Покрытия никелем мелких деталей из меди

ч

Действительный  фонд времени τ_D, ч 

          (17) 

где К_п=0,08

ч

Эффективный фонд времени τ_Э, ч 

          (18) 

где t_маш - время прохождения первой подвески через весь автомат. t_маш включает в себя время загрузки 0,5 ч и время с начала до конца обработки 1,25 ч из циклограммы.

t_маш=0,5+1,25=1,75 ч

ч 

     8.4 Годовая программа

Масса загружаемых  деталей

m=20 кг

Площадь поверхности  деталей s, дм² 

           (19) 

S= =91,4 дм²

j_к=1,7 А/дм², I=155А

Производительность одного автомата за год S, м² 

          (20) 

где К_з - коэффициент загрузки, К_з=0,96

      f - поверхность деталей, м²

17000 м²

Годовая программа  покрытия F, м² 

           (21) 

м² 
 
 
 
 

     8.5 Расчет габаритов барабана

Объем деталей  V, дм³ 

             (22) 

где d - плотность меди, 8,9 кг/дм³

V= =2.25 дм³

Ширина грани  барабана (рисунок 1) a, мм  

           (23) 

где l_б - длина барабана, мм

Длина барабана:  

          (24) 

где D - внутренний диаметр барабана, мм

Внутренний  диаметр барабана:  

           (25) 

Внешний диаметр  барабана:  

          (26) 

Толщина стенок барабана h = 5 мм 

a=215 мм; D=370 мм; l_б=740 мм; D_внеш=440 мм

      Рисунок 1 - Эскиз барабана 
 

     8.7 Расчет габаритов ванн

     Ванна никелирования представлена на рисунке 2 

Рисунок 2 - Ванна никелирования 

L_внут=l_б+2l_ст+2l₂           (28)

где l_б - длина барабана, 740 мм;

      l_ст - толщина торцевой стенки барабана с поддерживающим кронштейном, 20 мм;

      l₂ - расстояние от кронштейна до внутренней стенки ванны, 150 мм

L_внут=1080мм 

W_внут=D_внеш+2W₁+2W₂+2d          (29) 

где W₁ – расстояние между анодом и ближайшим краном барабана, 150 мм

      W2 – расстояние между анодом и продольной стенкой ванны, 75 мм

      d – толщина анода, 50 мм

W_внут=990мм

H_внут=h₁+h₂+h_б            (30) 

где h1 – глубина погружения барабана в электролит, 370 мм

      h2 – расстояние от дна ванны до нижнего края барабана, 300 мм

      h_б – расстояние от зеркала электролита до бортов ванны, 200 мм

H_внут=870мм

Толщина стенок ванны 20 мм

Толщина обвязки 50 мм

Толщина дна ванны 20 мм

L_внеш= L_внут+2d_ст+2d_обв=1220 мм

W_внеш= W_внут+2d_ст+2d_обв=1130 мм

H_внеш= H_внут+d_дн=890 мм 

      Ванна обезжиривания представлена на рисунке 3 

Рисунок 3 - Ванна обезжиривания 

По формуле (28):

L_внут=1080 мм

W_внут=D_внеш+2W₁           (31) 

где W₁ – расстояние между стенкой ванны и ближайшим краном барабана, 150 мм

W_внут=740 мм

По  формуле (30):

H_внут=870 мм

Ширина  перелива 200мм

Толщина перегородки 10 мм

Толщина стенок ванны 20 мм

Толщина обвязки 50 мм

Толщина дна ванны 20 мм

L_внеш= L_внут+2d_ст+2d_обв=1220 мм

W_внеш= W_внут+d_{перелив}+2.5d_ст+2d_обв=1090 мм

H_внеш= H_внут+d_дн=890 мм 

      Ванна активации и промывки представлена на рисунке 4 

Рисунок 4 - ванна активации 

По формуле (28):

L_внут=1080 мм

По формуле (29):

W_внут=740 мм

По  формуле (30):

H_внут=870 мм

Толщина стенок ванны 20 мм

Толщина обвязки 50 мм

Толщина дна ванны 20 мм

L_внеш= L_внут+2d_ст+2d_обв=1220 мм

W_внеш= W_внут+2d_ст+2d_обв=880 мм

H_внеш= H_внут+d_дн=890 мм 

        
9 Материальный расчет 

     9.1 Расчет расхода анодов

     Расчет  расхода анодов на единовременную загрузку ванны

     Ванна имеет 2 анодных ряда, поэтому количество анодов, необходимое для загрузки n_a рассчитывается формуле: 

                 (32) 

где S^корз_раб – рабочая поверхность загружаемых анодных корзин,  S_a = 1/3S_дет=0,31 м²;

a – ширина анода, a= 0,12м;

b – длина анода, b = 0,475м;

шт

Масса анодов на единовременную загрузку ванн m_a рассчитывается по формуле: 

     m_а  = m_1а·n_а,                                                                                                                    (33) 

где m_1a – масса одного анода, кг;

n_а – количество анодов, необходимое для загрузки, n_а = 6шт.

Масса одного анода на единовременную загрузку ванн т_1а, кг, рассчитывается по формуле: 

                                                                                                                        (34) 

       d – насыпная плотность металла анода в 1,5 раза меньше, по сравнению с монолитным металлом, d=5,5 кг/дм³ [9], V_a=3 дм³;

=16,5 кг.

Тогда масса 6 анодов на единовременную загрузку ванн:

m_а=16,5·6 = 99 кг.

    Расчет  расхода анодов на работу ванны

Расчет  годового расхода анодов покрытия G_a ведется по закону Фарадея: 

     G_a=j^ср_к·T_э·q·Вт·10^-3                (35) 

где j^ср_к – средняя катодная плотность тока, j^ср_к = 1,7 А/дм²;

T_э – эффективный годовой фонд времени, 3701 ч

q – электрохимический эквивалент металла покрытия, q = 1,1 г/А·ч;

Bт – анодный выход по току, Bт=100%

G_a=1,7·3701·1,1·10^-3=6,92 кг

Масса товарной продукции (никеля): 

                                                                                                                         (36) 

Где m_чист – масса чистого никеля,

ω –  доля чистого никеля в товарной продукции, ω=0,9998

Суммарный расход анодов на загрузку и работу ванны:

     ΣG_a= m_а+G_a                                                                                                                     (37)

ΣG_a=99+6,9=106 кг никеля.

Масса товарного  никеля 106 кг

     9.2 Расчет расхода химикатов

      Расчет  объема электролита в ванне никелирования 

V_{электролита}= L_вн·W_вн·h_э=716 л 

     Расчет  химикатов на приготовление электролита  никелирования

     Расчет  расхода химикатов на единовременное приготовление электролита m_х рассчитывается по формуле: 

                                                                                                                (38)     

где  С_mах – максимальная концентрация химиката, г/л;

V – объём электролита в ванне, V = 716л;

n - количество ванн никелирования, n=3.

NiSO₄·7H₂O………….…300 г/л

NiCl₂·6H₂O………………60 г/л

H₃BO₃…………………....40 г/л

Сахарин…………………..2 г/л

Фталимид……..............0,12 г/л

1,4-бутиндиол………….0,2 г/л

m_х(NiSO₄·7H₂O)= =644,4кг

m_х(NiCl₂·6H₂O)=128,88кг

m_х(H₃BO₃)=85,92кг

m_х(сахарин)=4,296кг

m_х(фталимид)=0,258кг