整体说明书2.doc

前 言 《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。材料及其制品，以其独特的性能已被广泛应用。我国难熔金属加工业从无到有、从加工工艺摸索到生产体系的形成，经过40余年的研究发展，尤其到上世纪90年代，随着市场经济的进一步深化，难熔金属加工业产业规模得到了空前的大发展。但是，设备简单、工艺落后，产品质量步稳定，缺乏新产品开发能力。目前国内稀有及难熔金属加工设备大部分为上世纪60年代设备，设备陈旧，相应的加工工艺落后，难以胜任目前新产品的尺寸和精度要求，急需更新换代。工艺和设备是不可分的。好的工艺必须有好的设备来实现，工艺进步了，设备也要发展。 近年来，北京有色金属研究总部，研制了多种用途的高真空高温炉。满足了我国钨、钼、铌等材料熔炼、退火、烧结和热处理等工艺的需求。这些设备具有真空度高、操作方便、外型美观的特点，将应用于难容金属的真空高温炉提高了档次。 1.2熔化及熔炼炉的作用及其特点分类 1.2.1熔化及熔炼炉的作用 通过各种加热的方式使物料熔化，并在液态下完成工艺过程，得到符合人们所需要成分的金属、合金或玻璃炉窖，称为熔化及熔炼炉。熔化及熔炼炉的作用如下： （1）由矿石提炼金属，如冶炼等； （2）通过加热使物料熔化，在液态下进行化学反应，以除去杂质或获得新的材料，例如炼钢就是在液态下除去生铁中有害杂质（如硫、磷等），加入合金元素，改变生铁成分的过程。 （3）为下道工序提供要求的液态炉料。如为生产玻璃制品提供玻璃溶液，为铸造机械零件提供铁水或钢水等。 1.2.2熔化及熔炼炉的特点分类 2.1.1 电阻炉 电阻炉设备简单、易于制作、温度和气氛容易控制，在实验室使用最多。电阻炉是将电能转换成热能的装置。当电流I通过具有电阻R的导体时，经过t时间便可产生热量Q： Q＝0.24I2Rt 电热体产生的热量与炉体散热达到平衡时，炉内即可达到恒温。 2.1.2 感应炉 无芯感应炉是利用电磁感应在被加热的金属内部形成感应电流来加热和熔化金属的，感应炉的基本电路如图2-4所示 。 感应线圈是用铜管绕成的螺旋形线圈，铜管通水进行冷却。交变电流通过感应线圈时使坩埚中的金属料因电磁感应而产生电流。感应电流通过坩埚内的金属料时，产生热量，可将金属熔化 2.1.3 等离子电弧炉 等离子炉是用电弧放电加热气体以形成高温等离子体作为热源进行熔炼或加热的电炉。 等离子电弧炉由等离子枪、炉体及直流电源三部分组成 2.1.3 悬浮熔炼炉 悬浮熔炼炉又称为无坩埚熔炼炉。 当悬浮线圈通入交流电后就会产生一个磁场，如果有一个导体（金属试样）在这个高频磁场中，由于感应作用在金属内部产生感应电流，同时也产生一个磁场，其方向与悬浮线圈产生的磁场相反，从而产生一个斥力使导体悬浮于空间。 悬浮熔炼可以避免坩埚材料产生的污染，主要用于实验室的小型纯金属熔炼研究，也可用于冶金反应平衡研究。 2.1.3.4 冷坩埚熔炼炉 冷坩埚熔炼是一种采用水冷分瓣铜坩埚对物料进行真空感应熔炼的方法。 铜坩埚分瓣的目的是为了避免导电的坩埚对电磁场产生屏蔽作用； 水冷的目的是为了使坩埚壁温度保持在冷态，避免熔池中熔料与坩埚发生物理和化学反应。 二、总体设计 2.1高温真空熔淬炉的功能分析 高温真空熔淬炉的整体结构福下图2-1所示。 图2-1 高温真空熔淬炉整体图 2.1.1总功能介绍 高温真空熔淬炉的主要功能是，在真空状态下，在熔炼炉内将金属液熔化，打开熔炼炉和熔渗炉之间的匝板阀，将金属经过漏斗倒入熔渗炉中的玻璃管中，在熔渗炉中，保持一定的温度，在一定的时间内，让金属液慢慢熔渗到玻璃管中的钼棒的间隙中，使之成为整体。经过一段时间，打开熔渗炉和快淬炉之间的匝板阀，释放机构工作，使玻璃管释放，调入快淬炉中温度较低