Хромування хірургічного інструменту
Розробка технологічного процесу одержання захисного покриття. Характеристика деталей, вибір виду і товщини покриття, послідовність операцій. Вибір і розрахунок устаткування. Розрахунок фонду робочого часу і програми дільниці. Розрахунок витрат матеріалів.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 09.01.2020 |
Размер файла | 246,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
2
Хромування хірургічного інструменту
1. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТЯ
1.1Характеристика деталей, вибір виду і товщини покриття
Проектом задається розробка захисного зносостійкого функціонального покриття товстим шаром хрому медичного інструменту.
Хірургічний інструмент виготовляють з стали марки 6XC. По складності конфігурації ці деталі відносять до другої групи (рельєфні деталі, що не мають порожнин де може затримуватися електроліт). Клімат у якому будуть експлуатуватися вироби помірно-холодний. Відомо, що умови експлуатації відносять до групи середньої жорсткості, оскільки, незважаючи на те, що інструмент використовується безпосередньо в приміщеннях що опалюють, він піддається додатковій обробці у знезаражуючих засобах після кожного використання. Хромове покриття має високу корозійну і механічну стійкість, і при цьому є безпечним для здоров'я люди, тому для обробки деталей було обрано саме покриття товстим шаром хрому.
Враховуючи особливості умов експлуатації деталей і вид покриття оптимальна товщина покриття складає 18 мкм.
1.2 Вибір та обґрунтування підготовчих операцій
Знежирення. Деталі, які потрапляють до дільниці нанесення покриття, мають на своїй поверхні різні забруднення, які потрапили на них внаслідок операцій механічної обробки, зберігання і транспортування. До цих забруднень відносяться мастильні та оксидні плівки, незначні сліди корозії. Для їх повного видалення необхідно провести операції знежирення і травлення.
Забруднення на деталях в основному складаються з консерваційних масел, які наносять на поверхню виробу для запобігання корозії під час зберігання і транспортування. Такі мастильні плівки складаються в основному з мінеральних масел, які не розчиняються у воді і погано реагують з лугами, а найкраще такі забруднення розчиняються у органічних розчинниках. Але їх використання в гальванічних виробництвах обмежено пожежною безпекою. У якості альтернативи можна використати електрохімічне знежирення, головним мінусом якого є можливість наводнювання деталей.
Забруднення деталей незначне, тому для повноцінної очистки поверхні достатньо використання лише електрохімічного знежирення. Але, для того щоб запобігти наводненню деталей, в технологічну схему включене як катодне, так і анодне електрохімічне знежирення. Катодне знежирення в послідовності є першим, оскільки воно більш ефективне (на поверхні деталі виділяється у 2 рази більше газу, і прикатодна область додатково підлуговується).
Склад розчинів для електрохімічного знежирення (г/дм3):
NaOH Na3PO4 Na2O(SiO2)n Знежирювач ДВ-301 |
20-40 5-15 20-30 1,4-1,9 |
Режим роботи:
Температура |
50-70 ЃЋ |
|
Густина струму |
5 А/дм2 |
|
Час обробки |
Анодне 1,5-2 хв. |
|
Катодне 3-4 |
Температурний інтервал 50-70 ЃЋ обраний тому, що при підвищеній температурі розчинність забруднень у воді зростає, а мастильні плівки легше руйнуються газами, що виділяються. З цієї ж причини промивка після знежирення тепла.
Травлення
Майже усі метали покриваються непомітними оксидними плівками в атмосфері повітря. До того ж іноді умови зберігання і транспортування деталей не відповідають нормам, і на них проявляються сліди корозії у вигляді нерозчинних оксидів, гідрооксидів, солей. Ці явища, можуть перешкоджати електроосадженню металів, і негативно впливати на якість зчеплення з основою. Сталь 6XC сплав з високою хімічною активністю, що схильний до корозії в умовах вологого повітря і підвищених температур, що призводить до необхідності додаткової активації його поверхні перед нанесенням покриття.
Для запобігання подібних явищ деталі безпосередньо перед електроосадженням протравлюють (активують) у розчинах кислот або лугів. Найефективніше оксидні плівки розчиняються у хлоридній кислоті, або у суміші сульфатної і хлоридної кислот, але іони Cl- що присутні у обох раніше перелічених розчинах є шкідливою домішкою для електроліту хромування, тому від їх використання краще відмовитися. Альтернативою використання цих електролітів є розчин сульфатної кислоти з додаванням інгібітору КІ-1(для запобігання надмірного розчинення основи).
Для активації деталей перед хромуванням був обраний розчин наступного складу, і режиму роботи:
Н2SO4 Інгібітор КІ-1 |
100-120 г/дм3 3-5 г/дм3 |
|
Температура |
20-30 ЃЋ |
|
Час обробки |
0,5-1 хв. |
Температурний інтервал 20-30 ЃЋ обраний для запобігання надмірного розчинення основи. З цією ж метою промивка перед активацією холодна. Деталі не мають серйозних корозійних пошкоджень, тому 0,5-1 хвилини обробки в розчині активації достатньо.
Промивка після активації холодна.
Для процесу хромування важливо, щоб деталі, що потрапляють безпосередньо у ванну нанесення покриття мали таку ж саму температуру як і електроліт, тому безпосередньо перед ванною нанесення покриття деталі витримують 1-2 хвилини у ванні підігріву (температура якої дорівнює температурі електроліту.
Деталі можна витримувати для підігріву безпосередньо у електроліті, але це призведе до їх підтравлювання, що по-перше погіршить якість поверхні, по-друге забруднить електроліт іонами Fe2+
.
1.3 Вибір і обґрунтування робочого складу електроліту
Вимоги до покриття. Деталі представлені технічним завданням відносять до другої групи складності (рельєфні деталі, що не мають порожнин де може затримуватися електроліт). Покриття для них має бути безпористим, суцільним, твердим і зносостійким, рівномірним по товщині (відносно), блискучим.
Обґрунтування вибору електроліту. Як було зазначено у пункті (1.1) хромування відповідає усім поставленим вимогам.
Процес хромування має ряд особливостей. По-перше у якості головного компоненту електроліту є не соль металу, а хромовий ангідрід, (хром у цій сполуці має валентність 6) який при розчиненні утворює суміш поліхромових кислот. Хром намагалися отримати і з іонів Cr3+, оскільки електрохімічний еквівалент (а отже і кількість отриманого хрому на 1 А*ч струму) у двічі більше, трьох валентний хром меньш токсичний, і вихід за струмом в таких електролітах вищий. Але в таких електролітах необхідно ізолювати анодний простір, а отриманні покриття містять 0,15-0,3 % кисню і 0,4-1 % Cr2O3 що значно погіршує їх механічні властивості і робить непридатними для використання.
По-друге процес хромування в суміші поліхромових кислот без додавання сторонніх іонів не відбувається Найпоширенішим для використання іоном при хромуванні є SO42-, який вже частково міститься у технічному хромовому ангідриді. Але іон SO42- є корисною добавкою лише в вузькому інтервалі концентрацій (від 0,75 до 6 г/дм3 для електроліта з концентрацією CrO3 250 г/дм3), при чому цей інтервал напряму залежить від концентрації хромового ангідриду (більше ангідриду, більше сульфат іонів). Оптимальне відношення концентрацій хромового ангідриду і сірчаної кислоти 100:1. Точного механізму дії аніонів немає, але є припущення щодо їх ролі при хромуванні. Вайнер пояснює це явище тим, що при на початку процесу хромування на поверхні катоду формується плівка з проміжних продуктів відновлення шестивалентного хрому, яка погано розчиняється в чистій поліхромовій кислоті, але розчинність якої зростає при додаванні сторонніх іонів. У присутності сторонніх іонів катодні плівки стають тоншими або поруватими, що робить можливим формування шару металевого хрому.
По-третє процес електроосадження хрому більш чутливий до температури і густини струму при якій відбувається осадження. Регулюючи ці два параметри можна не тільки впливати на вихід за струмом, але і на структуру покриттів. Із стандартного електроліту хромування можна отримати осади матового, молочного та блискучого хрому. Матовий хром отримують при температурі 35-40ЃЋ і густині 20-40 А/дм2, він характеризується найбільшою зносостійкістю. При підвищенні температури до 65-75 ЃЋ осади хрому стають молочного кольору і характеризуються найменшими внутрішніми напругами серед інших. Але найбільше поширення отримали блискучі хромові покриття, які можна отримати при наступному режимі осадження: температура 55-65 ЃЋ і густина струму 60-80 А/дм2. Усі хромові покриття мають дрібнокристалічну структуру, але найбільш дрібнокристалічну - блискучі, до того ж вони мають привабливий вигляд.
В четверте мінімальна густина для отримання хрому в десятки раз більша ніж у будь-яких інших процесах осадження металів(Zn, Cd, Ni, Co, Fe, Pb, Sn, Cu, Ag, Au, Rh.
Також важливою особливістю процесу хромування є зменьшення виходу за струмом при збільшенні температури. Важливим нюансом використання електролітів хромування є вплив концентрації іонів Cr3+. В умовах відсутності цих іонів у розчині електроліту процес осадження хрому затруджений, але вже при концентрації 1,5 г/дм3 Cr3+ відбувається відновлення на катоді металевого хрому .Це пояснюється включенням цих іонів у катодні плівки, що утворюються в процесі електролізу. Проте надмірна кількість трьох валентного хрому призводить до ряду негативних наслідків: зменшення виходу за струмом і розсіювальної здатності, ріст омічного супротиву електроліту, шорсткості осадів. Інтервал прийнятних концентрацій Cr3+ для кожного електроліту різний, для стандартного він наприклад становить 2.5 - 8 г/дм3. Зниження концентрації цих іонів не є проблемою: достатньо провести електроліз при співвідношенні катодної площі до анодної 1:10.
Стандартний електроліт. Найбільш поширений електроліт хромування - стандартний з наступними характеристиками і складом:
Хромовий ангідрид (CrO3) |
125-250 г/дм3 |
|
Сірчана кислота (H2SO4) |
1,2-2,5 г/дм3 |
|
Іони Cr3+ |
3- 10 г/дм3 |
|
Температура |
45-60 ЃЋ |
|
Густина струму |
45-60 А/дм2 |
|
Вихід за струмом |
10 - 13% |
Цей електроліт має ряд недоліків: низький вихід за струмом (10-13%), високу чутливість до зміни температури, густини струму і концентрації іонів SO42- і Cr3+, низьку розсіювальну здатність. Незважаючи на існування альтернативи стандартному електроліту (тетрахроматний, понад сульфатний, з іонами фтору ті інші.) стандартний електроліт продовжують широко використовувати у виробництві.
Тетрахроматний електроліт. Має наступний склад і характеристики:
Хромовий ангідрид (CrO3) |
300-350 г/дм3 |
|
Сірчана кислота (H2SO4) |
2,5 - 3,5 г/дм3 |
|
Іони Cr3+ |
10 - 15 г/дм3 |
|
NaOH |
40-60 г/дм3 |
|
Температура |
16 - 22 ЃЋ |
|
Густина струму |
40-70 А/дм2 |
|
Вихід за струмом |
До 30% |
Даний електроліт має як переваги, так і недоліки у порівнянні з стандартним. До переваг можна віднести кращу розсіювальну і покривну здатність, вищий вихід за струмом (30%), меншу робочу температуру, пористість і внутрішні напруги.
Однак такий температурний діапазон не є зручним, оскільки в літній період температура повітря може підійматися вище 30 ЃЋ, що в поєднанні з нагріванням електроліту під час роботи призводить до перегріву і розкладанню тетрахроматних комплексів в розчині. Тому при роботі з таким електролітом потрібно використовувати ванни устатковані системами охолодження.
Ще одним недоліком є менша (в порівнянні з стандартним електролітом) твердість осадів. До того ж осади мають непривабливий сірий колір і матову поверхню. Цю проблему можна вирішити поліруванням отриманих покриттів.
Саморегулюючий електроліт з іонами фтору. Висока чутливість стандартних електролітів до концентрації при роботі стала мотивацією винайдення саморегулюючих електролітів. Склад і режим саморегулюючого електроліту:
Табл
Хромовий ангідрид (CrO3) |
200 - 250 г/дм3 |
|
Сульфат стронцію (H2SO4) |
5,5 - 6,5 г/дм3 |
|
Кремніфтористий калій |
18 - 20 г/дм3 |
|
Температура |
20 ЃЋ |
|
Густина струму |
10-80 А/дм2 |
|
Вихід за струмом |
16 - 20% |
Спочатку до стандартного електроліту хромування було запропоновано додавати сульфат стронцію, надалі до сульфату стронцію почали додавати кремніфтористий калій. Оскільки ці солі є слабо розчинними, при введенні в електроліт вони розчиняються лише частково, випадаючи в осад на дно ванни. При потраплянні в розчин додаткових іонів F- та SO42- розчинність цих солей падає і вони переходять в осад. При зниженні концентрації іонів F- та SO42-, солі, що знаходяться на дні ванни починають розчинятись.
Цей електроліт має ряд переваг в порівнянні зі стандартним: можливість ведення електролізу при кімнатній температурі, кращий вихід за струмом (18%), покривну і розсіювальну здатність, менша критична густина струму (густина струму при якій починається електроліз), більший діапазон отримання блискучих осадів (температура і густина струму), меньша пористість осадів і внутрішня напруга, можливість отримання товстих хромових покрить без розтріскування поверхні.
Поряд з перевагам слід зазначити і недоліки. Головним недоліком є агресивність розчину (сильний окисник + депасиватори фторид іони), що погано сказується на обкладках ванн хромування і ділянках деталей, що не покриваються хромом (навіть при катодній поляризації вони розчиняються). Аноди для більшої стійкості в таких розчинах легують оловом (8-10%). Ще одним недоліком є більша чутливість таких ванн хромування до іонів Cl-, що присутні у водопровідній воді.
Для даного проекту був обраний саморегулюючий електроліт з іонами фтору, оскільки покриття отримані з цього електроліту відповідають усім вимогам пред'явленим у технічному завданні (безпористість, твердість і зносостійкість, рівномірність по товщині (відносна), суцільність, блиск), а недоліки не є критичними для даної роботи.
1.4Вибір і обґрунтування завершальних операцій
Хромове покриття є самодостатнім і не потребує додаткової обробки.
Деталі з нанесеним покриттям після технологічної ванни нанесення покриття промиваються у чотирьох ваннах уловлювання (непроточні ванни промивки), три з яких холодні (20-30ЃЋ) а остання четверта - тепла (50-60ЃЋ) для нагрівання деталей перед сушкою.
1.5.Розрахунок середньої товщини покриття і часу обробки
При нанесенні гальванічного покриття густина струму на поверхні деталі неоднакова, що призводить до різної товщини покриття на різних ділянках виробів. Для запобігання утворенню ділянок з занадто тонким шаром покриття, середню товщину збільшують відносно заданої. Середню товщину покриття визначаємо за формулою:
У нашому випадку оскільки покриття не проходить додаткової обробки, а К = 1,3 для електроліту хромування.
Середню товщину приймаємо рівну 24 мкм.
Час обробки визначаємо за формулою:
ф =
В нашому випадку г/см3; кех=0,323 ; катодний вихід за струмом Вк=18%, густина струму j = 60 A/дм2. А час обробки становить відповідно:
ф = =29.7 хв.
Час обробки приймаємо 30 хвилин.
1.6Контроль якості покриття і складу розчинів технологічного процесу
Вимоги до покриття і матеріалу основи. Якість електрохімічних покрить залежить від підготовки поверхні перед нанесенням покриття, складу електроліту і режиму електроосадження, фізико-механічних властивостей самого покриття. Тому контролюють як якість самого покриття так і якість металу основи. При контролі основного металу перед нанесенням покриття виявляють шорсткість поверхні а також наявність дефектів: окалин, вм'ятин, розшарувань і тріщин, тощо.
Металеві покриття мають відповідати вимогам до зовнішнього вигляду, поруватості, товщині твердості, міцності зчеплення з основою а також спеціальним властивостям.
Склад електроліту для нанесення покриття визначається методикою приготування обраного електроліту, а вміст компонентів, рН та наявність домішок в процесі роботи визначається в лабораторних умовах.
Методи вимірювання товщини покриття
Вони підрозділяються на дві групи: неруйнівного (використаються в умовах масового виробництва однотипних деталей складного профілю) і руйнівного контроля.
Для контролю товщини покриття в даному проекті був обраний неруйнівний метод прямого вимірювання. Для проведення такого методу вимірювання використовують мікрометри і оптиметри. Мікрометри дозволяють вимірювати покриття значної товщини (похибка ± 10 мкм), тому вони не є придатними для гальванічних виробництв. При використанні оптиметра точність вище, тому для контролю товщини покриття було обрано оптиметр ИКВ. Технічні данні прибору приведені нижче:
Межі вимірювання, мм: |
||
Довжина (висота) |
180 |
|
Діаметр |
150 |
|
Похибка прибору (до 60 мкм) |
±0,0002 |
Визначення стану поверхні металу основи і покриття. Для визначення блиску, шорсткості, наявності дефектів використовують оптичні методи неруйнівного контролю (ОНК). Найбільш поширеним методом ОНК є візуальне спостереження, оскільки не потребує додаткового обладнання. При візуальному контролі важливо правильно організувати освітлення робочого місця оператору. Освітленість площини покриття має бути в межах 100-1000 лк, в полі зору не мають бути осліплюючі джерела світлу. В таких умовах при відстані спостереження 250 мм до зразку роздільна здатність зору (можливість розрізнити різні відтінки і кольори) і складає 0,1 мм. Такий метод дозволяє визначити наявність підгарів, відшарування покриття, відсутність покриття окремих ділянок деталей, присутність блиску. Даний метод є найбільш простим і дозволяє в задовільній мірі визначити якість покриття.
Визначення поруватості покриття
Для визначення поруватості покриття був обраний метод занурення. Метод полягає занурення покритих деталей в спеціальний розчин, що реагує з матеріалом основи, але не реагує з самим покриттям. Головними перевагами цього методу є простота і можливість виявлення пор навіть на деталях складної конфігурації. Для хромових покрить використовують розчин наступного складу і режиму роботи:
Гексоцианоферрат (ІІІ) калію |
2 г |
|
Технічний етиловий спирт |
200 мл |
|
Желатин харчовий |
20 г |
|
Сірчана кислота (2,5%) |
10 мл |
|
Вода |
790 мл |
|
Температура |
20-35ЃЋ |
Деталі змочені розчином витримують 5 хвилин і рахують кількість синіх точок на поверхні, що являються порами. Задовільність поруватості покриття визначають за кількістю пор на одиницю поверхні за ДСТУ.
Визначення твердості покриття. Хромове покриття отримане електрохімічним способом є одним з найбільш твердих, за шкалою Мооса подряпати хром може лише корунд і алмаз. Метод подряпин не є достовірним, оскільки дозволяє визначити твердість відносно іншого матеріалу і не має своєї шкали одиниць. Альтернативою цього методу є метод інтендації (вдавлення) різних тіл у досліджуваний зразок. Це може бути металева куля (твердіть по Бринелю), правильна чотирикутна піраміда (твердість по Віккерсу) або алмазний конус (твердість по Роквеллу). Метод Бринеля для вимірювання твердості не є зручним - через високу твердість хрому визначити глибину вдавлення шару дуже складно.
Найбільшого поширення набув метод Роквелла через швидкість вимірювання і простоту використання. Але цей метод не підходить для вимірювання твердості гальванічних покриттів, тому оптимальним методом вимірювання твердості гальванічних покриттів є метод Віккерса.
Покриття (і сталеві заготівки) що не відповідають усім вимогам що пред'являються до цих покриттів (сталевих заготівок) визнаються бракованими і вони проходять процедуру знаття покриття (або додаткової обробки для заготівок) з подальшим поверненням їх у виробничий процес (якщо це можливо).
Таблиця 1.1- Карта технологічного процесу захисно-декоративного покриття хромом
№ |
Найменування операції |
Склад розчину |
Режим роботи |
||||
Найменування компонентів |
Концентрація, г/дм3 |
Температура, ЃЋ |
Густина струму, А/дм2 |
Час обробки, хв. |
|||
Завантаження |
|||||||
1) |
Знежирення електрохімічне (катодне) |
NaOH Na3PO4 Na2SiO3 Знежирювач ДВ-301 |
20-40 5-15 20-30 1,4-1,9 |
50-70 |
5 |
2-3 |
|
2) |
Знежирення електрохімічне (анодне) |
NaOH Na3PO4 Na2O(SiO2) n Знежирювач ДВ-301 |
20-40 5-15 20-30 1,4-1,9 |
50-70 |
5 |
2-3 |
|
3) |
Промивка тепла |
Вода |
50-60 |
1-2 |
|||
4) |
Промивка холодна |
Вода |
20-30 |
1-2 |
|||
5) |
Травлення (активація) |
Н2SO4 Інгібітор КІ-1 |
100-120 3-5 |
20-30 |
0,5-1 |
||
6) |
Промивка холодна (каскадна) |
Вода |
20-30 |
1-2 |
|||
7) |
Прогрів деталей |
Вода (деіонізована) |
55-65 |
1-2 |
|||
8) |
Хромування |
CrO3 SrSO4 K2SiF6 |
250-300 5,5-6,5 18-20 |
55-65 |
50-70 |
30 |
|
9) |
Уловлювання |
Вода |
20-30 |
1-2 |
|||
10) |
Уловлювання |
Вода |
20-30 |
1-2 |
|||
11) |
Уловлювання |
Вода |
20-30 |
1-2 |
|||
12) |
Уловлювання (тепле) |
Вода |
50-60 |
1-2 |
|||
13) |
Сушка |
Повітря |
90 |
7 |
|||
Розвантаження |
2. РОЗРАХУНОК УСТАТКУВАННЯ
2.1 Розрахунок фонду робочого часу та програми дільниці
На дільниці нанесення покриття передбачається двозмінна робота. Фонд робочого часу визначається за формулою:
,
де Т1 - кількість днів на рік;
Т2 - кількість вихідних днів;
Т3 - кількість святкових днів.
Для визначення дійсного фонду часу роботи необхідно врахувати втрати часу на неминучі простої:
Ефективний річний фонд часу роботи дільниці, год.:
де z - кількість змін; ф - час роботи зміни.
Годинна програма Fг, ділянки визначається з урахуванням 3% браку:
де - річна програма ділянки м2/рік, - коефіцієнт враховуючий 3% браку деталей.
Годинну програму ділянки приймаємо рівну 1,2.
2.2 Обґрунтування вибору обладнання та його розрахунки
Вибір типу устаткування дільниці
Виходячи з річного об'єму дільниці, особливостей процесу нанесення покриття була обрана лінія ванн з ручним обслуговуванням. Для реалізації процесу нанесення покриття, виходячи з розмірів деталей була обрана підвіска з наступними габаритами: довжина Ln =600мм; висота Hn = 600мм; ширина Wn = 200мм.
Розрахунок поверхні деталей на підвісках. Для розрахунку лінії необхідно розрахувати середнє завантаження на підвіску по її дзеркалу:
де A - довжина підвіски; B - ширина підвіски; K - коефіцієнт завантаження.
Річна програма по кількості завантажень обчислюється за формулою:
де - кількість підвісок в ванні; в нашому випадку 2.
Розрахунковий темп роботи лінії:
де - сума часу затраченого на усі операції в технологічній схемі.
Темп роботи лінії приймаємо 17 хвилин.
Розрахунок кількісті ванн
Розрахуємо кількість ванн необхідну для кожної операції:
де - час обробки деталей у ванні, хв. Найдовше деталі обробляються у ванні хромування, тому в першу чергу розраховуємо саме кількість ванн нанесення покриття:
Приймаємо 2 ванни хромування. Час проведення усіх інших операцій менше 17 хвилин (темпу роботи лінії), тому на усіх інших операціях ставимо по 1 ванні.
Розрахунок внутрішніх розмірів електрохімічних ванн при обробці на підвісках. Довжину визначаємо по формулі:
Ширина електрохімічних ванн визначається по формулі:
Висота ванни визначається за формулою:
де - висота рівню електроліту; - відстань від поверхні електроліту до борта ванни (приймаємо 200 мм).
А висота рівню електроліту визначаємо за формулою:
де - відстань між дном ванни і нижньою частиною підвіски; - висота підвіски без підвісного крюка; - відстань від верхнього краю підвіски до рівня електроліту.
Згідно з розрахунками розміри ванн приймаємо:
— Електрохімічні ванни 800Ч710Ч1050 мм;
-- Хімічні ванни 800Ч600Ч1050 мм.
Розрахунок об'єму технологічних ванн. Робочий обсяг ванн визначається за формулою:
де: відповідно довжина та ширина ванни та висота рівня електроліту, дм3.
Тоді:
Отже об'єм робочих розчинів в електрохімічних і хімічних ваннах складає відповідно 482,8 і 408 .
Щільність завантаження ванн електрохімічної обробки:
де об'єм електроліту; щільність завантаження; площа поверхні деталей на підвісці.
Більш важливим фактором є концентрація густини струму на одиницю об'єму розчину:
де І це сила струму прикладена на ванну. І визначається як:
Для процесу хромування катодна густина струму в описаному в технологічній схемі електроліті складає 60 А/дм2. Отже:
Значення менше 3, отже зменшувати кількість деталей на підвісці не треба.
Технічні характеристики ванн гальванічної лінії.
Таблиця 2.1 - технічні характеристики ванн гальванічної лінії
Найменування ванн |
Розміри, мм |
Кількість |
Робочий обєм, дм3 |
Примітки |
|
Електрохімічне знежирення |
800Ч710Ч1050 |
2 |
Нагрів, вентиляція, термоізоляція, стінки 12 мм. |
||
Травлення |
800Ч600Ч1050 |
1 |
Вентиляція, стінки 12 мм. |
||
Хромування |
800Ч710Ч1050 |
1 |
Вентиляція, нагрів (охолодження), термоізоляція, ванна футерована полівініліденфторидом (PVDF), стінки 12 мм. |
||
Уловлювання (холодне) |
800Ч600Ч1050 |
3 |
Вентиляція, стінки 12 мм. |
||
Уловлювання (тепле) |
800Ч600Ч1050 |
1 |
Нагрів, вентиляція, термоізоляція, стінки 12 мм. |
||
Промивка холодна |
800Ч600Ч1050 |
2 |
Стінка 12 мм. |
||
Промивка тепла |
800Ч600Ч1050 |
1 |
Нагрів, термоізоляція, стінки 12 мм. |
||
Нагрів деталей |
800Ч600Ч1050 |
1 |
408 |
Нагрів, термоізоляція, стінки 12 мм. |
Усі ванни виконані з поліпропілену
3. РОЗРАХУНОК ВИТРАТ ХІМІКАТІВ, МАТЕРІАЛІВ І ЕНЕРГОНОСІЇВ
3.1 Розрахунок витрат хімікатів на запуск гальванічної дільниці
Вхідні данні. Для введення в роботу гальванічної лінії необхідно провести розрахунок кількості хімікатів і води для приготування електролітів, анодів для ванн електрохімічної обробки, тканини для виготовлення чохлів. Одночасно, визначають розміри анодів та їх робочу площу. Розрахунки виконують на ЕОМ за програмою, написаною на "BASIC".
Для проведення розрахунків необхідні: розміри ванн; розміри допоміжних електродів - анодів або катодів, а також густину матеріалу цих електродів F, кг/дм3; в якому процесі використовуються анодні чохли; кількість різних операцій електрохімічної обробки, кількість ванн, де використовуються хімікати; кількість найменувань (колонок у табл.3.1) хімікатів.
Маса хімікатів для приготування ванн. Розраховуються за формулою:
Si = Ci Ak / 100(3.1)
деСi- концентрація хімікату , г/дм3;
Ак - обсяг електроліту в ванні, г/дм3;
Кількість необхідного анодного матеріалу по кожному процесу розраховують по формулі, кг:
М = 0,8 N2 N4 N5 L1. H1. H2. F,(3.2)
де N2 - кількість штанг на одній ванні, шт.;
N4 - кількість ванн даного процесу, шт.;
N5 - кількість анодів на одній штанзі, шт.;
L1 - довжина ванни , дм;
H1 - висота ванни, дм;
H2 - товщина анода, дм;
F - питома вага матеріалу аноду, кг/ дм3 .
Кількість анодів на одній штанзі розраховується за формулою:
N5 = 0,6 . L / L1 + 0,5,(3.3)
де N5 - кількість анодів, шт.;
L - довжина ванни, дм;
L1 - довжина анода, дм;
Загальна кількість води на приготування розчинів, м3 :
Wi = Ak ( Gk - Ci ) / 106 (3.4)
де Ci - сума концентрацій хімікатів у одній ванні.
Робоча поверхня анодів (дм2) у гальванічній ванній розраховується за формулою:
AS = 0,8 0,9 ( 2,6 + (N2-2)+ 2) . N5 . L1 . H1,(3.5)
де:N2 - кількість штанг в одній ванні,шт.;
N5 - кількість анодів на одній штанзі, шт.;
АS - робоча поверхня анодів, дм2;
L1 - ширина ванни, дм;
H1 - висота ванни, дм;
Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.
Таблиця 3.1 - Вихідні данні для розрахунку витрат хімікатів
Операція |
Електрохімічне знежирення (катодне і анодне) |
Травлення (активація) |
Хромування |
|||
Обєм електроліту, дм3 |
965,6 |
408 |
965,6 |
|||
Густина електроліту, г/дм3 |
1080 |
1047 |
1200 |
|||
Концентрація хімікатів, г/дм3 |
NaOH |
1 |
40 |
0 |
0 |
|
Na3PO4 |
2 |
15 |
0 |
0 |
||
Na2SiO3 |
3 |
30 |
0 |
0 |
||
ДВ-301 |
4 |
1,9 |
0 |
0 |
||
Н2SO4 |
5 |
0 |
120 |
0 |
||
Інгібітор КІ-1 |
6 |
0 |
5 |
0 |
||
CrO3 |
7 |
0 |
0 |
300 |
||
SrSO4 |
8 |
0 |
0 |
6,5 |
||
K2SiF6 |
9 |
0 |
0 |
20 |
Для проведення розрахунків використовувалися данні, що були одержані в попередніх розділах і додатку Е:
– Розміри ванн: довжина L=8, Н=10,5 дм
– Анодні чохли не використовуються.
– Операцій електрохімічної обробки 2.
– Операцій в яких використовуються хімікати 3.
– Кількість найменувань хімікатів, що використовуються в лінії 9.
Матеріали анодів для :
– електрохімічного знежирення анодного - вуглецева сталь, густина 7,86 кг/дм3, товщина 0,03 дм, ширина 15 дм;
– електрохімічного знежирення катодного - вуглецева сталь, густина 7,86 кг/дм3, товщина 0,03 дм;
– хромування - сплав свинець (90%), олово (10%), густина 10,94 кг/дм3 товщина 0,05 дм, ширина 15 дм.
3.2 Розрахунки витрат хімікатів та матеріалів на виконання річної програми
Вхідні данні для розрахунку. При виконанні річної програми гальванічною дільницею хімікати, аноди та інші матеріали витрачаються з різних причин. Усі витрати враховані 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 данні зведені до табл.3.2
Необхідно також знати:
річну програму Р,м2 ;
кількість процесів Н' і хімікатів Т з таблиці;
кількість різних процесів електрохімічної обробки Н1;
товщину покриття для кожного процесу D, мкм;
норми витрат розчинних та нерозчинних анодів, МВ;
кількість ванн даної операції, N3;
довжину L і висоту ванни Н1,м;
кількість анодних штанг у ванні, N4;
ширина анодів L5,м.
3.2.2 Витрати хімікатів на виконання річної програми. Розраховуються за формулою:
Si = Ак . Сi . Р/1000,(3.6)
де:Si - витрати хімікатів, кг;
Ак - обсяг ванни, дм3;
Ci - концентрація хімікату, г/дм3;
P - річна програма, м2.
Річні витрати анодів. Для кожної операції розраховуються за формулою:
М = МВ . Р . D/1000,(3.7)
де:М - річні витрати анодів, кг;
МВ - норма витрат анодів, кг;
Р - річна програма,м2;
D - товщина покриття для кожного процесу, мкм.
Річні витрати тканини на виготовлення анодних чохлів. Для кожної операції, де вони використовуються , розраховуються за формулою:
ТА = 18 (0,8 . Н1+0,05) . ( 0,6 . L/N5+0,05) . N3 . N4 . N5,(3.8)
де:ТА - річні витрати тканини, м2;
H1 - висота ванни, м;
L - довжина ванни, м;
N5 - кількість анодів на одній штанзі, шт.;
N3 - кількість ванн одного процесу, шт.;
N4 - кількість анодних штанг в одній ванні, шт.
Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.
Таблиця 3.2 - Вихідні данні для розрахунку витрат хімікатів на виконання річної програми
Операція |
Електрохімічне знежирення катодне |
Електрохімічне знежирення анодне |
Травлення (активація) |
Хромування |
|||
Норми витрат по операціях, дм3/м2 |
0,6 |
0,6 |
0,85 |
0,145 |
|||
Концентрація хімікатів, г/дм3 |
NaOH |
1 |
40 |
40 |
0 |
0 |
|
Na3PO4 |
2 |
15 |
15 |
0 |
0 |
||
Na2SiO3 |
3 |
30 |
30 |
0 |
0 |
||
ДВ-301 |
4 |
1,9 |
1,9 |
0 |
0 |
||
Н2SO4 |
5 |
0 |
0 |
120 |
0 |
||
Інгібітор КІ-1 |
6 |
0 |
0 |
5 |
0 |
||
SrSO4 |
7 |
0 |
0 |
0 |
6,5 |
||
K2SiF6 |
8 |
0 |
0 |
0 |
20 |
Річна програма - 4640 м2.
Кількість операцій 3, хімікатів 8.
Концентрація хромового ангідриду 300 г/дм3.
Норма виносу електроліту хромування підвіскою 0,3.
Кількість різних операцій електрохімічної обробки 1.
Товщина покриття хромування ; електрохімічне знежирення 1 мкм.
Норма витрати нерозчинних анодів:
– для електрохімічного знежирення катодне 1,15 г/м2;
– для хромування 1,26 г/м2.
Довжина ванн 0,8 висота 1,05 м.
Кількість анодних штанг 2.
Кількість анодів на штанзі 4
Ширина анодів 0,15 м.
3.3 Розрахунки витрат води для промивних операцій
Розрахунок критерію промивки. Для кожної технологічної ванни, де містяться хімічні реагенти, треба вирішити, за яким компонентом потрібно оцінювати якість промивання деталей і перед якою операцією це робиться.
Розрахунки витрат води на промивку поверхні деталей проводять за тим компонентом, для якого критерій промивки К є найбільшим:
К = Со / Ск , (3.9)
де Со і Ск - концентрація компонента, відповідно, в основній ванні і кінцева в ванні промивки. За результатами розрахунків головними шкідливим компонентами є:
– Хромовий ангідрид для ванни хромування;
– Загальна лужність у перерахунку на гідрооксид натрію для ванн знежирення;
– Загальна кількість кислоти у перерахунку на сірчану кислоту для ванни травління.
Для розрахунків витрат води на промивні операції потрібно також необхідно знати:
– годинну продуктивність лінії при обробці деталей на підвісках F,м2/рік;
– норма виносу електроліту підвіскою G, дм3/м2;
– кількість ванн промивок занесених до табл.3.3;
– ефективний річний фонд устаткування;
– коефіцієнт способу промивки.
Розрахунок витрат води. При розрахунку витрат води використовується формула для простої проточної ванни:
Q = K . G . F (3.10)
Де Q - витрати води, дм3;
K - критерій промивки , рівний Со/Ск;
G - норма виносу електроліту підвіскою, дм3/м2;
F - годинна продуктивність лінії, м2/рік.
Каскадна промивка. Отриману величину порівнюють з об'ємом ванни, і якщо вона більше, приймають рішення поставити двоступінчасту каскадну ванну. Витрати води в цьому випадку перераховують за формулою:
Q2 = G . F . К , (3.11)
де: Q2 - витрати води, дм3;
К - критерій промивання;
G - норми виносу електроліту підвіскою, дм3/м2;
F - годинна продуктивність лінії, м2/рік.
Одержану величину помножують на коефіцієнт 1,5, яким враховується можливе падіння тиску води в водопровідній мережі, і на коефіцієнт 0,7 в разі використання струминної промивки, з урахуванням витрат води на промивання розчинів, випарювання, промивку устаткування, загальні витрати води на промивні операції слід збільшити в 1,15 раз.
Безстічна система промивки. Електроліти для нанесення гальванічних покриттів містять в своєму складі цінні хімічні сполуки, котрі в результаті проточної промивки потрапляють в стічні води, що призводить до додаткових втрат реагентів. Інколи стічні води потребують додаткової нейтралізації токсичних речовин. Ці явища впливають на кінцеву вартість виробу, тому у виробництвах використовують ванни уловлювання, це дозволяє зменшити кількість втрачених сполук.
Операція уловлювання виконує дві функції: запобігає втраті цінних компонентів, і зменшує концентрацію хімікатів на поверхні деталей. Якщо встановити декілька ванн уловлювання то можна досягти ГДК шкідливої речовини на поверхні виробів навіть без додаткових промивок. Така схема промивки називається безстічною системою промивки. Коли концентрація реагенту в перший ванни досягає граничного рівню, розчин з наступної ванни уловлювання переливають в попередню, а в останню наливають чисту воду.
Розрахунки витрат води на операцію уловлювання виконують на ЕОМ за програмою, написаною на "BASIC".
Після обчислень витрат води на кожній промивці розраховуємо витрати води на виконання річної програми.
Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.
Таблиця 3.3 - Вихідні данні розрахунку витрат на проточні промивки
Промивка |
Робочий об'єм ванни, дм3 |
Концентрація основного хімікату, г/дм3 |
Коефіцієнт способу промивки |
||
V |
Початкова С0 |
Кінцева Ск |
Кпр |
||
Тепла |
408 |
64,5 |
2,54 |
1 |
|
Холодна |
408 |
2,54 |
0,1 |
1 |
|
Холодна |
408 |
120 |
0,1 |
1 |
Годинна продуктивність лінії 1,2 м2/год.
Норма виносу електроліту підвіскою 0,3 дм3/м2.
Кількість ванн промивок 3.
Ефективний річний фонд роботи устаткування 3880.
Таблиця 3.4 - Вихідні данні розрахунку витрат води на непроточні промивки
Уловлювання |
Робочий об'єм ванни, дм3 |
|
V |
||
Холодне |
408 |
|
Холодне |
408 |
|
Холодне |
408 |
|
Тепле |
408 |
Річний фонд роботи устаткування 242,5 днів;
Сумарна площа поверхні деталей на підвісках що одночасно завантажуються у ванну 0,36 м2;
Початкова концентрація реагенту 156 г/дм3;
Кінцева концентрація реагенту 0,01 г/дм3;
Питомий винос розчину поверхнею, 0,3 дм3/м2;
Об'єм однієї ванни уловлювання 408 дм3;
Коефіцієнт, що враховує неробочу частину підвіски 1,1;
Робота проводиться в двозмінному режимі;
Тривалість технологічного процесу 60 хвилин;
Такт роботи лінії 17 хвилин.
3.4 Розрахунки витрат електроенергії на електрохімічні процеси та вибір джерел струму
Розрахунок напруги на електрохімічних ваннах. Напруга на ваннах електрохімічної обробки деталей складається з падіння напруги при проходженні струму через електроліт Е1, різниці потенціалів анода і катода Е2, падіння напруги в контактах Е3, шинопроводі Е4.
Падіння струму в електроліті. Всі розрахунки проводять на ЕОМ за формулами:
(3.12)
де Е1 - падіння напруги при проходженні струму через електроліт;
А - коефіцієнт газонаповнення;
JK - густина струму на катоді, А/дм2;
S1 - поверхня деталей у ванні, дм2;
S2 - поверхня анодів у ванні, дм2;
RO - опір електроліту, Ом·см;
L - довжина ванни ,дм.
Для ванн з деталями на підвісках:
Е = Е1+Е2+Е3+Е4 (3.13)
Різниця потенціалу анода і катода. Розраховується по формулі:
Е2 = Еа - Ек,(3.14)
деЕа - потенціал анода, В;
Ек - потенціал катода, В.
Падіння напруги в контактах. Розраховується по формулі:
Е3 = 0,15 (Е1+Е2),(3.15)
деЕ1 - падіння напруги при проходженні струму через електроліт;
Е2 - різниця потенціалів анода і катода, В.
Падіння напруги на шинопроводі. Знаходять по формулі:
Е4 = 0,1 (Е1+Е2+Е3),(3.16)
деЕ4 - падіння напруги на шинопроводі, В;
Е1-падіння напруги при проходженні струму через електроліти, В;
Е2 - різниця потенціалів анода і катода, В;
Е3 - падіння напруги у контактах, В.
Загальні витрати електроенергії. У даному проекті на ділянці хромування електроенергія споживається електрохімічними ванними, випрямлячами, сушильною камерою і деякими іншими споживачами. Витрати електроенергії кВт/год. залежать від кількості завантаження (підвісок) N за рік, поверхні деталей на одній підвісці S1, густини струму JK, напруги на ванні Е, часу обробки деталей Т (год.), коефіцієнта корисної дії джерела струму, який для більшості джерел становить 0,82. Розрахунок ведеться за формулою:
Q =.T . S1 . JK . E . N/1000 . 0,82,(3.17)
деТ - час опрацювання деталей, год;
S1 - поверхня деталей, дм2;
JK - густина струму, А/дм2;
Е - напруга на ванні, В.
Вихідні данні для розрахунків:
– густина струму на катоді JK, 60 А/дм3;
– поверхня деталей у ванні S1, 18 дм2;
– поверхня анодів у ванні S2, 118 дм2;
– питомий електроопір електроліту RO, 1,62 для хромування і 4,6 Ом·см2 для знежирення;
– міжелектродна відстань L, 20 см;
– коефіцієнт газонаповнення А 0,2 для хромування і 0,3 для знежирення;
– потенціал аноду ЕА = +1,8; катоду ЕК = -0,8 В при хромуванні і ЕА =+0,8, ЕК = -0,9, для знежирення;
– коефіцієнт, який враховує робочу (неізольовану) поверхню підвіски 1,05.
– Кількість річних завантажень ;
Таблиця 3.5 - Джерела постійного струму гальванічної дільниці
Операція |
Напруга на ванні, В |
Сила стhуму Іmax, А |
Тип випрямляча |
Номінальна напруга, B |
Номінальний струм, A |
Кількість випрямлячів |
|
Електрохімічне знежирення |
5,178 |
94,5 |
FlexKraft Air 1 |
12 |
600 |
1 |
|
Хромування |
15,1 |
1134 |
FlexKraft Air 8 |
24 |
2400 |
1 |
3.5 Розрахунок пристроїв для нагрівання й охолодження електролітів і витрат енергоносіїв
Вихідні данні для розрахунку. Значна кількість ванн гальванічного цеху працює при підвищених температурах. Для нагріву електроліту до робочої температури використовують водяний пар, а нагрівальним пристосуванням служить металевий змійовик. Для визначення необхідної кількості пару необхідно врахувати статті витрати тепла, скласти рівняння теплового балансу для розігріву ванни і підтриманні робочої температури.
Перед проведенням розрахунків треба визначити кількість ванн, які необхідно нагрівати; чи має ванна футерівку, теплоізоляцію; довжину L, ширину В, висоту Н ванн; робочу температуру ванни Т оС; теплоємність електроліту CR, Дж/кг; об'єм електроліту V,дм3, його густину GR,кг/дм3; теплоємність матеріалу корпусу ванни СК, Дж/кг, та його густину GV, кг/дм3; масу деталей одного завантаження ванни М1 та їх теплоємність СD; діаметр труби змійовика D1,мм; силу струму I і гріючу напругу на ванні із розрахунків напруги на ванні.
Якщо гальванічна ванна працює з підвищеною гріючою напругою та великою силою струму, може виникнути потреба в її охолодженні в процесі роботи. Для цього треба знати, з якою температурою буде подаватися охолоджуюча вода в змійовик.
Кількість тепла на розігрів ванни. Розраховується за формулою:
(3.21)
деQ1 - тепло на розігрів корпусу ванни;
Q2 - тепло на компенсацію витрат до навколишнього середовища.
Кількості тепла на розігрів корпусу ванни. Розраховується за формулою:
Q1 = (V . CR . GR+M . CK) . (Т-20) / 1000(3.22)
ДеV - об'єм електроліту , дм3;
CR - теплоємність електроліту, кг/дм3;
GR - щільність електроліту, кг/дм3;
M - маса корпусу ванни, кг;
CK - теплоємність матеріалу корпуса ванни, Дж/кг;
Т - робоча температура ванни, оС.
Кількість тепла на компенсацію витрат у навколишнє середовище. Розраховується за формулою:
Q2 = 3,6 (Т-20) (КS . (2L . H+2H . В+L . В) . 34,4 . L . В)(3.23)
деТ - робоча температура ванни оС;
L - довжина ванни, дм;
H - глибина ванни, дм;
В - ширина ванни, дм;
КS - коефіцієнт теплопередачі з урахуванням наявності теплоізоляції, футерівки.
Кількість тепла для підтримки робочої температури. Розраховується за формулою:
QP = 1,1 . (Q3 - Q4+Q2/2)(3.24)
деQ3 - тепло для розігріву підвісок і деталей;
Q4 - джоулево тепло;
Q2 - тепло на компенсацію витрат у навколишнє середовище.
Кількість тепла для розігріву підвіски з деталями. Розраховується за формулою:
Q3 = CD . M1 . 60 (Т-20)/R(3.25)
деCD - теплоємність матеріалу деталей Дж/кг;
M1 - маса деталей одного завантаження, кг;
Т - робоча температура ванни, оС.
Кількість джоулева тепла. Розраховується за формулою:
Q4 = I . E . 3,6 (3.26)
деI - сила струму ,А;
Е - гріюча напруга, на ванні, В.
Кількість пару для розігріву ванни. Розраховується за формулою:
Р = QR /2122(3.27)
деQR - кількість тепла на розігрів ванни;
2122 - кількість тепла, що віддає пар температурою 130 оС. при переході в конденсат.
Витрати пару на роботу ванни:
Р1 = QP/2122 (3.28)
деQP - кількість тепла для підтримки робочої температури.
Поверхня нагрівання змійовика:
S = QR / K . TS . 3,6(3.29)
деQR - кількість тепла на розігрів ванни;
K - коефіцієнт теплопередачі орієнтовно його значення може прийняти 950 Дж/м2·град·сек;
TS - середня температура пару, оС.
Середня температура пару:
TS = (Т - 20) / 2,3 tg ((130-20)/ (130 - Т ))(3.30)
деTS - середня температура пару, оС.
Довжина труби змійовика залежить від діаметра:
L1 = S/3,14 . D1.(3.31)
деS - робоча поверхня змійовика, м2;
D1 - діаметр змійовика, м.
Початкова швидкість пару UP не перевищує 30 м/сек.
UP = P1/3600 . 1,618 . 0,785 . D1(3.32)
ДеP1 - витрати пару на роботу, кг;
D1 діаметр змійовика, м;
1,618 густина пару, кг/м3.
Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.
Таблиця 3.6 - Вихідні данні для розрахунку витрат енергоносіїв
Найменування ванн |
Теплоємність розчину, Дж/кг.·К |
Густина розчину кг/см3 |
Температура ванни, оС |
Ширина ванн, дм |
|
Електрохімічне знежирення (катодне) |
3885 |
1,08 |
70 |
7,1 |
|
Електрохімічне знежирення (анодне) |
3885 |
1,08 |
70 |
7,1 |
|
Промивка тепла |
4190 |
1,0 |
60 |
6 |
|
Прогрів деталей |
4190 |
1,0 |
65 |
6 |
|
Хромування |
3465 |
1,2 |
65 |
7,1 |
|
Уловлювання тепле |
4190 |
1,0 |
60 |
6 |
Ванна хромування має футерівку, усі ванни мають теплоізоляцію;
Довжина 800, висота 1050 мм;
Об'єм електроліту 482,8 дм3;
Теплоємність корпусу ванни СК = 1960 Дж/кг·град, густина GV = 0,946 кг/дм3;
Товщина стінок усіх ванн 12 мм
Маса деталей одного завантаження 3 кг.
Теплоємність деталей 452 Дж/кг·град.
Темп роботи лінії 17 хв.
Час розігріву ванни 1.5 год.
Діаметр змійовика 38 мм.
ВИСНОВКИ
покриття захисний деталь
Розроблений проект дільниці нанесення хромового покриття на хірургічний інструмент. Річна програма складає 4640 м2. Необхідна товщина покриття становить 24 мкм. Визначено, що годинна програма складає 1,2 м2/год , тому для виконання програми була обрана лінія з ручним обслуговуванням.
Визначено, що в лінії достатньо 2 ванн нанесення покриття. Необхідний час електролізу складає 30 хв. Обробка деталей проводиться на підвісках розміром 600х600х200 мм. Розроблено карту технічного процесу нанесення покриття.
Розраховані габарити електрохімічних та хімічних ванн. Об`єм електроліту в електрохімічній ванні дорівнює 482,8 дм3, в хімічних - 408 дм3.
Виконані розрахунки необхідної кількості хімікатів на запуск лінії і на виконання річної програми. Встановлена річна витрата води на технологічні і промивні операції. Розраховані річні витрати електроенергії, пристроїв для нагрівання гальванічних ванн.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Технологія електрохімічних покрить/ М.А. Дасоян, І.Я. Пальмовська, Е.В. Сахарова. - Л .-: "Машинобудівництво", 1989г., 391с.
2. Материаловедение: учебное пособие / Л.А. Мальцева, М.А. Гервасьев, А.Б. Кутьин - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. 7-20 с.
3. Якименко Г.Я, Артеменко В.М. Технічна електрохімія. Ч.3., Гальванічні виробництва: Підручник/ За ред.. д-ра тенх. наук, проф.. Б.І. Байрачного. - Харків: НТУ «ХПІ», 2005.
4. Б.И. Байрачный, В.В. Орехова, Э.П. Харченко, И.Л. Серебрянная, Г.Я. Якименко. Справочник гальваника - Харьков.; Прапор, 1988.
5. Гальванотехника. Справочник /под ред. А.М. Гинберга - М.; Металлургия, 1987.
6. Якименко Г.Я., Харченко Е.П. Алгоритми і програми розрахунків в технічній електрохімії Ч. 1. Гальванічні виробництва: Навч. Посібник, - Харків: НТУ «ХПІ», 2002.
7. В.И. Лайнер. Защитные покрытия металлов. - М.; Металлургия, 1974.
8. Л.И. Антропов. Теоретическая электрохимия - М.; Высшая школа, 1984.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Характеристика деталей, вибір виду і товщини покриття при розробці технологічного процесу одержання цинкового покриття. Розрахунки кількості хімікатів і води для приготування електролітів, анодів для ванн електрохімічної обробки, витяжної вентиляції.
дипломная работа [213,3 K], добавлен 19.08.2011Аналіз умов роботи валу рециркуляційного димотягу. Вибір газів для плазмового напилення. Попередня механічна обробка. Розробка конструкції та розрахунок товщини покриття. Технологія відновлення великогабаритних валів рециркуляційних вентиляторів ТЕС.
курсовая работа [955,6 K], добавлен 23.12.2014Вибір раціонального способу відновлення зношення отвору під задній підшипник корпусу. Послідовність операцій технологічного процесу. Розрахунок припусків на механічну обробку. Вибір обладнання та приладів, розрахунок режимів для оброблення і вимірювання.
курсовая работа [88,0 K], добавлен 29.04.2014Вибір матеріалів, розрахунок вибору заготовки. Використання технологічного оснащення та методи контролю. Розрахунок спеціального пристрою для механічної обробки шпинделя. Проектування дільниці механічного цеху, охорона праці. Оцінка ефективності рішень.
дипломная работа [641,9 K], добавлен 23.06.2009Вибір та перевірка електродвигуна. Вибір матеріалів для виготовлення черв'ячної передачі. Розрахунок циліндричних передач. Проектний та перевірочний розрахунок. Розрахунок вала на опір втомі. Вибір підшипників кочення. Розрахунок їх довговічності.
курсовая работа [723,6 K], добавлен 17.09.2010Визначення витрат часу і відрядної розцінки на одиницю продукції. Розрахунок потрібної кількості устаткування, визначення коефіцієнту його завантаження. Розрахунок чисельності промислово-виробничого персоналу. Розрахунок площі дільниці та вартості ОВФ.
курсовая работа [124,6 K], добавлен 19.08.2012Аналіз технологічності деталі. Обгрунтування методу виготовлення заготовки. Вибір металорізальних верстатів. Вибір різального інструменту. Розрахунок режимів різання. Розробка конструкції верстатного пристрою. Розробка конструкції контрольного пристрою.
курсовая работа [368,8 K], добавлен 18.11.2003Вибір робочого тиску. Розрахунок та вибір гідроциліндрів, гідромоторів поворотної платформи та пересування. Витрати гідродвигунів. Вибір трубопроводів та гідравлічної апаратури. Перевірочний розрахунок гідроприводу. Опис гідросхеми і принципів її роботи.
курсовая работа [67,0 K], добавлен 26.02.2013Розрахунок механізму підйому. Вибір кінематичної схеми, поліспаста та каната. Розрахунок діаметра барабана і блоків. Перевірка електродвигуна за тривалістю часу пуску. Розрахунок гальмівного моменту та вибір гальма. Обчислення деталей механізму повороту.
курсовая работа [151,0 K], добавлен 19.01.2014Розробка технологічного процесу виготовлення деталі "тяга": вибір методу виготовлення заготовки, устаткування і інструмента для кожної операції технологічного процесу, призначення послідовності виконання операцій, розрахунок елементів режимів різання.
курсовая работа [459,6 K], добавлен 27.09.2013