Расчеты оборудования по нанесению лакокрасочных покрытий при выполнении курсовых и дипломных проектов (90
..pdfФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“ Казанский государственный технологический университет”
РАСЧЕТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПО НАНЕСЕНИЮ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКЫТИЙ ПРИ ВЫПОЛЕНИИ КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ
Методические указания
Казань 2006
УДК 621.357.8.006.3 |
|
Составители: |
доц. В.Ф. Сороков |
|
доц. М.Р. Зиганшина |
|
доц. А.В. Сороков |
Расчеты оборудования по нанесению лакокрасочных покрытий при выполнении курсовых и дипломных проектов: Метод. указ./ Казан. гос. технол. ун-т; Сост. В.Ф. Сороков, М.Р. Зиганшина, А.В. Сороков. Казань, 2006, 30 с.
Содержат методический и информационный материал, необходимый в процессе выполнения студентами расчетов габаритных размеров оборудования по окрашиванию изделий, а также тепловые расчеты этого оборудования.
Предназначены для студентов специальности 250500 «Химическая технология высокомолекулярных соединений» и для других инженерно-технологических специальностей.
Подготовлены на кафедре «Химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий»
Печатаются по решению методической комиссии института технологии легкой промышленности, моды и дизайна.
Рецензенты: проф., д-р хим. наук |
Р.М. Гарипов |
проф., д-р. хим. наук. |
Я.В. Ившин |
При выполнении курсовых и дипломных проектов, относящихся к окрашиванию изделий, необходимо определить габаритные размеры проектируемого оборудования, расход компонентов на их получение, включая материалы для подготовки поверхности, а также затраты энергоресурсов на проведение таких процессов.
По материальным расчетам уже имеются методические указания.
Для расчета габаритных размеров и других расчетов, включая материальные, первоначально требуется определить скорость конвейера, которая обеспечит выполнение заданной программы производства. Исходя из рассчитанной скорости конвейера и габаритов детали или подвески (в случае, когда на одной подвеске размещается несколько деталей) определяются габариты камер всех стадий технологического процесса. Эти данные в конечном итоге влияют как на материальные расчеты, на определение расхода энергоносителей, так и, на экономическую эффективность данного процесса.
Исходными данными при проектировании производств на основе уже используемых в промышленности технологии и материалов служат данные, полученные дипломником процессе прохождения практики, а также данные справочной литературы и нормативной документации. В случае если в проектных предложениях дипломник закладывает в основу технологии новые, например разработанные на кафедре или в других организациях, процессы и материалы, требуемые исходные данные могут быть взяты из периодической научно-технической литературы или получены в результате проведения эксперимента.
3
1. РАСЧЕТ СКОРОСТИ КОНВЕЙЕРА
При серийном и массовом окрашивании изделий обычно применяется конвейерное производство. Конвейеры делятся на напольные и подвесные.
Напольные конвейеры используются в случаях, когда габаритные размеры или масса детали относительно велики (трактора, комбайны в сборе).
Подвесные конвейеры применяются чаще. Они используются при окрашивании как мелких деталей (на комплексной подвеске), так и достаточно крупных вплоть до кузовов автомобилей. Мелкие детали при окрашивании обычно размещают по несколько штук на одной подвеске. Количество деталей на подвеске и общая площадь окрашивания может заметно отличаться. При формировании подвески необходимо,
чтобы вся поверхность деталей была доступна |
для |
окрашивания, а детали не касались друг друга. |
При |
формировании подвески из нескольких деталей рекомендуется дать эскиз подвески с указанием ее габаритов. По этому эскизу легко определяются общие размеры подвески с изделиями, что дает возможность рассчитать габариты камер подготовки поверхности, окрашивания и сушки.1 Если на одной подвеске располагается только одно изделие, расчеты габаритов оборудования производятся исходя из размеров этого изделия. Если на одном конвейере используются изделия или подвески различных размеров, то габаритные размеры агрегатов рассчитываются по размерам наиболее крупного изделия.
Скорости конвейера (Vк), м/с, |
|
||
Vк =n×B/Kзагр×T эфф×3600. |
(1) |
||
Производительность по массе изделий (G изд |
), кг/с, |
||
G изд |
=M×n×/ T эфф ×3600. |
(2) |
|
|
|
|
|
1Если габаритные |
размеры агрегата уже |
известны, то при |
|
формировании подвески должны учитываться эти габариты.
4
Производительность по массе конвейера (G тран), кг/с,
G тран={[мвет +(мкор×1000/шцеп ×(2…5))] ×Vк× T эфф ×3600 |
|
+ n×мподв }/ T эфф×3600. |
(3) |
Производительность по окрашиваемой |
поверхности |
(Fизд), м2 /с, |
|
Fизд =n×fкопм /Tэфф ×3600. |
(4) |
где Vк -скорость конвейера м/с; n- число подвесок на годовую программу; B-шаг подвески, мм ( выбирается конструктивно);
Kзагр - коэффициент загрузки |
(обычно 0,85…0,95): T |
эфф |
- |
||||
эффективный |
фонд |
рабочего |
времени, |
ч; |
Gизд |
- |
|
производительность по |
массе |
изделия, кг/с; М - суммарная |
|||||
масса изделий на подвеске, кг; |
мвет - |
масса одного погонного |
|||||
метра загружаемой части конвейера, кг (табл. 1); мподв – масса одной подвески (обычно 0,1…0,5 от массы детали на подвеске), кг; мкор - масса одной каретки, кг; шцеп- шаг цепи конвейера, мм
(выбирается |
конструктивно); |
fкомп - площадь |
поверхности |
||||
одного комплекта (изделия), м2. |
|
|
|
|
|||
Таблица 1. Параметры подвесного конвейера |
|
|
|||||
Параметр |
|
Шаг цепи конвейера (шцеп), мм |
|
||||
конвейера |
|
80 |
|
100 |
|
160 |
|
Lкон, мм |
|
1467 |
|
2560 |
|
3896 |
|
lкон, мм |
|
250 |
|
300 |
|
400 |
|
H, мм |
|
393 |
|
686 |
|
1044 |
|
Масса 1 |
м |
2.8 |
|
5.0 |
|
9.1 |
|
(мвет), кг |
|
|
|
|
|
|
|
Масса |
|
2.3 |
|
4.5 |
|
11.6 |
|
каретки(мкор), |
|
|
|
|
|
|
|
кг |
|
|
|
|
|
|
|
5
2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАБАРИТНЫХ РАЗМЕРОВ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ
ИНАНЕСЕНИЯ И СУШКИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
2.1.Габаритные размеры агрегата подготовки поверхности
Конструктивно агрегат подготовки поверхности выполняется в виде единой проходной камеры туннельного типа, разбитого на секции по числу стадий одного агрегата,
включающего в себя все стадии подготовки поверхности и |
||
промывки. Обычно ширина и высота |
агрегата |
остается |
постоянной и меняется лишь длина отдельных зон подготовки, |
||
в зависимости от времени пребывания в них изделия в зоне. |
||
В качестве примера рассмотрим |
расчет |
аппарата |
подготовки поверхности методом распыления. На рис. 1 представлен поперечный разрез зоны облива. Внутренняя
рабочая ширина (bр), мм, |
|
bр=b+2×(200…400), |
(5) |
где b - ширина изделия. Размер зазора (200…400 |
мм) между |
изделием и насадкой зависит от массы и формы изделий.
Например, |
для |
массивных или сложных |
пространственных |
|
изделий, исключающих отклонение |
под |
действием струи, |
||
принимают минимальное значение, а |
для листовых и легких |
|||
изделий - максимальное. |
|
|
||
Внутренняя ширина агрегата (bа), мм, |
|
|||
|
|
bа=bр+2×(200…300), |
|
(6) |
где 200…300 |
мм |
- зазор между контуром облива и стенкой |
||
агрегата. Ширину выступающей части ванны (поз. 6 на рис. 1)
(часто называемой приставной ванной) |
принимают |
500…1000 мм . |
|
6
Рис. 1. Схема зоны
|
облива |
агрегата |
|
подготовки |
|
|
поверхности: |
|
|
1- внутренняя стенка |
|
|
корпуса; |
2-контур |
|
облива; |
3-укрытие |
|
конвейера; 4- изделие; |
|
|
5-входной |
или |
|
выходной |
силуэт |
|
входного и выходного |
|
|
тамбура; 6-ванна: 7 – |
|
|
монорельс подвесного |
|
|
конвейера. |
|
|
hр=h+hп+200, |
(7) |
где h – |
высота подвески или изделия; 200 мм - |
зазор между |
низом |
комплектовки (изделия на подвески или подвески с |
|
деталями) и насадками контура облива, hп- высота подвески
(400…600 мм ).
Высота агрегата определяется конструктивно, исходя из
рабочей высоты и высоты ванны (hа), мм, |
|
hа=hр+(1000…1500). |
(8) |
Ширина (B) транспортных проемов (силуэтов на входе и выходе) на 100…200 мм меньше рабочих размеров, высота (Н) -
на 50…100мм .
Длина агрегата зависит от скорости движения конвейера, числа зон обработки и длины изделий (L), мм,
7
L= 2lт+l1+l2+…+ l n + (n-1)×lэ.с , |
(9) |
где lт - длина входного и выходного тамбуров (принимается 2000-5000 мм); l1, l2, …, l n- длины рабочих зон (расстояние между центрами крайних контуров облива); n -число рабочих
зон; lэ.с- длина зоны двухстороннего стока. |
|
l(1,2…n )= Vк × t(1,2,…n ), |
(10) |
где Vк - скорость движения конвейера, м/с; t -время обработки для каждой стадии обработки (включая промывку), с.
Длина зоны стока зависит от длины, |
высоты и |
конструкции изделий: |
|
lэ.с=0.8×l+ 0.5× Vк + hизд, |
(11) |
где l-длина изделия.
При времени стекания рабочего раствора с изделия 120 с, длину зоны стекания можно принять в 1,5-2 больше длины изделия.
Расчет насосной системы2
Расчет выполняют отдельно для каждой зоны, включая зоны промывки.
Длина одного контура облива (lк), мм:
lк=hр+bр . |
(12) |
Расстояние между контурами принимают 250…300 мм . |
|
Число насадок (nк) на контур определяют с учетом |
|
приятого расстояния между ними ( обычной 200…250 мм |
), т.е. |
nк=lк/(200…250)+1. |
(13) |
Число контуров (Z), шт, |
|
Z=2ln/(250…300)+1. |
(14) |
Общее число насадок (nоб), шт, |
|
nоб=nк×Z. |
(15) |
2 Выполняется в случае, когда в задание дипломного проекта включается детальная разработка агрегата подготовки поверхности.
8
Расход жидкости через насадки принимают по его производительности (табл. 2).
Расход моющей жидкости (Vч), м3/ч, |
|
Vч =Vн × nоб, |
(16) |
где Vн – расход жидкости одной насадкой (см. табл. 2) . Производительность насоса с учетом потерь (Vп), м3/ч,
Vп =1.05×Vч . |
(17) |
Для агрегатов химической подготовки |
объем ванны (Vв) |
определяют из расчета, что содержащийся |
раствор в ванне |
насосом перекачивается в течение 3-4 мин |
и 20% запасом |
раствора на случай его выработки: |
|
Vв =1.2×Vн×(3…4) /60. |
(18) |
Длину ванны рассчитывают с учетом принятых (рассчитанных) габаритов по высоте и ширине. Ширина ванны равна внутренней ширине рабочей зоны, а длина ванны – длине рабочей зоны.
Таблица 2. Параметры сопла с плоско-конусным факелом
Угол факела ά,, в |
Производительность м3/ч, |
при давлении, |
||||
плоскости |
|
мПа |
|
|
|
|
Горизонт |
Вертика |
0,05 |
0,1 |
0,21 |
|
0,28 |
альной |
льный |
|
|
|
|
|
60…70 |
10…15 |
0,23 |
0,33 |
0,47 |
|
0,54 |
|
|
0,35 |
0,49 |
0,7 |
|
0,81 |
|
|
0,46 |
0,67 |
0,95 |
|
1,08 |
20…35 |
6…10 |
0,57 |
0,84 |
1,16 |
|
1,35 |
|
|
- |
0,49 |
0,7 |
|
0,81 |
9
2.2. Расчет габаритных размеров ванны электроосаждения
Размеры ванны электроосаждения зависят от габаритных размеров комплектовки (изделия), скорости конвейера и угла его подъема. Схема установки для определения габаритных размеров установки электроосаждения приведена на рис. 2.
Рис. 2. Схема установки ванны электроосаждения: 1 - изделие, 2 - конвейер, 3 - сливной карман.
Расчет размеров ванны производится по следующим
формулам: |
|
∙ общая длина ванны электроосаждения (Lобщ), мм, |
|
Lобш=2l1+lв+n×l с.к+l изд , |
(19)3 |
3 Если длина сливного кармана, рассчитанной по формуле 19, отличается от заданных значений, то следует произвести проверочный расчет.
10