124747 (690137), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Н_х=(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

Н_х=(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:

Н_х=0,13с+(D+0,015c)δ,

Н_х=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:

Н_х.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.

Н_х.п.=300∙550∙0,9/1000=148,5г

Расход химикатов на выполнение программы рассчитывается следующим образом:

Q_х=Н_хδS_год/1000 (4.7)

Q_х=67,5∙1,0∙5000/1000=337,5кг

4.3 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:

Н_а=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.

Н_а=1,06∙7,0=7,42

Годовой расход растворимых анодов

Q_а=Н_аδS_год/1000 (4.9)

где δ-толщина покрытия, мкм; S_год-поверхность покрываемая в год, м².

Q_а=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:

Н_а= К_с К_s d γ T_обр/ К_обФ_в60∙10^-3, (4.10)

где К_с-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; К_об-коэффициент использования оборудования.

При твердом и декоративном хромировании К_с=1, а К_s=2.

Н_а=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:

Ĥ_а=n K₁ K₂ L_вн Н_вн γ d/1000, (4.11)

где K₁-коэффициент, учитывающий суммарную ширину анодов по отношению к длине ванны, K₁=0,6; K₂-коэффициент, учитывающий отношение длины анодов к высоте ванны, K₂=0,8; n-число анодных (катодных) штанг; L_вн, Н_вн-длина и глубина ванны, см; d-толщина анода (катода), см; γ-плотность металла анода (катода), г/см³.

Ĥ_а=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

Операция	Компонент	Концентрация, г/л	Толщина покрытия, мкм	Нх, г/м2	Sгод, м2	Qх, кг
хромирование	Хромовый ангидрид	300	1	81,5	5000	337,5

Расчет годового расхода анодов

Табл. № 4.3

Операция	Толщина покрытия, мкм	На	Ĥа	Sгод, м2	Qа, кг
		г/м2
хромирование	1	55,5	766	5000	37,1

4.4 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 /С_п, (4.13)

где С₀-концентрация основного компонента в электролите, применяемом для операции, после которой производится промывка, г/л; С_п-предельно допустимая концентрация в воде после операции промывки, г/л.

К°=300/0,015=20000

Q_N^P=0,2^{3 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

Компонент или ион электролита (раствора)	Операция или характеристика электролита (раствора) перед промыкой	Сп, г/л
Сr6+	Межоперационная промывка	0,015

Данные по расчету расхода воды

Табл. №; 4.6

Способ промывки	q, л/м2	С0	Сп	К°	К1	К2	F, м2/ч	QNp, л/м2	1,5QNp, л/м2
		г/л
Много- ступенчатая	0,2	300	0,015	20000	0,4	0,5	140	0,02	0,03

5. Расчет энергозатрат на производство операций

5.1 Выбор источников постоянного тока

Для питания гальванических ванн постоянным током используют полупроводниковые выпрямители. Выбор источников постоянного тока производится на основании потребляемой силы тока и напряжения на ванне. На каждую ванну устанавливают отдельный выпрямитель; если потребная сила тока превышает мощность выпрямителя, устанавливают и более выпрямителей.

Сила тока рассчитывается исходя из плотности тока и единовременной загрузки деталей в ванну, выраженной в дм²,

I=i_ky_з. (5.1)

I=15·26=390А

Расчетная сила тока I_p должна быть увеличена на 15-20%.

Для правильного выбора источников постоянного тока необходимо знать напряжение на ванне, которое зависит от состава электролита, режима работы и межэлектродных расстояний. Для хромирования, меднения, никелирования с перемешиванием и нагревом в кислых электролитах, для электрохимического обезжиривания и при снятии покрытий – 9,12В.

Напряжение на ванне можно вычислить по формуле:

U=(1+β)[E_a-E_k+(1+α)IR], (5.2)

где β- коэффициент, учитывающий потери напряжения в контактах и проводниках первого рода; Е_а и Е_к- анодный и катодный потенциалы, В; α – коэффициент, учитывающий потери напряжения в электролите за счет газонаполнения; I – сила тока, А; R – электролитическое сопротивление электролита (Ом), рассчитываемое по формуле:

R=l(100æ), (5.3)

где l – межэлектродное расстояние, см; æ – удельная электрическая проводимость, Ом^-1 см^-1.

R=30/(100·0,60)=0,5Ом

При расчете напряжения на ванне вместо силы тока следует подставлять значение плотности тока, а в случае несовпадения анодной и катодной плотностей тока – среднеквадратичную плотность тока

i_ср=√i_ki_a (5.4)

i_ср=√27 10=16,43

Характеристики

Список файлов курсовой работы