Дільниця функціонального покриття індієм (стр. 5 из 10)

Робочий обсяг ванн визначаємо за формулою:

V = L × W × h_е(2.9)

де: L, W, h_е відповідно довжина, ширина ванної та висота рівня електроліту, м

Тоді:

V_ех = 8× 7.1 × 8,5 = 483 дм³

V_х = 8 × 5 × 8,5 = 340 дм³.

Щільність завантаження ванн електрохімічної обробки:

U =483 /16.5 × 2 = 14.6 дм³/дм².

Технічні характеристики ванн гальванічної лінії:

Таблиця 3.1 - Технічні характеристики ванн гальванічної лінії.

Найменування ванн	Розміри, мм	Кількість	Робочий об’єм, дм³	Примітки
Знежирення електрохімічне	800х710х1000	1	485	Нагрів, вентиляція, ванна футерована, теплоізоляциія,стінки 4 мм
Травлення	800х500х1000	1	340	Вентиляція, ванна футерована, стінка 4 мм
Індіювання	800х710х1000	2	485	Вентиляція, ванни футеровані, стінка 4 мм
Уловлювання	800х500х1000	1	340	Ванни футеровані, стінка 4 мм
Промивка холодна	800х500х1000	1	340	Ванна футерована, стінка 4 мм
Промивка тепла	800х500х1000	1	340	Нагрів, теплоізоляція, ванна футерована, вентиляція, стінка 4 мм

4. РОЗРАХУНОК ВИТРАТ МАТЕРІАЛІВ

4.1 Розрахунок витрат хімікатів та матеріалів на запуск лінії

Для введення в роботу гальванічної лінії необхідно провести розрахунки кількості хімікатів і води для приготування електролітів, анодів для ванн електрохімічної обробки, тканини для виготовлення анодних чохлів. Одночасно визначають розміри анодів та їх робочу площу.

Розрахунки виконують на ЕОМ за програмою, написаною на «BASIC». В формулах для розрахунків усі змінні показані символами, записаними в програмах для обчислення на ЕОМ.

Основні вихідні дані, що вводяться в ЕОМ оператором DATA, необхідно підготовити у вигляді табл.3.1.

Таблиця 4.1 – Вихідні данні

операції	Об^'єм ел-ту, дм³	Густина ел-ту, г/дм³	Концентрація хімікатів, г/дм³
операції	Об^'єм ел-ту, дм³	Густина ел-ту, г/дм³	NaOН	Na₃PO₄	Na₂SiO₃	Знежирювач ДВ-301	НCl
1.Електро-хімічне знежирення	485	1,08	30	10	20	1,5	0
2.Травлення	340	1,1	0	0	0	0	220
3.Індіювання	485	1,32	0	0	0	0	0
1.Електро-хімічне знежирення	485	1,08	0	0	0	0	0
2.Травлення	340	1,1	6	0	0	0	0
3.Індіювання	485	1,32	0	25	300	35	40

Для проведення розрахунків використовуються данні, що були одержані в попередніх розділах, в тому числі:

розміри ванн (довжина L, висота H1), дм;

кількість різних операцій електрохімічної обробки N1;

кількість операцій, де використовуються хімікати Н ;

кількість найменувань хімікатів T, що використовуються в лінії.

Для кожної електрохімічної операції необхідно визначити матеріал допоміжного електроду (анода або катода), розміри цих електродів (товщину H2, ширину L1 відповідно до існуючих стандартів, дм), а також густину матеріалу цих електродів F, кг/дм³;

Якщо на технологічній операції використовується декілька ванн, то необхідно в табл.3.1 записати загальний об’єм електроліту.

Масу хімікатів для приготування розчину ванн визначають за формулою:

де C_i – концентрація хімікату, г/дм³;

А_к – об’єм електроліту в ванні, дм^4.

Данні з табл.3.1 вводяться в програму оператором DATA з номером

рядка, вказаного в коментарі до неї. Інші вихідні дані вводяться на запит ЕОМ оператором INPUT в процесі виконання програми.

Кількість анодного матеріалу на кожну електрохімічну операцію розраховуємо за формулою, кг:

де N2 – кількість штанг на одній ванні;

N4 – кількість ванн на технологічній операції;

N5 – кількість анодів на одній штанзі.

Кількість анодів на одній штанзі визначають за формулою:

і округляють до цілого. L1 – ширина одного анода, дм.

Коефіцієнт 0,6 – частка довжини анода від довжини ванни.

Одночасно доцільно визначити робочу поверхню анодів AS (дм²) в гальванічній ванні, необхідну для наступних розрахунків, за формулою:

Коефіцієнт 2,6 враховує частку протилежної від катода робочої поверхні двох анодів, які прилягають до стінок ванни. В разі використання овальних анодів коефіцієнт береться рівним 4. Коефіцієнт 0,9 – частка зануреної частини анода в ванну. Коефіцієнт 0,8 – частка висоти анода від висоти ванни.

Загальна кількість води на приготування розчинів розраховується, м³:

де

– сума концентрацій хімікатів в одній ванні, г/дм ³;

G_k – густина розчинів, г^.дм ^–3.

Деякі електрохімічні процеси вимагають обов’язкового використання анодних чохлів, виготовлених з хлоринової, пропіленової або бавовняної тканин. Витрати тканини для виготовлення чохлів по кожній операції розраховують за формулою, м²:

Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.

4.2 Розрахунок витрат хімікатів та матеріалів на виконання річної програми

При виконанні річної програми гальванічним цехом (дільницею) хімікати, аноди та інші матеріали витрачаються на різні потреби. Частка кожної з них врахована в нормах витрат на одиницю поверхні деталей, а для анодного матеріалу також і на одиницю товщини покриття. Розрахунки виконуються на ЕОМ. Для цього основні вихідні дані по розробленому процесу (табл.2.1) необхідно звести у вигляді табл. 4.2.

Для проведення розрахунків необхідні наступні данні:

річна програма Р, м²;

норма витрат розчинів для кожної операції, яка залежить від складності деталей і способу обробки деталей А_к;

кількість операцій Н і хімікатів Т;

норма виносу електроліту хромування підвіскою PD;

кількість різних операцій електрохімічної обробкиН1;

товщина покриття δ_срдля кожного процесу D (для ванни електрохімічного знежирення необхідно ввести D =1), мкм;

норми витрат розчинних та нерозчинних анодів МУ;

кількість ванн на кожній операції N3;

довжина L і висота ванн H1, м;

число анодних штанг у ванні N4;

число анодів на штанзі N5;

ширина анодів L5, м;

Таблиця 4.2 – Вихідні данні

операції	Норма витрати розчинівдм³/м²	Концентрація хімікатів, г/дм³
операції	Норма витрати розчинівдм³/м²	NaOН	Na₃PO₄	Na₂SiO₃	Знежирювач ДВ-301	НCl
1.Електрохімічне знежирення	0,48	30	10	20	1,5	0
2.Травлення	0,68	0	0	0	0	220
3.Індіювання	0,115	0	0	0	0	0
1.Електрохімічне знежирення	0,48	0	0	0	0	0
2.Травлення	0,68	6	0	0	0	0
3.Індіювання	0,115	0	25	300	35	40

Дані з табл.4.2 вводяться в програму оператором DATA з номером рядка, вказаного в коментарі до програми. Інші вихідні дані вводяться в програму оператором INPUT на запит ЕОМ в процесі виконання обчислення.

Витрати хімікатів S_i на виконання річної програмирозраховуютьза формулою, кг:

де А_к – норма витрати електроліту, дм³/м²;

С_і – концентрація хімікату в електроліті.

Річні витрати розчинних або нерозчинних анодів на кожну операцію, кг:

У випадку нерозчинних анодів товщина покриття D умовно приймається рівною 1.

Річні витрати тканини на виготовлення анодних чохлів для кожної операції, де вони використовуються, м²

Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.

4.3 Розрахунки витрат води на промивні операції

Економічні та екологічні проблеми вимагають раціонального використання водних ресурсів, а також уваги до якісних показників продукції. Використання в технології промивки ванн уловлювання, протитечійних каскадних ванн, ванн струминної та струминно-проточної промивки, їх комбінацій значно зменшує витрати води на технологічні потреби. При побудові компоновки гальванічної лінії все це треба враховувати.

Остаточно відповідь на питання про тип ванни промивки (проста проточна чи каскадна) може дати розрахунок витрат води.

По кожній технологічній ванні, де містяться хімічні реагенти, необхідно вирішити, за яким компонентом слід оцінювати якість промивання деталей, а також перед якою операцією це виконується.

Розрахунок витрат води на відмивання з поверхні деталі проводять того компоненту, для якого критерій промивки К є найбільшим і дорівнює:

К = C_o/С_к,

де С_оі С_кконцентрація компонента відповідно в основній ванні і кінцева у ванні промивки.

У разі потреби необхідно зробити перерахунок концентрації кислот на соляну, а лужних компонентів – на гідроксид натрію.