消费自动线 盐浴炉热处置消费线：由盐浴加热炉、淬火油槽、淬火水槽、硝盐回火炉和清洗槽组成。可以处置各种中碳钢和中碳合金钢零件。盐浴炉热处置消费线的布置8.3.1 盐浴炉及其热处置消费线盐浴炉及其热处置消费线8.3.2 气体渗碳淬火自动线气体渗碳淬火自动线气体渗碳淬火自动线气体渗碳淬火自动线I渗碳炉渗碳炉II淬火安装淬火安装III清洗机清洗机IV回火炉回火炉V液压系统液压系统VI拉料机构拉料机构VI

10、I侧进料推杆侧进料推杆1进料端进料端2进料炉门进料炉门3导轨导轨4电热元件电热元件5砌体砌体6骨架骨架7密封器密封器8炉顶密封盖炉顶密封盖9风扇风扇10变压器变压器11侧推料机侧推料机12出料炉门出料炉门13后炉门后炉门14淬火安装淬火安装15-取气安装取气安装16-进气安装进气安装17-料盘料盘8.3.3 钢板弹簧热处置消费线钢板弹簧热处置消费线由推料机构、板簧成形淬火机、回火炉和应力喷丸机等组成板簧热处置消费线1电容器箱2感应器3推料机4淬火机5油箱 6回火电炉 7水槽 8应力喷丸机8.4 其它工业用炉其它工业用炉最高任务温度为50，电热元件常用铁铬铝电阻丝绕成螺旋体。8.4.1 多用途厢

11、式电阻炉多用途厢式电阻炉中温箱式电阻炉中温箱式电阻炉中温箱式电阻炉构造1电热元件2热电偶孔3任务室4炉底板5外壳6重锤筒7炉门8手摇链轮9行程开关2.高温箱式电阻炉高温箱式电阻炉按其最高任务温度可按其最高任务温度可分为分为1200和和0两种。两种。1200高温箱式电阻高温箱式电阻炉的电热元件采用炉的电热元件采用 0Cr27Al7Mo2高温铁铬高温铁铬铝电热资料，炉底板用铝电热资料，炉底板用碳化硅板制成。碳化硅板制成。0高温箱式电阻炉，高温箱式电阻炉，普通均采用碳化硅棒为普通均采用碳化硅棒为电热元件。电热元件。高温箱式电阻炉构造1察看孔2炉门3变压器4碳硅棒5炉衬6炉壳7热电偶孔8.4.2 室式

12、锻造加热炉室式锻造加热炉 一些钢锭、钢坯或大型零部件，常采用锻锤或压力机进展加工变形，在锻压前将工件加热往往运用锻造加热炉，简称锻造炉。1.锻造炉的根本特征普通加热温度在11501280之间，大型锻件加热终了断面温度差要求在5080以内。采用燃油、燃气加热。锻造炉内气体运动图2.锻造炉的常用炉型锻造炉的常用炉型烧油室式加热炉车底式加热炉1炉膛2烧嘴中心线3总烟道8.5 炉温检测及控制系统8.5.1 常用的测温方法 检测温度的方法很多，根本上可分为两大类：一类是由温度敏感元件传感器直接与被测介质接触，当传感器与被测介质处于热平衡形状时，传感器感受的温度就是被测介质的温度。另一类是非接触式温度丈量

13、。它是根据光和热辐射原理，将被测介质的辐射能量，经过适当方式聚集并投射在光敏或热敏元件上，热能转换为电信号输出以测定温度。8.5.2 温度检测系统组成温度检测系统组成 温度检测系统，普通由温度传感器及显示纪录仪表构成，通称为温度计或测温仪表。温度检测系统组成原理a)最简单的系统 b)较完好的系统8.5.3 炉温自动控制系统举例炉温自动控制系统举例1.箱式电阻炉的自动控制系统一种箱式电阻炉的自动控制系统2.延续加热炉的温度控制系统延续加热炉的温度控制系统加热炉温度控制系统方框图 3.罩式退火炉消费过程控制系统罩式退火炉消费过程控制系统罩式退火炉罩式炉热处置曲线罩式炉热处置曲线本章思索题本章思索题

14、1、简述工业炉的种类及特点，工业炉通常由哪几部分组成。、简述工业炉的种类及特点，工业炉通常由哪几部分组成。2、概述热处置工艺特点，举例阐明热处置工业炉的构造原、概述热处置工艺特点，举例阐明热处置工业炉的构造原理及系统组成。理及系统组成。3、简述气体渗碳淬火自动线的组成原理与特点。、简述气体渗碳淬火自动线的组成原理与特点。4、简述室式锻造加热炉的组成与特点。、简述室式锻造加热炉的组成与特点。5、常用的测温方法有哪几种？简述炉温自动控制系统的组、常用的测温方法有哪几种？简述炉温自动控制系统的组成。成。课程考试试题课程考试试题考试方式：开卷考试题型：简答题：每题5分，共40分论述题：每题10分，共60分复习要点复习要点根本概念要清楚；配备的根本原理、根本构造、主要用途和适用范围；主要配备的液气压回路和电路原理；主要配备的特点和优缺陷。