1、編編 號號xxxx 學院畢畢業業設設計計（論論文文）題目：題目：一種基于電加熱的導熱油系統設一種基于電加熱的導熱油系統設計及其關鍵零部件的加工工藝設計計及其關鍵零部件的加工工藝設計 信機 系系 機械工程及自動化專專 業業學 號： 0923249學生姓名： xx 指導教師： xx（職稱：副教授） （職稱： ）2016 年 5 月 25 日xxxx 學院本科畢業設計（論文）學院本科畢業設計（論文）誠誠 信信 承承 諾諾 書書本人鄭重聲明：所呈交的畢業設計（論文）一種基于電加熱的導熱油系統及其關鍵零部件的加工工藝設計是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業設計（論文）中特別加以

2、標注引用，表示致謝的內容外，本畢業設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 96 學 號： 0923249 作者姓名： 2012 年 5 月 25 日xxxx 學學院院信信 機機系系 機機械械工工程程及及自自動動化化專專業業畢畢 業業 設設 計計論論 文文 任任 務務 書書一、題目及專題：一、題目及專題：1、題目一種基于電加熱的導熱油系統設計及其關鍵零部件的加工工藝設計 2、專題 二、課題來源及選題依據二、課題來源及選題依據本課題來源于企業，為企業正在生產系統，要求學生熟悉流體傳動的基本原理，液壓管路的設計和接頭設計，同時運用機械專業知識， 設計該系統中關鍵

3、零部件的機械加工工藝設計。 該系統需綜合運用機械，電器控制、液壓傳動等知識，有較強的知識綜合性和實用性，使學生能做到理論聯系實際，為今后的工作打下扎實的實踐基礎。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求：三、本設計（論文或其他）應達到的要求：1.繪制導熱油系統圖； 2.編制該系統中典型零件機械加工工藝文件（三卡） ； 3.繪制聯接件零件圖及部件圖； 4.編寫設計說明書（大于 30 頁） ； 5.專業外語翻譯（大于 800010000 字符，約合漢字 5000 字符） ； 四、接受任務學生：四、接受任務學生： 機械 xx 班班 姓名姓名 xx 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期：自自 2015

4、 年年 11 月月 12 日日 至至 2016 年年 5 月月 25 日日六、設計（論文）指導（或顧問）：六、設計（論文）指導（或顧問）：指導教師指導教師簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名教教研研室室主主任任學科組組長研究所所長學科組組長研究所所長簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名2015 年年 11 月月 12 日日摘要摘要了解流體傳動的基本原理和接頭的設計，同時運用機械專業知識，設計該系統中關鍵零部件的機械加工工藝。通過對電熱油爐工作原理和電熱油爐的使用及管理的了解，設計電加熱導熱油系統的整體裝配圖。根據所知的生產數據以及系統的運行要求，選用合理的零件進行裝配。充分利用導熱油系統，通過不斷地技術改

5、進和提高，來提高工廠的生產效益。同時對其關鍵零部件法蘭盤進行機械加工工藝的分析，不同尺寸的法蘭其加工余量是不同的，要根據法蘭的大小正確的選取，保證零件加工的合理性。制定不同的工藝路線，通過對比選擇合理的工藝路線。在確定加工余量后，根據加工工序的背吃刀量確定切削的進給量。粗取切削速度，計算出機床的主軸轉速并選取機床的實際轉速參數，算出實際切削速度。在法蘭盤與管道的連接中，焊接也起了決定性作用，為了達到更好的焊接效果，需要對焊接填充材料進行選擇。關鍵詞：導熱油系統；工藝路線；切削用量；焊接AbstractUnderstand the basic principles of fluid transm

6、ission and joint design, mechanical professional knowledge at the same time, the design of key parts machining process in the system. In the working principle of electric heating oil furnace and electric heating oil furnace use and management of the understanding, design electric heating heat conduc

7、tion oil system of the whole assembly drawing. According to the known production data, and system operation requirements, choose reasonable parts are assembled. Make full use of the heat conduction oil system, through constant technical improvement and improve, to improve the production efficiency o

8、f the factory. And key components to its flange machining process analysis, different sizes of flange machining allowance is different, according to the size of the flange correct selection, ensure the rationality of parts processing. Make a different process route, through contrast to choose reason

9、able technology route. After determine the machining allowance, according to the machining process of turning to determine the cutting feed back. Rough cutting speed, to calculate the spindle speed of the machine tool and the selection of machine tool speed parameter, calculate the actual cutting sp

10、eed. In connection, flange and pipe welding also play a decisive role, in order to achieve better welding effect, need to choose the welding filler material .Keywords: heat conduction oil system; Process route; Cutting parameter; The welding 目錄目錄摘要.IIABSTRACT.III目錄 .V1 緒論.11.1 課題研究的意義.11.2 課題研究的目的.1

11、1.3 課題研究的范圍.11.4 達到的技術要求.11.5 課題研究的內容.11.5.1 加熱器本體.21.5.2 電加熱導熱油系統的特點.22 整體設計.32.1 整個系統里主要用到以下零部件.43 部件的選用與設計.53.1 高溫法蘭閘閥的選用.53.2 導熱油泵的選用.53.3 壓力表.73.3.1 壓力表的分類.73.3.2 壓力表的選用.73.3.3 壓力表的安裝與日常維護.83.4 加熱熔器 DN300 .83.5 電加熱管芯的選用.83.5.1 法蘭電加熱管.83.5.2 法蘭電加熱管的特點.93.6 止回閥的選用.93.7 針型閥的選用.103.8 防爆熱電阻的選用.103.9

12、 過濾器的選用.113.10 膨脹節的選用.114 法蘭盤的設計及制造工藝.134.1 機加工工藝規程的步驟及原則.134.2 法蘭盤零件的分析.144.2.1 法蘭的作用.144.2.2 零件的工藝分析.144.3 工藝規程設計.154.3.1 確定毛坯的制造形式.154.3.2 基面的選擇.154.3.3 制定工藝路線.154.3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.164.3.5 確定切削用量.195 系統的管道焊接與裝配.295.1 焊接工藝的重要性.295.2 焊接過程的物理本質.295.3 焊接方法.305.4 裝配工藝規程.305.4.1 裝配的精度.305.4.2 裝配

13、工藝規程的設計步驟.316 結論與展望.336.1 結論.336.2 展望.33致 謝.34參考文獻.351 緒論緒論1.1 課題研究的意義課題研究的意義隨著科學技術的進步和工業生產的發展，有機熱載體爐得到了不斷的發展和應用。雖然有機熱載體爐的工作壓力比較低，但是爐內熱傳導液溫度高，且大多熱傳導液具有易燃易爆的特性，一旦在運行中發生泄漏，將會引起火災、爆炸等事故，這樣不僅有很重大的財產損失，嚴重的甚至會造成人員傷亡。因此，對有機熱載體爐的安全運行和管理，必須高度重視，防患于未然。電熱油爐作為一種直接的熱能供給方式，已成為一種基礎且關鍵的工業及民用設施。隨著全球經濟的快速增長，工業發展及城市建設

14、步伐的不斷加快，為電熱產業帶來了無限商機。1.2 課題研究的目的課題研究的目的更加詳細的了解電熱油爐，熟悉它的工作原理，為電熱油爐的發展做鋪墊。了解電熱油爐的使用和管理，充分利用導熱油系統，通過不斷地技術改進和提高，來提高工廠的生產效益。1.3 課題研究的范圍課題研究的范圍電熱油爐的很多部分都是焊接起來的，因此整個電熱油爐的加工工藝規程中，焊接工藝在這個系統里起著舉足輕重的作用，焊接的出錯可能導致整個系統的失效，甚至引發整個系統的爆炸。電熱油爐的機加工工藝規程中，除了焊接工藝，系統里其他很多零部件是機加工出來的，零件的大小，尺寸，都有明確的要求。電熱油爐也分各種型號，所以并不是所有的電熱油爐零

15、件都通用。系統的運行都是各個零部件組合在一起協同作用，所以正確地把各個零件組合起來是保障電加熱系統穩定運行的充分條件，零件組裝錯誤會導致系統的失效。電熱油爐的電加熱管芯因為是熱油爐，所以他是用來傳遞熱量的，那么用什么加熱，如何加熱很關鍵。加熱管芯要考慮到電阻絲，氧化鎂粉。油管法蘭盤的工藝設計，這個系統密封性必須要嚴實，不然這個系統會漏油，從而熱量也就損失了。使整個系統的效率下降，而浪費更多的資源。為了保障這個系統的長久運行，測溫元件則能測量整個系統的溫度，從而能更準確的利用系統。1.4 達到的技術要求達到的技術要求可在較低的運行壓力下，獲得較高的工作溫度，有效降低管線和鍋爐的工作壓力。熱傳導效

16、率高、熱損失小，升溫快、降溫慢。溫度控制精確，受熱相對均勻。成倍延長設備使用壽命。閉式循環和開式操作均安全可靠。節約能耗約 50%左右，對大氣煙塵排放減少一半。節油節水節電，對于沙漠缺水、高寒地區、缺電地區推廣價值高。1.5 課題研究的內容課題研究的內容電熱式油加熱器（電熱油爐）是一種新型、節能、能提供高溫熱能的工業設備。供熱原理：以電熱升溫，采用導熱油作傳熱介質；在閉路循環系統中通過泵使熱載體強制循環，在低壓、高溫狀態下運行，直接釋放熱量，從而達到了提供熱源的目的。經用熱設備卸載后，重新通過循環泵，回到加熱器，再吸收熱量，傳遞給用熱設備，如此周而復始，實現熱量的連續傳遞，使被加熱物體溫度升高

17、，達到加熱的工藝要求。將熱能輸送給用熱設備后，繼加熱循環再加熱再循環的特種工業油爐。 加熱器本體加熱器本體 1、加熱器本體由鍋爐鋼結構組成，內膽經特殊防銹處理，外部采用耐高溫涂料保護。2、電加熱器內采用“分層、逐節加熱”技術成果?？梢酝耆訜崞鲀鹊摹八澜恰保瑥亩怪赜驮陔娂訜崞鲀妊h流動，使重油受熱均勻，不在容器內因停滯而產生結焦，從而消除因“死角”內的油品過熱而產生的碳化和結焦。3、熱交換采用國外最新的多管、大面積換熱結構。特粗三相單端出線電熱元件與被加熱的重油不直接接觸，使換熱管表面與被加熱重油之間的溫差大大降低，避免了重油的碳化現象。4、電熱元件采用遠紅外輻射技術，大大提高了傳熱效率

18、，同時又降低了換熱管的表面溫度，從而進一步防止了油品因在換熱管表面的局部過熱而產生碳化和結焦。 電加熱導熱油系統的特點電加熱導熱油系統的特點1、能在較低的運行壓力下獲得較高的工作溫度。2、閉路循環供熱，熱量損失小，節能效果顯著，并可以滿足不同使用溫度的多個用熱設備，可進行穩定、均勻、柔和加熱和高精度的（1）溫度控制。3、具有先進、高可靠性控制系統（PID 自整定）和安全檢測裝置。4、安全高效的電熱型高溫發生器，體積小、傳熱快、不結焦。5、高效率、密集性傳熱管技術。6、運行費用低，回收投資快。7、設備結構合理、配套齊全、安裝周期短、運行操作簡單，自動化程度高，安全可靠，適用范圍廣泛。8、具有完備

19、的運行控制和安全監測裝置，能實行自動化控制。 9、 能在較低的運行壓力下，獲得較高的工作溫度。 10、 熱效率高，可達 95%以上，控溫精度可達1。 11、設備體積小，安裝較靈活，宜安裝在用熱設備附近。 12、具有完備的運行控制和安全監測裝置，可以精密地控制工作。 2 整體設計整體設計電加熱油爐的熱量是由浸入導熱油的加熱元件產生及傳輸的。通過對導熱元件進行加熱，以導熱油為介質，將浸入導熱油的電加熱元件上長生的熱量進行傳輸。再利用循環泵，將導熱油通過油路管道進行強制的液相循環。導熱油所產生的熱量共給給一個或多個設備進行使用，經過設備卸載后回到加熱器。熱油吸收熱量再次進行傳輸，周而復始，實現熱量的

20、連續傳遞，被加熱物體的溫度不斷升高至工藝所需的要求。其整體設計圖如圖所示。高溫法蘭閘閥DN50止回閥DN50高溫法蘭閘閥DN65過濾器DN65 出口壓力表（帶緩沖管）Pt100熱電阻加熱元件容器DN300導熱油泵高溫法蘭閘閥DN65導熱油泵止回閥DN50高溫法蘭閘閥DN50高溫法蘭閘閥DN65高溫法蘭閘閥DN65DN65DN65DN50高溫法蘭閘閥DN32高溫法蘭閘閥DN20針型閥針型閥 進口壓力表（帶緩沖管）膨脹節DN65 圖 電加熱油爐整體設計整個系統的目的是將油進行自加熱再出輸給需要用熱量的設備，那么系統是如何進行加熱，進行傳輸的呢。下面就將介紹一些系統用到的零部件以及他們起到的作用。

21、整個系統里主要用到以下零部件整個系統里主要用到以下零部件1、法蘭 DN65、DN50、DN20。法蘭的作用：法蘭連接就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，兩個法蘭盤之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起，完成了連接。有的管件和器材已經自帶法蘭盤，也是屬于法蘭連接。法蘭分螺紋連接（絲接）法蘭和焊接法蘭。低壓小直徑有絲接法蘭，高壓和低壓大直徑都是使用焊接法蘭，不同壓力的法蘭盤的厚度和連接螺栓直徑和數量是不同的。后面的章節會詳細介紹法蘭的工藝。 2、高溫法蘭閘閥。 高溫法蘭閘閥的作用：用于控制整個油路的開關，但是不能起到調節和節流的作用。3、導熱油泵。導熱油泵的作用：給系統里的有加壓，便

22、于傳輸。采用兩種不同的油泵分別是 KCB-55 和 WRY65-50-180（kw）。4、壓力表。壓力表的作用：用來測量系統的壓力，確保系統的安全，防止高壓產生的爆炸或者低壓導致熱油不能很好的傳輸。5、加熱容器 DN300。加熱熔器 DN300，可以看出，這是用來進行熱油存儲的裝置，其使用的是碳鋼材料，設計壓力。6、電加熱芯。電加熱管芯是插入 DN300 容器里的加熱元件。7、止回閥。止回閥的作用是在系統運行中，避免管路中的導熱油倒流，這樣能更好地進行油路正確傳輸。8、針型閥。針型閥的作用是開啟或切斷管道通路。9、熱電阻。熱電阻的作用是其電阻值隨著溫度的升高而增加這一電阻特性從而進行溫度的測量

23、。10、過濾器。過濾器的作用是過濾，它是一種過濾設備，它的主要功用就是將導熱油在運行過程產生的膠質沉淀物過濾出來。11、膨脹節。膨脹節是一種補償裝置，利用波紋管補償器中的彈性元件的有效伸縮變形來吸收導管或容器的由于熱脹冷縮原因產生尺寸的變化。這里介紹的零部件基本事外購的，法蘭盤是加工件，第四章會詳細論述法蘭加工工藝規程。3 部件的選用與設計部件的選用與設計想要有一個穩定的導熱油系統，對于各標準件的選用就有很大的講究，所以要選用符合生產數據的零件進行裝配。本章就具體介紹了一些標準件的型號。 高溫法蘭閘閥的選用高溫法蘭閘閥的選用在第二章中簡單地介紹了高溫法蘭閘閥的作用，現在稍微具體地介紹起功用特點

24、。產品圖如圖 3.1 所示。圖 3.1 高溫法蘭閘閥示意圖高溫法蘭閘閥適用于公稱壓力在至，工作溫度在-29 攝氏度至 550 攝氏度的石油、化工、水力、火力電站各種系統的管路上，切斷或接通管路介質。其適用的介質是：水、油品、蒸汽以及酸、氨、堿、尿素、含硫的天然氣等化工用品。 導熱油系統中采用的介質是油品，最高操作溫度在 315 攝氏度，設計溫度則是 340攝氏度，設計壓力。所以，高溫法蘭閘閥對與導熱油系統的工作環境要求都能達到滿足。系統選用的是上海秉奇閥門制造的高溫法蘭閘閥。主要用到的是高溫法蘭閘閥DN20、高溫法蘭閘閥 DN50、高溫法蘭閘閥 DN65。此閥門符合國內外先進的標準要求，而且密

25、封性可靠。不僅如此，有著完美造型的它再加上優良的性能，何不為導熱油系統的首選呢？操作方式多種多樣，主要的有手動、齒輪傳動、電動、氣動等。雖然操作方式多種多樣，導熱油系統采用的是手動的操作方式。采用彈性閘板結構，中大口徑設置的推動軸承，摩擦力小并且配有撞擊手動，所以次法蘭閘閥的開關輕松自如。但是要保持有專門的看管人員，隨時查看。 導熱油泵的選用導熱油泵的選用在傳輸系統或者循環系統中，導熱油泵是一種很好的泵體對于熱交換設備，它是理想的用泵配套設備。由于系統中沒有自動加壓的裝置，所以我們需要給系統配備導熱油泵。系統中用到的泵體主要有兩種，一種是 WRY65-50-180，此導熱油泵是常州市常能導熱油

26、泵的產品，具體結構圖如圖所示。圖 WRY 導熱油泵結構圖另一種導熱油泵是 KCB-55，此泵體是河北滄州的泊頭市鵬展泵閥原（鵬遠泵業制造公司）開發生產的。其中 KCB-55 是屬于齒輪泵，其工作原理很簡單，如圖。通過進油孔將油品吸入兩個齒輪中間，并且通過齒輪的嚙合，把油品充滿整個空間。齒輪嚙合帶動油品的旋轉，使其沿殼體運動，油品運動到另一端。簡單地說，當一個齒進入另一個齒的流體空間時，液體就被機械性地擠排出來。圖 3.3 齒輪泵的工作原理結構圖WRY65-50-180 則是一種防爆導熱油泵，是常能導熱油泵專業生產的武林牌 WRY 型系列高溫熱油循環泵。WRY 所擁有的使用功率從 0.55KW1

27、32KW 共 20 余種規格型號，導熱油系統采用的是的導熱油泵。腳支撐結構形式為單級單吸懸臂式基本結構。一改傳統的冷卻結構-水冷，使得泵結構更為合理、簡單。性能好，使用可靠。 壓力表壓力表 壓力表的分類壓力表的分類壓力表按照其轉換原理的不同，不同大致可分為四類：第一種是液柱式壓力計：根據流體靜力學原理，通過液柱高度將被測的壓力表現出來。結構形式也有不同，所以可以分為 U 形管壓力計、單管壓力計等。這類壓力計有簡單的結構，使用起來很方便，但由于受工作液的毛細管的作用、密度及視差等因素，其準確度會受到很大的影響。因為其測量范圍比較窄，所以一般用來測量較低壓力、壓力差或者真空度。第二種是彈性式壓力計

28、：它是通過彈性元件變形的位移來和被測壓力進行轉換，例如彈簧管壓力計及模式壓力計及彈簧管壓力計等。 第三種是電氣式壓力計：它是將被測壓力轉換成機械和電氣元件的電量（如電壓、電流、頻率等），進行測量的儀表，例如各種壓力變送器和壓力傳感器。 第四種是活塞式壓力計：它是運用水壓機液體傳送壓力原理，用活塞上所加平衡砝碼的質量和所測壓力進行對比來進行測量的。它有很高的測量準確度，小到 0.05%0.02%的誤差。但價格較貴，結構較復雜。來檢驗其他類型的壓力計時可用作為標準壓力測量儀表。導熱油系統中采用的是一般的壓力表，它有個敏感元件-波登管，表內有機芯的轉換機構，當產生壓力時，波登管會發生彈性形變，機芯的

29、機構將彈性形變轉換為旋轉運動，與機構聯接的指針會發生偏轉來顯示壓力。所以導熱油系統中用的壓力表是采用了第二種彈性式壓力計，工作原理圖如圖所示。 圖 壓力表的工作原理圖 壓力表的選用壓力表的選用鍋爐工作壓力小于時，壓力表精度不低于級；工作壓力大于的鍋爐，壓力表的精度不低于級；工作壓力大于 14MPa 的鍋爐，壓表的精度應為 1 級。導熱油系統的設計工作壓力是 MPa，所以所用的壓力表的精度不得抑郁級。由于壓力表的量程應是鍋爐最大壓力的倍，我們取中間值 2 倍。所以對于壓力表的量程在 700左右。壓力表是固定在鍋爐外殼的，這樣不僅便于觀察，也便于定期地進行沖洗操作，更換壓力表的位置。3.3.3 壓

30、力表的安裝與日常維護壓力表的安裝與日常維護（1）壓力表使用環境溫度為-4070，相對濕度不大于 80%，如偏離正常使用溫度時，須計入溫度附加誤差。（2）壓力表必須垂直安裝，力求與測定點保持同一水平，如相差過高計入液柱所引起的附加誤差，測量氣體時可不必考慮。安裝時將表殼后部防爆口阻塞，以免影響防爆性能。（3）壓力表正常使用的測量范圍：在靜壓下不超過測量上限的 3/4，在波動下不應超過測量上限的 2/3。在上述兩種壓力情況下大壓力表測量最低都不應低于下限的 1/3，測量真空時真空部分全部使用。（4）使用時如遇到壓力表指針失靈或內部機件松動、不能正常工作等故障時應進行檢修，或聯系生產廠家維修。（5）

31、儀表應避免震動和碰撞，以免損壞。 加熱熔器加熱熔器 DN300加熱熔器 DN300 是采用碳鋼材料，采用臥式的裝置方式，最高溫度高于設計溫度340 攝氏度。占地面積小，用電量小，具有環保，無污染物排出的等特點。3.5 電加熱管芯的選用電加熱管芯的選用3.5.1 法蘭電加熱管法蘭電加熱管 圖 3.5 法蘭電加熱管示意圖3.5.2 法蘭電加熱管的特點法蘭電加熱管的特點導熱油系統中是采用法蘭式的電加熱管，也叫插入式電加熱器，是用 U 型管狀電熱元件，根據加熱不同介質來設計的。其裝配是在法蘭蓋上，插入需加熱的介質中，發熱元件工作時，所釋放出的熱量傳導給被加熱的介質，使介質溫度升高，達到所需的工藝要求。

32、當介質溫度達到工藝要求的設定值時，控制系統會根據溫度傳感器發出的信號，經 PID 運算后調節電加熱器輸出功率，對發熱元件的電阻性負載實現溫度控制。法蘭電熱管主要針對石油、化工、食品、機械等行業各類儲罐、容器、油箱內物料保溫和加熱。電加熱管是管狀電熱元件它是由金屬管、螺旋狀電阻絲及結晶氧化鎂粉等組成的。在不銹鋼無縫管內均勻地分布高溫電阻絲，在空隙部分填入導熱性能和絕緣性能均良好的結晶氧化鎂粉，結構不但先進，熱效率高，發熱均勻，高溫電阻絲中有電流通過時，產生的熱通過氧化鎂粉向金屬管表面擴散，再傳遞到被加熱件或空氣中去，達到加熱的目的。適用于加熱空氣、油、水、化學介質、熱壓模，熔化鹽、堿及低熔點合金

33、等。3.6 止回閥的選用止回閥的選用止回閥也叫止逆閥、止逆閥或者單向閥，作用是防止管路中的介質定向流動而不致倒流。止回閥也包括水泵吸水管的底閥。止回閥按其結構分為升降式止回閥、蝶式止回閥和旋啟式止回閥。其中升降式止回閥包含立式和臥式兩種不同形式。旋啟式止回閥分為單瓣式、雙瓣式和多瓣式三種不同形式。蝶式止回閥則為直通型。在連接形式上，止回閥可分為焊接、螺紋連接和法蘭連接三種。止回閥的開關是靠介質流動和力量自行開啟和關閉的，以防止介質倒流。所以這是一種自動閥門，主要就用于單向流動的介質的管道上，介質只能往一個方向流動以免發生事故。在導熱油系統中所用的止回閥是 H44 型的旋啟式止回閥，采用的是法蘭

34、連接。其結構圖如圖所示。圖 止回閥的結構示意圖 針型閥的選用針型閥的選用針型閥是用來精確調整的閥門，針型閥的用途廣泛，在火焰切割中用的割距，用來調整火焰溫度的旋鈕就是是針型閥。針型閥的主要作用是作開或切斷管道的通路。切斷流體是任何閥門的主要作用，但是根據閥芯的不同可以分為閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、針型閥等。相比而言，針型閥比其他的閥門密封性好，同時也能承受更大的壓力。一般的針型閥做成螺紋連接，這樣針型閥與壓力表配合使用，效果最佳。導熱油系統中用的是 J13H 型針型閥，其結構簡圖如圖所示。圖 3.7 針型閥的結構示意圖 防爆熱電阻的選用防爆熱電阻的選用防爆熱電阻的原理是利用間隙隔爆，設

35、計具有做夠強度的接線盒等部件，把會產生火花、危險溫度或者電弧的零件都密封于接線盒腔內。當接線盒腔內有爆炸發生時，就能通過接合面間隙熄火和冷卻，爆炸后的溫度及火焰不會傳到腔外來測量溫度。導熱油系統中采用的是 PT100 防爆熱電阻。其測量精度高，性能穩定，機械強度高，耐高壓高溫。測溫元件和二次儀表已經選用合理，關鍵問題就在于正確的安裝。如果錯誤安裝，即使儀表準確度再高，也測量不到真實的溫度值，也就起不到檢測的作用。其安裝可分為垂直安裝、傾斜安裝、彎頭安裝以及擴大管安裝。如圖所示 圖 （a）垂直安裝 （b）傾斜安裝 （c）彎頭安裝 （d）擴大管安裝在安裝時應注意以下幾點：（1）測量溫度時，保證熱電

36、阻與流體充分接觸，減少測量誤差。因此，要選擇有代表性的測溢點位置。測量管道流體介質溫度時，插入時應迎著流動方向，至少須與被測介質正交(成 90 度)，測溫點應處在管道中心位置，且流速最大。（2）熱電阻的接線盒的出線孔要朝下安置，以免積水及灰塵等造成接觸不良，防止引入干擾信號。（3）熱電阻要避開熱輻射強烈影響的地方。要密封安裝孔，避免被側介質逸出或冷空氣吸入而引入誤差。（4）若工藝管道過小(直徑小于 80 mm)，安裝測溫元件處應接裝擴大管，如圖3.8（d）所示。（5）為了防止熱量散失，熱電阻應插在有保溫層的管道或設備處。（6）安裝在負壓的管道中時，必須保證密封性，防外界冷空氣進入，使讀數降低。

37、 過濾器的選用過濾器的選用過濾器是由簡體、不銹鋼濾網、傳動裝置、排污部分及電氣控制部分組成。待過濾的水從水口流入，經過過濾器的濾網，通過出口進入管道進行工藝循環。在循環過程中，水中會有很多顆粒雜質唄濾網攔截。長久之后，截留的雜質會越來越多，慮孔越來越小，使進出口之間產生壓力差，壓力差達到設定值時會發送電信號到控制器上，控制系統啟動驅動馬達通過傳動組件帶動軸轉動，同時將排污口打開清除污垢，清洗完畢后系統返回初試狀態，系統正常運行。過濾器按照功能可分為自清洗過濾器、全自動過濾器、刷式過濾器和彈性過濾器。導熱油系統中采用的是 DN65 彈性過濾器，免維護、自動清洗，這樣就避免了濾芯因為長時間工作堵塞

38、的隱患。 膨脹節的選用膨脹節的選用膨脹節是一種補償元件，有彎管式膨脹節、波紋管膨脹節和套管伸縮節。彎管式膨脹節是吧管子彎成 U 形或其他形狀，也叫漲力彎。是利用形體的彈性形變進行補償的。其強度好、壽命長以及可現場制作的優點深受顧客青睞。但其缺點也是有的，占用空間大、摩擦阻力大、消耗鋼材多。所以這種膨脹節多用于蒸汽管道和長管道上。套管伸縮節則是由內外套管組成，它能夠在軸向作相對運動，并在內外套管之間采用填料函密封，兩端裝有導向支架。使用時注意，保持兩端管子在一條軸線上移動。對流體的流動摩擦阻力小、結構緊湊。但也有缺點：密封性差，對固定的支架推理力較大。主要用于水管和低壓蒸汽管。波紋管膨脹節的應用

39、比較廣泛，導熱油系統中采用的就是波紋管膨脹節。它是用金屬波紋管支撐的一種膨脹節，能夠沿著軸線方向伸縮，允許少有少量的彎曲。為了避免超過允許補償量，波紋管的兩端會設有保護環和保護拉桿，并且在它的兩端管道上安裝導向支架。這樣不僅節約空間和材料，也便于標準化批量生產，但其使用的壽命比較短。主要的結構圖如圖所示圖 波紋管膨脹節結構圖4 法蘭盤的設計及制造工藝法蘭盤的設計及制造工藝在一定的生產條件下，在保證產品質量和快速響應市場需求的前提下，獲得最好的經濟效益是制定工藝規程的基本原則。制定工藝規程時，應追求技術上的先進性，經濟上的合理性，生產上的安全性，并積極推行綠色制造工藝。本章介紹了及加工的工藝規程

40、和法蘭盤的設計制造工藝。雖然這種法蘭盤是最簡單的構造，但是麻雀雖小五臟俱全，在加工法蘭盤的過程中所用到的加工工序都是比較詳盡的。 機加工工藝規程的步驟及原則機加工工藝規程的步驟及原則機加工工藝規程的步驟：（1）零件分析分析零件的結構特點，確定零件的主要加工方法；分析零件的加工技術要求，確定重要表面的精加工方法；根據零件的結構和精度，制定零件加工工藝性評價。 （2）確定毛坯根據零件的生產批量和材料選擇毛坯的種類；根據毛坯制造的工藝特點和毛坯總余量確定毛坯的大小和形狀；繪制毛坯工件圖。 （3）確定各表面加工方法根據零件各加工表面的形狀、結構特點和加工批量逐一列出各表面的加工方法。可以有多種方案，再

41、根據現有條件再進行逐一比較，選擇一種最適合的方案。 （4）確定定位基準選擇粗基準，按照粗基準的選擇原則，第一道工序加工選擇為粗基準；選擇精基準，按照精基準的選擇原則，第一道工序以外的各表面的定位基準為精基準，以便確定定位方案和按照基準先行的原則安排工藝路線。（5）劃分加工階段一般零件加工階段分為三個階段：粗加工、半精加工、精加工階段。粗加工又包括粗車、粗銑、粗刨、粗鏜等。半精加包括半精車、半精銑、半精刨、半精鏜等。精加有精車、精銑、精刨、精鏜、粗磨、精磨。當零件尺寸精度在 IT6 級及以上，表面粗糙度在以上時，要進行超精加工。 （6）熱處理工藝安排及輔助工序安排熱處理工藝將零件加工的階段自然分

42、開。一般情況下，鑄造后毛坯要進行時效處理，鍛造后毛坯要進行正火或者退火處理，然后粗加工。粗加工之后，復雜鑄件要進行二次時效，軸類零件一般進行調質處理，然后再進行半精加工。各類淬火放在磨削加工前進行，表面化學處理放在零件加工后進行。 輔助工序包括去毛刺、劃線、涂防銹油、涂防銹漆等也要在需要的時候安排進去。 （7）擬訂工藝路線按照基準先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的原則安排工藝路線。并以重要表面的加工為主線，其他表面的加工穿插其中。一般次要表面的加工是在精加工前或磨削加工前進行的，重要表面的最后的精加工為放在整個加工過程的最后進行；根據加工批量及現有生產條件考慮工序的集中與分散，以便更合理地安

43、排工藝路線；安工序按排零件加工的工藝路線。 （8）工序設計選擇工序的夾具、量具、切削機床、切削刀具；確定工序的加工余量，計算各表面的工序尺寸；選擇合理切削參數，計算工序的工時定額。 （9）填寫工藝卡片將相關內容填入工藝卡片中，工藝卡片有三種：工藝過程卡、工序卡和工藝卡。制定工藝規程的原則：在一定的生產條件下，所編制的工藝規程要能以最低的費用和最少的勞動工時，有效地加工出符合技術要求及圖樣的零件。編制的工藝規程首先要保證產品的質量，但在這同時也要爭取到最好的經濟效益。所以在制定工藝規程時，要注意以下三個方面：（1）技術上的先進性：在制定工藝規程時，要了解國內外本行業（這里涉及的是機械加工行業）工

44、藝技術的發展。通過必要的工藝試驗，優先采用先進工藝和工藝裝備，同時還要充分利用現有的生產條件。（2）經濟上的合理性：在一定的生產條件下，可能會出現幾個保證工件技術要求的工藝方案。此時應全面考慮，通過核算或評比選擇經濟上最合理的方案，使產品的能源、物資消耗和成本最低。（3）有良好的勞動條件：制定工藝規程時，要注意保證工人具有良好、安全的勞動條件，通過機械化、自動化等途徑，把工人從笨重的體力勞動中解放出來。4.2 法蘭盤零件的分析法蘭盤零件的分析4.2.1 法蘭的作用法蘭的作用法蘭又叫法蘭盤或突緣，是管子與管子相互連接的零件。連接于管端，法蘭盤上加工有孔眼，可以用螺栓連接兩法蘭，法蘭間用襯墊密封。

45、法蘭管件指帶有法蘭（突緣或接盤）的管件。這種法蘭管可澆鑄而成，也可以由螺紋連接或焊接構成。法蘭的聯接由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成。墊片放在兩法蘭密封面之間，擰緊螺母后，墊片表面上的比壓達到一定數值后產生變形，并填滿密封面上凹凸不平處，使聯接嚴密不漏。有的管件和器材已經自帶法蘭盤，也是屬于法蘭連接。法蘭連接是管道施工的重要連接方式。 法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力。在工業管道中，法蘭連接的使用十分廣泛。在家庭內，管道直徑小，而且是低壓，看不見法蘭連接。如果在一個鍋爐房或者生產現場，到處都是法蘭連接的管道和器材。通俗地講，法蘭盤的作用就是使得管件連接處固定并密封。4.2.2 零件

46、的工藝分析零件的工藝分析導熱油系統中用的是 DN20、DN50 和 DN65 的法蘭。法蘭盤共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求。現分述如下：（1）以孔為中心加工表面以中心孔車各個端面，倒角。（2）以法蘭盤非凸臺面為基準的加工表面加工表面包括:擴中心孔，鉆螺栓孔。由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。4.3 工藝規程設計工藝規程設計4.3.1 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式零件材料是為碳鋼，零件年產量是大批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀

47、并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出，毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。4.3.2 基面的選擇基面的選擇基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。按照有關粗基準的選擇原則（如果必須首先保證工件上欲加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面為粗基準），現選擇中心孔的外表面為粗基準，利用三爪自定心卡盤夾持最大外圓，并且使卡盤端面緊靠凸臺端面，這樣可以消除所有六個自由度，達到完全定位。（2）精基準的選擇。

48、主要應考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。4.3.3 制定工藝路線制定工藝路線制定工藝路線的出發點，按照基準先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的原則安排工藝路線。并以重要表面的加工為主線，其他表面的加工穿插其中。應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1DN50 工藝路線方案一：工序 010 粗車、精車 99 端面，粗車、半精車外圓 99 及車倒角。

49、工序 020 鏜 58 的中心孔。工序 030 粗車 165 端面，粗車、半精車外圓 165 及車倒角。工序 040 鉆四個 18 的孔。工序 050 表面處理，檢驗入庫。2DN50 工藝路線方案二：工序 010 粗車 99 端面及外圓。精車 99 端面，半精車 99 的外圓。工序 020 鏜 58 的中心孔。工序 030 粗車 165 端面以及外圓面，半精車 165 外圓面。工序 040 鉆四個孔 18。工序 050 表面處理，檢驗入庫。3DN50 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一選擇一步到位，直接從粗車到精車端面及外圓，沒有考慮到先粗后精的原則。方案二在機加工中比較完

50、整，車床的工序可以合并在一起。但在前期兩個方案都沒有考慮到零件毛坯為鑄件，因而在所有機加工之前，應先安排除砂工序。綜合考慮以上各方面，對方案進行改進，改進后 DN50 的具體工藝方案確定如下：工序 010 備料，除砂。工序 020 粗車 99 端面及外圓。精車 99 端面，半精車 99 的外圓。鏜 58 的中心孔。粗車 165 端面以及外圓面，半精車 165 外圓面。工序 030 鉆四個 18 的孔。工序 040 表面處理，檢驗入庫。因 DN20、DN65 和 DN50 外形相似，故工序類似。DN20 工藝方案：工序 010 備料，除砂。工序 020 粗車 56 端面及外圓。精車 56 端面，

51、半精車 56 的外圓。鏜 26 的中心孔。粗車 105 端面以及外圓面，半精車 105 外圓面。工序 030 鉆四個 14 的孔。工序 040 表面處理，檢驗入庫。DN65 工藝方案：工序 010 備料，除砂。工序 020 粗車 118 端面及外圓。精車 118 端面，半精車 118 的外圓。鏜 77 的中心孔。粗車 185 端面以及外圓面，半精車 185 外圓面。工序 030 鉆四個 18 的孔。工序 040 表面處理，檢驗入庫。4.3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定4.3.4.1 DN20 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定加工余量、工序尺

52、寸及毛坯尺寸的確定圖 4.1 DN20 零件圖（1）外圓表面（105、56）外圓 105，表面粗糙度，查機械切削工藝參數速查手冊表 1-6，采用先粗車，然后再半精車。加工凸臺的零件時，其加工余量要根據零件的最大直徑來確定。根據其尺寸，選用粗車的雙邊余量為 2Z=mm,半精車雙邊余量為 2Z=mm。所以凸臺 56 的加工余量也是這樣。（2）孔（中心孔 26、螺栓孔 14）在鑄鐵上加工直徑小于 15mm 時，不用擴孔鉆和鏜孔，所以螺栓孔直接鉆出。中心孔由毛坯先鑄出，且無精度要求，查機械切削工藝參數速查手冊，采用鏜孔。根據表 1-16，鏜孔的雙邊余量為 2Z=3.0mm。（3）端面105 兩端面的粗

53、糙度要求為，軸向無公差要求。查機械加工技術手冊表 3-13，粗車的表面粗糙度可達，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為 Z=1mm。56 端面的軸向無公差要求。查機械加工技術手冊表 3-13，粗車的表面粗糙度可達，先選用粗車。選用粗車的加工余量為 Z=1.0mm。查金屬加工工藝及工裝設計表4-35，選用精車。選用精車的加工余量為 Z=mm。各加工表面的總余量如表 4-1 所示。表 4-1 DN20 各加工表面總余量零件尺寸(mm)單面加工余量(mm)鑄件尺寸(mm)261.523562.5611052.5110頂：114底：1162頂：234.3.4.2 DN50 加工余量、工序尺寸及毛坯尺

54、寸的確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定圖 DN50 零件圖（1）外圓表面（165、99）外圓 165，表面粗糙度，查機械切削工藝參數速查手冊表 1-6，采用先粗車，然后再半精車。加工凸臺的零件時，其加工余量要根據零件的最大直徑來確定。根據其尺寸，選用粗車的雙邊余量為 2Z=6.0mm,半精車雙邊余量為 2Z=mm。所以凸臺 99 的加工余量也是這樣。（2）孔（中心孔 58、螺栓孔 18）螺栓孔直接鉆出。中心孔由毛坯先鑄出，且無精度要求，查機械切削工藝參數速查手冊，采用鏜孔。根據表 1-16，鏜孔的雙邊余量為 2Z=3.0mm。（3）端面165 兩端面的粗糙度要求為，軸向無公差要求。查機械加

55、工技術手冊表 3-13，粗車的表面粗糙度可達，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為 Z=3mm。99 端面的軸向無公差要求。查機械加工技術手冊表 3-13，粗車的表面粗糙度可達，先選用粗車。選用粗車的加工余量為 Z=1mm。查金屬加工工藝及工裝設計表 4-35，選用精車。選用精車的加工余量為 Z=mm。各加工表面的總余量如表 4-2 所示。表 4-2 DN50 各加工表面總余量零件尺寸(mm)單面加工余量(mm)鑄件尺寸(mm)581.555992.51041654173頂：318底：3242頂：14.3.4.3 DN65 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

56、圖 4.3 DN65 零件圖（1）外圓表面（185、118）外圓 185，表面粗糙度，查機械切削工藝參數速查手冊表 1-6，采用先粗車，然后再半精車。加工凸臺的零件時，其加工余量要根據零件的最大直徑來確定。根據其尺寸，選用粗車的雙邊余量為 2Z=6.0mm,半精車雙邊余量為 2Z=mm。所以凸臺 118 的加工余量也是這樣。（2）孔(中心孔 77、螺栓孔 18)螺栓孔直接鉆出。中心孔由毛坯先鑄出，且無精度要求，查機械切削工藝參數速查手冊，采用鏜孔。根據表 1-16，鏜孔的雙邊余量為 2Z=3.0mm。（3）端面185 兩端面的粗糙度要求為，軸向無公差要求。查機械加工技術手冊表 3-13，粗車的

57、表面粗糙度可達，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為 Z=mm。118 端面的軸向無公差要求。查機械加工技術手冊表 3-13，粗車的表面粗糙度可達，先選用粗車。選用粗車的加工余量為 Z=1.0mm。查金屬加工工藝及工裝設計表 4-35，選用精車。選用精車的加工余量為 Z=mm。各加工表面的總余量如表 4-3 所示。表 4-3 DN65 各加工表面總余量零件尺寸(mm)單面加工余量(mm)鑄件尺寸(mm)771.5741182.51231854193頂：324底：3302頂：14.3.5 確定切削用量確定切削用量4.3.5.1 DN20 切削用量的確定切削用量的確定（1）56 外圓表面，刀具壽

58、命 30min。1）粗車切削用量的選擇根據切削用量的基本原則，粗車取 a =1.5mm。p根據工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及背吃刀量，查機械切削工藝參數速查手冊表 2-38，根據機床說明書中實有的進給量，取 f=0.51 mm/r。根據加工材料為結構碳鋼、a =1.5mm、，由機械切削工藝參數速查手冊表 2-41p切削速度為 128m/min。計算轉速：min)/(4 .6796114. 312810001000rdvn根據機床說明書選取實際的機床主軸轉速為 560r/min，故實際的切削速度為：min)/(10610005606114. 31000mdnv2）半精車切削用量的選擇根據切削用量

59、的基本原則，半精車取 a =mm。p根據工件材料、表面粗糙度為、并預估切削速度大于 50mm/r。刀尖圓弧半徑為，查機械切削工藝參數速查手冊表 2-39，根據機床說明書中實有的進給量，取 f=0.30 mm/r。根據加工材料為結構碳鋼、a =mm、，由機械切削工藝參數速查手冊表 2-41 切p削速度為 162m/min。計算轉速：min)/(3 .9215614. 316210001000rdvn根據機床說明書選取實際的機床主軸轉速為 900r/min，故實際的切削速度為：min)/(15810009005614. 31000mdnv（2）105 外圓表面，刀具壽命 30min。1）粗車切削用

60、量的選擇根據切削用量的基本原則，粗車取 a =1.5mm。p根據工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及背吃刀量，查機械切削工藝參數速查手冊表 2-38，f=0.6-0.9mm/r，根據機床說明書中實有的進給量，取 f=0.71 mm/r。根據加工材料為結構碳鋼、a 、f=0.71mm/r，由機械切削工藝參數速查手冊表p2-41 切削速度為 113m/min。計算轉速：min)/(2 .33011014. 311310001000rdvn根據機床說明書選取實際的機床主軸轉速為 320r/min，故實際的切削速度為：min)/(110100032011014. 31000mdnv2）半精車切削用量的選擇根