Диплом Султан.output

ний 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:

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

nв – количество ванн с данной с и данным VЭ

Обезжиривание

82

Расход веществ для нанесения покрытия

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:

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

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

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);

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:

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:

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:

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:

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:

Тепловые потери от уноса раствора из ванны: