Диплом Султан.output
.pdfний занимаемая ими площадь меньше на 20-30 %, а металлоемкость - на 10- 15%. Эти линии более стабильны в работе, чем линии с консольным автооператором, и имеют большую грузоподъёмность (от 200 до 2000 кг). Кроме того они удобны в эксплуатации, так как доступ к ваннам открыт с двух сторон. К недостаткам автооператоров этого типа следует отнести незначительную жёсткость конструкции, неудобство монтажа и обслуживания, трудность позиционирования подвесок, громоздкость металлоконструкции.
Портальные автооператоры применяют в линиях, расположенных в низких производственных помещениях, и в линиях с большими размерами ванн и массой транспортируемого груза более 2 т. Автооператор может иметь два механизма подъёма с захватами, направленными в противоположные стороны, что позволяет одновременно обслуживать две гальванические ванны, убыстряя темпы работы автомата. Такие линии наиболее широко применяются в промышленности вследствие высокой надёжности в работе, наибольшей производительности и грузоподъёмности автооператоров. Установка автооператоров портального типа не требует большой высоты цехового помещения. Линии с портальными автооператорами имеют ряд недостатков, сдерживающих их применение. Главными из них являются: затрудненность обслуживания ванн, необходимость частичного или полного демонтажа рельсовых путей при извлечении ванн для ремонта, дополнительное усложнение конструкции линии из-за введения устройств, обеспечивающих безопасность обслуживающего персонала, более быстрое коррозионное разрушение автооператоров вследствие близости их к зеркалу растворов, усложнение конструкций приводов горизонтального передвижения автооператоров.
Консольные автооператоры перемещаются по направляющим путям, установленным сбоку ванн. Грузозахватный орган автооператоров выполнен в виде консоли, проходящей над поверхностью ванн. Линии с консольными автооператорами по предпочтительности их использования занимают промежуточное положение между линиями с тельферными (подвесными) автооператорами и портальными автооператорами. Автооператоры этих линий имеют боковую направляющую, поэтому для их размещения не требуется большой высоты цеха. Потребителей привлекает их компактность, особенно при малых габаритах ванн и небольшой грузоподъёмность автооператоров. Недостатки стабилизация груза при перемещении, длина ванн не больше 1,6 м, грузоподъёмность автооператоров не больше 200 кг.
В данном случае более рационально использовать линию с тельферными автооператорами .
81
3.10.Материальный расчет
3.10.1.Расчет химикатов и воды на приготовление электролитов и
растворов.
Расход химикатов:
2)на первоначальное приготовление электролитов:
|
. |
= |
∙ ∙ в |
(кг) |
|
|
|
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
с – концентрация компонента (по верхнему пределу), г/л; Vэ – объем электролита в ванне, л ;
nв – количество ванн с данной с и данным VЭ
Обезжиривание
|
. = |
50 ∙630 ∙3 |
|
= 94,5 |
к/г |
|||||
|
||||||||||
|
|
об. |
1000 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Вещество |
|
Концентрация г/л |
|
Расход кг |
|||||
|
Na3PO4 ∙12H2O |
|
|
50 |
|
|
|
|
94,5 |
|
|
Na2CO3 |
|
|
25 |
|
|
|
|
47,25 |
|
|
Синтанол ДС- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
4 |
|
|
|
|
7,56 |
|
|
NaOH |
|
|
35 |
|
|
|
|
66,15 |
|
Нанесение покрытия никель блестящий |
|
|
|
|
||||||
|
. |
|
|
560 ∙ 630 ∙5 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
акт |
= |
1000 |
|
|
= 1764 (кг) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
82
Расход веществ для нанесения покрытия
|
|
Норма |
Годовая |
Расход |
Название |
Концентрация, |
расхода |
производительность, |
химикатов, |
компонента |
г/л |
л/м2 |
м2 |
кг |
NaOH |
560 |
0,48 |
20600 |
1764 |
NaNO3 |
80 |
0,48 |
20600 |
252 |
NaNO2 |
230 |
0,48 |
20600 |
724,5 |
|
|
|
|
|
3.10.2. Расход воды
Расход воды на приготовление электролитов:
= ∑ ∙ ∙ см , г/л,
.э Тгф
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 ∙ |
45,6 ∙ ∙ ( 1− 2) |
|
, г/л, |
2 ∙(0,622 + 1 + 2) |
где F- поверхность испарения, м2;
K-коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха (для гальванических цехов К=0,71);
Х1- количество при, 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; p-плотность воды, г\см3;
Расчет расхода воды на промывку после каждой технологической ванны для любой из выбранных промывок проводят по формуле:
83
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
С0 |
|
|
|
|
|
= [ |
|
|
|
|
|
∙ |
] ∙ |
∙ |
∙ ,г/л, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
∙ исп |
|
|
|
|
|
уд |
исп |
2 |
|||
|
(1+ |
) |
С |
|
|
||||||||
|
|
уд |
∙ |
исп |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где F – поверхность зеркала электролита ванны, м2; Vисп – удельное испарение электролита, л/м2 ∙ г;
Vуд – удельное вынос электролита, л/м2
Pчас – часовая производительность линии, м2/г;
C0 – концентрация наиболее вредного компонента в технологический ванне, г/л;
Cn – допустимая концентрация этого компонента в последний ванне промывки,
г/л;
n – количество ванн промывки;
n1 – количество ванн улавливания; n2 – коэффициент.
При расчёте с использованием ванн улавливания коэффициент принимают:
4)для одноступенчатой промывки- n2=1;
5)для многоступенчатой прямоточной- n2=n
6)для каскадной промывки –n=1.
При расчете с использованием ванн улавливания коэффициенты n2
берутся теми же самыми, а n1 равным нулю.
84
Номер промывки |
Гор. |
Хол. |
теплая |
Хол. |
Хол. |
Хол. |
Хол. |
теп |
|
пр. |
кас. |
кас.2 |
кас. |
кас. |
кас. |
||||
Общая поверхность |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
|
промываемых деталей S, м2/ч |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Уд. унос раствора деталями из |
600 |
300 |
600 |
300 |
300 |
200 |
480 |
200 |
|
технол. ванны, мл/м2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Конц в-ва в технол ванне (в |
10 |
3 |
40 |
20 |
35 |
3 |
50 |
|
|
пересчете на металл), г/л |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Допустимая концентрация в-ва |
3 |
0.1 |
20 |
0.1 |
0.1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
после промывки, г/л |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэф. ванн улавливания (при 1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
к=2.5; при 2 к=5) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэф.требуемой степени |
2,14 |
140,00 |
2,00 |
200,00 |
2000,00 |
400,00 |
500,00 |
1,00 |
|
очистки поверхности, Ко |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Количество ванн промывки |
1 |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
|
Уд. расход воды при каскадной |
|
1,420 |
0,240 |
1,697 |
5,367 |
2,400 |
2,683 |
0,120 |
|
промывке, л/м2 |
0,257 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Уд. расход хол. воды при авто- |
|
1,420 |
0,120 |
1,697 |
5,367 |
2,400 |
2,683 |
0,060 |
|
номной подаче, л/м2 |
0,129 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Уд. расход хол. воды при |
|
1.420 |
0.120 |
1.697 |
5,367 |
2,400 |
2,683 |
0,060 |
|
автономной подаче, л/м2 |
0,129 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расход воды при каскадной |
|
7,809 |
1,320 |
9,334 |
29,516 |
13,200 |
14,758 |
0,660 |
|
промывке, л/ч |
1,414 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расход холодной воды при |
|
7,809 |
0,660 |
9,334 |
29,516 |
13,200 |
|
0,330 |
|
автономной подаче, л/ч |
0,707 |
14,758 |
|||||||
Общий расход гор воды при |
|
7,809 |
0,660 |
9,334 |
29,516 |
13,200 |
14,758 |
0,330 |
|
автономной подаче, л/ч |
0,707 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Общий расход хол. воды, л/ч |
76,096 |
Общий расход гор. воды, л/ч |
1,697 |
85
3.11. Электрический расчет Расчёт токовой нагрузки на ванне
Расчёт для каждой ванны производим по ниже приведённым формулам и сводим полученные значения в таблицу 2.4
Рассмотрим расчёт Сила тока на ванне обезжиривания:
I = iк ∙Sед.з,
где iк – катодная плотность тока А;Sед.з – площадь единичной загрузки, дм2 .
Обезжиривание
I = 1,5 ∙ 60=90 A
Электродная поляризация на ванне:
∆ = a– Eк,
Где a, Eк– потенциалы анода и катода, В;
∆ = 0,630 + 0,423 = 1,053 В,
Падение напряжения в электролите:
= ∙ ,
где iпр– проходная плотность, А/см2; –расстояние между электродами, см;
− удельная электропроводность электролита, 1/(Ом∙ см);
= |
0,141 ∙15 |
= 3,525 В, |
|
||
|
0,6 |
|
|
|
Потери напряжения в электродах и контактах ванн:
пк = 0,15 ∙ (∆ + ),
пк = 0,15 ∙ (1,053 + 3.525)=0,687 B,
Потери напряжения в шинопроводе:
86
пр = 0,1·(∆ + + пк),
пр = 0,1·(1,053 + 3.525 + 0,687) = 0,527 В,
Минимальное напряжение на генераторе тока:
Umin = ∆ + + пк+ пр ,
Umin = 1,05 + 3.525 + 0,687 + 0,527 = 5,8 В,
Напряжение на ванне:
U = (1 + K1) · (∆ + (1+K2) · ),
где K1– коэффициент, учитывающий потери напряжения в контактах,
K2 – коэффициент, учитывающий увеличение напряжения за счёт
газонаполнения,
U = (1+0,1) ∙ (1,053 + (1 + 0,2) ∙ 3,525) = 5.811 В.
Расчёт шин и проводов
Удельное сопротивление материала шины при средней температуре шин:
сруд = уд ∙ (1 + ( раб − изм)),
где уд – измеренное удельное сопротивление материала шины,
удср = 0,0178 ∙ ( 1 + 0,00445(30 − 18) = 0,02033
Сечение шины:
где а – длина шины, м;
Sш= 104*0.0203 ∙ 2 ∙ 0,5275 = 40,1 мм2
По полученным значениям Sш выбираем стандартные шины и провода с сечением равным или нескольким большим рассчитанного.
Для процесса обезжиривания принимаем шины размером Cu/15× 3/мм2 с сечением 45 мм2 и токовой нагрузкой до 255 А.
87
3.12. Тепловой расчёт
Расчет тепла на нагрев раствора ванны обезжиривания
Объем корпуса ванны и футеровки:
Vк = 2 ∙ в ∙ в∙ ( lв + bв) + в∙lв∙bв , Vф = 2 ∙ в ∙ ф∙ ( lв + bв) + ф∙lв∙bв ,
где в – толщина ванны;
ф – толщина футеровки.
Масса ванны и футеровки:
mв = в ∙Vк ,
mф = ф∙Vф ,
где в – плотность материала ванны.
в – плотность материала футеровки.
Поверхность зеркала раствора:
Sр-ра= bв∙ lв
Общая поверхность стенок и дна ванны:
Sобщ= 2 ∙ hв∙ (lв + bв) + lв∙ bв
Объём электролита в ванне:
Vэ= lв∙bв∙ hр-ра– V′м,
где V′м– объём, занимаемый деталями, анодами, футеровочным материалом.
V′м= Vм + Vа+ Vф
Масса электролита:
mэ= э∙Vэ ,
где э – плотностьраствора электролита.
Часовой расход тепла на охлаждение раствора:
Qр = |
э∙ э ∙ Сэн ∙( к− н ) |
, |
|
3600000 |
|||
|
|
где снэ – удельная теплоемкость электролита при его начальной температуре;
88
к, н − начальная и конечная температура раствора электролита.
Расчёт коэффициента теплоотдачи от раствора к стенке
Критерий Грасгофа:
|
3 |
∙ ∙ |
( |
− ) |
|
Gr = ∙ |
в |
0 |
к |
н |
, |
|
2 |
|
|||
р |
|
|
|
где р − температурный коэффициент объёмного расширения; g - ускорение свободного падения;
– кинематическая вязкость при средней температуре раствора.
Критерий Прандтля:
ср
Pr=∙э ∙э,
где − коэффициент теплопроводности электролита при его средний температуре;
эср − удельная теплоемкость электролита при его средний температуре.
Критерий Нуссельта: Nu=0,135 ∙ (Gr∙ )0.33
Коэффициент теплоотдачи от раствора к стенке:
1=Nu∙в
Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки к воздуху
Общий коэффициента теплоотдачи лучеиспускание и конвекцией:
общ=9,47 + 0,07 ∙ ( ст2 − возд),
где ст2 – температура наружной поверхности стенки ванны;
возд − температура воздуха.
Расчёт коэффициента теплоотдачи
1
К = 1 + 11 общ
89
Расчёт потерь теплоты
Часовой прием через стенки и дно ванны:
ст = ( к − н) ∙ К ∙ общ пот 1000
Часовой прием теплоты за счет испарения:
исп |
= (хэ−хвозд) ∙ р−ра∙(25+19 ∙ возд), |
||
пот |
|
1000 |
|
|
|
где хэ − влагосодержание воздуха над поверхностью электролита;
− влагоседаржение окружающего воздуха.
− скорость движении воздуха над поверхностью электролита.
Часовой прием тепла за счет излучения и конвекции:
конв = 10 ∙ ( к − н) ∙ р−ра пот 1000
Общий часовой прием теплоты с поверхности раствора:
потобщ = потисп + потконв
Часовые потери теплоты от давления холодной воды взамен испаряемой:
исп |
= |
(хэ−хвозд)∙(25+19 ∙ возд) |
∙ с |
воды |
∙ ( |
|
− |
|
), |
|
к |
хол.в |
|||||||
пот |
|
3600 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
удельная теплоемкость воды.
Часовые потери теплоты на охлаждение стенок ванны:
нагр = в∙сст·( к− н), пот 3600
где сст – удельная теплоемкость материала ванны Тепловой поток для нагрева р-ра и компенсации потерь:
общ |
= |
+ общ + ст |
+ хол.в + нагр |
||
нагр |
|
пот |
пот |
пот |
пот |
Тепловые потери от уноса раствора из ванны:
общ |
= |
|
∙ ск |
∙ ( |
− |
), |
нагр |
|
воды |
э |
к |
хол.в |
|
|
|
90 |
|
|
|