氣氛爐加熱系統(tǒng)和爐體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及改進(jìn)設(shè)計(jì).pdf

1、真空氣氛爐是在真空環(huán)境（低于一個大氣壓的氣氛環(huán)境）下進(jìn)行各種熱處理工藝的新型熱處理技術(shù)，該爐常用的有氣氛有氮、氫、氧和惰性氣體（如氬）等，使用時需要控制好真空度。為更好地控制爐內(nèi)真空度，同時保證熱處理效率，真空氣氛爐通常設(shè)計(jì)為連續(xù)可控型。由于連續(xù)可控式真空氣氛爐在工作過程中可以避免加熱、保溫、冷卻的重復(fù)工藝，因此，它在工業(yè)熱處理領(lǐng)域中具有明顯的優(yōu)勢，得到了廣泛應(yīng)用。
　　論文基于先進(jìn)的臥式連續(xù)型真空可控氣氛爐，設(shè)計(jì)了一種高效加熱方

2、式，并將爐體結(jié)構(gòu)和輔助系統(tǒng)做了優(yōu)化。本文完成的主要內(nèi)容有:
　　(1)加熱方式改進(jìn)。將傳統(tǒng)的電阻加熱改為中頻感應(yīng)加熱方式，工件由原來的間接吸收爐內(nèi)熱量改為工件在渦流中直接吸收熱量，大大縮短了升溫時間，從而實(shí)現(xiàn)高效加熱。
　　(2)爐體結(jié)構(gòu)改進(jìn)。本文提出將連續(xù)式真空可控氣氛爐做成立臥復(fù)合式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由三個室組成，反應(yīng)室的下側(cè)是一個進(jìn)料室，右側(cè)是一個出料室。反應(yīng)室和進(jìn)料室之間，反應(yīng)室和出料室之間均設(shè)置了過渡區(qū)域，并用法蘭連接，

3、以實(shí)現(xiàn)熱絕緣和密封，用于平衡保溫和冷卻的相對性。這樣的設(shè)計(jì)在材料裝爐—材料加熱—出爐并冷卻的過程中，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)上的三個物理位置和處理時間的分離;既有效地解決了立式爐高度太高，不便于操作的難題，相比臥式爐，采用立臥式爐的結(jié)構(gòu)又大大減小了占地面積，增加空間利用率。
　　(3)輔助裝置優(yōu)化。優(yōu)化了保溫門、密封門的形狀及其滑動時導(dǎo)向槽的端部形狀，以方便保溫門、密封門兩者的安裝，適應(yīng)改變后的爐體結(jié)構(gòu);并且設(shè)計(jì)校核了支撐架，以保證爐體結(jié)構(gòu)

4、的穩(wěn)定性。
　　(4)冷卻系統(tǒng)優(yōu)化。設(shè)計(jì)了水冷系統(tǒng)，同時在出料室增設(shè)一套風(fēng)冷系統(tǒng)。優(yōu)化后的冷卻系統(tǒng)，有效地縮短了冷卻時間，適應(yīng)了高效加熱方式，并且滿足連續(xù)式生產(chǎn)的要求。
　　(5)軟件驗(yàn)證。設(shè)計(jì)并校核完成后利用CAD二維軟件畫出了零件圖紙，用UG三維軟件畫出了爐體的實(shí)體圖，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)及優(yōu)化的可行性。
　　論文創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn):
　　(1)加熱方式。采用感應(yīng)加熱方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電阻式加熱，工件直接吸收熱量，升溫時

5、間短，熱效率高，既節(jié)省了耗時又節(jié)約了電能。
　　(2)爐體結(jié)構(gòu)。外觀上，立臥式結(jié)構(gòu)既有效地解決了立式爐高度太高，不便于操作的難題，又有效的解決了臥式爐占地面積太大的問題。爐內(nèi)三室式結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了空間的分離，保證了連續(xù)性生產(chǎn)。
　　綜上，創(chuàng)新優(yōu)化后的立臥復(fù)合式真空可控氣氛爐，能滿足爐內(nèi)保持1600℃的溫度要求，并能有效地利用空間。在設(shè)計(jì)和制造同步這一技術(shù)理念的牽引下，在數(shù)據(jù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，本文充分利用二位制圖、三維仿真運(yùn)動