多用途烧结炉机械系统设计答辩稿

1 2017/10/21 2017/10/21 1多用途烧结炉机械系统设计 作者 经济技术学院 机械设计制造及其自动化专业 2015.6.02 2 2017/10/21 1主要内容 2017/10/21 2本文是对多用途烧结炉机械系统的设计，主要包括设计目的，设计思想，需要解决的关键技术难题，以及炉门保温层材料，炉门的密封设计，门扣的设计。最后设计出多用途烧结炉的整体结构 3 2017/10/21 2017/10/21 32设计目的 本文的研究目的是开发一种节能节气和对环境友好的多用途烧结炉和配套烧结工艺改进国产三层复合材烧结技术，避免材料在高温塑化烧结处理中氧化，改善材料的加工性能和使用性能，提高国产三层复合自润滑轴承材料及其制品的综合质量，使接近或达到同类产品先进水平 4 2017/10/21 3 设计思想 在研究方法上我们采取了缺点列举法的创新思想 ， 针对国内目前使用的开式烧结工艺及烧结炉的缺点和存在的问题 ，充分考虑了氟塑料对控温精度和烧结气氛的要求 ， 在查阅了大量国内外有关技术资料的基础上 ， 吸取国内的先进烧结原理及工艺技术的先进经验 ， 同时考虑到国内行业目前仍以较小规模产值的间断生产为主 ， 因此多用途烧结炉设计成适合企业需要的间断生产用全封闭结构 。 为防止烧结过程中三层复合材料的氧化 ， 采用全封闭状态烧结 ， 并要求达到一定的真空度；为满足操作方便的需要 ， 设计了大尺寸侧开式门结构；为减轻炉体的质量 ， 便于搬运和移动 ， 外部采用矿棉类轻质保温材料 。 5 2017/10/21 4.需要解决的关键技术难度 1为使三层复合材料在最佳温度下塑化烧结，如何在炉膛内减小温度场的分布梯度，使炉内温度充分均匀、温度波动达到最小 2为避免烧结高温下炉内三层复合材料的氧化，如何设计大尺寸炉门的静态封闭结构以及炉内外伸传动元件在高速运转下的动态密封结构，并达到一定的真空度要求，使设备在长期工作中保持可靠的封气和隔热效果。 3如何提高炉膛内塑化烧结区的温度控制精度，以满足氟塑料充分塑化对控温精度的要求。 4如何避免在炉膛内特别是炉底部出现局部高温区，在保证撒落到炉底的氟塑料颗粒不过热分解出剧毒的氟化氢气体，以避免对操作人员造成身体伤害和对环境的污染。 6 2017/10/21 5.多用途烧结炉总体结构设计 5.1 炉膛内温度场强制均化设计 三层复合材料的塑化烧结质量对烧结温度的温度的波动较为敏感，烧结温度不够或过烧都严重影响三层复合材料的使用性能。因此，多用途烧结炉炉体设计中首先要解决温度场分布的均匀性和温控精度问题。为了保证工作受热均匀，经反复的试验探索，多用途烧结炉采用结构独特的气流循环风道和热源布局设计。首先是将传统的底置电加热元件侧立设置在气流循环通道的风口上，风机直接安装在侧立式加热元件后面，当风机旋转式可将加热元件上的热量迅速插入侧顶部风道，热气流在风道内均化后，通过右侧不等间距通风孔板，均匀送入炉膛，工作转盘及工件旋转则进一步是温度场气化均匀。 7 2017/10/21 5.2 炉体保温层材料 除了有机保温材料外，其他保温材料都能耐高温，但各种材料所能承受的最高温度却有所不同，现今最常见的耐高温材料包括以下几种：硅酸钙管壳，硅酸铝棉毡，玻璃面，硅藻土，膨胀蛭石，矿棉等。由于本烧结炉要烧结 DU材料，炉壁的材料要求能够承受 400 左右的高温同时还要保证材料的经济性。由于矿棉的长期使用温度高达 700，其导热系数为 0.045W(mK) ，远远小于硅酸钙管壳，硅酸铝棉毡，玻璃面，硅藻土，膨胀蛭石，且其经济性较好故选用矿棉作为炉体的主要保温材料。里层选用耐热不锈钢板，外层选用不锈钢板。 8 2017/10/21 5.3 炉门及其它传动件的密封设计 综合运用传热学知识，内层采用两层石棉和玻璃布材料构成耐高温隔热保温圈。有效的阻止炉膛内的热量散失，最外层使用了发泡硅橡胶密封圈，是的炉门在锁死的强狂下达到良好的保温隔热效果。具体设计如图所示： 9 2017/10/21 5.4 门扣的设计 为了解决炉门的高温密封问题，在发挥人才和知识的优势，出谋划策，动脑筋想办法下，最终在高温烧结炉的炉门设计上成功实现了高分子弹性材料的应用，经济且可靠的实现了炉门的密封 ，具体设计如下图所示： 10 2017/10/21 门扣零件图和装配图 零件图 1 11 2017/10/21 零件图 2 零件图3 12 2017/10/21 装配图 13 2017/10/21 6. 烧结炉总装图 14 2017/10/21 7.总 结 时间飞快，大学四年的学习就要结束了，回想以前的在校的日日夜夜，无不让我留恋，在大学我觉得我学到了很多东西，不管是做人还是做事，毕业设计是我大学生活的最后一个也是最重要的一个设计，在做毕业设计的过程中我对烧结炉结构的认识上提高了一个水平 ，由于毕业设计要综合应用制图，工程力学等很多知识，我在做设计时又对以前的知识做了总结，让我对以前的知识更系统的掌握了，另外在做毕业设计时要用 CAD画图及用 WORD排版从中通过与老师及同学们的交流我这方面的能力有了很大提高，做毕业设计是一个细致的工作方方面面都要考虑好，一个数算错有时要改很多内容，这对一个人考虑问题的周全及细心程度是一个很大的考验，在做设计的过程中我在图书馆借阅了很多相关手册和书籍，极大丰富了我的专业知识，使我在设计过程中总是能想到解决问题的方法。 在设计时，我已尽我