毕业设计（论文）-氮气烧结炉承载及运行系统设计（全套图纸）

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1、第16页共16页氮气烧结炉承载及运行系统设计氮气烧结炉承载及运行系统设计摘要：氮气烧结炉能显著减缓和避免聚合物及金属的氧化，对复合材料的外观质量、摩擦磨损的性能和材料强度等特点有增强的作用。并且同时，炉腔容量大，可一次烧结10～15m2的板材，约为现行使用151型高温烧结箱的3～4倍，并且加热功率仅增加1/4，生产效率及节能效果有非常显著提高。设计借鉴大量热处理炉设备的资料及实际观察烧结炉等方面的努力，本文完成了氮气烧结炉的机械结构设计、计算和说明，本设计包括总体图、主要部件装配图、主要零件图，其中

2、主要侧重于承载及运行系统的设计、各种材料的选用、密封装置设计等方面。关键字：承载及运载系统；转轴；轴承。全套图纸加引言第16页共16页氮气烧结炉承载及运行系统设计钢背－铜粉－改性PTFE三层复合自润滑轴承材料是由60年代末英国GLACIER公司发明的一种新型自润滑轴承材料，因其综合机械性能和导热性能优良，且抗磨减摩性能好，特别是可以在无油润滑的条件下工作，对配偶材料磨损较低，因此自从问世以来很快在机械领域中得到推广应用。我国是从70年代末，参照了国外产品基础上开始国产三层复合材料的开发与应用，并且在

3、制备技术、摩擦学特性的分析和性能改善上，以及在轴承设计中摩擦学问题的研究中开展了很多工作。特别是在90年代以来，我国在随着先进机械技术的引进和交流的过程中，国产的三层复合材料的应用及行业的生产也进入了一个全新的发展时期。但是在与先进工业国家产品的质量相比，国产三层复合材料的品质仍有着较大差距。目前我国一般采用上海的151高温烧结箱，不过其是在空气气氛中加热烧结的。这种烧结方式存在着严重缺陷，因为氟塑料层中有铅粉、锡青铜粉等成分，在高温中会与氧气发生氧化，成分和组织结构发生不利变化，导致了复合层的使用

4、性能，特别是摩擦磨损性能的降低，而且产生了一些有害的氟化合物，污染环境，对工作人员的身体健康造成危害。本设计的基础是在氮气气氛上进行烧结的，通过先把炉中的空气抽出，再注入氮气，使氟塑料层中的填料成分避免了与氧气氧化，提升烧结的效果。因为烧结是在氮气保护气氛条件下进行，因此是在密封的条件下烧结，正因如此，将大大减轻了污染程度，同时也减少能量的浪费。1　氮气烧结炉的技术要求以及技术关键的问题1.1　氮气烧结炉的技术要求为了使得烧结出具有优良摩擦磨损性能和综合使用性能的材料，塑化烧结设备应该具有以下的三个

5、要求：(1).炉内温度需要均匀、且温度波动小，在最佳温度下使三层复合材料塑化烧结；(2).炉内外伸的传动元件在运转的情况下需要具有良好的动态密封，确保减少窜气和氮气泄漏的情况发生，使设备在长期工作中保持良好的封气及隔热性能，尽可能避免烧结的高温环境下炉内三层复合材料的氧化反应；(3).尽量提高炉膛内塑化烧结区域的温度控制精度，以使得氟塑料能够充分塑化下对控温精度的要求。1.2氮气烧结炉技术关键问题其在技术上关键的问题有以下几点：(1).如何减小炉膛内的温度场分布的梯度，使得炉内的温度充分均匀和温度波

6、动达到最小；(2).如何提高炉膛内塑化烧结区域的温度控制精度，以使得氟塑料能够充分塑化下对控温精度的要求；(3).如何设计，能够炉内外伸的传动元件在运转下具有良好的动态密封性能，使设备在长期工作中保持良好的封气及隔热性能；(4).如何才能避免在炉膛内特别是在炉底部出现的局部高温区，确保撒落的氟塑料颗粒在炉底不会过热从而分解出剧毒的氟化氢气体，避免可能对操作人员造成的身体伤害和环境的污染。第16页共16页氮气烧结炉承载及运行系统设计为了解决这些技术的难题，在对设计方案进行充分论证的基础上，运用所掌握的

7、一些跨学科知识的优势，科学采用有关新技术和新材料，对有些技术关键点还通过试验验证的指导设计来改进优化新材料的应用。如为防止三层复合材料在烧结过程中的发生氧化，采用了氮气保护，为减少氮气及热能的损失，我们采用了全封闭的状态进行烧结，并要求达到具有一定的真空度等要求。2氮气烧结炉的设计原理2.1封闭气体保护系统的设计本次设计的烧结炉是在全封闭氮气保护下进行烧结工作。其步骤是先将炉内大部分的空气排尽,再把氮气通入，也可以是惰性气体或不与工件产生化学反应的其他气体，在这种方式下能最大限度地把氧含量在炉膛内降

8、低，同时对把炉膛抽成真空的装置要求也不高。装置的作用：基本杜绝了工件的高温氧化。同时烧结制品的外观质量、理化性能和使用特性得到了显著提高。在这里，主要是大幅降低了聚合物及铜的高温氧化的百分比或可能性，烧结的复合自润滑材料的各方面的性能和品质得到了显著提高。在实际使用的流程中，向炉内充氮气，并持续10～15分钟。然后再重复上述过程数次。这样才完成烧结前的气体保护的准备工作。在烧结时，由于烧结过程中，不可避免地出现工件的高温化学反应，那么就会出现一些废气。如果是烧结复合自