Расчет продолжительности основных операций
Исходные данные: толщина хрома при нанесении защитно-декоративных покрытий медь-никель-хром равна 1мкм. Хром наносится в универсальном электролите при плотности тока 15А/дм2. Ванна имеет две катодные штанги. На подвеску размером 500×600мм завешивается 48 деталей. Подвеска рамочного типа имеет 4 ряда, в каждом ряду по 6 деталей. 1. определяем площадь 3х деталей: S д = S 1 + S 2 + S 3 =1,186+0,307+0,1164=1,61 дм2 2. определяем единовременную загрузку деталей в ванну. Так как на одной подвеске размещается 24 детали, т.е. 8 раз по 3 детали. На двух подвесках находится 48 деталей, площадь которых равна Y =16· S д =16·1,61=25,76 дм2, принимаем y=26дм2 3. рассчитываем время нанесения покрытия по формуле: τ1=δγ60000/(с ik ВТ), (4.1)
где δ-толщина покрытия, мм; γ-плотность металла, г/см3; с-электрохимический эквивалент, г/(А·ч); ik-плотность тока, А/дм2; ВТ-выход по току. τ1=7,0·0,001·60000/(15·0,323·15)=5,78мин; τ2=4,2мин; продолжительность операции хромирования τ=10мин. τ2 – загрузка – выгрузка деталей. 4. число загрузок в год рассчитывается по формуле: P = S год / f ,(4.2) где Ргод-годовая программа, м2; f-единовременная загрузка, м2. P =5000/0,26=19231 Расчет расхода химических веществ
Гальванический цех является потребителем большого количества химикатов, металлов для анодов и вспомогательных материалов. Исходными данными для расчета расхода материалов являются нормы расхода, которые определяются на основании опытных и расчетных данных. Нормы расхода должны быть технически и экономически обоснованными, соответствовать снижению удельных затрат материалов за счет внедрения более совершенной технологии и новых материалов. Расчет норм расхода химикатов. Норма расхода химикатов определяется по формуле: Нх=К (А+В+С) с,(4.3)
где К-коэффициент, учитывающий тип оборудования; А-норма потерь электролита на вынос с деталями при выгрузке, г/м2; В-норма потерь при уносе электролита в вентиляционные каналы, г/м2; С-норма потерь электролита при фильтрации, корректировании и смене электролитов или растворов, г/м2; с-концентрация компонента, г/л. Коэффициент К=1,8. По степени сложности детали делятся на три группы: I-плоские детали и цилиндрические детали без резьбы; II-крепежные, рельефные и штампованные детали без плоскостей, в которых задерживается электролит; III-детали с глухими отверстиями, в которых задерживается электролит, а также детали, имеющие труднопромываемые участки. Нормы потерь электролита при нанесении электрохимических и химических покрытий приведены в табл № 4.1. Нормы потерь электролита (раствора) Табл. № 4.1
Нх=1,8∙(60+15+50)∙300=67500мл Расчет нормы расхода хромового ангидрида с учетом особенностей процесса хромирования для каждой толщины хромового покрытия производят по формуле: Нх=(А+С)с+(Р+Вс)δ, (4.4)
где А-потери на унос составляют 0,125л/м2 для I группы сложности; В-потери при твердом и декоративном хромировании равны 0,05л/м2 на 1мкм; С=0,05л/м2; с-концентрация CrO3, равная 300г/л; δ-толщина хромового покрытия, мкм; Р-количество хромового ангидрида (г) для покрытия 1м2 при толщине 1мкм, равное 14г. Нх=(0,125+0,05)∙300+(14+0,05∙300) ∙1=81,5мл При нанесении покрытий в цианидных (меднение) электролитах происходит разложение цианида натрия (калия) электрическим током и углекислотой воздуха, что необходимо учитывать при расчете норм Нх=(А+С)с+( D +Вс)δ, (4.5)
где А-потери на унос, равные 0,08л/м2; В=0,015л/м2; С=0,05л/м2; D-норма потерь на разложение цианида натрия, равная 2,92г/м2; с-концентрация NaCN,г/л; δ-толщина покрытия, мкм. Подставляя численные значения в вышеприведенную формулу, получаем: Нх=0,13с+( D +0,015 c )δ, Нх=0,13∙10,0+(2,92+0,015∙10,0)∙1,0=4,34мл Расчет норм расхода химикатов на пуск нового оборудования производится по формуле: Нх.п.= cVK /1000, (4.6)
где с-концентрация химиката в электролите (растворе), г/л; V-объем ванны, л; К-коэффициент заполнения ванн, равный 0,7-0,9. Нх.п.=300∙550∙0,9/1000=148,5г Расход химикатов на выполнение программы рассчитывается следующим образом: Qх=Нхδ S год /1000 (4.7) Qх=67,5∙1,0∙5000/1000=337,5кг Расход анодов Расчет норм расхода растворимых анодов. Норма расхода растворимых анодов устанавливается на 1м2 поверхности покрытия при толщине слоя 1мкм с учетом неизбежных потерь и отходов по формуле: На=1,06γ, (4.8) где 1,06-коэффициент, который учитывает технологические потери на шламообразование, неиспользованные остатки и т.п. Масса покрытия площадью 1м2 и толщиной 1мкм численно равна плотности металла покрытия, поэтому вместо массы покрытия в формуле стоит величина γ. На=1,06∙7,0=7,42 Годовой расход растворимых анодов Qа=Наδ S год /1000 (4.9)
где δ-толщина покрытия, мкм; S год-поверхность покрываемая в год, м2. Qа=7,42∙1,0∙5000/1000=37,1 кг Расчет расхода нерастворимых анодов (растворов). Норма расхода устанавливается с учетом технологических потерь на шламообразование и отходы, а также сменяемости толщины электродов. Норму расхода подсчитывают по формуле: На= Кс К s d γ T обр / КобФв60∙10-3, (4.10)
где Кс-коэффициент сменяемости анодов (катодов) в год; К s-коэффициент, учитывающий отношение анодной (катодной) поверхности ко второму электроду; d-толщина анода (катода) мм; γ - плотность материала анода (катода), г/см3; T обр-время обработки, мин; Коб-коэффициент использования оборудования. При твердом и декоративном хромировании Кс=1, а К s =2. На=1,0∙2,0∙100∙7,0∙5,8/0,93∙2624∙60∙10-3=55,5г/м2 Расчет норм расхода анодов на запуск оборудования. Расход растворимых и нерастворимых анодов (катодов) определяют по формуле: Ĥа= n K 1 K 2 L вн Нвн γ d /1000, (4.11) где K 1-коэффициент, учитывающий суммарную ширину анодов по отношению к длине ванны, K 1 =0,6; K 2-коэффициент, учитывающий отношение длины анодов к высоте ванны, K 2 =0,8; n-число анодных (катодных) штанг; L вн , Нвн-длина и глубина ванны, см; d-толщина анода (катода), см; γ-плотность металла анода (катода), г/см3. Ĥа=3∙0,6∙0,8∙80∙95∙7∙10/1000=766г/м2 Все данные по расчету расхода годовых количеств химикатов и анодов (катодов) сводятся в табл. № 4.2, 4.3.
Расчет годового расчета химикатов Табл. № 4.2
Расчет годового расхода анодов Табл. № 4.3
Расход воды
Вода расходуется в основном на промывку деталей. Вода после промывки попадает в канализацию, поэтому целью промывки является не только удаление растворов с поверхности деталей, но и их минимальное попадание в сточные воды. Существует две схемы промывки: одноступенчатая и многоступенчатая. Одноступенчатая промывка применяется в тех случаях, когда растворы имеют низкую концентрацию или после какой-то операции не требуется тщательной промывки, например между химическим и электрохимическим обезжириванием, осветлением и пассивированием, между дополнительной активацией в цианидном растворе и нанесением покрытий в цианидном электролите и т.д. Многоступенчатую промывку применяют после химического или электрохимического обезжиривания, перед нанесением покрытий в кислых электролитах, после анодного окисления, электрохимического полирования, в других случаях. Многоступенчатая промывка делится на прямоточную и противоточную. Методы промывки могут быть различными: погружной, струйный, комбинированный. При обработке деталей на подвесках, имеющих пазы, углубления и т.д. , а также при обработке деталей насыпью применяется погружной способ; при обработке деталей простой конфигурации – струйный; при обработке деталей сложной конфигурации без пазов и углублений и после обработки в трудносмываемых растворах – комбинированный. Расход воды (л/м2) для любой промывки в соответствии с ГОСТ 9.305-84 определяется по формуле: Q N P = q N N √ K ° F , (4.12)
где q-удельный вынос электролита (раствора) из ванны поверхностью деталей; N-число ступеней (ванн) промывки; К°-критерий окончательной промывки деталей; F-промываемая поверхность загрузки ванн, м2/ч (соответствует производительности линии). Ориентировочный удельный вынос электролита (раствора) q приведен в табл. № 9. Критерий окончательной промывки К°, показывающий во сколько раз следует снизить концентрацию основного компонента электролита (раствора), выносимого поверхностью деталей до предельно допустимых значений в последней ванне промывки, определяют по формуле: К°=С0 /Сп, (4.13)
где С0-концентрация основного компонента в электролите, применяемом для операции, после которой производится промывка, г/л; Сп-предельно допустимая концентрация в воде после операции промывки, г/л. К°=300/0,015=20000 Q N P =0,23 3√140·20000=0,019л/м2 Значения предельно допустимых концентраций основных компонентов приведены в табл. № 4.5. Перед промывкой имеется одна ванна улавливания, поэтому удельный расход воды уменьшают вводя коэффициент К1=0,4. ванны улавливания обязательны после хромирования. При струйной промывки коэффициент К2=0,5. Расчетный расход воды увеличивают в 1,5раза на случай падения напора в водопроводной сети. Q N P рас =1,5·0,019=0,03л/м2 Удельный вынос электролита (раствора)
Табл. № 4.4
ПДК химических компонентов в воде
Табл. № 4.5
Данные по расчету расхода воды
Табл. №; 4.6
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (291)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |