Диплом Султан.output

Внутренние габариты ванн

Длина:

l= nl1+ (n-1)l2 +l3,

где l1- размер подвески по длине ванны

l2 - расстояние между подвесками по длине ванны (0,03 - 0,1 м);

l3 - расстояние между краем подвески и торцевой стенкой ванны (0,1-0,2 м) n - количество подвесок на одной штанге по длине ванны.

l= 1*0,9 + (1-1) *0,05+ 1*0,1 = 1м

Ширина:

b= nKb1+ 2nKb2+ 2b3+ nAb4,

где b1 - размер подвески по ширине ванны b= 0,08м;

b2 - расстояние между анодом и ближайшим краем подвески (0,15м); b3 - расстояние между анодом и стенкой ванны (0,05-0,2 м);

nA и nk- количество катодных и анодных штанг (nА=3, nк=2); b4 - толщина анода (0,01)

b= 2*0,08+2*2*0,15+2*0,1 +3*0,01 = 0.99 м

Высота:

h=hэ+hБ=(h, +h2+h3) +hБ,

где hэ - высота уровня электролита;

hБ - расстояние от зеркала электролита до верхнего края бортов ванны (0,1-0,25

м);

h1- высота подвески (без подвесного крюка)

h2- расстояние от дна ванны до нижнего края подвески (0,15-0,3 м); h3- высота электролита над верхним краем подвески (0,02-0,05 м).

h= (0,8 + 0,2 + 0,03) + 0,2 = 1,23 м

Выбираем стандартную ванну: 1= 1 м; b= 1 м; h= 1,25 м

Объем электролита в ванне:

V Э = l b h э - V /

где V/ - объем металла в деталях и анодах.

V/ =Vд + VA, м3

Уд= 0,00025 м3; VА=b*l*h;

VА= 0,01*2*1.6=0,032 м3;

51

V= 0,00025+0,032= 0,032 м3;

Vэ= 1*1*1,25-0,02= 1,23 м3;

Поверхность загрузки в одной ванне:

SK= 1,23 м2;

3.3. Автооператорные линии

Производственную программу удобно выразить в единицах загрузки в АЛ-загрузочных приспособлениях - ЗП. Поверхность изделий, покрываемых на подвесках на одном ЗП колеблется в широких пределах 0,5 - 3 м2 в среднем, что зависит от размера подвески и формы изделий. Поэтому целесообразно, исходя из характеристики АЛ, выбрать размеры ЗП, определить количество изделий, размещаемых на одном ЗП, их поверхность.

Ритм выдачи (с) одного ЗП с одной АЛ:

= 3600 tc/Pc,

где tc- среднесуточное время работы оборудования.

= 3600*15,7/208=271 (с)

Для АЛ в среднем составляет 240-600 с. Так как = 271 с, то для выполнения заданной производственной программы достаточно одной АЛ. Корректировка количества АЛ в зависимости от времени протекания наиболее длительной операции технологического процесса. При этом ориентировочно определяют количество ванн для осуществления этой операции:

N= t1/ ,

где t1 - время проведения операции согласно технологии, с. Нанесение никелевого покрытия: N= 24*60/271/2 = 2,6 ~ 3 ванны. Уточним время каждой операции технологического процесса:

tоп=t1+ tобс,

где tобс- время, необходимое для загрузки и выгрузки ванны, рассчитанное по уравнению:

tобс=2 Н / V B ,

здесь Н - высота подъема ЗП, м (определяется размерами ЗП);

Н = 0,99+ 0,1 = 1,09 м

VB- скорость подъема и опускания ЗП, м/с (0,13 - 0,20). tобс = 2* 1,09 / 0,2 = 10,9 (с)

Уточним время проведения процесса никелирования toп= 34*60+ 10,9 = 2050,9 (с)

Электрохимическое обезжиривание:

toп= 600 + 10,9 = 610,9 (с)

N = 600/271 =2,2; следовательно 3 ванны

52

Промывка в горячей или холодной воде: tоп= 120 + 10,9 = 130,9 (с)

N= 120/271 =0,44- 1 ванна для каждой из девяти промывок, т.к. 1<N<6, то ранее рассчитанное количество АЛ не требует корректирования.

Выберем размеры ванн для проектирования новых АЛ [табл. 3.4, 5, стр.

22]

длина С = 1 м высота h= 1 м ширина 6= 1,25 м

Длина АЛ определяется количеством ванн, расстоянием между ваннами (0,1- 0,4 м) и длиной загрузочно - разгрузочных площадок (по 1,6 - 2,0 м).

LАЛ=nl+(n2-1) l1+l2n1 l1- расстояние между ваннами, l1= 0,1- 0,4 м;

l2 - длина загрузочно - разгрузочной площадки, l2 = 1,6- 2,0 м n1 - количество загрузочной - разгрузочных площадок, n1 = 2; n2- количество обслуживающих площадок, П2 -1 -2.

LAЛ = 23*2 + (2 - 1) *0,3 + 2*2= 50,3 м

Ширина АЛ складывается из ширины ванн и размеров площадок обслуживания

(по 1 - 1 , 5 м):

ВАЛ = b+ n2b1|

b- ширина ванн;

b1 - ширина обслуживающей площадки, b1= 1 - 1,5 м.

ВАЛ = 1,0 + 2* 1,5 = 4 м.

Высота автомата зависит от типа АЛ, ее конструктивных особенностей и может изменяться от 2 до 6 м.

Принимаем Н = 5 м.

			Таблица 15
	Расчетные данные для ванн авто операторной линии.
		Продолжительность	Количество
	Наименование	операции, мин	ванн
	ванны
	Химическое обезжиривание	5-15	3
	Промывка теплой непроточной водой	1-2	1
	Каскадная промывка	1-2	1
	Обезжиривание электрохимическое	7-10	3
	Промывка теплой водой	0,5-2	1
	Каскадная промывка	0,5-2	1
	Активация	0,5-2	1
	Каскадная промывка	0,5-2	1
	Никелирование полублестящее	34	3
		53

Промывка в непроточной воде			0,5-2	1
(улавливание)
Промывка	2-х	ступенчатая	0,5-1	1
противоточная в холодной воде
Никелирование блестящее			34	3
Промывка непроточной воде			0,64-1,0	1
(улавливание)
Промывка 2-х ступенчатая проточной			0,5-2	1
воде
Промывка теплой проточной водой			0,5-2	1
	Сушка		-	1

Расчет количества автооператоров

Ориентировочное количество операторов:

nавт=(t2+tB+tост)/( в ),

где t2- суммарное время горизонтальных перемещений оператора, с;

tB- суммарное время вертикальных перемещений на подъем и опускание ЗП, с; tocт- время остановок оператора у ванн, с.

t2= l(N+1)/V2

tв= 2H(N+1)/VB

tocт=N3Xt3,

где £ - расстояние между средними линиями соседних ванн (по ходу оператора); V2- скорость горизонтального перемещения оператора (0,13-0,26 м/с); N3- количество ванн, у которых задерживается оператор; t3- время задержки оператора у ванн, с.

t2= 0,4(25+1)/0,2 = 52 с

tв= 2*1,09(25+1)/0,2= 141,7с

Время остановки оператора у ванн tocтскладывается из времени tocтДля выполнения коротких технологических операций, времени tocт //- для слива рас-

54

твора с ЗП, времени tocт///для гашения инерционных сил в подвижных узлах системы при переходе оператора к позиции и после опускания подвески в ванну:

tocт=toст/+ tocт//+ tocт///

tocт /= 20N = 20*25 = 460 с

tocт //= (6-9) (N - 2) = 8*(25-2) = 184 c tocт /// = (2+4) N = 4*20 = 80 c

tocт= 460+184+80 = 724 c

Zon= (52 + 141,7 + 724)/271 = 3,8 – 4 оператора

3.4.Материальный расчет

3.4.1.Расчет химикатов и воды на приготовление электролитов

ирастворов

Расход химикатов:

1) на первоначальное приготовление электролитов:

min.n=∙ ∙в (кг)

с-концентрация компонента (по верхнему пределу), г/л; V-объем электролита в ванне, л;

nв- количество ванн с данной с и данным Vэ Обезжиривание

	mобn.n =					∙ ∙		= 477 (кг)
Вещество		Концентрация г/л							Расход кг
Na3P0412H20								50	477
Na2C03								25	238,5
Синтанол ДС10								4	38,16
NaOH								35	333,9
Нанесение покрытия никель блестящий
	mакт		n.n	=	∙ ∙			=2798,4(кг)

55

Расход веществ для нанесения покрытия

Называние	Концентрация	Норма	Годовая	Расход
компонента	г/л	расхода,	производительность,	химикатов,
		л/м2	м2	кг
NiS04 7Н20	220	0,24	30900	2798,4
Н3ВО3	35	0,24	30900	38,16
NaCl	12	0,24	30900	152,64
1,5 нафтолинд-	1,7	0,24	30900	21,63
исульфокислота
1,4 бутиндиол	0,25	0,24	30900	3,18

3.4.2. Расход анодов.

Расход анодов на первоначальную загрузку

Sa=Sk·

Sa = 0,62*2/1,5=0,83 м2

Исходя из величины поверхности анодов, рассчитывается рабочая

анодная поверхность на одной штанге:

Расход анодов рассчитывается по формуле:

man.n =Sa· ·

где - толщина используемых анодов, м; Sa-анодная поверхность, м2;

р- плотность металла анода.

ma 1 0 0 =100· · · 1· 2 ,

- толщина покрытия осаждаемого металла, м,- плотность осаждаемого металла, кг/м3,

k1- коэффициент, учитывающий сложность геометрической формы детали,

0,7-0,95,

k2- коэффициент, учитывающий непроизводительные потери анодов, 1,10- 1,15.

56

т100= 100 · 9 · 10-6 · 8902 · 0,85 · 1,1 = 7,49 кг

та 3 0 9 0 0 = 30900 · 9 · 10 · 8902 · 0,85 · 1,1 = 2314 ,73 кг

3.4.3Расход воды

Расход воды на приготовление электролитов:

Vn.э=∑ · г · см , г/л,

ф

Где Vi-объем электролита в ванне, л;

ni-количество ванн с одинаковым объемом и составом электролита; nсм-количество смен электролита в году;

ТГф- фактический годовой фонд времени.

Расход воды на испарение с зеркала электролита для ванн, работающих при повышенной температуре, рассчитывают с использованием формулы Крауза:

Vисп=n·∑ , ∙ ∙ ( − ) , г/л,∙( ,+ + )

Где F-поверхность испарения, м2;

К-коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха (для гальванических цехов К=0,71);

Х1-количество пара, насыщающего воздух при температуре электролита, кг на 1 кг сухого воздуха; Х2-количество пара, насыщающего воздух при температуре цеха, кг на 1 кг сухого воздуха;

n-количество ванн, по которым ведется расчет на испарение воды; р- плотность воды, г\см3.

Расчет расхода воды на промывку после каждой технологической ванны для любой из выбранных промывок проводят по формуле:

V=[

∙

] ·

уд

·

исп

·

, г/л,

∙

(+

исп

)

уд∙исп

Где F-поверхность зеркала электролита ванны, м2; Vисп- удельное испарение электролита, л/м2т;

Vуд- удельный вынос электролита, л/м2;

57

Рчас- часовая производительность линии, м2/г;

C0-концентрация наиболее вредного компонента в технологической ванне, г/л; Сn-допустимая концентрация этого компонента в последней ванне промывки, г/л;

n- количество ванн промывки; n1-количество ванн улавливания; n2- коэффициент.

При расчете с использованием ванн улавливания коэффициент принимают:

1)для одноступенчатой промывки- n2=1;

2)для многоступенчатой прямоточной- n2=n;

3)для каскадной промывки -n2=1.

В отсутствии ванн улавливания коэффициенты n2				берутся теми же самыми, a n1
равным нулю.
Номер промывки	Гор.	Хол.	Гор.	Хол.	Хол.	Хол.	Хол.	теплая
	пр.	кас.	пр.	кас.	кас.	кас.	кас..
Общая поверхность промываемых	8,13	8,13	8.13	8.13	8.13	8.13	8.13	8.13
деталей S, м2/ч
Уд. унос раствора деталями из технол	600	300	600	300	200	240	240	240
ванны, мл/м2
Конц в-ва в технол ванне (в пересчете	30	14	40	20	40	36	36	0.1
на металл), г/л
Допустимая концентрация в-ва после	0,1	0.1	0,1	0.1	0.1	0.1	0,1	0.01
промывки, г/л
Коэф. ванн улавливания (при 1 к=2.5;	1	1	1	1	1	1	2.5	1
при 2 к=5)
Коэф.требуемой степени очистки	2.14	140.002.00		200.00400.00150.006.13				1.00
поверхности, Ко
количество ванн промывки	1	2	1	2	2	2	1	1
Уд. расход воды при каскадной	0.257	1.420	0.240	1.697	2.400	1.470	0.7360.120
промывке, л/м2
Уд. расход хол. воды при автономной	0.129	1.420	0.120	1,697	2.400	1.470	0.3680.060
подаче, л/м2
Уд. расход хол. воды при авто-номной	0,129	1.420	0.120	1.697	2.400	1.470	0.3680.060
подаче, л/м2
Расход воды при каскадной промывке,	2.091	11,5431.951		13.79719.51211.9495.9840.976
л/ч
Расход холодной воды при автономной	1.045	11,5430.976		13.79719.51211.9492.9920.488
подаче, л/ч
Общий расход гор воды при	1.045	11.5430.976		13.79719.51211.9492.9920.488
автономной подаче, л/ч
		58

Общий расход хол. воды, л/ч	75.254
Общий расход гор. воды, л/ч	2.509

3.5.Расчет источников постоянного тока

3.5.1Расчет напряжения на ванне Сила тока на ванне

Расчёт токовой нагрузки и напряжение на ванне.

Расчёт для каждой ванны производим по ниже приведённым формулам и сводим полученные значения в таблицу.

Сила тока на ванне:

Никель полублестящий:	I = iк∙ Sед.
I=62*1,5=93 А

где iK- катодная плотность тока, A;Sе.д.з- площадь единичной загрузки, дм2.

Электродная поляризация на ванне:

Никель полублестящий:	∆Е = Еа - Ек
	∆Е =0,429+0,546=0,975 В

где Еа, Ек - потенциалы анода и катода, В.

Падение напряжения в электролите:

EЭЛ = ∙

Никель полублестящий

Eэл = . = 2,4B

.

где inp- проходная плотность, А/см2; - расстояние между электродами, см;- удельная электропроводность электролита, 1/(Ом см).

59

Проходная плотность:

iпр = √ ∙ .

Никель полублестящий

iпр = √ , = 0,17А

Потери напряжения в электродах и контактах ванн:

Епк = 0,15∙(∆Е + Еэл).

Никель полублестящий

Епк=0,15*(0,975+2,4)=0,506 В

Потери напряжения в шинопроводе:

Епр =0,1 * (∆Е + Еэл+ Епк).

Никель полублестящий

Епр=0,1∙(0,975+2,4+0,506)=0,388 В

Минимальное напряжение на генераторе тока:

Umin= ∆Е + Eэл+ Епк + Епр.

Umin=0,975+2,4+0,506+0,388=4,269

Напряжение на ванне:

U= (1 + К 1 ) ∙( ∆Е + ( 1 + К 2 ) ∙E э л ) ,

U= (1 +0,1)∙(0,975+( 1 +0,2)*2,4)=4,24 В

где K1- коэффициент, учитывающий потери напряжения в контактах,

К2 - коэффициент, учитывающий увеличение напряжения за счёт газонаполнения.

60