Электротехнологические процессы и оборудование

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ДГТУ)

 

Факультет «Технология машиностроения»

 

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

____________А.С. Мельников

 

«____»___________ 2007 г.

 

Рег. № ___________

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

"Электротехнологические процессы и оборудование"

для специальностей: 150202

«Оборудование и технология сварочного производства»

 всех форм обучения

 

Кафедра «Машины и автоматизация сварочного производства»

 

 

Календарный график и бюджет времени, выделяемый для изучения дисциплины:

Дневная форма обучения

Курс – III.  Семестр – 6

Лекции –                                 18 час

Практические занятия

Лабораторные работы –                  16 час

Итого аудиторных занятий –           34 час

Самостоятельная работа –     30 час

Курсовой проект (работа)

Общий бюджет времени –     66 час

 

 

Форма контроля

 

Экзамен – 6 семестр

 

Ростов-на-Дону – 2007 г.

 

Рабочая программа по учебной дисциплине "Электротехнологические процессы и оборудование" составлена на основе примерной программы науч­но-методического совета специальности 120500 "Оборудование и технология сварочного производства" Учебно-методического объединения в области машиностроения и приборостроения, соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта полного высшего профессионального образования по специальности 120500 "Оборудование и технология сварочного производства" и относится к циклу общих профессиональных дисциплин.

Шифр дисциплины по стандарту –ДС.8

Рабочая программа составлена профессором, доктором техничес­ких наук В.А. Ленивкиным, рассмотрена на заседании кафедры "Машины и Автоматизация сварочного производства", протокол № от 2005 г.

 

Заведующий кафедрой МиАСП

 

Доктор технических наук, профессор

__________ В.Ф. Лукьянов

 

«___»____________2007 г.

Одобрена советом специальности : (120500 )

Председатель совета

СОГЛАСОВАНО:

 

__________ В.Ф. Лукьянов

 

«___»____________2007 г.

Декан факультета «Технология машиностроения»

 

Доктор технических наук, профессор

__________М.А. Томаркин

 

«___»____________2007 г.

Заведующий ОМО

 

 

__________ Н.Н. Шумская

 

«___»____________2007 г.

Виза заведующего методическим кабинетом

 

 

__________ Н.Я. Морозова

 

«___»____________2007 г.

 

I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Цель преподавания дисциплины

Дисциплина "Электротехнологические процессы и оборудование" охватывает основные области технических знаний, связанных с при­менением и использованием электрического тока в технологических целях машиностроения. Цель преподавания дисциплины – ознакомле­ние студентов с технологическими процессами в машиностроении основанными на таких физических явлениях как тепловое действие электрического тока, электрохимическое, электромеханическое и электродинамическое его действия, а также изучение принципов по­строения технологических систем и оборудования, основанных на использовании электрофизических и электрохимических явлений.

Объём знаний, излагаемых в дисциплине, ориентирован на формирование технического кругозора будущих специалистов-инженеров технологов. Получение ими необходимой информации для последующей производственно-технической, организационно-управленческой, проектно-конструкторской и исследовательской деятельности в соответствии с квалификацией инженера-механика по специальностям 150202.

 

Задачи изучения дисциплины:

В результате изучения дисциплины студент должен знать физи­ко-технические основы, принципы построения технических систем и оборудования для:

·        электротермии;

·        электрошлаковых процессов;

·        электроконтактного соединения материалов;

·        индукционной обработки;

·        диэлектрического нагрева;

·        дуговых процессов, включая электродуговые и рудно-термические;

·        процессов дуговой сварки;

·        плазменных процессов;

·        электронно-лучевых процессов;

·        электрохимической и электрофизической обработки, включая электролиз, анодирование, гальванопластику и др.;

·        электроэрозионную обработку;

·        электрохимикомеханическую обработку;

·        электрогидравлическую обработку;

·        ультразвуковую обработку;

·        электродинамическую и электрокинетическую обработку;

В результате изучения дисциплины студент должен уметь:

·        обосновывать выбор электротехнологических процессов;

·        составлять схемы технологических систем с использованием электротехнологических процессов;

·        пользоваться справочной технической литературой;

·        оценивать энергетические затраты и производительность процессов;

·        пользоваться типовыми разработками.

 

Рекомендации по изучению дисциплины

Дисциплина носит обобщающий характер, дает целостное пред­ставление о месте электротехнологических процессов в технологии машиностроения. Для изучения дисциплины необходимо углубление знаний разделов физики: "Электричество", "Электродинамика", "фи­зика плазмы". "Термодинамика и химия"» "Растворы". "Электролиз".

 

Содержание дисциплины

Распределение объема часов по формам обучения

Виды обучения

Форма обучения

 Дневное

Вечернее

Заочное

Лекционные занятия

18

 

6

Лабороторные занятия

16

 

8

Самостоятельная работа

30

 

44

Практические занятия

 

 

6

Общий бюджет времени

66

 

64

 

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

 

ЛЕКЦИОННЫЕ ЗАНЯТИЯ

Наименование тем

Объем в часах лекционных занятий

Дневное

Заочное

1. Электротехнологические процессы как основное направление развития машино-строения. Виды электротехнологических процессов в зависимости от результирующих действий электрического тока (процессы, основанные на тепловом действии тока; на электромеханическом и электрокинематическом действии тока). Перспективы развития электротехнологических процессов. [1]

 

 

1

 

 

0,5

2. Физико-технические основы электротермии. Основные понятия "Электротермии". Способы преобразования электрической энергии в тепловую и другие виды. Нагрев сопротивлением. Индукционный нагрев. Дуговой нагрев. Электронно- и ионно-лучевой нагрев. Плазменный нагрев. Лазерный нагрев.

Теплопередача в электротермических установках. Основные понятия о теплопроводности и физическая сущность теплопроводности, конвективного обмена и излучения. Основные материалы, применяемые в электротермических установках и требования, предъявляемые к ним.

Физическая сущность процессов, протекающих в устройствах на­грева - сопротивлением. Природа и физическая сущность электрическо­го сопротивления. Нагревательные элементы. Устройства и установ­ки электрообогрева. Электрокалориферы. радиационные электронагре­ватели. электрические сушилки, электрические отопительные устрой­ства. Электрические печи сопротивления, назначение печей непрерывного и периодического действия, принципы работы. Нагрев заго­товок за счёт собственного сопротивления.

Электропечи сопротивлением для плавки металлов. Установки прямого (контактного) и косвенного нагрева расплавляемых металлов. [1,7]

2

0,5

3.Сущность электрошлакового переплава. Металлургические особенности процесса. Свойства металла, по­лученного электрошлаковым переплавом. Установки для электрошлако­вого переплава [1]

2

 

4. Физические основы электрической контактной сварки. Разновидности контактной сварки (стыковая, точечная, шовная. сварка оплавлением). Схемы основных способов контактной сварки. Электрооборудование установок контактной сварки (основные части контактных машин). Разновидности контактных машин по роду. пита­ния (однофазные переменного тока промышленной или пониженной ча­стоты; машины трехфазного тока, низкочастотные с тиристорным преобразователем; с накоплением энергии). Применение электрокон­тактного нагрева при обработке металлов резанием. [1]

Самостоятельно

 

5. Физико-технические основы индукционного нагрева. Особенности индукционного ввода энергии. Схемы индукционно­го нагрева. Индукционные нагревательные и плавильные установки. Индукционные канальные печи. Параметры и конструкции индукцион­ных канальных печей (шахтные, барабанные, двухкамерные канальные печи). Индукционные тигельные печи. Индукционная плавка.без со­прикосновения расплава с футеровкой (гарнисажная плавка, струй­ная плавка. плавка во. взвешенном состоянии). Индукционный поверхностный нагрев в технологических процессах обработки металлов. Формы индукторов. Индукционная наплавка. Физическая сущность, осо­бенности и область применения. Индукционные нагревательные устано­вки. Источники энергии для индукционного нагрева. [1, 9]

2

0,5

6. Физические основы диэлектрического нагрева . Установки для диэлектрического нагрева. Сварка пластмасс и полимерных пленок, полимеризация клеев нагрев больших поверхно­стей, сушка, обжиг и др. [1]

1

0,5

7. Дуговой разряд. Физические основы дугового разряда. Понятие о плазме. Структура электрического дугового разряда. Виды эмиссии (термоэлектронная и авто электронная). Характеристи­ки приэлектродных областей и протекающих в них процессов. Элект­роды дуговых установок (легкоплавкие и тугоплавкие). Области при­менения легкоплавких и -тугоплавких электродов. Термохимические катоды. Основные закономерности процессов в электродуговом стол­бе. Особенности дуги переменного тока. Устойчивость и регулирова­ние параметров режима электрической дуги. [1]

1

 

8. Электродуговые и рудно-термические печи. Классификация дуговых печей. Дуговые печи прямого и косвен­ного действия. Рабочие режимы и характеристики электродуговых печей. Магнитное перемешивание металла в дуговых сталеплавильных печах. Дуговые сталеплавильные лечи. Рудно-термические печи. Ва­куумные дуговые печи. Основные элементы печей. Особенности дуго­вого разряда в вакуумно-дуговой печи. [1,8]

1

0,5

9. Физико-технические основы дуговых способов сварки. Род тока. применяемый для дуговой сварки. Влияние полярности тока на характер процесса дуговой сварки. Требования к вольтамперным характеристикам источ­ников питания и сварочной дуги. Влияние флюсов и покрытий свароч­ных электродов на свойства и качество сварных швов". Сварка в инертных и активных защитных газах. Источники питания дуговой сварки (сварочные трансформаторы, выпрямители, машинные преобразователи, специальные сварочные источники питания). [1]

Самостоятельно

 

10. Плазмено технологические процессы. Физико-технические основа плазменной технологии. Способы при­менения плазмы в машиностроении при обработке материалов. Устройства для получения низкотемпературной плазмы. Физические явления в плазматронах. Плазменные плавильные установки. Установки плаз­менной сварки и резки металлов. Установка плазменного нанесения покрытий и наплавки металла со специальными свойствами. [1]

1

0,5

11. Физико-технологические основы электронно-лучевого нагрева. 0бласть применения электронно-лучевого нагрева: плавка, сварка в вакууме, локальный переплав, испарение в вакууме, размер­ная обработка электронным лучом, термообработка, сварка, нанесе­ние покрытий и др. Конструкции электронно-лучевых установок. [1,6]

1

0,5

12. Основы электрохимической и электрофизиче-ской обработки. Основные положения о прохождении электрического тока через электролиты. Электролиз растворов и расплавов. Электрооборудова­ние электролизных производств. Применение электрохимической обра­ботка материалов в машиностроении (очистка поверхности, профили­рование). [1,2, 3]

1

0,5

 13. Электроэрозионная обработка металлoв. Физические основы и общие характеристики электроэрозионной обработки металлов. Разновидности электроэрозионной обработки и элементы её оборудования. Электроконтактная обработка. Особен­ность процесса электроконтактной обработки, параметры режима об­работки. [1, 4, 5, 6]

1

0,5

14.Электрохимико-механическая обработка в электролитах. Физические основы электрохимико -механической обработки в электролитах. Анодно-абразивная обработка. Анодно-механическая обработка. Характеристики анодно-абразивной и анодно-механической обработок. Область рационального применения обработок. Оборудование электрохимико-механической обработки. [1,3]

1

0,5

15. Электромеханические процессы и уста-новки. Физические основы электромеханических процессов. Элементы оборудования установок магнитоимпульсной обработки. Электромагнит-ные насосы. Индукционные насосы. [1, 11]

1

0,5

16. Электрогидравлическая обработка. материалов Физические основа электрогидравлического эффекта. Техноло­гическое использование высоковольтного разряда в жидкости. Очи­стка литья. Формообразование. Тонкое измельчение. . [1, 11]

1

0,5

 17. Ультразвуковые электро-технологические процессы. Физические основы ультразвуковой обработки.. Элементы обо­рудования ультразвуковых установок (источники ультразвуковых колебаний). Акустические трансформаторы скорости. Источники пита­ния ультразвуковых установок. Технологическое использование уль­тразвуковых колебаний в промышленности (ультразвуковые процессы с силовым воздействием на обрабатываемый материал). Интенсифи­кация технологических процессов при обработке материалов. Уль­тразвуковые методы контроля. [1, 5]

1

0,5

Всего

18

6

 

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

 

Для дневной формы обучения – не планируются

Для заочной формы обучения – 6 часов

 

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

 

Изучение материала, вынесенного на самостоятельную подготовку. В том числе:

Тема 2. Нагрев сопротивлением жидкостных сред (электрические котлы, стекловаренные печи, различные типы жидкостных электропечей сопротивлением для нагрева металла). [1]. (Дневное – 2 часа, заочное – 3 часа)

Тема 3. Электрошлаковая сварка (особенности процесса сварки, особенность параметров режима сварки и влияние их на геометрические размеры сварного шва и качество сварного соединения), сварочные установки для ЭШС и наплавки, отличительные особенности источников питания для электрошлакового процесса.[1]. (Дневное – 2 часа, заочное – 3 часа)

Тема 4. Схемы основных способов контактной сварки. (стыковая, точечная, шовная. сварка оплавлением) Электрооборудование установок контактной сварки (основные части контактных машин). Разновидности контактных машин по роду. пита­ния (однофазные переменного тока промышленной или пониженной ча­стоты; машины трехфазного тока, низкочастотные с титристорным преобразователем; с накоплением энергии). Применение электрокон­тактного нагрева при обработке металлов резанием.[1] (Дневное –  3 часа, заочное – 4 часа)

Тема 5. Индукционная плавка без соприкосновения расплава с футеровкой (гарнисажная плавка, струйная плавка, плавка во взвешенном состоянии). Индукционный поверхностный нагрев в технологических процессах обработки металлов. Формы индукторов. Индукционная наплавка. Физическая сущность, особенности и область применения. Индукционные нагревательные установки. Источники энергии для индукционного нагрева. [1, 9]. (Дневное – 2 часа, заочное – 3 часа)

Тема 7. Дуговой разряд. Физические основы дугового разряда. Понятие о плазме. Структура электрического дугового разряда. Виды эмиссии (термоэлектронная и авто электронная). Характеристики приэлектродных областей и протекающих в них процессов. Электроды дуговых установок (легкоплавкие и тугоплавкие). Области применения легкоплавких и -тугоплавких электродов. Термохимические катоды. Основные закономерности процессов в электродуговом столбе. Особенности дуги переменного тока. Устойчивость и регулирование параметров режима электрической дуги. [1] (Дневн. – 2 часа, заочное – 3 часа)

Тема. 8. Магнитное перемешивание металла в дуговых сталеплавильных печах. Дуговые сталеплавильные лечи. Рудно-термические печи. Вакуумные дуговые печи. Основные элементы печей. Особенности дугового разряда в вакуумно-дуговой печи. [1,8] (Дневное – 3 часа, заочное – 4 часа).

Тема 9. Физико-технические основы дуговой сварки (разновидности процессов дуговой сварки, схемы процессов сварки). Сварка в контролируемых средах и в вакууме. Требования, предъявляемые к вольтамперным характеристикам сварочных источников питания. [1]. (Дневное – 2 часа, заочное – 3 часа)

Тема 10. Плазменная резка и сварка. [1]. (Дневное – 2 часа, заочное – 3 часа)

Тема 11. Применение электронного луча при локальном переплаве, испарении в вакууме, размерной обработке электронным лучом, термообработке, сварке, нанесе­нии покрытий и др. Конструкции электронно-лучевых установок. [1,6] (Дневное – 2 часа, заочное – 3 часа)

Тема 12. Нанесение металлопокрытий и анодирование, гальванопластика. Источники питания установок для электрохимической обработки металлов. [1, 2, 3]. (Дневное – 3 часа, заочное – 4 часа)

Тема 13. Электроконтактная обработка. Особенность процесса электроконтактной обработки, параметры режима обработки. [1, 4, 5, 6]. (Дневное – 3 часа, заочное – 4 часа)

Тема 14. Характеристики анодно-абразивной и анодно-механической обработок. Область рационального применения обработок. Оборудование электрохимикомеханической обработки. [1,3] (Дневное – 3часа, заочное – 4 3 часа)

Тема 17. Технологическое использование ультразвуковых колебаний в промышленности (ультразвуковые процессы с силовым воздействием на обрабатываемый материал). Интенсификация технологических процессов при обработке материалов. Ультразвуковые методы контроля. [1, 5] (Дневное – 2 часа, заочное – 3 часа)

 

Распределение часов на самостоятельную работу студентов

№

п/п

Перечень работ

Форма обучения

Дневная

Заочная

1

Изучение теоретического материала

22

28

2

Подготовка к лабораторным работам

8

6

3

Выполнение контрольных работ

-

10

4

Подготовка к зачету

-

-

5

Подготовка к экзамену

-

-

6

 Итого

30

44

 

3. ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

 

№

Тема

Наименование работы

Продолжительность

занятий в часах

Шифр специальности 120505

Дневное

Заочное

1

2

Преобразование электроэнергии в тепловую элементами в нагревательных устройствах

4

+

 

5

13

Электроэрозионное упрочнение

4

+

 

6

16

Электрогидравлическая очистка труб

4

 

+

7

16

Магнито-импульсная опрессовка тонкостенных конструкций

4

 

+

Итого

16

16

 

СПИСОК ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

№

п/п

Авторы, название, выходные данные

Наличие в библиотеке

 

Основная литература

 

1

2

3

1.

В.А. Ленивкин, П.И. Петров Электротехнологические процессы в машиностроении: Учеб. пособие. Ростов-на-Дону, 1997. 216 с.

200

 

Дополнительная литература

 

2.

Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов / Артамонов Б.А. и др. 1983. Том I и том 2

3

3.

Б.Н. Бирюков. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки. М.: Машиностроение. 1987

3

4.

Размерная электрическая обработка металлов / Под ред. А.В. Гладкова – 1978. М.: Высшая школа

4

5.

Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические импульс­ные методы обработки металлов. Л.: Машиностроение. 1975

2

6.

А.Г. Григорьянц., И.Н. Шиганов. Оборудование и технология лазерной обработав материалов, М.: Высшая шкода, 1990.-159 с.

2

7.

. Электрические печи сопротивления и дуговые печи / Под ред. М.Б. Гутмана, - М.: Энергоатотаздат. - 1983.

3

8.

Волховский Л.А. Вакуумные дуговые печи. М.: Энергоатомиздат. 1985

3

9.

Простаков А.А. Индукционные печи и миксеры для плавки чугуна. М.: Энергия. 1977.

2

10.

 Фомин Н.И.. Заруловский Д.М. Электрические печи и установки индукционного нагрева М.: Металлургия. 1979.

2

11.

Миронов В.А. Магнитоимпульсное прессование порошков.- Рига: Зинатне. 1980.-190 с.

1

12.

Электротехнические процессы и оборудование: Программа, методические указания, вопросы для самопроверки. Задания на контрольные работы №1 и 2 для студентов заочного факультета /Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2004.

30

 

ЦДО ДГТУ © 2010