Технологічні розрахунки

                  

м            _(3.15.)

     де m – товщина стінок барабана, її величину можна приймати 5 мм.

     

 м         _(3.16.)

     Внутрішня довжина ванни для барабана l, м:

         

м                      _(3.17.)

     де l_б – довжина барана, 0,7 м; l₁ – відстань між торцевими стінками барабана і стінками ванни, приймають 0,15 м.

     Внутрішня ширина ванни В, м:

      м  _(3.18.)

     де  В₁ – відстань між анодом і ближнім краєм барабана, приймають 0,20 м;  В₂ – відстань між анодом і повздовжньою стінкою ванни, приймають у межах 0,05 м; В_А – товщина анодів, 0,05 м

     Внутрішня висота ванни h, м:

     

 м         _(3.19.)

     де h₁ – відстань від дна ванни до нижнього краю барабана (по описаному колу), складає 0,3 м; h₂ – відстань від дзеркала електроліту до верхньої частини барабана (по описаному колу), складає 0,2 м; h_б – відстань від дзеркала електроліту до верхнього краю бортів ванни, приймають у межах 0,2 м; Д_зов - зовнішній діаметр описаного кола барабана.

     Вибираємо ванну за допомогою ГОСТ 23738-85 з наступними габаритами:

     L = 1120 мм ,                               

     B = 1000 мм ,                                

     H = 1250 мм ,                            

     V = 1,4 м³ 
 

     3.2.4. Розрахунок ритму роботи автоматичної лінії 

           Спочатку визначаємо розрахунковий ритм R_р виходу одиничних завантажень при роботі АОЛ:

                     

                              (_3.20.)

     де  Т_д – дійсний фонд часу роботи обладнання, год; К_р – коефіцієнт, що показує частину робочого дня АОЛ видає підвіски з покритими деталями (їх вихід із лінії можливий після того , як будуть в повному обсязі виконані усі технологічні операції згідно технологічного процесу), для розрахунків приймають К_р= 0,8-0,9; N₀₃ – річна виробнича програма в одиницях  завантажень.

     Величину N₀₃ визначають за формулою:

                                  

                                 (_3.21.)

     де  Р_р - річна виробнича програма, м²;

     S₀₃- величина одноразового завантаження, м²;

     Для барабанних електролізерів величину S₀₃, м² визначають за формулою:

                                

,                             _(3.22.)

     де G – величина одноразового завантаження барабана,  35 кг; S_пит – питома площа одного кілограма деталей, у залежності від конфігурації деталей, 0,0588 м²/кг.

     

м²

     Таким чином 

     

     Тоді

     

, с

     R_р > 240 ÷ 280, отже R_р= R_.

     3.2.5. Розрахунок кількості ванн в автоматичній лінії

     Кількість основних ванн n_ов для нанесення гальванічного покриття визначають за формулою:

                               

                                  (3.23.)

     де  τ – час обробки однієї завантажувальної одиниці, хв;

     R – ритм видавання підвісок.

     

     Розраховуємо  коефіцієнт завантаження К_зав основних ванн

                             

                           (_3.24.)

     

     Кількість ванн для допоміжних операцій розраховуємо за такою ж формулою, як і для основних ванн. Величину τ для кожної операції приймають із карти технологічного процесу.

     Кількість ванн для хімічного знежирення:

     

Таблиця 3.1.

Технічні  характеристики ванн гальванічної лінії

Найменування  ванн	Розмір, мм	Кіль-кість	Робочий об’єм, дм3	Примітки
Знежирення  хімічне	1120×1000×1250	1	1400	Нагрів, вентиляція, теплоізоляція, стінки 4 мм
Електрохімічне  знежирення         катодне	1120×1000×1250	1	1400	Нагрів, вентиляція, теплоізоляція, стінки 4 мм
Електрохімічне  знежирення         анодне	1120×1000×1250	1	1400	Нагрів, вентиляція, теплоізоляція, стінки 4 мм
Травлення	1120×800×1250	2	1400	Вентиляція, ванна  футерована, стінки 4 мм
Цинкування	1120×1000×1250	4	1400	Вентиляція, ванна футерована, стінки 4 мм
Уловлення	1120×800×1250	2	1120	Ванна футерована, стінки 4 мм
Хроматування	1120×800×1250	1	1400	Вентиляція, ванна  футерована, стінки 4 мм
Освітлення	1120×800×1250	1	1120	Вентиляція, ванна  футерована, стінки 4 мм
Промивка  холодна	1120×800×1250	5	1120	Ванна футерована, стінки 4 мм
Промивка  тепла	1120×1000×1250	2	1400	Нагрів, вентиляція, теплоізоляція, ванн футерована, стінки 4 мм

 
 

3.2.6. Компоновка автоматичної лінії та визначення їх габаритних    розмірів

     Після вибору і розрахунків кількості  ванн та іншого обладнання визначають вид компоновки гальванічних ванн і, користуючись вимогами до розташування  ванн та іншого її обладнання, відстанями між окремими елементами лінії, складаємо компоновку.

     При компонуванні вибирають таке розташування ванн, щоб кількість холостих пробігів автооператорів була найменшою. Як правило, на початку лінії завантажувально-розвантажувальний стояк, потім сушильну камеру, ванни підготовки поверхні, у кінці лінії ванни для нанесення гальванічного покриття. При цьому передбачають ванни, в яких буде відбуватися передача підвісок від першого автооператора до другого і навпаки. 

Завантаження розвантаження

Сушка

Підготовчі

Фінішні

Основні

        

     Згідно  з прийнятою компоновкою лінії розраховуємо її габаритні розміри.

     Довжину автоматичної лінії визначаємо за формулою:

     

        (_3.25.)

     де  N – кількість ванн одного типорозміру

     В – ширина ванн одного типорозміру;

     В_с – ширина сушильної камери, для барабанів приймають 700 мм;

     В_з – ширина  завантажувально-розвантажувального пристрою, приймають 700 мм;

     ΔВ_зс – зазор між стінкою сушильної камери та завантажувально-розвантажувальним пристроєм, приймають 390 мм;

     n₀ – кількість поєднання без бортовідсмоктувачів;

     ΔВ₀ – відстань між стінками ванн без бортовідсмоктувачів, для ванн довжиною до  1600 мм приймають 160мм;

     n₁ – кількість поєднань з однобічними бортовідсмоктувачами;

     ΔВ₁ – відстань між стінками ванн з однобічними бортовідсмоктувачами, для ванн довжиною до 1600 мм приймають 290мм;

     n₂ – кількість поєднання з двобічними бортовідсмоктувачами;

     ΔВ₂ -  відстань між стінками ванни з двобічними бортовідсмоктувачами, для ванн довжиною до 1600 мм приймають 390 мм;

     В_б – ширина однобічного бортовідсмоктувача, для ванн довжиною до 1600мм приймають 212 мм.

     

мм = 22,759 м

     Ширина  автооператорної лінії В_л   визначають за формулою

                                 В_л= l+В₁+В_{2                                                                       (3.26.)}

     де  l – внутрішня довжина ванн, мм;

     В₁ – відстань від внутрішньої стінки ванн до зовнішнього боку автооператора підвісного типу, складає 655 мм.

     В₂ – відстань від внутрішньої частини стінки ванни до зовнішнього боку площадки обслуговування, приймають 1165 мм.

     В_л = 1120+655+1165=2940 мм = 2,94 м

     Висота  автооператорної лінії залежить від типу автооператора та внутрішньої висоти ванни. Висота ванни становить 1250 мм, тоді висота лінії буде становити 4250 мм або 4,25 м 

     3.2.7. Розрахунок кількості автооператорів в автооператорній лінії

     Вибираємо підвісний монорейковий автооператор:

     Модель  автооператора  ВПТІ Буддормаш (Москва).

     Вантажопідіймальність 160–320 кг.

     Висота  піднімання  1100–2250 мм.

     Швидкість пересування  0,45 м/с.

     Швидкість піднімання – спуску вантажу  0,14÷0,28 м/с.

     Розрахунок  орієнтовної кількості автооператорів n_a здійснюється за формулою:

                                

,                                   _(3.27.)

     де  Т₁ – сумарний час на горизонтальне переміщення автооператора, с;

     Т₂ – сумарний час вертикальних переміщень автооператора, с;

     Т₃ – сумарний час вистою автооператора над позиціями, с.

         

,                  _(3.28.)

     де l_cp – середня відстань між осями сусідніх ванн;

     l_cp = L_л/ n_поз = 22,759/20 = 1,138 м;

     n_поз – кількість технологічних позицій в лінії, n_поз = 20;

     V_г – швидкість горизонтального переміщення автооператора, м/с; V_г = 0,45;

     k – коефіцієнт, що враховує холості  ходи автооператора і компоновку  АОЛ. Коефіцієнт k приймаємо рівним 4, так як деякі гальванічні ванни розташовані в кінці АОЛ.

                    

,                   _(3.29.)

     де  Н – висота піднімання траверси автооператора, м; Н = 2м. V_в – швидкість вертикального переміщення траверси автооператора, м/с V_в=0,2 м/с.

         

,                     _(3.30.)

     де  – сумарний час вистою для виконання коротких технологічних операцій, с; – сумарний час вистою автооператора для стікання розчинів з підвіски або барабана, с; – загальний час вистою автооператора після його переходу до позиції для погашення інерційних сил у рухомих вузлах системи, с.

                    

= 20n_поз = 20×20 = 400 с,                       _(3.31.)

          

= 7×(20 – 2) = 126 с,             _(3.32.)

             

= 3×20 = 60 с,                            _(3.33.)

              

.                _(3.34.) 

     3.3. Розрахунок витрат  електроенергії електрохімічними  ваннами АОЛ та іншими її споживачами на виконання річної виробничої програми 

     3.3.1. Баланс струму на електрохімічних ваннах АОЛ

        Сила струму I, А на однопозиційній ванні визначається  

                         

,                                    _(3.35.)

     де  коефіцієнт К=1,08.

     Для барабанних електролізерів величину S₀₃, м² визначають за формулою:

                                

,                             _(3.36.)

     де G – величина одноразового завантаження барабана,  35 кг; S_пит – питома площа одного кілограма деталей, у залежності від конфігурації деталей, 0,0588м²/кг.

     

м² 

     Отже  сила струму:

     

А

     У стандартному електроліті цинкування на електродах перебігають такі електрохімічні процеси: