Проектирование гальванического участка (стр. 4 из 6)

3.1.1 Устройство ванны никелирования сходно с устройством работы с кислыми электролитами, однако, имеет ряд особенностей: в ней находится устройство для качания катодных штанг, имеет змеевик и теплоизоляцию, ванна футеруется полихлорвиниловым пластикатом, вентиляция осуществляется бортовыми отсосами.

3.1.2 Ванна для покрытия сплавом олово-висмут устроена аналогично ванне никелирования, но не оборудована устройством для качания штанг, змеевиком и теплоизоляцией.

3.2 Расчет оборудования и подбор стандартного оборудования.

3.2.1 Расчет годовой производственной программы участка с учетом процента брака деталей, допускающего переделку, производится по формуле

, (3.1)

где P_зад– заданная программа участка, м²шт,т;

a – принятый процент брака деталей, допускающего переделку. В данном проекте принимается a = 2%.

Результаты расчётов годовой производственной программы участка представлены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Сводная программа участка покрытия

Характеристика покрытия и тип оборудования	Годовая программа (с учетом % брака)
	по количеству деталей, шт.	по массе, т	по площади покрытия,
Н30-Ви(99,8)б6,механизированнаялиния	17485716	244,8	18360

3.2.2 Для расчета оборудования составляется загрузочная ведомость для покрытия деталей на подвесках, таблица 3.2

Таблица 3.2 Загрузочная ведомость

Наименованиедеталей	Характеристика деталей			Габариты подвески с деталями, мм	Количество деталей на подвеске, шт.	Площадь покрытия деталей на подвеске, дм2	Годовая программа, шт.
	габариты, мм	масса,кг	площадь покрытия, дм2				количество деталей	количество подвеск
Вывод	30х35х0,5	0,014	0,105	300х10х400	72	7,56	17485716	242858

3.2.3 Время, необходимое для операции нанесения покрытия определяется по формуле

, (3.2)

где τ₁ - основное или технологическое время, мин.;

τ₂- вспомогательное время на загрузку и выгрузку подвесок, мин.

При нанесении металлопокрытий основное время определяется по формуле

(3.3)

где а – толщина покрытия, мм;

– средняя плотность тока, А/дм²;

ρ – плотность металлопокрытия, г/см³;

с – электрохимический эквивалент металла покрытия, г/А·ч;

η – выход металла по току, %.

При нанесении сплава рассчитывается плотность сплава и электрохимический эквивалент сплава, исходя из его процентного состава.

Для нанесения сплава олово-висмут с содержанием 99,8% олова и 0,02% висмута плотность сплава составит

ρ= 0,998 ·7,28+0,002 ·9,87=7,28 г/см³;

Электрохимический эквивалент сплава составит

c=0,998·1,107+0,002·2,6=1,109 г/А·ч;

Для никелирования τ₁ составит

τ₁ =

= 12,5мин;

Для нанесения сплава олово-висмут

12 мин

Так как обслуживание ванн осуществляется электротельфером, то

=0,5 мин для никелирования и =1 мин для нанесения сплава.

Для никелирования

τ =12,5+0,5=13 мин;

Для нанесения сплава олово-висмут

τ=12+1=13 мин

3.2.4 Определяется суммарное время, необходимое для покрытия годовой программы по формуле

(3.4)

где

- годовая программа участка по количеству подвесок (таблица 3.2)

τ _с =

= 53040 ч

3.2.5 Количество подвесок с деталями, загружаемых одновременно во все ванны определяется по формуле

(3.5)

где

– действительный годовой фонд времени работы ванн, ч;

К – коэффициент, учитывающий затраты времени на подготовительно – заключительные операции; К=1,03.

у_п =

= 13,7 подвесок;

В соответствии с габаритами подвесочных приспособлений и полученной величиной у_п загрузка в одну ванну принимается 8 подвескам.

3.2.6 Количество одинаковых по виду покрытия и габаритам ванн определяется по формуле

, (3.6)

где у– принятая загрузка в ванны в подвесках с деталями принимается загрузка равной 8 подвесок на две катодных штанги.

ванн,

Для никелирования принимаем количество ванн n =2 ванны;

Для нанесения сплава олово-висмут принимаем количество ванн n =2 ванны;

3.2.7 Определяется производительность рассчитанных ванн по формуле

(3.7)

где y– принятая загрузка в одну ванну, подвесок;

n– принятое количество ванн.

P’_год =

подвесок;

3.2.8 Коэффициент загрузки рассчитанных ванн определяется по формуле

(3.8)

где

- заданная годовая программа в подвесках.

;

3.2.9 Определяются внутренние габариты ванн

3.2.9.1 Внутренняя длинна ванны определяется по формуле

l_вн = l₁ ∙ n₁ + l₂ ∙ (n₁-1) + 2 l₃, (3.9)

где l₁ – длинна подвески, мм;

l₂ – расстояние между подвесками в ванне в зависимости от конфигурации деталей, мм.

l₃ – расстояние между торцевой стенкой ванны и краем подвески, мм.

n₁ – количество подвесок, завешиваемых на одну штангу.

l_вн = 300·4+3·50+2·150= 1650 мм

3.2.9.2 Внутренняя ширина ванны рассчитывается по формуле

w_вн = w₁ ∙n₂ +2w₂ ∙n₂ + 2w₃ + n₃ ∙D, (3.10)

где w₁ – ширина подвески, мм;

w₂ – Расстояние между анодом и ближайшим краем детали на подвеске, мм.

w₃ –Расстояние между внутренней стенкой ванны и анодом, мм.

n₂ – количество катодных штанг;

n₃ – количество анодных штанг (n₃ = n₂ +1);

D– толщина анодов, мм.

w_вн = 10∙2+2·2∙100+2 ∙80+3∙10= 610 мм

3.2.9.3 Внутренняя высота ванны рассчитывается по формуле

h_вн = h_э + h_б = h₁ + h₂ + h₃ + h_б, (3.11)

где h_э – высота уровня электролита, мм;

h_{1 –} высота подвески без подвесного крючка, мм;

h_{2 –} расстояние от дна до нижнего края подвески, мм.

h_{3 –} высота электролита над верхним краем детали на подвеске, мм;

h_{б –} расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края борта ванны, мм. h_б = 100 мм.

h_вн = 400+150+ 30+ 250 = 830 мм

3.2.9.4 Подбор стационарного оборудования

Подбор стандартного оборудования производится на основании произведённых расчётов по ГОСТ 23738-85. Внутренние габариты ванн электрохимических процессов принимаются равными 2000х630х1000 мм.

Размеры стандартного оборудования представлены в таблице 3.3

3.2.9.5 Объём электролита стандартных ванн определяется по формуле

V_эл = l_{вн ст} ∙ w_{вн ст} ∙h_эл, (3.12)

где l_{вн ст} –внутренняя стандартная длинна ванны, дм;

w_{вн ст} –внутренняя стандартная ширина ванны, дм;

h_эл – высота столба электролита, дм.

Для всех процессов

V_эл = 20 ∙6,3 ∙8,5= 1070 л

3.2.4.6 Наружная длина ванн больше внутренней длины на ширину размеров профиля ребер жесткости, привариваемого к верхним кромкам ванн.

h_нар= h_вн + 50 ∙2, (3.13)

3.2.4.7 Наружная ширина ванн зависит от наличия бортовых отсосов. Если бортовых отсосов нет, то наружная ширина больше только на ширину профиля ребер жесткости