熱處理車間設(shè)計

1、熱處理設(shè)備課程設(shè)計題目：熱處理車間設(shè)計學(xué) 院:專 業(yè):學(xué) 號:學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:日 期:1 緒論42 車間生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定43 熱處理工藝設(shè)計44 車間工作制度和工作時間總數(shù)65 熱處理設(shè)備的選擇和計算7 5.1 感應(yīng)加熱設(shè)備選擇7 5.2 設(shè)備生產(chǎn)率的計算7 5.3 設(shè)備年負(fù)荷時數(shù)及設(shè)備數(shù)量計算7 5.4 冷卻設(shè)備的選擇8 5.5 可控氣氛發(fā)生裝置的選擇8 5.6 輔助設(shè)備選擇86 車間的組織和人員10 6.1 車間的組織與管理10 6.2 車間的人員及其數(shù)量107 車間的面積組成10 7.1 各類面積的組成10 7.2 車間面積概算108 車間的平面布置10 8.1 平面布置設(shè)計基本原則1

2、1 8.2 設(shè)備布置間距11 8.3 設(shè)備區(qū)域布置圖119 熱處理車間的采暖、通風(fēng)、采光12 9.1 車間的取暖12 9.2 車間的通風(fēng)12 9.3 車間的采光1210 熱處理車間廠房建筑1310.1 建筑物的設(shè)計1310.2 廠房出入口1310.3 地面載荷及地面材料1310.4 特殊構(gòu)筑物及附屬建筑物的設(shè)計1311 熱處理車間技術(shù)計算1411.1 電力安裝容量1411.2 壓縮空氣1411.3 蒸汽1411.4 氧、乙炔1411.5 生產(chǎn)用水1411.6 燃料1412 熱處理車間經(jīng)濟分析1512.1 車間基本投資計算1512.2 熱處理車間的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)1512.3 熱處理生產(chǎn)的成本分析1

3、513 車間生產(chǎn)安全與環(huán)境保護1513.1 生產(chǎn)安全1513.2 環(huán)境保護16參考文獻(xiàn)16摘 要隨著我國工業(yè)化進程的快速推進，無論在冶金部門還是機械制造部門，需要熱處理的金屬工件數(shù)量日益增多，對熱處理的質(zhì)量要求也日益嚴(yán)格；在提高勞動生產(chǎn)率及降低熱處理成本等方面也提出了新的要求。熱處理車間設(shè)計的主要任務(wù)為:針對建設(shè)項目作出全面規(guī)劃，以適當(dāng)?shù)姆绞教岢雠c項目施工及生產(chǎn)有關(guān)的問題及措施，并對建設(shè)的可能性、可行性及合理性作出詳盡的技術(shù)、經(jīng)濟論證，為編制基本的建設(shè)計劃、施工和生產(chǎn)等提出可靠的依據(jù)。在此過程中必須正確解決及時、經(jīng)濟和組織管理三方面的問題。技術(shù)問題包括：確定原料、燃料、動力、能源、運輸方式、產(chǎn)

4、品零件的生產(chǎn)過程及其工藝參數(shù)、設(shè)備與車間的類型、車間廠房結(jié)構(gòu)形式、車間平面布置、安全技術(shù)與環(huán)保措施等。經(jīng)濟問題包括：確定車間的生產(chǎn)綱領(lǐng)、車間的位置、投資和產(chǎn)品熱處理成本。組織管理問題包括：確定車間各部分恩怨的配備和車間的管理系統(tǒng)。熱處理車間設(shè)計是一項內(nèi)容極為廣泛的工作，涉及工藝、設(shè)備、建筑、動力、給排水、采暖通風(fēng)、采光、總圖、運輸、衛(wèi)生設(shè)施、環(huán)境保護、車間組織與管理、經(jīng)濟核算等方面的知識。本文根據(jù)以上的三個方面做了相關(guān)熱處理車間設(shè)計，但由于筆者的水平有限，設(shè)計書中存在較多的不足之處，還望讀者諒解。關(guān)鍵詞:熱處理車間；熱處理工藝；設(shè)計1 緒論1.1 選題本文設(shè)計的熱處理車間以規(guī)格為D=20mm的

5、17CrNi齒輪熱處理為主,同時也可進行其他品種及規(guī)格工件的熱處理，本車間為多品種小批量熱處理車間。1.2 熱處理車間設(shè)計概述 本文的熱處理車間設(shè)計主要內(nèi)容包括以下方面：（1）車間生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定；（2）熱處理工藝設(shè)計；（3）車間工作制度和工作時間總數(shù)；（4）熱處理設(shè)備的選擇和計算；（5）車間的組織和人員；（6）車間的面積組成；（7）熱處理車間的平面布置；（8）熱處理車間的采暖、通風(fēng)、采光；（9）熱處理車間廠房建筑；（10）熱處理車間技術(shù)計算；（11）熱處理車間經(jīng)濟分析；（12）熱處理車間生產(chǎn)安全和環(huán)境保護；2 車間生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定車間生產(chǎn)綱領(lǐng)即為被加工工件的年產(chǎn)量、品種、規(guī)格等，是車間在單位時間

6、內(nèi)（一般為年）份工種的任務(wù)指標(biāo)，計算單位為噸或件。生產(chǎn)綱領(lǐng)是車間設(shè)計最基本、最重要的原始依據(jù)，直接決定車間的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)性質(zhì)。根據(jù)形式不同，可分為明顯生產(chǎn)綱領(lǐng)和不明顯生產(chǎn)綱領(lǐng)，后者又分為隱蔽生產(chǎn)綱領(lǐng)、折合生產(chǎn)綱領(lǐng)和估算生產(chǎn)綱領(lǐng)。明顯生產(chǎn)綱領(lǐng)明確給出了熱處理零件的品種、規(guī)格、數(shù)量和技術(shù)條件。計算時只需加入車間生產(chǎn)過程中的損失量，即可按公式2-11計算： 其中：A車間年生產(chǎn)綱領(lǐng)，t/a或件/年； A0熱處理零件計劃重量，t/a或件/年； 車間生產(chǎn)損失率，%。本車間的熱處理工件相對確定，參考相關(guān)文獻(xiàn)2制定熱處理計劃重量為400t，暫定車間生產(chǎn)損失率為1%，則車間生產(chǎn)綱領(lǐng)為400t/年。3 熱處理工

7、藝設(shè)計熱處理工藝設(shè)計是按車間生產(chǎn)規(guī)模及圖樣技術(shù)要求而制訂出熱處理工藝規(guī)程的工作。它是熱處理車間設(shè)計的中心環(huán)節(jié)，是設(shè)備選擇的主要依據(jù)。在大批量少品種生產(chǎn)時，要逐件設(shè)計；單件小批量多品種生產(chǎn)時，通常選擇代表件進行設(shè)計，一般只對主要零件，特殊要求的零件及最大、最重的零件進行設(shè)計，其余則參考類似產(chǎn)品零件制定工藝。3.1 工件加工路線和熱處理工序設(shè)置工件加工路線是工件從毛坯生產(chǎn)、加工處理到裝配成產(chǎn)品所經(jīng)過的整個加工過程。它是工廠生產(chǎn)組織的基礎(chǔ)，涉及工序的組合和工序間的配合，應(yīng)由個工種人員共同完成。常規(guī)零件加工路線中熱處理工序的設(shè)置如下：（1）鑄鐵，鑄鋼，有色金屬一般鑄件的預(yù)備熱處理與鑄造之后進行，包括正

8、火、擴散退火、等溫退火、球化退火、可鍛化退火、再結(jié)晶退火、消除應(yīng)力退火、人工時效（穩(wěn)化處理）等。（2）硬度要求在285HB（30HRC)以下的一般鑄件，可在機械加工前熱處理到要求硬度，包括正火、調(diào)質(zhì)（淬火及高溫回火）。加工余量大的鍛件，為保證其熱處理效果，應(yīng)在粗加工后進行熱處理。（3）表面硬化，化學(xué)熱處理零件，硬度要求大于285HB(30HRC)的零件，應(yīng)在機械加工后進行。一些精度要求高的零件，可使用特殊加工刀具的零件，也可在加工前進行熱處理。（4）局部化學(xué)熱處理零件，生產(chǎn)批量大時，非處理部分應(yīng)鍍層保護，批量小時可采用機械保護，防滲涂層以及車去滲層等方法。（5）繞制彈簧、冷鐓、冷擠成形零件、應(yīng)

9、進行去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火、正火等工序。（6）形變熱處理可簡化工藝路線，減少工序，節(jié)約能源。有些鑄、鍛件，特別是鍛件，可充分利用鍛造余熱進行淬火、調(diào)質(zhì)等處理，使鍛造加工與熱處理結(jié)合起來。3.2 熱處理工藝制定熱處理工藝是指熱處理作業(yè)的全過程，包括熱處理工藝規(guī)程的制定、工藝過程的控制和質(zhì)量保證、工藝管理、工藝工裝以及工藝試驗等，通常所說的熱處理工藝就是指熱處理工藝規(guī)程的制定。（1）常規(guī)熱處理工藝熱處理零件的常規(guī)熱處理工藝，包括毛坯的預(yù)備熱處理和零件的最終熱處理，如退火、正火、去應(yīng)力退火、調(diào)質(zhì)（淬火及高溫回火）、時效及固溶處理等。（2）化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理包括奧氏體狀態(tài)下滲碳、碳氮共滲，鐵素體狀態(tài)

10、下的滲氮和氮碳共滲，以及滲硼、滲硅、滲鋁及各種滲金屬和多元共滲工藝?；瘜W(xué)熱處理可以在氣態(tài)、固態(tài)或液態(tài)介質(zhì)中完成，確定化學(xué)熱處理的工藝選用。有化學(xué)熱處理后需要淬火的，應(yīng)根據(jù)可能盡量采取滲后直接淬火工藝。（3）調(diào)質(zhì)熱處理（4）感應(yīng)加熱淬火感應(yīng)加熱可使用高頻、中頻、工頻、超音頻，以及雙頻及脈沖加熱工藝，根據(jù)零件鋼種、尺寸特點、要求硬化層深度、零件批量等確定工藝。感應(yīng)加熱淬火后可根據(jù)可能采用自然回火。（5）火焰表面淬火火焰表面淬火技術(shù)的發(fā)展，如采用先進溫度檢測技術(shù)與自動化控制與操作，淬火質(zhì)量可保證。在單件小批量生產(chǎn)中部分采用火焰淬火工藝，生產(chǎn)靈活實用。（6）高密度能量表面處理高密度能量表面處理包括激光

11、表面處理，電子束表面處理和物理及化學(xué)氣相沉積。一般適用某些特定的零件，選用這種工藝必須先進行工藝實驗，試生產(chǎn)使用，用從熱處理質(zhì)量和經(jīng)濟效益考慮。4 車間工作制度和工作時間總數(shù)車間工作制度表示車間每天生產(chǎn)時的工作班數(shù)，一般有一班制、兩班制和三班制。工人和設(shè)備年時基數(shù)為工人和設(shè)備每年工作小時數(shù)。工人年時基數(shù)決定于每班工作時數(shù)，設(shè)備年時基數(shù)與工作制度有關(guān)。工作制度則由車間生產(chǎn)性質(zhì)、工藝特點、設(shè)備狀況、各車間生產(chǎn)上的相互配合以及車間可能的發(fā)展情況確定。根據(jù)車間生產(chǎn)性質(zhì)和任務(wù)，一般單件小批量生產(chǎn)性質(zhì)的綜合熱處理車間，應(yīng)采用兩班工作制。其中個別工藝周期較長應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備或大型設(shè)備應(yīng)考慮三班工作制；安裝在

12、生產(chǎn)流水線上的熱處理設(shè)備，應(yīng)與生產(chǎn)線生產(chǎn)班制相一致。詳細(xì)見表4.1。（1）設(shè)備年時基數(shù)為設(shè)備在全年內(nèi)的總工時數(shù)，等于在全年日內(nèi)應(yīng)工作的的時數(shù)減去各種時間損失，即： F設(shè)=D設(shè)Nn（1-b）（1-e） 其中 F設(shè)設(shè)備年時基數(shù)（h）；D設(shè)設(shè)備全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）-全年假日（10天）-全年星期雙休日（104天）=251天；N 每日工作班數(shù)；n 每班工作時數(shù)，一般為8小時，對于有害健康的工作，有時為6.5小時；b 損失率，時間損失包括設(shè)備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無法及時調(diào)度的損失，以及每班下班前設(shè)備和場地清潔工作所需的停工損失。e工藝參數(shù)或機構(gòu)調(diào)整時的時間損失，%，專用設(shè)備為0

13、，多用設(shè)備為1%-2%，當(dāng)機構(gòu)調(diào)整頻繁時，取上限，反之取下限。（2）工人年時基數(shù)： F人=D人n（1-b%） 式中 F人工人年時基數(shù)（h）； D人工人全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）-全年假日（10天）-全年星期雙休日（104天）=251天； b時間損失率，一般取4%，時間損失包括病假、事假、探親假、產(chǎn)假 及哺乳、設(shè)備請掃、工作休息等工時損失。一般設(shè)備，工作班制為2班制，代入數(shù)據(jù)計算得F投=3737，F(xiàn)人=1927。表1 熱處理車間設(shè)備年時基數(shù)項目生產(chǎn)性質(zhì)工作班制全年工作日每班工作時數(shù)全年時間損失（%）年時基數(shù)/h*(年*臺)-1一二班三班一班二班三班一班二班三班一、設(shè)備一般設(shè)備階段工作制

14、1、2、325186.5468197038205250重要設(shè)備階段工作制1、2、325186.581216193037005030小型簡易熱處理爐階段工作制1、2、325186.5457197038205250大型復(fù)雜熱處理爐連續(xù)工作制335588-14-72405 熱處理設(shè)備的選擇和計算根據(jù)在生產(chǎn)過程中的功用，熱處理設(shè)備可分為主要設(shè)備及輔助設(shè)備兩大類。主要設(shè)備是用來完成熱處理主要工序的設(shè)備，包括加熱設(shè)備、冷卻設(shè)備、熱工測量設(shè)備及控制儀表。輔助設(shè)備是用來完成各種輔助工序及主要工序中的輔助動作所用的設(shè)備及工作工夾具，包括清洗和清理設(shè)備、檢驗設(shè)備、校正設(shè)備、加熱或冷卻介質(zhì)制備及處理設(shè)備、起重運輸設(shè)

15、備、動力設(shè)備、工夾具、吊具、墊具及消防滅火裝置等。5.1 熱處理爐的選擇熱處理設(shè)備的選擇主要指爐型的選擇。熱處理設(shè)備結(jié)構(gòu)類型繁多，根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量、工藝特點及批量大小等可綜合考慮選用。根據(jù)參考文獻(xiàn)134頁的表格及內(nèi)容，本熱處理爐型選用成批生產(chǎn)的周期式可控氣氛箱式爐和周期式可控氣氛井式爐，其工藝類別為滲碳、碳氮共滲、光亮、淬火和正火等，17CrNi做齒輪需進行滲碳工序，故選擇合理。5.2 感應(yīng)加熱設(shè)備選擇感應(yīng)加熱所需的電流頻率取決于產(chǎn)品零件對淬硬層深度的要求。對于齒輪類零件，其最佳電流頻率f最佳2*105/m2，其中m為齒輪的模數(shù)。5.3 設(shè)備生產(chǎn)率的計算設(shè)備的生產(chǎn)率是設(shè)備在單位時間內(nèi)

16、所處理的工件的重量或數(shù)量，常用kg/h或件/h表示。生產(chǎn)率有兩類：實際生產(chǎn)率和標(biāo)定生產(chǎn)率。實際生產(chǎn)率是指設(shè)備處理具體工件及在具體工序與操作時的實際生產(chǎn)能力。標(biāo)定生產(chǎn)率是依設(shè)備最大功率按熱平衡的方法確定的，它是沒有考慮實際情況的理論值。本設(shè)計采用粗略估算法來確定設(shè)備的生產(chǎn)率，有下表可進行估算。表2 單位爐底面積的平均生產(chǎn)率參考指標(biāo)爐子類型退火正火淬火回火氣體滲碳固體滲碳箱式爐推桿式爐輸送帶式爐立式旋轉(zhuǎn)爐臺車式爐雙臺車式爐振底式爐4060607035506080100120120160120160100120608012014014018080100100125100125801005070100

17、120100120354581081212155.3 設(shè)備年負(fù)荷時數(shù)及設(shè)備數(shù)量計算設(shè)備年負(fù)荷時數(shù)E為： E=A/p 式中 A-設(shè)備年需完成的生產(chǎn)量（Kg/年）P-設(shè)備生產(chǎn)率（Kg/h）設(shè)備數(shù)量計算： C=E/F投式中 F投為設(shè)備年時基數(shù)（h）5.4 冷卻設(shè)備的選擇由參考文獻(xiàn)144頁的內(nèi)容冷卻設(shè)備選取原則及常用淬火槽的技術(shù)規(guī)格選取規(guī)格為2*4，容積為12.5的井式淬火油槽或水槽。為了加速淬火介質(zhì)的冷卻，可采用攪拌、水冷套、蛇形管、冷卻循環(huán)等系統(tǒng)。5.5 可控氣氛發(fā)生裝置的選擇可控氣氛發(fā)生裝置應(yīng)設(shè)有防回火、熄火和過壓等安全裝置。在可控氣氛管路上和火簾管上應(yīng)設(shè)置安全切斷閥。在爐溫低于700攝氏度可能

18、熄火和壓力過低有可能回火時，都應(yīng)該自動關(guān)閉閥門。安全切斷閥應(yīng)該與溫度控制和路門開啟裝置取鎖。在停爐后應(yīng)打開爐門或發(fā)散管，排除爐內(nèi)殘存的可控氣氛，或用惰性氣體進行吹掃。開路時，吹掃爐內(nèi)的空氣應(yīng)高于著火溫度下進行。當(dāng)工藝要求在700攝氏度以下時，爐內(nèi)吹掃應(yīng)在低溫下進行，或用氮氣吹掃，帶爐內(nèi)空氣置換完畢，方可升蓋。爐子應(yīng)嚴(yán)格密封，并在正壓下運行。爐子還應(yīng)設(shè)防爆裝置。熱處理車間設(shè)備需求量表如下表3。5.5 輔助設(shè)備選擇在熱處理生產(chǎn)中除了加熱設(shè)備和冷卻設(shè)備外，輔助設(shè)備必不可少。其選定主要取決于工藝特點、熱處理對象及要求等。（1） 起重運輸設(shè)備。依據(jù)熱處理爐子及工件特點，選用規(guī)格為0.25-1t的電動葫蘆

19、式的起重機，適用于井式爐組。此外，熱處理車間內(nèi)部運輸還應(yīng)配備手推車、叉車、電瓶車之類的車輛。（2） 通風(fēng)設(shè)備。熱處理車間在生產(chǎn)時，常會產(chǎn)生高溫、毒氣、灰塵、油煙、蒸汽等。為改善環(huán)境，防止污染，應(yīng)采用風(fēng)機通風(fēng)換氣。包括通風(fēng)機和引風(fēng)機。（3） 清洗設(shè)備。隨著熱處理工藝的發(fā)展和對環(huán)境衛(wèi)生的要求日益提高零件熱處理前后的清洗更加重要。一些化學(xué)熱處理工藝如滲碳、滲氮，操作前要求比較徹底的除油，有的利用熱處理爐廢氣燒盡表面油污，以保證熱處理質(zhì)量。零件的熱處理后除油，可防止回火過程中產(chǎn)生大量的煙霧，污染環(huán)境，同時保持零件表面光亮。目前主要清洗設(shè)備有：室內(nèi)和輸送帶式、懸掛輸送鏈?zhǔn)?、滾筒式清洗機、溶劑清洗及其他超

20、凈清洗設(shè)備。（4）清理設(shè)備。為清理零件熱處理后表面的氧化皮，可采用噴砂機、噴丸機、拋丸機、噴丸清理滾筒、砂輪機、拋光機、酸洗槽等。隨著檢驗設(shè)備的發(fā)展，過去常用酸洗方式清理氧化皮，現(xiàn)已多采用噴丸清理，并發(fā)展了強化噴丸和應(yīng)力噴丸等先進技術(shù)。（5）矯直設(shè)備。工件經(jīng)熱處理后變形不可避免，應(yīng)采用各種矯直設(shè)備加以價值。矯直設(shè)備的類型應(yīng)根據(jù)工件的類型及變形程度來選擇。（6）檢查設(shè)備。為檢查零件熱處理后的硬度，一般采用布式、洛式、肖式硬度計。檢查薄件和淺滲層零件用維氏硬度計，檢查大型零件用手提布式、肖式、大型懸臂式或龍門式布氏硬度計。為了特殊需要還需要各式特種硬度計，如里式硬度計。為檢查零件表面裂紋，采用磁粉

21、探傷儀，為檢查零件內(nèi)部質(zhì)量，采用超聲波探傷儀、射線探傷儀。表3 熱處理車間設(shè)備需求量表序號設(shè)備名稱設(shè)備年時基數(shù)數(shù)量(臺)設(shè)備電量(KW)備注每臺合計1井式燃?xì)鉅t7722150.050.02井式電爐77221300.0300.03井式氣體氮化爐77221180.0180.04井式氣體氮化爐77221350.0350.05井式淬火油槽16井式淬火水槽17燃?xì)馐脚_車爐7326120.020.08臺車式電阻爐73261105.0105.09淬火油槽210淬火水槽211氣體滲碳爐77221105.0105.012氣體滲碳爐77221170.0170.013高溫回火爐7722275.0150.014低溫時

22、效爐77222120.0240.015雙室真空油淬氣冷爐77221150.0150.016離子氮化爐77221150.0150.017超音頻電源1200.0200.018全齒淬火機471814.04.019立式淬火機471815.05.020帶電源單齒淬火設(shè)備1160.0160.021中頻電源1500+35085022臥式淬火機床4718110.010.023立式淬火機床4718110.010.024鹽浴爐77221100.0100.025淬火油槽2可移動26淬火水槽2可移動27井式回火爐7722175.075.0在鹽爐間28清洗槽120.020.029發(fā)藍(lán)設(shè)備130酸洗槽131冷水槽132發(fā)

23、藍(lán)槽160.060.033冷水槽134熱水槽160.060.035皂化槽160.060.036浸油槽160.060.037空油槽1（7）其他輔助設(shè)備其他輔助設(shè)備，包括焊接設(shè)備，如對焊機、釬焊機、高頻焊接設(shè)備、存放工具夾裝置，如工具架、吊具架、冷卻盤、冷卻坑，切取式樣設(shè)備，如鋸床、切割機、磨光式樣設(shè)備等。為了正確制定工藝，進行質(zhì)量檢查和分析廢品，除在企業(yè)中心實驗室外，一般熱處理車間為配合生產(chǎn)還應(yīng)設(shè)小型實驗室，配置基本的化學(xué)分析和金相檢驗設(shè)備，以及滲層深度檢測儀，氣氛組分分析裝置等。檢修間應(yīng)配置必要的機械加工機床，制造必要的設(shè)備備件和為感應(yīng)加熱用感應(yīng)器制造服務(wù)，以及為儀表的檢修校正服務(wù)。6 車間的

24、組織和人員6.1 車間的組織與管理熱處理車間的管理與組織機構(gòu)的設(shè)置取決于車間的類型、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)能力、材料種類、生產(chǎn)特點、工作人員數(shù)量等。一般分車間和小組兩級管理。車間一級的管理機構(gòu)由車間主任、副主任組成，車間主任負(fù)責(zé)車間總的行政和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)，副主任分管車間的技術(shù)與生產(chǎn)，協(xié)助主任工作。小組一級的管理機構(gòu)可分為直接生產(chǎn)小組、輔助生產(chǎn)小組、技術(shù)組等。6.2 車間的人員及其數(shù)量熱處理車間的人員包括直接生產(chǎn)工人、輔助生產(chǎn)工人、工程技術(shù)人員和行政管理人員。7 車間的面積組成熱處理車間的面積包括生產(chǎn)面積、輔助面積及辦公與生活面積三部分。7.1 各類面積的組成生產(chǎn)面積：指各主要工序、輔助工序及與生產(chǎn)、輔助工

25、序有關(guān)的操作所占的面積，如加熱爐、加熱裝置、淬火槽等本身所占的面積。生產(chǎn)面積還包括了備用面積。輔助面積：指服務(wù)于生產(chǎn)而不能直接進行主要工作和輔助工作所占用的面積，包括配電室、變頻間、電容器間等占用的面積。辦公與生活面積：包括車間行政辦公室、技術(shù)管理辦公室、資料室、會議室、更衣室、衛(wèi)生間、浴室等面積。多設(shè)置在車間外部的兩側(cè)或兩端。7.2 車間面積概算生產(chǎn)面積可按單位面積生產(chǎn)量指標(biāo)計算，也可用設(shè)備占地面積指標(biāo)來計算。車間的輔助面積根據(jù)車間的生產(chǎn)面積按一定比例確定，一般占生產(chǎn)面積的30%-50%，其中車間通道約為生產(chǎn)面積的10%-15%。車間倉庫面積F=(Ad)/251h。辦公與生活面積取決于工藝類

26、型、車間定員、男女工人比例及生活設(shè)施。8 車間的平面布置熱處理車間平面布置是依照生產(chǎn)的組織形式，分配車間各個組成部分的相應(yīng)的面積，并將所選設(shè)備依生產(chǎn)需要布置在一定位置的設(shè)計方法。它是車間設(shè)計的一個非常重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到生產(chǎn)面積能否充分利用；設(shè)備布置能否適應(yīng)既定的工藝規(guī)程，工序間的配合是否合理；工人操作是否方便和安全；工件的熱處理流暢是否恰當(dāng)；熱處理車間與相鄰車間配合的優(yōu)劣；是否有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、投資和熱處理成本的高低。8.1 平面布置設(shè)計基本原則大型連續(xù)式設(shè)備及機組的布置，根據(jù)數(shù)量確定是否跨廠房跨度，盡量在同一跨度中，有利于使用起重設(shè)備。車間有一端封閉墻體時，大型設(shè)備盡量靠在內(nèi)墻布置，以利用

27、采光和通風(fēng)。熱處理車間在工藝流程基本順暢的情況下，可按設(shè)備分片布置。設(shè)備布置應(yīng)符合工藝流程的需要，零件的流向應(yīng)盡量由入料端向出料端，避免交叉和往返運輸。設(shè)備應(yīng)盡量布置整齊，箱式爐以爐口取齊，井式爐以中心線取齊。需要起重運輸工具的設(shè)備，應(yīng)布置于起重機有效范圍內(nèi)。需局部通風(fēng)的設(shè)備應(yīng)靠外墻或靠近柱子布置，以利于通風(fēng)管的引出。車間內(nèi)應(yīng)避免隔斷，對必須設(shè)置隔離間的應(yīng)集中于車間的一端。噴砂間靠外墻隔斷，有利于砂的儲存和設(shè)置除塵裝置。生產(chǎn)區(qū)內(nèi)應(yīng)留有零件裝卸及存儲面積或立體倉庫。車間需留出必要的通道，通道的尺寸隨車間使用運輸車型而異。車間預(yù)留擴建面積可采取車間內(nèi)預(yù)留設(shè)備空地或預(yù)留增跨或接長廠房空地。留有計算機

28、控制管理房地。綜上所敘,科學(xué)的生產(chǎn)設(shè)計和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素。保證滿負(fù)荷生產(chǎn)、充分發(fā)揮設(shè)備能力是科學(xué)管理的目標(biāo)之一。先進工業(yè)國家從能源利用率和生產(chǎn)成本的精打細(xì)算出發(fā),在電和燃料的一次和二次能源的調(diào)配上做出合理的選擇,在熱處理能源結(jié)構(gòu)、充分利用廢熱、余熱上積累了豐富的經(jīng)驗18。我國機械工業(yè)95 %以上的熱處理爐用電是很不合理的,在當(dāng)前天然氣資源已能充分供應(yīng)的條件下,熱處理的能源結(jié)構(gòu)必須調(diào)整和改變。研究、開發(fā)和推廣節(jié)能的熱處理工藝是投入小、見效快的節(jié)能措施。熱處理設(shè)備的選型、結(jié)構(gòu)和使用上也都有很大的節(jié)能潛力19。8.2 設(shè)備布置間距（1）爐子后端距離墻柱的距離，一般箱式爐采用12

29、m；煤氣爐和油爐取1.51.8m；可控氣氛爐應(yīng)留出輻射管取出的距離。（2）爐子之間的距離，小型爐0.81.2m；中型爐1.21.5m；大型爐1.52m；間隙式爐組成的生產(chǎn)線0.50.8m；連續(xù)式爐3.04.0m。（3）井式爐間的距離，小型爐0.81.2m；中型爐1.21.5m；大型爐2.54m。 （4）井式爐爐口距地面距離，滲碳爐0.3m；正火、回火爐0.70.8m。（5）連續(xù)式爐的爐前后區(qū)空地，鍛件熱處理爐：爐前：68m；爐后812m；連續(xù)氣體滲碳爐：爐前46m；爐后23m；一般連續(xù)式爐爐前后46m。（6）爐子安裝高度 即爐口平面到地平的距離，人工操作時，一般為0.850.9m。8.3 設(shè)備

30、區(qū)域布置圖車間設(shè)計平面圖如圖1圖1 熱處理車間設(shè)計平面圖存放區(qū)表面處理區(qū)滲碳區(qū)深井爐區(qū)噴砂間助材料工卡具與輔中間庫更衣室鹽爐間發(fā)黑室高頻間檢查室矯直機9 熱處理車間的采暖、通風(fēng)、采光在實際生產(chǎn)中，采暖、通風(fēng)和采光對改善勞動環(huán)境，保證工人身體健康、提高勞動生產(chǎn)率及促進生產(chǎn)發(fā)展都起著積極重要的作用9.1 車間的取暖熱處理車間的取暖氛圍自然取暖及人工取暖兩種，其隨著季節(jié)、氣候、生產(chǎn)工藝的特點、工作班次等的不同而不同。溫度低的地區(qū)工作室內(nèi)必須維持一定溫度，溫度高的地區(qū)，車間夏季應(yīng)采取防暑降溫措施。本車間處于重慶，為高溫地區(qū)，故著重考慮降溫措施。9.2 車間的通風(fēng)熱處理生產(chǎn)中，某些工藝過程會產(chǎn)生大量的熱

31、、蒸汽、灰塵和有害氣體。對于這些有害物質(zhì)，如不采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施，將污染車間空氣和大氣環(huán)境，并對人體健康造成極大危害。在有害物質(zhì)產(chǎn)生的地點直接收集起來并進行適當(dāng)處理，再排至室外，同時也應(yīng)對車間進行全面排風(fēng)。9.3 車間的采光合理的采光裝置應(yīng)保證工作面積上有足夠的照明度，使工作面積同其周圍亮度沒有顯著差別，能保證設(shè)備的各部分、地上和車間通道上沒有很黑的陰影。車間的采光包括天然采光和人工照明，天然采光又分為側(cè)部采光、上部采光和混合采光，一般采用窗口和屋頂上的天窗。人工照明指電燈光照明，它的照明度是以房間的照明度為標(biāo)準(zhǔn)的。一般生產(chǎn)車間的照明形式有：混合照明、混合與一般照明、一般照明。熱處理車間采用的

32、是一般照明。10 熱處理車間廠房建筑10.1 建筑物的設(shè)計（1）防火熱處理廠房耐火等級通常為一、二級耐火建筑物，要求墻、地面、頂棚等必須耐火，通常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。（2）通風(fēng)為排出煙塵、熱量，廠房要有一定高度，合理開設(shè)天窗，使廠房有良好的自然通風(fēng)條件。（3）采光 根據(jù)需要設(shè)天窗和屋面窗以保證良好的采光需要。10.2 廠房出入口廠房一般人行出口寬1.2m、1.5m或1.8m，高2.4m，主要物流出入口（見表4）應(yīng)根據(jù)所通過的車輛種類以及所需進入設(shè)備的需要確定。表4 各類車輛所需大門尺寸寬度（m）高度（m）適用車輛寬度（m）高度（m）適用車輛2.12.42t以下電瓶車3.03.6中型載重汽

33、車2.42.4510t窄軌電動平板車3.33.6重型載重汽車3.03.0輕型載重汽車510t廠房較長，要兩端開門或中部設(shè)出入口。各大門一律往外開或用電動推拉大門。10.3 地面載荷及地面材料熱處理車間的地面載荷取決于生產(chǎn)的對象和性質(zhì)（詳見表5），試驗輔助部門在0.51.0t/m2；工具、機修備件熱處理部門在1.02.0t/m2；中小件區(qū)1.52.0t/m2；大批量流水生產(chǎn)半成品熱處理在2.03.5t/m2；大批量流水線生產(chǎn)的毛坯人處理部門在3.03.5t/m2。表5 熱處理車間地面材料部門名稱選用地面層材料毛皮熱處理半成品熱處理輔助熱處理噴砂間酸洗間鹽浴爐間高中頻間油冷卻地下室混凝土、塊石、鋼

34、磚、鑄鐵板混凝土、水磨石混凝土、水磨石、馬賽克混凝土、水磨石馬賽克、耐酸水泥水磨石、馬賽克水磨石混凝土10.4 特殊構(gòu)筑物及附屬建筑物的設(shè)計熱處理車間的地下設(shè)施和需要安裝在地坑中的設(shè)備較多。還有許多地溝，如通風(fēng)溝、管道溝、煙道等，需處理好走向，以確保無不干擾。而由于生產(chǎn)和工藝的需要，車間內(nèi)建有各類附屬的小隔間，如變電間、配電間、電容器間、噴砂間。用氰鹽熱處理間、快速實驗室等需要隔斷并封頂?shù)母糸g，有一些如機修間、鉗工工作間、電工工作間等不需要封頂?shù)母糸g，可采用墻體或玻璃隔斷。11 熱處理車間技術(shù)計算熱處理車間需消耗的各種動力和輔助材料，包括電力、燃料、壓縮空氣、蒸汽、水、油類、鹽類。活血熱處理滲

35、劑及保護加熱氣體等等。11.1 電力安裝容量熱處理車間電力消耗包括動力用電、工藝用電和照明用電。動力用電，是指熱處理車間各種機械裝置的驅(qū)動電動機所消耗的電量。其消耗量按照各設(shè)備安裝容量和設(shè)備負(fù)荷時間計算。由熱處理車間設(shè)備明細(xì)表，得用電總量=3910.8KW，加上在熱處理工程中加熱工件和工作介質(zhì)所消耗的工藝用電和照明用電，取4500KW。11.2 壓縮空氣熱處理車間壓縮空氣用于連續(xù)用氣設(shè)備，如噴砂、噴丸設(shè)備、風(fēng)動工具、吹掃噴嘴等。其消耗量的計算是以溫度為20攝氏度，壓力為101.3KPa時的自由空氣為標(biāo)準(zhǔn)的。包括爐溫升降氣缸壓縮空氣的消耗量、各類用途噴嘴壓縮空氣消耗量。11.3 蒸汽蒸汽在熱處理

36、車間主要用于加熱清洗槽、熱水淬火冷卻槽、重油燃燒霧化及預(yù)熱、石油液化氣液化、煤氣管路清掃等。熱處理車間使用的蒸汽為飽和蒸汽、常用壓力為200400KPa。蒸汽的比熱容為2100KJ/Kg.重油燃燒用蒸汽霧化的蒸汽消耗量，各類水槽、清洗槽蒸汽加熱，使用蛇形管、排管、水套或直接將蒸汽通入槽內(nèi)加熱。11.4 氧、乙炔氧氣和乙炔在熱處理車間主要用于表面淬火冷卻和零件矯正。所消耗的量均指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，其消耗量主要取決于淬火方法、淬火層深以及淬火表面積。供應(yīng)方式有兩種，輸送管網(wǎng)與瓶裝。11.5 生產(chǎn)用水熱處理車間設(shè)備用水除個別情況外，對水質(zhì)無特殊要求，一般生活用水則可以滿足要求。高頻設(shè)備用水，要求礦

37、物雜志不能超過0.017g/L，電阻率每厘米不大于4000歐姆，水壓為119196KPa，或蒸餾水，或采用離子交換樹脂軟化水。11.6 燃料熱處理車間的燃料消耗量，粗略計算按照單位重量工件消耗燃料指標(biāo)核燃料爐生產(chǎn)量計算和統(tǒng)計。各燃料爐有確定的最大燃料消耗量，根據(jù)常用熱處理工藝周期和爐子平均生產(chǎn)能力，同時要考慮到各爐子的負(fù)荷率、連續(xù)使用和冷爐升溫需要，以及車間所裝爐子臺數(shù)等因素。12 熱處理車間經(jīng)濟分析12.1 車間基本投資計算在新建的熱處理車間設(shè)計中，通過對投資、勞動生產(chǎn)率等主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的計算分析，評價設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟效益，以確定最優(yōu)設(shè)計方案。企業(yè)必須不斷的提高產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)展品種，降低材料消耗、節(jié)省工時