2.3 Расчет размеров ванны основного покрытия

Расчет основных параметров оборудования начинается с определения габаритных размеров ванны основного покрытия.

Длина ванны определяется по формуле:

L_вн = n₁ L₁ + (n₁ – 1) L₁ + 2L₃, мм (12) где L₁ – размер подвески по длине ванны, мм;

L₁ – расстояние между подвесками, мм;

L₃ – расстояние между торцевой стенкой и краем подвески, мм;

n₁ - число загружаемых на одну штангу подвесок, шт.

L_вн = мм.

Внутренняя ширина ванн для проведения электрохимических процессов определяется по формуле:

B_вн=n₂B₁+2n₂B₂+2B₃+n₃d, (13)

где В₁ – максимальный размер детали по ширине ванны, мм;

В₂ – расстояние между анодом и ближайшим краем детали, мм;

В₃ – расстояние между внутренней стенкой продольного борта ванны и анодом, мм;

n₂ – число катодных штанг;

n₃ – число анодных штанг;

d – толщина анода, мм.

Расстояние между анодом и деталями принимается равным 100-150 мм для плоских деталей и 150-200 мм для деталей сложной конфигурации. Расстояние между внутренней стенкой ванны и анодом при наличии на стенке змеевика берется равным 80-100 мм, в остальных случаях – 50 мм. При толщине анодов 10-15 мм они в расчет не принимаются.

В_вн= мм

Внутренняя высота ванны определяется по формуле:

Н _в.н. = Н₁ + Н₂ + Н₃ + Н₄ , (14) где Н₁ - высота подвески (без подвесного крючка), мм;

Н₂ – расстояние от дна ванны до нижнего края детали, мм;

Н₃ – высота электролита над верхнем краем подвески, обычно 50 мм;

Н₄ – расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края

бортов ванны, мм.

Н _в.н. = мм.

Определив внутренние размеры ванны, следует откорректировать их в соответствии с размерами нормализованных ванн. В соответствии с ГОСТ 23738-79 «Ванны автооператорных линий для химической и электрохимической обработки поверхности и получения покрытий. Основные параметры и размеры.», выбираются стандартные размеры ванны: по длине – ……мм.; по ширине – ……..мм.; по высоте – ……. мм.

Объём электролита определяется по формуле:

V = L_вн * В_в.н. (Н _в.н. - Н₄), (15)

где все размеры берутся в дм, а объём в литрах.

V =

Широкие функциональные возможности автооператоров (движение в прямом и обратном направлениях, передача обрабатываемого груза в поперечном направлении, перемещение по радиусу и др.) создали предпосылки для большого разнообразия компоновок автооператорных линий. Наибольшее распространение получили компоновки: однорядная прямолинейная, двухрядная овальная и двухрядная прямолинейная.

Данным курсовым проектом предлагается использовать однорядную прямолинейную компоновку, которая выгодно отличается от других компоновок экономичностью по занимаемой площади. Загрузку- выгрузку деталей можно производить как с одного конца линии, так и с противоположных концов. Линии с однорядной компоновкой удобны при монтаже, обслуживании и ремонте. Эта компоновка позволяет применять любой тип автооператоров – подвесной, портальный, консольный. В данном случае предлагается использовать подвесной автооператор. Линии с однорядной компоновкой хорошо вписываются в общий технологический поток обработки изделий. В однорядных автооператорных линиях могут быть использованы следующие варианты компоновок:

• Загрузка- выгрузка, сушка, заключительные операции, основные операции, подготовительные операции;

• Загрузка- выгрузка, сушка, заключительные операции, подготовительные операции, основные операции;

• Загрузка, подготовительные операции, основные операции, заключительные операции, сушка, выгрузка и т.п.

Число автооператоров определяется как отношение времени, необходимого на все перемещения, паузы, подъемы и опускания автооператора, к темпу выхода подвески. Ориентировочно один автооператор с двумя движениями (подъем-опускание и передвижение) обслуживает 6-8 позиций, автооператор с тремя движениями (подъем-опускание, горизонтальное перемещение и поворот)- 11-13 рабочих позиций. При выборе компоновки ванны располагаются таким образом, чтобы автооператор имел наименьшее число холостых ходов и после выполнения очередной операции кратчайшим путем возвращался в исходную позицию. Компоновка ванн представлена на рисунке 3

Загрузка - выгрузка		Сушка	Финишные	Основные	Подготовительные

Рисунок 5. Компоновка ванн

По предложенному технологическому процессу, количеству позиций с оставляется предварительная схема компоновки линии.

Рисунок 6. Расположение ванн в линии …………………

Расстояние между ваннами зависит от типа сопряжения: I – без вентиляционного отсоса; II – с односторонним вентиляционным отсосом; III – с двусторонним вентиляционным отсосом; IV – вентиляционный отсос у последней ванны.

Определив компоновку ванн требующих вентиляцию необходимо установить бортовые отсосы, которые необходимы в ваннах с вредными выделениями и нагревом воды свыше 60 ⁰С.

Длина линии определяется по формуле:

L_л = nL_вн + L_с + L_з.с + ∆l_з.с. + n₀ ∆l₀ + n₁ ∆l₁ + n₂ ∆l₂ + ∆l_б , мм. (16)

где n – число ванн одного типа размера, шт;

L_вн – внутренняя ширина ванны, мм;

L_с – внутренняя ширина сушильной камеры, мм;

L_з – ширина загрузочно-разгрузочной стойки, мм;

∆l_з.с. – зазор между сушильной камерой и загрузочно-разгрузочной

стойкой, мм;

n₀ – число сопряжений ванн без бортовых отсосов;

∆l₀ – зазор между стенками ванн без бортовых отсосов, мм;

n₁ – число односторонних бортовых отсосов;

∆l₁ – зазор между стенками ванн с односторонним бортовым отсосом, мм;

n₂ – число двусторонних бортовых отсосов;

∆l₂ – зазор между стенками ванн с двусторонними бортовыми отсосами, мм;

∆l_б – расстояние от наружной поверхности бортового отсоса до стенки ванны, мм.

L_л = мм.

Ширина линии равна:

В_л = L_вн + В₁ + В₂, (17)

где L_вн – внутренняя длина ванны, мм;

В₁ – расстояние от внутренней стенки ванны до наружной плоскости опорной стойки для подвесных автооператоров, равное 655 мм;

В₂ – расстояние от внутренней стенки ванны до наружной плоскости площадки обслуживания, равное 1165 мм.

В_л = мм.

Высота линии Н_л зависит от внутренней высота ванны, способа обработки деталей (подвеска или барабан) и типа автооператора. Если внутренняя высота ванны 1250 мм и линию обслуживает подвесной автооператор, высота равна 4700 мм.

Габариты линии:……*……..*………. мм

Для питания гальванических ванн постоянным током используют полупроводниковые выпрямители, а в отдельных случаях электрические машинные генераторы. Выбор источников постоянного тока производится на основании потребляемой силы тока и напряжения на ванне. На каждую ванну устанавливают отдельный выпрямитель; если потребляемая сила тока превышает мощность выпрямителя, устанавливают два и более выпрямителей.

Сила тока рассчитывается исходя из плотности тока и единовременной загрузки деталей в ванну, выраженной в дм².

I=i_r*у_з (18)

Расчетная сила тока I_Р должна быть увеличена на 15-20%

I_Р=I*1, 2 (19)

Для правильного выбора источников тока необходимо знать напряжение на ванне, которое зависит от состава элемента, режима работы и межэлектродного расстояния_. Для большинства электрохимических процессов рекомендуемое номинальное напряжение выпрямителя составляет 6-12 В.

Напряжение на ванне можно вычислить по формуле:

U= , (20)

где α – коэффициент, учитывающий потери напряжения в электричестве за счет газонапряжения;

β – коэффициент, учитывающий потери напряжения в контактах и проводниках первого рода;

E_a,E_k – анодный и катодный потенциал, В;

I – сила тока, А;

R – электрическое сопротивление элемента, Ом.

Электрическое сопротивление электролита рассчитывается по формуле:

(21)

где l – межэлектродное расстояние, см;

- удельная электрическая проводимость, Ом^-1_, см^-1;

R=……….. Ом

При расчете напряжения на ванне вместо силы тока подставляем значение плотности тока, а в случае несовпадения анодной и катодной плотностей тока - среднеквадратичную плотность тока i_ср.= √i_ai_k

Для питания гальванических ванн разработана серия преобразователей типа Т (ТЕ, ТВ, ТЕР, ВР, ТВИ) с улучшенными характеристиками.

Исходя из данных расчетов, выбираем тиристорные преобразователи для ванн обезжиривания…………, для ванн…………..

Типовое обозначение данного агрегата рассматривается следующим образом: Т – вид выпрямителя; Е - естественное охлаждение; Р – реверс

Первая цифра указывает класс перегрузочной характеристики, вторая – номинальную силу тока, третья – номинальное постоянное напряжение; Т-О – тропическое исполнение.

Так как при прохождении электрического тока через электролит выделяется теплота, необходимо проверять объемную плотность тока.

Объемная сила тока рассчитывается по формуле:

(22)

где i_V- объемная плотность тока, А/л;

V – объем электролита, л.

Таблица8-Техническая характеристика тиристорных преобразователей

Наименование операций	Тип агрегата	Номинальный ток	Номинальное напряжение	КПД%	Тип тиристора
Обезжиривание
……………….