电阻炉设计与计算例题
电阻炉设计计算举例 一 设计任务
为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下：
（1） 用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理，处理
对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；
（2） 生产率：160kg/h ；
（3） 工作温度：最高使用温度≤950℃；
（4） 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
二 炉型的选择
根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。
三 确定炉体结构和尺寸
1. 炉底面积的确定 因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。一直生率P 为160kg/h ，按表1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P 0为120kg/(m
2.h)。 表1
故可求得炉底有效面积
210160 1.33m 120
P F P =
== 由于有效面积与炉底总面积存在关系式1
0.75~0.85F F
=,取系数上限，得炉底实际面积
21 1.33
1.57m 0.850.85
F F =
== 2. 炉底长度和宽度的确定
由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装出料方便，取L/B=2，因此，可求得
1.772L m ===
B=L/2=1.772/2=0.886m
根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.741m ，B=0.869m ，如图5-8所示。 3. 炉膛高度的确定
按统计资料，炉膛高度H 与宽度B 之比H/B 通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.7左右，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度H=0.640m 。 因此，确定炉膛尺寸如下
长 L=（230+2）×7+（230×1/2+2）=1741mm 宽 B=（120+2）×4+（65+2）+（40+2）×2+）（113+2）×2=869mm 高 H=（65+2）×9+37=640mm
为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为
L效=1500mm
B效=700mm
H效=500mm
.4. 炉衬材料及厚度的确定
由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即113mmQN-1.0轻质粘土砖+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+113mmB级硅藻土砖。
炉顶采用113mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+115mm膨胀珍珠岩。
炉底采用三层QN-1.0轻质粘土砖（67×3）mm+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+182mmB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门用65mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+65mmA及硅藻土砖。
炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。
炉底板材料选用Cr-Mn-N耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块，厚20mm。
四砌体平均表面积计算
砌体外廓尺寸如图5-8所示。
L外=L+2×（115+50+115）=2300mm
B外=B+2×（115+50+115）=1430mm
H外=H+f+（115+80+115）+67×4+50+182=640+116+310+268+50+182=1566mm 式中：f——拱顶高度，此炉子采用60°标准拱顶，取拱弧半径R=B，则f可由f=R（1-cos30°）求得。
1.炉顶平均面积
222 3.140.869
1.741 1.585m 66
R F L π??=
?=?=顶内
22.29m F ===顶均
2. 炉墙平均面积
炉墙面积包括侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括在前墙内。 F 墙内=2LH+2BH=2H(L+B)=2×0.640×（1.741+0.869）=3.341m 2 F 墙外=2H 外 (L 外+B 外)=2×1.566×（2.300+1.430）=11.68m 2
26.25m F ===墙均 3.炉底平均面积
F 底内=B ×L=0.869×1.741=1.51m 2 F 底外=B 外×L 外=1.430×2.300=3.36m 2
22.23m F ==底均
五、计算炉子功率
1. 根据经验公式法计算炉子功率 由式
0.50.9
1.55t 1000
P C F τ-=升安（）
取式中系数()()]0.5 1.8 1.55
30h /m C KW C ?=???
，空炉升温时间假定为τ
升
=4h ，炉
温t=950℃，炉膛内壁面积
F 壁=2×（1.741×0.640）+2×（0.869×0.64）+1.741×0.869+2×3.14×0.869×
60
360
×1.741=6.44m2 所以
1.55
0.50.9 1.550.50.9t 950304 6.4474.110001000P C F KW τ--??==???- ???
升安
（）
由经验公式法计算得P 安≈75（KW ）
2.根据热平衡计算炉子功率 （1）加热工件所需的热量Q 件
由附表6得，工件在950℃及20℃时比热容分别为C 件2=0.636kj/（kg.℃），c 件1=0.486 kj/（kg.℃），根据式（5-1）
102p c t c t kj h Q =???件件件1（-）=160（0.636950-0.48620）=95117/
（2）通过炉衬的散热损失Q 散
由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门包括在前墙内。
根据式（1-15）
1n 1
n
i i 1i i
t t Q s F λ+=-=
∑散 对于炉墙散热，如果5-9所示，首先假定界面上的温度及炉壳温度，t ′2墙=780℃，t ′3墙=485℃，t ′4墙=60℃则
耐火层s1的平均温度1950780
8652
s t +==均℃，
硅酸铝纤维层s2的平均温度
2780485632.52
s t +==均℃，
硅藻土砖层s3的平均温度
348560272.52
s t +==均℃，
s1、s3层炉衬的热导率由附表3得
33110.290.256100.290.256108650.511/(m )s t W λ--=+?=+??=?均℃
33330.1310.23100.1310.2310272.50.194/(m )s t W λ--=+?=+??=?均℃
普通硅酸铝纤维的热导率由附表4查得，在与给定温度相差较小范围内近视认为其热导率与温度成线性关系，由ts2均=632.5℃，得
20.129/(m )W λ=?℃
当炉壳温度为60℃，室温为20℃时，由附表2经近似计算得
12.11/(m )W α∑=?℃ ①求热流
g a 2312123t t 95020
q 730.4/m s 0.1150.050.1151s s 1
0.5110.1290.19412.11
W λλλα∑--=
==++++++
墙 ②验算交界面上的温度t 2墙、t 3墙
1
121
s 0.115
t t q 950730.4788.60.511
λ=-=-?
=墙墙
℃ 222t 788.6780 1.1%t 780
t --?===，墙墙，墙
?＜5%，满足设计要求，不需要算。 2322s 0.05
t t q 788.6730.4497.80.129
=-=-?=墙墙墙
℃λ
333t t 497.8485 2.64%t 485
--?===，墙墙，
墙 ?＜5%，也满足设计要求，不需要算。
③验算炉壳温度t 4墙
3
433
s 0.115
t t q 497.8730.464.90.194
λ=-=-?
=墙墙墙
℃70℃ 满足一般热处理电阻炉表面温升＜50℃的要求。 ④计算炉墙散热损失
Q 墙散 = q 墙·F 墙均 = 730.4×6.25=4562.5W 同理可以求得
t 2顶 = 844.3℃，t 3顶 = 562.6℃，t 4顶=53℃，q 顶 = 485.4W/m 2 t 2底 =782.2℃，t 3底 = 568.5℃, t 4底=53.7℃，q 底 = 752.2W/m 2 炉顶通过炉衬散热
Q 顶散 = q 顶·F 顶均 = 485.4 × 2.29 = 1111.6W 炉底通过炉衬散热
Q 底散 = q 底·F 底均 = 572.2 × 2.23 = 1276W 整个炉体散热损失
Q 散 = Q 墙散 + Q 顶散 + Q 底散 = 4562.5 + 1111.6 + 1276 = 6950.1W = 25020.4kJ/h ⑶开启炉门的辐射热损失
设装出料所需时间为每小时6分钟，根据式（5-6）
443.6 5.675[()()]100100
g a t T T
Q F δ=?Φ-辐
因为Tg = 950 + 273 = 1223K ，Ta = 20 +273 = 293K ，
由于正常工作时炉门开启高度为炉膛高度的一半，故
炉门开启面积F = B ×H 2=0.869×0.640
2= 0.278m 2 炉门开启率δt = 6 60 = 0.1
由于炉门开启后，辐射口为矩形，且H 2与B 之比为0.32/0.869 = 0.37，炉门开启高度与炉墙厚度之比 为0.32 0.28 = 1.14，由图1-14第1条线差得Φ = 0.7，故
Q 辐= 5.675×3.6F δt Φ44[()()]100100
g
a T T
- = 5.675×3.6×0.278×0.1×0.7×44
1223293[()()]100100
- = 8877.75kJ/h ⑷开启炉门溢气热损失 溢气热损失由式（5-7）得
Q 溢 = qv a ρa c a (,g a t t -)δ
t
其中，qv a 由式子（5-8）得
qv a = 1997B ·H 2·
= 1997×0.869×0.32 = 314.1m 3/h 冷空气密度ρa = 1.29kg/m 3 ，由附表10得c a = 1.342kJ/(m 3·℃)，
a t =20℃，,g t 为溢气温度，
近似认为,g t = a t +23 (g a t t -) = 20 + 2
3(950-20) = 640℃ Q 溢 = qv a ρa c a (,g a t t -)δt
⑸其他热损失
其他热损失约为上述热损失之和的10%~20%，故
Q 它 = 0.13(Q 件+Q 散+Q 辐+Q 溢)
= 0.13×(95117+25020.4+8877.75+33713) = 23346.1kJ/h ⑹热量总支出
其中Q 辅 = 0，Q 控 = 0，由式(5-10)得
Q 总 = Q 件+Q 辅+Q 控+Q 散+Q 辐+Q 溢+Q 它
= 95117+25020.4+8877.75+33713+23346.1
=202931.2kJ/h ⑺炉子安装功率 由式（5-11） 3600
KQ P =
总
安 其中K 为功率储备系数，本炉设计中K 取1.4，则
P 安 = 1.4202931.2
3600
? = 78.9kW
与标准炉子相比较，取炉子功率为75kW 。 六．炉子热功率计算 1.正常工作时的功率 由式(5-12)
η = Q Q 件总
=
95117
202931.2
= 47.2%
2.在保温阶段，关闭炉门时的效率 95117
59.3%202931.2Q Q η===--件
总溢辐（Q +Q ）（8877.7+33713）
七．炉子空载功率计算 25020.423346.1
13.4k 3600
3600
Q Q P W ++=
=
=散空空
八．空炉升温时间计算
由于所设计炉子的耐火层结构相似，而保温层储热较少，为简化计算，将炉子侧墙、前后墙及炉顶按相同数据计算，炉底由于砌砖方法不同，进行单独计
算，因升温时炉底板也随炉温升温，也要计算在内。 1. 炉墙及炉顶蓄热
3·33
3·2[1.741(120.0670.135)0.115]
0.376
2[(0.8690.1152)(160.0670.135)0.115]
0.305
0.97
(1.741
0.276)0.115
0.225
2[(1.741
0.115)
(12
0.067
0.135)0.05]
0.174
2[(0.8V m V m V m V m V =???+?==?+???+?==?+?==?+??+?==?侧黏前后黏顶黏侧
纤前后
纤3
3
3·33
70.1152)(160.0670.135)0.05]0.1331.071(1.7410.276)0.080.1732[(120.0670.135)(1.7410.115)0.115]0.4012[1.43(160.0670.135)0.115]0.3972.3 1.430.1150.378m V m V m V m V m +???+?==?+?==??+?+?==???+?=≈??=顶
纤侧硅前后硅顶珍
由式(5-9)
000c (t t )c (t )c (t )
Q V V t V t ρρρ=-+-+-硅硅
硅硅
蓄粘粘粘粘纤纤
纤
纤
因为12950788.6
t t 869.32
t +==黏墙（+）/2=℃ 查附表3得
33c 0.840.2610t 0.840.2610869.3 1.066kj/kg --=+?=+??=?黏黏（℃）
2788.6497.8
t t t 643.22
+==纤墙3墙（+）/2=℃
查附表3得
33c 0.810.2810t 0.810.2810643.20.99kj/kg --=+?=+??=?纤纤（℃）
3497.8649
t t t 281.32
+==硅墙4墙（+）/2=℃ 查附表3得
33c 0.840.2510t 0.840.2510281.30.91kj /kg --=+?=+??=?硅硅（℃）
所以得
010033c t t c t t c t t 1.066869.3200.99ρρρ==????-????侧前.后顶蓄黏黏黏黏黏黏侧前.后顶纤纤纤纤纤纤侧前.后顶硅硅硅硅硅硅Q （V +V +V ）（-） +（V +V +V ）（-） +（V +V +V ）（-）
（0.376+0.305+0.225）1.010（） +（0.174+0.133+0.173）0.2510（643.2-20） +（030.911032238kj ????=.401+0.397+0.378）0.510（293.3-20） 2.炉底蓄热计算
[]
3
41.74(1.430.1152)(2.30.115)0.0650.314V m =????????+-??-?=底黏（0.020.12+0.1130.065）+(0.042+0.065)0.113+(0.1130.120)232.3 1.430.05 1.164m V =??=底纤 32.3 1.430.1820.600m V =??=底硅
由于12t t t =底黏底（+）/2=（950+782.2）/2=866.1℃
查附表3得
33c 0.840.2610t 0.840.26106750.999kj/kg --=+?=+??=?底底
黏黏（℃）
34t t t =底硅底底（+）/2=（568.5+53.7）/2=311℃ 查附表3得
33
c 0.840.2510t 0.840.25103110.918kj /kg --=+?=+??=?底底硅硅
=（℃） 所以得
333
0.314 1.010 1.0650.990
0.918kj
Q --=????????????底蓄（866.1-20）+0.1640.2510（675-20）+0.60.510（311-20）=389880
3.炉底板蓄热
根据附表6差得950℃和20℃时高合金钢的比热容分别为c 板2=0.670kj/（kg.℃） 和c 板1=0.473kj/（kg.℃）。经计算炉底板质量G=242kg ，所以有
102c t c t kj Q G =?板蓄板板1（-）=242（636.5-9.46）=151743.6 1Q 1032238389880151743.61573861.6kj Q Q Q =++=++=底板蓄蓄蓄蓄
由式（5-13）得空炉升温时间
1578861.6
5.8h 3600360075
Q P τ=
=
=?蓄升安
对于一般周期作业炉，其空炉升温时间在3~8小时内均可，故本炉子设计符合要求。因计算蓄热时是按稳定态计算的，误差大，时间偏长，实际空炉升温时间在4小时内。
九、功率的分配与接线
75KW 国内铝均匀分布在炉膛两侧及炉底，组成Y 、△或YY 、△△接线。供电电压为车间动力电网380V 。
核算炉膛布置电热元件内壁表面负荷，对于周期式作业炉，内壁表面负荷应在15~35KW/m 2之间，常用为20~25 KW/m 2之间。
F 电=2F 电侧+F 电底=2×1.741×0.64+1.741×0.869=3.74m 2
2275
W=P /20.05/m 3.74
F KW ==安电
表面负荷在常用的范围20~25KW/m 2之内，故符合设计要求。
十、电热元件材料选择及计算
由最高使用温度950℃，选用线性0Cr25Al5合金作电热元件，接线方式采用YY 。 1.图表法
由附表15查得0Cr25Al5电热元件75KW 箱式炉YY 接线，直径d=5mm 时，其表面负荷为1.58W/cm 2。每组元件长度L 组=50.5m ，总长度L 总=303.0m ，元件总质量G 总=42.3kg 。
2.理论计算法
（1）求950℃时，电热元件温度取1100℃，由附表12差得0Cr25Al5在20℃时电阻率
ρ20=1.40Ω.mm 2/m ，电阻温度系数α=4×10-5℃-1，则1110℃下的电热元件电阻率为
52t 20t 1100mm /m ρρα-=???Ω?（1+）=1.40（1+410）=1.46
（2）确定电热元件表面功率
由图5-3，根据本炉子电热元件工作条件取W 允=1.6W/cm 2。 3）每组电热元件功率
由于采用YY 接法，即三项双星形接法，每组元件功率7575
12.5n 32
P KW ===?组
（4）每组电热元件端电压
由于采用YY 接法，车间动力电网端电压为380V ，故每组电热元件端电压即为每项电压
220U V =
=组 （5） 电热元件直径
线状电热元件直径由式（5-24）得
d 4.9mm === 取d=5mm
（6）每组电热元件长度和重量 每组电热元件长度由式（5-25）得
22223
3t
d 2205L 0.785100.7851052.07m 12.5 1.46U P ρ--??=?=?=?组组组 每组电热元件质量由式（5-26）得
2G d 4
M L π
ρ=
组组
式中，M ρ由附表12查得M ρ=7.1g/cm 3 所以得
22
53.14G d 552.077.1107.26kg 4
4
M L π
ρ-=
=
????=组组
（7）电热元件的总长度和总质量 电热元件总长度由式（5-27）得 L 总=6L 组=6×52.07=312.44m 电热元件总质量由式（5-28）得 G 总=6G 组=6×7.26=43.56kg （8）校核电热元件表面负荷
3
212.510 1.53/cm d 3.140.05520.7
P W W L π?===??组实组
W 实＜W 允 ，结果满足设计要求。
（9）电热元件在炉膛内的布置。
将6组电热元件每组分为4折，布置在两侧炉墙及炉底上，则有
52.0713.02m 44
L L
=
==组折 布置电热元件的炉壁长度 L ′=L-50=1741-50=1691mm
丝状电热元件绕成螺旋状，当元件温度高于1000℃，由表5-5可知，螺旋节径D=（4~6）d ，取D=6d=6×5=30mm 螺旋体圈数N 和螺距h 分别为
313.02
N=
101383.1430
L D
π=
?=?折
圈
h= L ′/N=1691/138=12.3mm h/d=12.3/5=2.46
按规定，h/d 在2~4范围内满足设计要求。
根据计算，选用YY 方式连线，采用d=5mm 所用电热元件重量最小，成本最低。 电热元件节距h 在安装时适当调整，炉口部分增大功率。 电热元件引出棒材料选用1Cr18Ni9Ti ，φ=12mm ，l=500mm 。 电热元件图（略）。
二、供电电压和接线方法 电阻炉的供电电压，除少数因电热元件的电阻温度系数大或要求采用低压供电的大截面电阻板外，一般均采用车间电网电压，即220V 或380V 。
电热元件的接线，应根据炉子功率大小等因素考虑决定。当炉子功率小于25KW 时，采用220V 或380V 单相接法。炉子功率为25~75KW ，采用三相380V 星形接法买个别也可用三相380V 三角接法。当炉子功率大于75KW 时，可将电热元件分为两组或两组以上的380V 星形接法或三角形接法。每组功率以30~75KW 为宜，即每相功率在10~25KW 之间。这样，可使每一电热元件的功率不致过大，便于布置安装，而且电热元件的尺寸也较合适。
电阻炉的功率，由于工艺要求不同，各阶段相差甚大，如台车炉、井式炉、井
直齿锥齿轮传动计算例题
例题10-3试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率P=10kw，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。 [解]1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20°。 （2）齿轮精度和材料与例题10-1同。 （3）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8，取z2=77。 2.按齿面接触疲劳强度设计 （1）由式（10-29）试算小齿轮分度圆直径，即 1) =1.3 计算小齿轮传递的转矩。 9.948 选取齿宽系数=0.3。 查得区域系数 查得材料的弹性影响系数。 [] 由图 由式（ ， 由图10-23查取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-14）得 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即
2）试算小齿轮分度圆直径 (2) 1 3.630m/s ②当量齿轮的齿宽系数 0.342.832mm 2) ①由表查得使用系数 ②根据级精度（降低了一级精度） ④由表 由此，得到实际载荷系数 3)由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为 及相应的齿轮模数 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）由式（10-27）试算模数，即
1）确定公式中的各参数值。 ①试选 ②计算 由分锥角 由图 由图 由图查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 由图取弯曲疲劳寿命系数 ，由式（10-14）得 因为大齿轮的大于小齿轮，所以取 2)试算模数。 =1.840mm
板式楼梯计算实例
板式楼梯计算实例 "OU 1OT 用U ----------------------------------------- ------------------------------------- r
58C 11X300=3500 1800 - 240 1------------ ：——：——：------------- 7 5800 B2J有承就戕碱板式儀粕桝f 【例题2.1《楼梯、阳台和雨篷设计》37页，PDF版47页】图 2.1为某实验楼楼梯的平面图和剖面图。采用现浇板式楼梯，混凝土强度等级为 C25, f c -11.9N/mm2, f t -1.27N/mm2钢筋直径d> 12mm9寸采用HRB40（级钢筋，f y =360N/mm2; d< 10mrtJ寸采用HPB300级钢筋，f y =270N / mm2,楼梯活荷载为 3.5KN/m2。 楼梯的结构布置如图 2.8所示。斜板两端与平台梁和楼梯梁整 结，平台板一端与平台梁整结，平台板一端与平台梁整结，另一端则与窗过梁整结，平台梁两端都搁置在楼梯间的侧墙上。
580 11X3003300 1800 120 d 1——11 ---------------------------------------------------------- p *--------------------------------- 屮 5800 02.8 试对此现浇板式楼梯进行结构设计。 解： 1)斜板TB1设计 除底层第一跑楼梯的斜板外，其余斜板均相同，而第一跑楼梯斜板的下端为混凝土基础，可按净跨计算。这里只对标准段斜板TB1进行设计。 对斜板TB1取1m宽作为其计算单元。 (1) 确定斜板厚度t 斜板的水平投影净长为I in=3300mm 斜板的斜向净长为 -= ------------ = 3691mm cosa 300 / J150+002
塔吊基础知识设计计算
塔式起重机方形独立基础的设计计算 余世章余婷媛 《内容提要》文章通过对天然基础的塔吊基础设计，详细论述整个基础的设计过程，经济适用，安全可靠、结构合理，思路清晰，论述精辟有据；在现场施工中，有着十分重要的指导意义。 关键词：塔机、偏心距、工况、一元三次方程、核心区、基底压力。 一、序言 随着建筑业迅猛发展，塔式起重机（简称塔机）在建筑市场中是必不可少的一项重要垂直运输机械设备；塔机基础设计，在建筑行业中是属于重大危险源的范畴，正因为如此，塔机基础设计得到各使用单位的高度重视；本人通过网络查阅过许多塔机基础设计方案，除采用桩基外，塔基按独立基础所设计的方形基础，绝大部分都按厂家说明书所提供的基础尺寸进行配筋，按规范设计计算的为数不多，厂家所提供基础大小数据有些是不满足规范要求，而塔机基础配筋绝大多数情况是配筋过大，浪费较为严重；厂家说明书所提供数据表明，地基承载力特征值小的基础外形尺寸就较大，承载力特征值较大，基础尺寸就相应的小点，似乎看起来这种做法是正确的，其实并非如此。 塔机基础型式方形等截面最为普遍，下面通过一些规范限定的条件，对方形截面独立基础规范化的设计，很有参考和实用价值。下面举例采用中联重科的塔吊类型进行论述和阐明。 二、塔吊基础设计步骤 2.1、确定塔吊型号
首先根据施工总平面图，根据建筑物外形尺寸（长、宽、高）、及材料堆放场地和钢筋加工场地，根据塔机覆盖率情况，按塔机说明书中的主要参数确定塔机型号。 2.2、根据塔机型号确定荷载 厂家说明书中都有荷载说明，按塔吊自由独立高度条件提供两组数据（中联重科），一组为工作状态（工况）荷载，另一组为非工作状态（非工况）荷载，确定出一组最不利的工况荷载。 2.3、确定塔吊基础厚度h 根据说明书中塔机安装说明，基础固定塔基及有两种形式，一种是地脚螺栓，另一种是埋入固定支腿式；因此根据塔机地脚螺栓锚固长度和支腿的埋深，可以确定塔机基础厚度h。 2.4、基础外形尺寸的确定 根据荷载大小和基础厚度h，确定独立方形基础的边长尺寸。 2.5、基础配筋计算 求出内力进行基础配筋计算，并根据《规范》的构造要求进行配筋和验算。 2.6、基础冲切、螺杆（支腿）受拉或局部受压的验算 三、方形独立基础尺寸的确定 3.1方形基础宽度B的上限值 根据上面塔机基础计算步骤可以看出，塔机基础尺寸的确定是方形基础的计算关键。利用偏心距限定条件，可求出基础最小截面尺寸。根据偏心距e（荷载按标准组合）：
箱式电阻炉设计
辽宁工业大学 热工过程与设备课程设计（说明书） 题目：热处理箱式电阻炉的设计 （生产率110kg/h，功率30kw，温度≤600℃） 院（系）：材料科学与工程学院 专业班级：材料083 学号： 学生姓名： 指导教师： 起止时间：2011-12-26~2011-1-8
课程设计任务及评语
目录 一、炉型的选择.................................................................................................. - 4 - 二、确定炉体结构和尺寸.................................................................................. - 4 - 三、砌体平均表面积计算.................................................................................. - 5 - 四、计算炉子功率.............................................................................................. - 6 - 五、炉子热效率计算.......................................................................................... - 8 - 六、炉子空载功率计算...................................................................................... - 8 - 七、空炉升温时间计算...................................................................................... - 8 - 八、功率的分配与接线...................................................................................... - 9 - 九、电热元件材料选择及计算.......................................................................... - 9 - 十、电热体元件图............................................................................................ - 10 - 十一、电阻炉装配图........................................................................................ - 10 - 十二、电阻炉技术指标（标牌）.................................................................... - 10 - 参考文献............................................................................................................. - 11 -
机械设计基础试题库_齿轮机构
第4章齿轮机构 习题与参考答案 一、复习思考题 1．要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变，其齿廓应符合什么条件？ 2．渐开线是怎样形成的？它有哪些重要性质？试根据渐开线性质来解释以下结论：（1）渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线； （2）渐开线齿廓传动时，其瞬时传动比保持不变； （3）渐开线齿条的齿廓是直线； （4）齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能成渐开线齿廓； （5）一对互相啮合的标准齿轮，小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。 3．节圆和分度圆有何区别？压力角和啮合角有何区别，在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。 4．什么是渐开线齿轮传动的可分性？如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距，能不能传动？有什么不良影响？ 5．渐开线齿轮正确啮合的条件是什么？满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动？ 6．何谓理论啮合线段和实际啮合线段？何谓重合度？重合度等于1和小于1各会出现什么情况？重合度等于2表示什么意义？ 7．何谓根切想象？什么条件下会发生根切现象？根切的齿轮有什么缺点？根切与齿数有什么关系？正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少？ 8．何谓变位齿轮？为什么要使用变位齿轮？移距系数的正负是怎样规定的？正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小？ 9．试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件？与直齿轮比较，斜齿轮传动有哪些优缺点？ 10．斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处？当量齿数是否一定是整数？ 11．什么叫标准齿轮？什么叫标准安装？什么叫标准中心距？ 12．渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关？一对互相啮合的渐开线齿轮，若其齿数不同，齿轮渐开线形状有什么不同？若模数不同，但分度圆及压力角相同，齿廓的渐开线形状是否相同？若模数、齿数不变，而改变压力角，则齿廓渐开线的形状是否相同？
电阻炉设计方案
电阻炉设计方案 1.1课题背景和意义 从20世纪20年代开始，电阻炉就在工业上得到使用。随着科学技术的发展，电阻炉被广泛的应用在冶金、机械、石油化工、电力等工业生产中，在很多生产过程中，温度的测量和控制与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等重大技术经济指标紧紧相连。因此各个领域对电阻炉温度控制的精度、稳定性、可靠性等要求也越来越高，温度测控制技术也成为现代科技发展中的一项重要技术。 温度控制技术发展经历了三个阶段：l、定值开关控制；2、PID控制；3、智能控制。定值开关控制方法的原理是若所测温度比设定温度低，则开启控制开关加热，反之则关断控制开关。其控温方法简单，没有考虑温度变化的滞后性、惯性，导致系统控制精度低、超调量大、震荡明显。PID控制温度的效果主要取决于P、I、D三个参数。PID控制对于确定的温度系统，控制效果良好，但对于控制大滞后、大惯性、时变性温度系统，控制品质难以保证。电阻炉是由电阻丝加热升温，靠自然冷却降温，当电阻炉温度超调时无法靠控制手段降温，因而电阻炉温度控制具有非线性、滞后性、惯性、不确定性等特点。目前国成熟的电阻炉温度测控系统以PID控制器为主，PID控制对于小型实验用电阻炉控制效果良好，但对于大型工业电阻炉就难以保证电阻炉控制系统的精度、稳定性等。智能控制是一类无需人的干预就能独立驱动智能机械而实现其目标的自动控制，随着科学技术和控制理论的发展，国外的温度测控系统发展迅速，实现对温度的智能控制。应用广泛的温度智能控制的方法有模糊控制、神经网络控制、专家系统等，具有自适应、自学习、自协调等能力，保证了控制系统的控制精度、抗干扰能力、稳定性等性能。比较而言，国外温度控制系统的性能要明显优于国，其根本原因就是控制算法的不同。
塔吊矩形板式基础计算书
矩形板式基础计算书计算依据： 1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 一、塔机属性 二、塔机荷载 1、塔机传递至基础荷载标准值
2、塔机传递至基础荷载设计值 三、基础验算
基础布置图
基础及其上土的自重荷载标准值： G k=blhγc=6.2×6.2×1.35×25=1297.35kN 基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.35G k=1.35×1297.35=1751.423kN 荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力： M k''=661kN·m F vk''=F vk'/1.2=36.9/1.2=30.75kN 荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力： M''=892.35kN·m F v''=F v'/1.2=49.815/1.2=41.512kN 基础长宽比：l/b=6.2/6.2=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。 W x=lb2/6=6.2×6.22/6=39.721m3 W y=bl2/6=6.2×6.22/6=39.721m3 相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：M kx=M k b/(b2+l2)0.5=661×6.2/(6.22+6.22)0.5=467.398kN·m M ky=M k l/(b2+l2)0.5=661×6.2/(6.22+6.22)0.5=467.398kN·m 1、偏心距验算 相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值： P kmin=(F k+G k)/A-M kx/W x-M ky/W y =(333+1297.35)/38.44-467.398/39.721-467.398/39.721=18.879kPa≥0 偏心荷载合力作用点在核心区内。
机械设计齿轮习题与参考答案
习题及参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是C。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是A。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为B。 A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 齿面硬度为56～62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为C。 A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火 5齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是D。 A. 45钢 B. ZG340-640 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在A。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般D。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设计 8 一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力A。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σ≤σF2 F1 9 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为
箱式电阻炉课程设计
一、设计任务书 题目：设计一台中温箱式热处理电阻炉； 生产能力：160 kg/h； 生产要求：无定型产品，小批量多品种，周期式成批装料，长时间连续生产； 要求：完整的设计计算书一份和炉子总图一张。 二、炉型的选择 根据生产特点，拟选用中温箱式热处理电阻炉，最高使用温度650℃，不通保护气氛。 三、确定炉体结构及尺寸 1.炉底面积的确定 因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。已知生产率p为160 kg/h，按照教材表5-1选择箱式炉用于退火和回火时的单位面积生产率p0为 100 kg/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积： F1=P P0 = 160 100 =1.6m2 由于有效面积与炉底总面积存在关系式F1F?=0.60~0.85，取系数上限，得炉底实际面积： F= F1 0.85 = 2.炉底长度和宽度的确定 由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便，取L B ?=2，因此，可求得： L=√F0.5 ?=√? B=L2?=1.942?=0.97 m 根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.970 m，B=0.978 m，如总图所示。 3.炉膛高度的确定 按照统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H B ?通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H B?=0.654m。 因此，确定炉膛尺寸如下： 长L=(230+2)×8+(230×1 2 +2)=1970 m 宽B=(120+2)×4+(65+2)×2+(40+2)×3+(113+2)×2=978mm 高H=(65+2)×9+37=640 mm 为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为： L 效 =1700 mm B 效 =700 mm H 效 =500 mm 4.炉衬材料及厚度的确定 由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即113mm QN?0.8轻质粘土砖，+80 mm密度为250 kg m3 ?的普通硅酸铝纤维毡，+113mm B级硅藻土砖。 炉顶采用113 mmQN?1.0轻质粘土砖，+80 mm密度为250 kg m3 ?的普通硅酸铝纤维毡，+115 mm膨胀珍珠岩。
楼梯习题5计算过程
设计条件：该住宅为三层，层高3.0米，楼梯间开间2.7米，进深5.4米。底层设有住宅出入口，楼梯间四壁均为普通240砖墙承重结构，室内外高差450. 楼梯计算过程： 1．本建筑为住宅楼，根据建筑性质初步确定踏步尺寸b=260，h=175 2．根据楼梯间宽度确定梯段宽度：梯间净宽度2700-240=2460 梯井宽取60，单梯段宽度为（2460-60）/2=1200 3．平台尺寸取1200 方案一：长短跑 4．第一梯段高度确定：因要求平台下开门，门高2100，梯梁高300。故第一梯段高度必须达到2100+300=2400 5．第一梯段踏步数：n1=2400/175=13.71取14步 6．第一梯段长度：（14-1）*260=3380 7．校核楼梯长度尺寸：5400-240-2*1200=2760<3380不满足要求 方案二：利用室外高差和长短跑：(室内外高差450) 8．第一梯段高度确定：因要求平台下开门，门高2100，梯梁高300。故第一梯段高度必须达到2100+300=2400 9．室外高差450。将室内外高差移入300到楼梯间，剩下150做室内外高差，故第一梯段高2400-300=2100 10．第一梯段踏步数：n1=2100/175=12步 11．第一梯段长度：（12-1）*260=2860
12．校核楼梯长度尺寸：5400-240-2*1200=2760＜2860不满足要求 方案三：利用室外高差和长短跑：(室内外高差450) 1．第一梯段高度确定：因要求平台下开门，门高2100，梯梁高300。故第一梯段高度必须达到2100+300=2400 2．室外高差450。将室内外高差移入300到楼梯间，剩下150做室内外高差，故第一梯段高2400-300=2100 3．第一梯段最少踏步数：n1=2100/175=12步 4．第一梯段最小长度：（12-1）X260=2860 5．校核楼梯长度尺寸：5400-240-2*1200=2760＜2860不满足要求 6．调整平台尺寸：正平台尺寸：1200休息平台5400-240-1200-3120=840<1200平台宽度不够，将平台伸出外墙600 7．调整第一梯段踏步高度：2100/12=175 8．第二梯段高度：3000-2100=900 9．第二梯段踏步数：900/175=5.14取6步 10．第二梯段长度：（6-1）*260=1300 11．调整第二梯段踏步高度：900/6=150 12．第二层楼梯设计为等跑梯段，每梯段高度3000/2=1500。校核梯段净高900+1500=2400>2200满足要求 13．第三段高1500，踏步数1500/150=10步，梯段长260*（10-1）=2340 14．第四段1500，踏步数1500/150=10步，梯段长260*（10-1）=2340
塔吊基础计算
塔吊基础方案 一、工程概况 1、本工程位于松江区九亭镇，地块南临蒲汇塘河，东临沪亭路，西临横泾河，北临沪松公路并与地铁9#线车站一墙之隔，与9#线车站物业开发管理为一个整体。地块面积41162㎡，由3#、4#、5#、6#、7#、8#公寓楼及9#酒店、10#办公楼组成。 2、因地块面积巨大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设6台附墙式塔吊，其中QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）2台，QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩800KN.M）4台，平面位置详附图。 3、拟建建筑物高度及层数 4、根据建筑物高度，1#塔吊位于3#楼西北侧位置，搭设高度为86M；2#塔吊位于9#楼南侧位置，搭设高度为114M；3#塔吊位于5#楼西北侧位置，搭设高度为77M，设水平限位装置；4#塔吊位于10#楼东南侧位置，搭设高度为114M；5#塔吊位于6#楼西北侧位置，搭设高度为100M，6#塔吊位于8#楼西北侧位置，搭设高度为100M。其中5#、6#塔吊为QTZ80B，其余4台为QTZ80A。 5、塔吊应在土方开挖前安装完毕，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工进度和确保工程质量。 6、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-8.000、-8.800、-9.100，本工程±0.000相当于绝对标高6.150M，自然地坪标高相对于绝对标高-1.45M。
7、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表： 8、塔式起重机主要技术性能表 二、塔吊布置原则 本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。
机械设计---齿轮作图题
1．图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。 试分析： （1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向； （2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力F t2、径向力F r2和斜齿轮3的圆周力F t3、径向力F r3 2．在图6上直接改正轴系结构的错语。（轴端安装联轴器） 图 6 1.（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………（6分） （2）F a2、F a3的方向………………（4分） （3）F r2、F t2、F r3、F t3的方向………………（4分） 2．答案图。
①应画出垫片； ②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短； ③应画出键； ④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承； ⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度； ⑥画出密封件； ⑦画出联轴器定位轴肩； ⑧键长应改为短于轮毂长度； 每改正1处错误 ………………（2分） （改正6处错误得满分） 3.图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。 (1)在下图中标出各轮转向。（2分） (2)为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。（2分） (3)在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力t F 、轴向力a F 和径向力r F 的方（4分） (1)各轴转向如图所示。 (2) 3轮左旋，4轮右旋。 (3) 2、3两轮的各分力方向下图所示。 F F r2 F r3t3 F a2 4. 图3中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容）（每指出一处,并正确说明错误内容和改正的,得1分,总分为10分） ①键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确； ②轴承盖孔径应大于轴径，避免接触；
电阻炉设计与计算例题
电阻炉设计计算举例 一 设计任务 为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下： （1） 用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理，处理 对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量； （2） 生产率：160kg/h ； （3） 工作温度：最高使用温度≤950℃； （4） 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。 二 炉型的选择 根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。 三 确定炉体结构和尺寸 1. 炉底面积的确定 因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。一直生率P 为160kg/h ，按表1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P 0为120kg/(m 2.h)。 表1 故可求得炉底有效面积 210160 1.33m 120 P F P = == 由于有效面积与炉底总面积存在关系式1 0.75~0.85F F =,取系数上限，得炉底实际面积 21 1.33 1.57m 0.850.85 F F = == 2. 炉底长度和宽度的确定 由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装出料方便，取L/B=2，因此，可求得 1.772L m === B=L/2=1.772/2=0.886m 根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.741m ，B=0.869m ，如图5-8所示。 3. 炉膛高度的确定 按统计资料，炉膛高度H 与宽度B 之比H/B 通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.7左右，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度H=0.640m 。 因此，确定炉膛尺寸如下 长 L=（230+2）×7+（230×1/2+2）=1741mm 宽 B=（120+2）×4+（65+2）+（40+2）×2+）（113+2）×2=869mm 高 H=（65+2）×9+37=640mm
梁式楼梯设计计算例题
3.4 梁式楼梯设计计算例题 3.4.1 设计资料 某现浇梁式楼梯结构布置图如图3-22 所示，楼梯踏步尺寸150mm ×300mm 。 楼梯采用C25混凝土（2/9.11mm N f c =， 2/27.1mm N f t =）。梁采用HRB335钢筋 （2/300mm N f y =），其余钢筋采用 HPB300钢筋（2/270mm N f y =）。楼梯 上的均布荷载标准值2/5.3m kN q k =。试 图3-22 楼梯结构布置图 设计该楼梯。 3.4.2 踏步板设计 （1）确定踏步板板底底板的厚度 底板取mm 40=δ，踏步高度mm c 150= 894.0335 300300150300 cos 22==+=α 踏步板厚取 mm c h 120894 .0402150cos 2=+=+=αδ 梯段斜梁尺寸取mm mm h b 300150?=?。 踏步板计算跨度 m b l l n 6.115.045.10=+=+= （2) 荷载计算 恒荷载 20mm 厚水泥砂浆面层m kN /18.02002.0)5.13.0(=??+ 踏步板自重 m kN /9.0253.012.0=?? 板底抹灰 m kN /114.0894.0/3.002.017=?? 恒荷载标准值 m kN /194.1114.09.018.0=++ 恒荷载设计值 m kN /433.1194.12.1=? 活荷载
活荷载标准值 m kN /05.13.05.3=? 活荷载设计值 m kN /47.105.14.1=? 荷载总计 荷载设计值 m kN q g p /903.247.1433.1=+=+= （3）内力计算 跨中弯矩 m kN pl M ?=??== 743.06.1903.210 1101220 （4）配筋计算 板保护层厚度15mm ,有效高度mm h 100201200=-=。 021.0100 3009.110.110743.026 201=????==bh f M c s αα 则 614.0021.002.0211211=<=?--=--=b s ξαξ 270 100021.03009.110.10 1????==y c s f h b f A ξα28.27mm = %2.0%212.0%270/27.145%/45>=?=y t f f 因此踏步板最小配筋率为%212.0。 此时2min 3.7612030000212.0mm A s =??= m i n s s A A <，取m in s s A A =，踏步 板应按构造配筋。选配每踏步2 8（223.76101mm mm A s >=），且满 足踏步板配筋不少于2 6的构造 要求。 另外，踏步内斜板分布钢筋选用 8@250。 踏步板的配筋见图3-23。 图3-23 踏步板配筋 3.4.3 梯段斜梁设计 （1）梯段斜梁计算参数 板倾斜角5.0300/150tan ==α， 6.26=α，894.0cos =α，m l n 9.3=
TC5610塔吊基计算书
TC5610塔吊基础计算书
TC5610塔吊基础计算书 一、参数信息 塔吊型号:TC5610，塔吊起升高度H=40.00m， 塔吊倾覆力矩M=1552kN.m，混凝土强度等级:C35， 塔身宽度B=1.6m，最大起重荷载F2=60kN， 自重F1=456kN，基础承台厚度h=1.00m， 基础承台宽度Bc=5.00m，，钢筋级别:II级钢筋。 二、塔吊基础承载力计算 依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。 计算模型简图如下图所示： 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： 式中 F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载, F=（F1+ F2）×1.2=612.96kN；（恒载系数取1.2） G──基础自重与基础上面的土的自重：
G=1.2×25.0×Bc×Bc×Hc =750kN ；（恒载系数取1.2） Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.00m； W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3； M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩 M=1.4×1552 =2172.80kN.m；（安全系数取1.4） a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算： a= Bc / 2 - M / (F + G)=5/2-2172.8/(612.96+750)=0.906m。 经过计算得到:无附着的最大压力设计值 Pmax=(612.96+750)/52+2172.8/20.83=158.83kPa； 无附着的最小压力设计值 Pmin=(612.96+750)/ 52-2172.8/20.83=-49.79kPa； 有附着的压力设计值 P=(612.96+750)/ 52 =54.52kPa； 偏心矩较大时压力设计值 Pkmax=2×(612.96+750)/(3×5×0.906)=200.58kPa。 三、地基基础承载力验算 地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。 计算公式如下: fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取180.000kN/m2； ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数; ηb=2.0，ηd=3.0； γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5 m； γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； d--基础埋置深度(m) 取0.90m； 解得地基承载力设计值：fa=284.00kPa； 实际计算取的地基承载力设计值为:fa=284.00kPa；
电阻炉设计
大家好，我已经在本论坛注册4年，但是发帖很少，在这里也学到了很多东西。作为答谢各位刀友，今天我要给各位刀友们提供一些实质性的具有操作意义东西。 电阻炉，各位刀友们一定都熟悉吧，它相比炭火炉、气炉等有着温度控制精确、清洁、节省能源等天生的优点。网上乃至本论坛有很多人都讲了怎么做电阻炉，不过我觉的他们讲的不够详细，也没有实际操作的可行性。 由于时间有限我今天就讲一讲电阻炉发热丝的设计与计算。 有的人要说了，不就电炉丝嘛，有什么好设计计算的。这里我要说那你就是外行了。首先我们的电阻炉是用来热处理的，要处理合金工具钢、不锈钢等材料温度必须要到1100度左右。这是普通电炉丝不能承受的，还有，你如何确定功率、如何让电阻丝长寿命的工作，如何在有限的炉膛里面布置下电阻丝这些都是问题。 大多数电阻丝都是预制好的（标定功率），但预制电阻丝并不总合适你的炉子尺寸。 我接着分为如下几个部分来讲解电阻丝的设计 1。电炉内部尺寸的确定和电阻丝功率的确定 2.电阻丝线径的确定 3.电阻丝表面负载 4.线圈直径和拉伸参数 5.综合考虑 免责声明：需要有基本电学知识。如果你没有基本电学知识，请不要尝试或者向精通者学习后再尝试。电是危险的，如果你因此受伤或者死亡本人概不负责。 你的首要考虑应该是： 1.1功率： 有什么样的电压可用（220V，380V等）和你的插座、电线、电表、空开允许多少安培的电流（别告诉我你不知道，铭牌上有的）。 例如：你有220V和允许最大电流16A。 U（伏）I（安培）= P（瓦特） 220伏x 16安培= 3520瓦 所以我设计的电炉最大功率必须小于3520w。 最好是有10%的安全余量3168w，避免空气开关跳闸。 1.2尺寸： 这取决于几个因素，设计最高温度、升温速度。 如果你是个热力学工程师，可以计算出尺寸和功耗的要求，准确的热损失率，对流，辐射和传导，绝热材料吸热量、热损失率等等。 我们不需要这样做，我查阅了国外商业电窑的一些设计参数。 奥尔森窑（给爱好烧陶瓷的人用的）设计参数是这样的：0.92瓦/平方厘米2- 1.3w /厘米2的功率密度。我也计算过一些美国专业给刀匠设计的热处理炉，大多数功率密度是0.6瓦特/厘米2- 0.7瓦/厘米2，我估计是他们的保温材料保温性能比较好，结合我们国家的实际，我觉得保险起见还是参照奥尔森窑的设计参数。那么我就取一个方便计算的值1瓦/平方厘米2
楼梯结构计算示例(手算方法步骤以及如何用输入参数_用探索者出图)
楼梯计算实例 已知条件：某公共建筑三跑现浇板式楼梯，楼梯平面布置见图1所示。 图1 楼梯平面 设计信息：层高3.0m，踏步尺寸为176mm×240mm，采用C30混凝土，HRB400钢筋。楼梯建筑做法如下表1所示，设计该楼梯。 表1 楼梯相关建筑做法 1、地面砖楼面 10厚磨光花岗石（大理石）板 板背面刮水泥浆粘贴 稀水泥浆擦缝 20厚1:3水泥砂浆结合层 素水泥浆一道 120厚现浇混凝土楼板 2、水泥砂浆顶棚 120厚现浇混凝土楼板 素水泥浆一道，局部底板不平时，聚合物水泥砂浆找补 7厚1:2.5水泥砂浆打底扫毛或划出纹道 7厚1:2水泥砂浆找平 q=2.0kN/m2。 参考《建筑结构荷载规范》，可知设计均布活荷载标准值为 k 设计步骤： 一、熟读建筑平面图，了解建筑做法与结构布置，
该楼梯为三跑形式，台阶数n=17，划分梯板为三个：TB1、TB2、TB3，如图2所示。 图2 梯板划分 二、梯板TB3结构设计 1、荷载计算： 1）梯段板荷载 板厚取t=120mm，板的倾斜角的正切tanа=176/240=0.733，cosа=0.806。取1m宽板带计算。恒荷载与活荷载具体计算如表2所示。 总荷载设计值为p1=1.35*7.95+1.4*0.7*2.0=12.69kN/m。 表2 恒荷载与活荷载具体计算 荷载种类荷载标准值kN/m 恒荷载 1、面层荷载（0.01*28+0.02*20）*（0.176+0.24）/0.24=1.179 2、三角形踏步0.5*0.176*0.24*25/0.24=2.2 3、混凝土斜板0.12*25/0.806=3.722 4、板底抹灰0.014*20/0.806=0.347 5、栏杆线荷载0.5 小计7.95 活荷载 2.0 2）平台板荷载计 设平台板的厚度t=120mm，取1m宽板带计算。恒荷载与活荷载具体计算列 于表3。 总荷载设计值p2=1.2*4.46+1.4*2.0=8.15kN/m 表3 恒荷载与活荷载具体计算 荷载种类荷载标准值 恒大理石面层（0.01*28+0.02*20）=0.68
热处理箱式电阻炉设计
、 辽宁x x 大学 热工过程与设备课程设计# 题目：热处理箱式电阻炉的设计 （生产率150kg/h，功率39kw，工作温度≤600℃） 院（系）：） X X 专业班级：X X 学号：X X 学生姓名：X X 指导教师：· X X 起止时间：X X
课程设计（论文）任务及评语 &
目录 一、炉型的选择 (2) 二、确定炉体结构和尺寸 (2) 三、砌体平均表面积设计 (4) 四、计算炉子功率 (5) 五、炉子热效率计算 (7) 六、炉子空载功率计算 (7) 七、空炉升温时间计算 (7) 八、功率分配与接线 (9) 九、电热元件材料选择与计算 (9) 十、电热体元件图 (11) 十一、电阻炉装配图 (11) 十二、炉子技术指标 (11) 参考文献 (12)
设计任务： 为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件为： (1)用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的退火，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量； (2)生产率：150kg/ h； (3)工作温度：最高使用温度≤600℃； (4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。 一、炉型的选择 根据工件的特点与设计任务的要求及产量大小选择合适的炉型。由于小批量生产，品种多和工艺稳定的要求拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。 二、确定炉体结构和尺寸 1．炉底面积的确定 炉底面积的计算方法有两种。一种是根据一次装料量计算，另一种是根据炉底强度指标计算[1]。因工件的加热周期和装炉量不明确，故不能用炉子一次装料量确定炉底面积，只能用炉底强度指标法。已知生产率为150kg/h，按表5—1[1]选择箱式炉用于正火和淬火 为120kg/(m2·h)，故可求得炉底有效面积 时的单位面积生产率p =150/120=1.25m2 F=p/p =～，取系数上限，得到炉底实际面积：由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F 1 F=F/= =1.47m2 2．炉底长度和宽度的确定 对于热处理箱式电阻炉，设计时考虑装出料的方便，根据长度与宽度之比，取L/B=2:1，因此，可求得炉底宽度 F=2.059m L=5.0/ B=L／2=／2=1.030m 为方便砌砖L=2205mm B=1048mm 3．炉膛高度的确定 根据统计的资料，炉膛高度（H）对炉底宽度（B）之比H／B通常在0．52～0．9之间，大多数在左右，根据炉子工作条件，取H／B=左右，选定炉膛高度H=707mm。因此，确定炉膛尺寸如下 长 L=(230+2)×9+(230/2+2)=2205mm
楼梯设计步骤及例题(精)
1. 例题 1:某内廊式三层办公楼的楼梯间,层高为 3.3m ,试设计该楼梯(写出基本设计步骤:计算楼梯的梯段宽、梯段长、踏步宽、踏步数目、楼梯间的开间、进深、平台梁标高, 并绘出楼梯间一、二层三层平面图。(楼梯间墙宽 240mm 设计步骤:(20分 2. 先设楼梯宽度 A=1.1m(公共建筑楼梯宽度应≥ 1.1m 3. 根据办公楼踏步尺寸要求 , 假设踏步宽 b=300mm,踏步高 h=150mm,2h+b=600mm 4. 确定每层楼梯踏步数量为 N=N/h=3300/150=22级, 单跑楼梯段踏步数为 11级 5. 计算梯段长度 :D=(N/2-1*b=(11-1*300=3000mm 6. 计算楼梯间进深L=D+D’+D’’ +2*120=3000+1100+550+ 240=4890mm D ’ 为中间休息平台宽度, 至少≥ A =1100mm , D ’’ 为楼层休息平台宽度,开敞式楼梯间D ’’ 取 550mm~600mm 7. 计算楼梯间开间 :B=2A+C+2*120=2*1100+60+240=2500mm C 为楼梯井宽度, 一般楼梯间开间、进深尺寸符合 3M 模数, 所以调整开间尺寸为 B=2700mm,楼梯宽度定为 A=1200mm。 8. 调整进深尺寸 L=5100mm,楼梯间休息平台宽度为D ’ =1200mm, D ’’ =660mm 。 9. 楼梯第一跑休息平台标高为 3300/2=1650mm,假设平台梁高度为 300mm ,则梁底标高为 1350mm 。
例题 2:已知:某住宅双跑楼梯, 层高 3m 。室内地面标高为 0.000, 室外设计地坪标高为 -0.450,楼梯段净宽 1.1m ,楼梯间进深 5.4m 。楼梯间墙厚 240mm ,忽略平台梁高度和楼板厚度。现要求在一层平台下过人 ,请写出调整方法和具体步骤,并画出调整后的楼梯建筑剖面图,绘制到二层楼面高度即可,并标注尺寸和标高。 解:楼梯性质为住宅楼梯,且层高 3m ,设踏步高 h=150mm,踏步宽 b=300mm。 按双跑楼梯一层平台下不过人考虑,此时梯段水平投影长度为 9*300=2700mm。 一层平台处标高为 1.500, 即平台下净高为 1500mm , 不能满足 2m 的净高要求。 由于室内外高差和楼梯间进深的限制, 故采用适当降低入口处室内地面并同时加长第一跑梯段结合的方法来调整: 1、将入口处室内地面降低两个踏步,标高变为 --0.300,此时室内外高差 150mm 。