Расчет участка осаждения двойного покрытия медь-никель (стр. 4 из 9)
Рассчитаем количество деталей в 1 загрузку:
= 
Где:
Рзагр – реальная программа загрузки;
m 1дет – масса 1 детали.
m 1дет = V1дет * ρ = 0.002 *7.85=0.017 кг. = 17 гр.
Т.к. в час производится 1,33 загрузки, то загрузка в час:
Размеры барабана определяются исходя из насыпного объема Vнас загружаемых деталей. Насыпной объем принимается равным 25 – 35% от геометрического объема барабана V. Насыпной объем больше, чем объем загружаемых деталей в Vдет 3 – 10 раз.
; 
Насыпная масса mнас: 9,8 кг/л.
Насыпная площадь Sнас: 65 дм2.
Объем шестигранного барабана рассчитывается по формуле:
Где:
r – радиус описанной окружности, дм;
l– длина барабана, дм.
Длину барабана принимают равной 1,5 – 3 внутреннего диаметра барабана.
Получаем размеры барабана:
Длина l = 726 мм;
Диаметр d = 242 мм.
Принимаем стандартный барабан:
Длина l = 730 мм;
Диаметр d = 270 мм.
Размеры ванны, в которую погружается барабан, рассчитываются, исходя из габаритов барабана и конструкции крепления барабана на ванне.
Длина ванны для барабана:
Lвн = l + 2*l1
Где:
l – длина барабана, 0,73 м;
l1 – расстояние от торцевой стенки ванны до барабана, 0,12 м.
Lвн = 0,73 + 2*0,12 = 0,97 м
Ширина ванны для одного барабана:
Wвн = d + 2*w1 + 2*w2+ 2*D
Где:
d – диаметр барабана, 0,27 м;
w1 – расстояние между анодом и ближайшим краем барабана, 0,1 м;
w2 – расстояние между анодом и продольной стенкой ванны, 0,05 м;
D – толщина анода, 0,01 м.
Wвн = 0,27 + 2*0,1+ 2*0,05+ 2*0,01 = 0,58 м
Высота ванны:
Нвн = h1 + h2 + hб
Где:
h1 – глубина погружения барабана в электролит, 0,27 м;
h2 – расстояние от дна ванны до нижнего края барабана, 0,2 м;
hб – расстояние от зеркала электролита до края ванны, 0,3 м;
Нвн = 0,27 + 0,2+ 0,3 = 0,77
Принимаем существующие размеры:
L – 970 мм;
W – 550 мм;
H – 800 мм.
Рабочий объем ванны составляет 250 л.
2.7.1 ПОВЕРХНОСТЬ ЗАГРУЗКИ И СИЛЫ ТОКА.
Суммарная поверхность загрузки одной ванны S:
S = (S1 + S2)y
Где :
S1 – рабочая поверхность покрываемых деталей, Sнас = 65 дм2;
S1 – нерабочая поверхность, 0,03 S1 = 1,95 дм2;
у – количество барабанов, 1 шт.
S = (65 + 1,95) * 1 = 67 дм2
Сила тока, проходящая через ванну: I = Siк
Для ванны меднения:
ICu = 67 * 1.5 = 101 А
Для ванны меднения:
INi = 67 * 3 = 201А
2.7.2 БАЛАНС НАПРЯЖЕНИЯ ВАННЫ.
Напряжение, подаваемое на штанги ванны, равно алгебраической сумме отдельных падений напряжения:
| Ев=Еа-Ек+Еэл+Екон |
Где:
Ев – напряжение на ванне, В;
Еа – анодный потенциал, В;
Ек – катодный потенциал, В;
Еэл – омическое падение напряжения в электролите, В;
Екон – падение напряжения в контактах и металлических проводниках, В;
Для ванны меднения:
| iср*L | 1,22 | * | 20 | |||||||||||||||||
| Еэл | = | c | * | 100 | = | 0,15 | * | 100 | = | 1,63 | В | |||||||||
| Екон | = | 0,1 | * | (Еа-Ек+Еэл) | = | 0,1 | * | ( | 0,08 | - | -0,29 | + | 1,63 | ) | = | 0,2 | В | |||||||||||||||||||||||
| Ев | = | 0,08 | - | -0,29 | + | 1,63 | + | 0,2 | = | 2,2 | В | |||||||||||||||||||||||||||||
Для ванны никелирования:
| iср*L | 2,12 | * | 20 | |||||||||||||||||
| Еэл | = | c | * | 100 | = | 0,04 | * | 100 | = | 1,1 | В | |||||||||
| Екон | = | 0,1 | * | (Еа-Ек+Еэл) | = | 0,1 | * | ( | 0,1 | - | -0,65 | + | 1,1 | ) | = | 0,2 | В | ||||||||||||
| Ев | = | 0,1 | - | -0,65 | + | 1,1 | + | 0,2 | = | 2,1 | В | ||||||||||||||||||
2.7.3 ВЫБОР ИСТОЧНИКА ТОКА.
Напряжение источника тока:
Где:
Ев – напряжение на ванне, В;
Еш – падение напряжения на штангах, В.
Еш – берут равным 0,1 Еи.т.. Поэтому Еи.т.= Ев /0,9.
Для ванны меднения:
| Ев | 2,2 | |||||||||
| Еит | = | 0,9 | = | 0,9 | = | 2,44 | В | |||
Для ванны никелирования:
| Ев | 2,1 | |||||||||
| Еит | = | 0,9 | = | 0,9 | = | 2,28 | В | |||
И для ванны никелирования и меднения выбираем источник тока:
Цеха металлопокрытий расходуют много воды. В основном вода расходуется на промывку деталей после различных технологических операций (до 80%). Кроме того, вода затрачивается на составление и пополнение растворов ванн, нагрев электролитов и отдельного оборудования. вода, идущая на нагрев, может использоваться вторично.
 |
Расход воды Qр, затрачиваемый на промывку деталей рассчитывается по формуле:
Где:
q – унос раствора поверхностью деталей, л/дм2;
N – количество ступеней (ванн) промывки;
К0 – критерий промывки, т.е. отношение концентрации основного компонента в электролите к предельно допустимой концентрации этого компонента в воде после промывки;
S – поверхность промываемых деталей, м2/год.
Величина q при обработке россыпью в барабанах принимается равной 0,3 л/м2. Значения критерия К0 свои для каждой операции. Если перед промывкой проводится улавливание электролита, то К0 уменьшают введением коэффициента 0,4 при одной ванне улавливания.
Расход воды на промывку после обезжиривания:
К0 = 600;
Количество ступеней промывки – 2 (1-я горячая, 2-я холодная)
  2 | |||||||||||||||||||||||
| Qобезж | = | 0,3 | 600 | * | 6180 | = | 45 413,54 | л/год | |||||||||||||||
Количество горячей воды составляет 0,5 от общего количества воды и равно :
| Qобезж.гор. | = | Qобезж.хол. | = | 22 706,77 | л/год |
Расход воды на промывку после активирования:
К0 = 700;
Количество ступеней промывки – 2 (2-е ступени холодные)
 2 | |||||||||||||||||||||||||
| Qакт | = | 0,3 | 700 | * | 6180 | = | 49 052,23 | л/год | |||||||||||||||||
| Qакт.хол. | = | 49 052,23 | л/год | ||||||||||||||||||||||
Промывка после меднения:
К0 = 6000;
Количество ступеней промывки – 2 (1-я холодная, 2-я горячая);
После осаждения меди проводится улавливание электролита.
 2 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Qмедь | = | 0,3 | 6000 | * | 0,40 | * | 6180 | = | 90 827,08 | л/год | ||||||||||||||||||
Количество горячей воды принимается равной 1/3 от общего количества.
| 1/3 | Qмедь.общ. | = | Qмедь.гор. | = | 30 275,69 | л/год |
Промывка после никелирования:
К0 = 2500;
Количество ступеней промывки – 2 (1-я холодная, 2-я горячая);
После осаждения никеля проводится улавливание электролита.
 2 | ||||||||||||||||||||||||||
| Qник | = | 0,3 | 2500 | * | 0,4 | * | 6180 | = | 58 628,63 | л/год | ||||||||||||||||
Количество горячей воды принимается равной 1/3 от общего количества.