Автоматическая линия цинкования в барабанах
Страница 8
2 CrO3 + 6 NaHSO4 + 3 H2SO4 Þ 3 Na2SO4 + 2 Cr2(SO4)3 + 6 H2O. (3.11)
При дальнейшем попадании в ванну для обезвреживания кислых и щелочных сточных вод происходит следующая реакция:
2 Cr2(SO4)3 + 12 NaOH Þ 4 Cr(OH)3¯+ 6 Na2SO4. (3.12)
Гидроокись хрома выпадает в виде шлама.
Обезвреживание кислых и щелочных вод. В ванну для обезвреживания кислых и щелочных стоков поступают сточные воды из ванны обезвреживания хромовых соединений с рН 2–2,5; кроме того, в эту же ванну поступают воды непосредственно от промывных ванн, стоящих после травления, активации и обезжиривания. Происходит взаимная частичная нейтрализация. Если при этом в растворе преобладает кислота, то в ванну поступает щёлочь, если щёлочь, то в ванну поступает кислота. Рекомендуемое рН сточных вод, уходящих в заводскую канализацию, 7,5–8,5. Обезвреженные воды поступают в промежуточную насосную ёмкость, из неё по мере наполнения выкачиваются насосами в отстойник, а оттуда самотёком – в заводскую канализацию.
Очистка сточных вод от органических загрязнений. В промывные воды попадают смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), которые удаляются с деталей в ваннах обезжиривания. Кроме того, из ванны пассивирования в промывные воды попадает поливиниловый спирт. Смазочно-охлаждающие жидкости представляют собой жиры, эти жиры частично задерживаются на шламе, который образуется при реагентной очистке. Далее этот шлам отправляется в отвал. После реагентной очистки сточные воды пропускаются через ёмкости с активированным углём, где органические примеси адсорбируются на поверхности активного угля.
Помещение, в котором находится установка обезвреживания сточных вод, должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией.
4 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
4.1 Выбор основного типа оборудования
Главный исполнительный механизм автооператорной линии – это автооператор. В настоящее время широко распространены три типа автооператоров: подвесной, портальный и консольный. В данном курсовом проекте используется портальный автооператор, так как он прост в изготовлении и достаточно грузоподъёмен. Используя справочные данные [23], выбираем автооператор портального типа Г007 со следующими характеристиками:
1) грузоподъёмность 200 кг;
2) высота подъёма 1300 мм;
3) скорость передвижения 0,2 м/с;
4) скорость подъёма-опускания 0,11 м/с;
5) габаритные размеры 1700×1860×2100 мм;
6) масса 390–440 кг.
Так как покрытие наносится на довольно мелкие детали, то их целесообразнее обрабатывать в барабанах насыпью. Используя справочные данные [23], выбираем барабан типа НПК–3МК со следующими характеристиками:
1) максимальная загрузка 30 кг;
2) частота вращения 10 об/мин;
3) диаметр описанной окружности 340 мм;
4) длинна 610 мм;
5) габаритные размеры 1315×440×1050 мм;
6) масса 116 кг.
Процесс цинкования ведётся на автоматической гальванической линии производительностью 32 м2/ч (320 кг/ч) и единовременной загрузкой в барабан 2,5 м2 (25 кг) [23]. В данной автоматической гальванической линии используются ванны следующих габаритных размеров [23]:
1) электрохимические ванны 1250×800×1000 мм;
2) химические ванны 1250×630×1000 мм.
4.2 Конструктивный расчёт основного оборудования
Поскольку на автооператорной линии детали обрабатываются в барабанах, то объём барабана шестигранной формы определяется по формуле:
Vб= 2,6 × r2б × Lб, (4.1)
где rб – радиус описанной окружности барабана, м;
Lб – длинна барабана, м.
Vб= 2,6 × 0,1702 × 0,610= 0,0458 м2.
Общее время нанесения покрытия в ванне составит:
t= t’т + tоб, (4.2)
где t’т – технологическое время, с;
tоб – время обслуживания, необходимое для загрузки деталей в ванну и выгрузки их из ванны, с (принимаем tоб=60 с).
, (4.3)
где d - средняя толщина наносимого покрытия, дм;
r - плотность металла покрытия, кг/дм3;
i - средняя катодная плотность тока, А/дм2;
кэ – электрохимический эквивалент металла покрытия, кг/А·ч;
ВТ – выход по току металла покрытия, ед.
ч = 1660 с.
Так как процесс покрытия идёт в барабанах при активном перемешивании, то часть покрытого металла истирается, чтобы это учесть увеличим tт на 30%:
t’т= 1660 × 1,3= 2158 с.
t= 2158 + 60= 2218 с.
Далее определим ритм автооператорной линии по формуле:
, (4.4)
где Т0 – действительный годовой фонд времени работы оборудования (для двухсменной работы Т0=3810 ч);
h - коэффициент, показывающий какую долю рабочего дня АОЛ выдаёт барабаны с покрытыми деталями (принимаем h=0,85);
nЕ3 – годовая программа в единичных загрузках:
nЕ3= Sгод / Sез, (4.5)
где Sез – площадь единичной загрузки, м2;
Sгод – величина, связанная с производственной программой S соотношением:
Sгод= S × (1 + 0,01 × a), (4.6)
где a - процент исправимого брака при нанесении покрытий (принимаем a=5).
Sгод= 50000 × (1 + 0,01 × 5)= 52500 м2.
nЕ3= 52500 / 2,5= 21000 загр/год.
= 0,1542 ч= 555 с.
Количество основных ванн для нанесения покрытия определяем по формуле:
nов = t / Rр, (4.7)
nов = 2218 / 555= 3,99 » 4
Аналогично рассчитываем количество ванн для остальных процессов. В результате расчёта получаем четыре ванны цинкования, две сушильных камеры, остальных ванн по одной.
Определяем время цикла работы автооператорной линии:
tц= К × Rр, (4.8)
где К – наименьшее общее кратное для принятых количеств ванн (К= 4).
tц= 4 × 555= 2220 с (37 мин.).
Необходимое количество автооператоров:
nа = tа / Rр, (4.9)
где tа – суммарное время обслуживания автооператорами всех ванн.
Величина tа складывается из суммарного времени горизонтальных перемещений tг, вертикальных перемещений tв и выстоя tвыст автооператоров над всеми ваннами:
tа= tг + tв + tвыст. (4.10)
, (4.11)
где Wср– среднее расстояние между осями соседних ванн (Wср =1,5 м);
nпоз – количество позиций в линии, обслуживаемых автооператором за один ритм (nпоз =16);
Vг – скорость горизонтального перемещения автооператора (Vг =0,2 м/с);
К – коэффициент, учитывающий холостые ходы оператора и компоновку ванн (К= 4).
= 450 с.
Суммарное время вертикальных перемещений:
, (4.12)
где Н – высота подъёма каретки автооператора (Н= 1,3 м);
Vв – скорость вертикального перемещения автооператора (Vв =0,11 м/с).
= 378 с.
Суммарное время выстоя над ваннамиtвыст равно 543 сек.[13]
tа= 450 + 378 + 543= 1371 с.
nа = 1371 / 555= 2,47 » 3
Необходимое количество автооператоров равно трём.
Далее рассчитаем наиболее существенный габаритный размер автооператорной линии - длину. Её находим по формуле:
L= n×W + nс×Wc + W3/P + DWC + n0×DW0 + n1×DW1 + n2×DW2 + Wб, (4.13)
где n – количество ванн одного типоразмера;
W – ширина ванн принятого типоразмера;
nс – количество сушильных камер;
Wc – ширина сушильной камеры;
W3/P – ширина загрузо-разгрузочной стойки;
DWC – зазор между сушильной камерой и загрузо-разгрузочной стойкой;
n0 – количество комбинаций соседних ванн без бортовых отсосов;
DW0 - зазор между ваннами без бортовых отсосов;
n1 – количество односторонних бортовых отсосов;
DW1 - зазор между стенками ванн с односторонним бортовым отсосом;