Для цинковых покрытий:

N_{эл.хим.обезжир.} = → принимаем одну ванну;

N_{хроматирование.} = → принимаем одну ванну;

N_{травлен.} = → принимаем одну ванну;

N_{улавливан} = → принимаем одну ванну;

N _{промывки.} =  → принимаем одну ванну.

Общее количество промывочных ванн на линию N = 6 штук (2 ванны теплой промывки, 1 ванны холодной промывки и 3 ванны двухкаскадной промывки в холодной воде). Всего ванн в линии цинкования – 15.

Для хромовых покрытий:

N_{эл.хим.обезжир.} = → принимаем одну ванну;

N_{травлен.} = → принимаем одну ванну;

N_{улавливан} = → принимаем одну ванну;

N _{промывки.} = → принимаем одну ванну

Общее количество промывочных ванн на линию N = 5 штук (2 ванны теплой промывки и 3 ванны двухкаскадной промывки в холодной воде). Всего ванн в линии хромирования – 12.

 

2.6 Расчет габаритов барабанов и размеров ванн линии цинкования

 

С целью уменьшения потерь электрической энергии, обрастания подходящих контактных шайб, шестигранные барабаны погружаются на 1/3 – 2/5 диаметра описанной окружности.

Согласно автоматической линии АЛГ – 128 принимаем:

Диаметр описанной окружности барабана D = 340 мм.

Длина барабана l _б = 970 мм.

Внутренняя длина барабана:  

l = (3 ÷ 5) · R, [12, с. 33]

где R – радиус описанной окружности барабана, мм

l = 5 · 170 = 850 мм

Объем, занимаемый деталями в барабане и определяемый их конфигурацией, определяется по формуле:

, [12, с. 33]

где V’ – объем металла покрываемых деталей, м³;

                                             

т_у – масса одной загрузки, кг;

ρ  – плотность металла деталей, кг/м³.

(м³)

(м³)

    Найдем длину ванны для барабана:

l _в = l _б + 2 l _З [10, с. 556 ]

где l _б – длина барабана, мм;

l _З – расстояние между барабаном и торцевыми стенками ванны, мм.

l _в = 970 + 2 · 125 = 1220 мм = 1,22 (м)

    Определяю ширину ванны:

W_в = D_нар + 2W₂ + 2W₃ + 2δ_а [10, с. 556]

где W₂ – расстояние между анодами и ближайшим краем барабана, мм;

W₃ – расстояние между продольной стенкой ванны и анодом, мм;

δ_а – толщина анода, принимаю 10 мм;

R – радиус описанной окружности барабана, мм;

а – толщина стенок и угольников барабана, принимаем условно 15 мм;

D_нар – наружный диаметр барабана, мм.

D_нар  = 2 · R + 2 · а,

D_нар  = 2 · 170 + 2 · 15 = 370 (мм)

W_в = 370 + 2 · 150 + 2 · 50 + 2 · 10 = 790 мм = 0,79 (м)

    Найдем высоту ванны:

h _в = h _э + h _б = h₁ + h₂ + h _б  [10, с. 556 ]

                            

                                  l _б

                        h _б h _э           Рис.1. Схема установки и загрузки барабана.

где h _э – высота уровня электролита, мм;

h₁ – глубина погружения барабана в электролит;

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

h _б – расстояние от зеркала электролита до верхнего края бортов ванны;

D_вн – внутренний диаметр барабана, равный:

(мм)

(мм)

По полученным данным принимаем внутренние габариты ванны цинкования по ГОСТу 23738 – 79 «Ванны автооператорных линий для химической и электрохимической обработки поверхности и получения покрытий. Основные параметры и размеры» [5, с. 41]:

Таблица 6

Основные параметры и размеры

Назначение ванн	Длинна	Ширина	Высота	Объём	Количество
	мм.	мм.	мм.	м3.	шт.
Ванна промывки	1600	630	630	0,484	3
Ванна каскадной промывки	1600	1250	630	0,960	3
Ванна химической обработки	1600	630	630	0,484	3
Ванна электрохимической обработки	1600	800	630	0,614	6

2.7 Расчет размеров ванн линии хромирования

 

Внутренние размеры ванн зависят главным образом от принятого количества и размеров деталей или подвесок, загружаемых в данную ванну.

Внутренняя длинна ванны составляет:

, [10, c. 551]

где l₁ – размер деталей или подвески по длине ванны;

l₂ – расстояние между деталями или подвесками в ванне;

l₃ – расстояние между торцевой стенкой ванны и краем детали или

  подвески;

n₁ – количество деталей или подвесок, устанавливаемых в один ряд (или на одну штангу) по длине ванны.

(мм)

Внутренняя ширина ванны равна:

, [10, с. 551]

где ω₁ – размер деталей (или подвески) по ширине ванны;

ω₂ – расстояние между анодом и ближайшим краем детали;

ω₃ – расстояние между внутренней стенкой продольного борта ванны и       

   анодом;

n₂ – количество катодных штанг;

n₃ – количество анодных штанг;

D – толщина анода, мм.

(штанги)

(мм)

Внутренняя высота ванны без бортовой вентиляции равна:

, [10, с. 552]

где h_э – высота уровня электролита;

h₁ – высота подвески без подвесного крюка;

h₂ – расстояние от дна ванны до нижнего края деталей или подвески;

h₃ – высота электролита над верхним краем детали (20-50мм);

h_б – расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края

  бортов ванны;

По полученным данным принимаем внутренние габариты ванны хромирования по ГОСТу 23738 – 79 «Ванны автооператорных линий для химической и электрохимической обработки поверхности и получения покрытий. Основные параметры и размеры» [5 с. 41]:

Таблица 7

Основные параметры и размеры

Назначение ванн	Длинна	Ширина	Высота	Объём	Количество
	мм.	мм.	мм.	м3.	шт.
Ванна промывки	1400	500	800	0,455	2
Ванна каскадной промывки	1400	1000	800	0,910	3
Ванна химической обработки	1400	500	800	0,455	2
Ванна электрохимической обработки	1400	630	800	0,573	5

 

2.8 Компоновка автоматической линии цинкования

 

    Длина линии определяется по формуле:

L = ∑N_i · l + l _с + l _з + Δ l _з.с. + n ₀ Δ l ₀ + n ₁ Δ l ₁ + n ₂ Δ l ₂ + n ₃ Δ l ₃ + Δ l _б.

где N_i – число ванн одного типоразмера;

l – внутренняя ширина ванны одного типоразмера, мм;

l _с – ширина сушильной камеры, принимаем 1610 мм;

l _з – ширина загрузочно – разгрузочной стойки, принимаем 300 мм;

Δ l _з.с – зазор между сушильной камерой и загрузочно – разгрузочной

       стойкой, принимаем 190 мм;

п_{0 – 3} – количество соответствующих сопряженных ванн;

Δl ₀ – зазор между стенками ванн без бортовых отсосов – 160 мм

Δ l ₁ – зазор между стенками ванн с односторонними бортовыми отсосами,

    принимаем 290 мм;

Δ l ₂ – зазор между стенками ванн с двухсторонними бортовыми отсосами,

    принимаем 390 мм;

Δ l ₃ – ширина кармана ванны, принимаем 250 мм;

Δ l _б. – ширина одностороннего бортового отсоса, принимаем 212 мм.

Для линии цинкования: L = 6 · 800 + 6 · 630 + 3 · 1250 + 1610 + 300 + 190 +

+ 6 · 160 + 5 · 290 + 4 · 390 + 7 · 250 + 212 = 20362 мм.

Для линии хромирования: L = 5 · 630 + 4 · 500+ 3 · 1000 + 1610 + 300 + 190 +

+ 4 · 160 + 5 · 290 + 3 · 390 + 6 · 250 + 212 = 15222 мм.

Ширина линии определяется по формуле:

B = l _вн + В₁ + В₂

где l _вн – внутренняя длина ванны, мм;

В₁ – расстояние от внутренней части стенки ванны до наружной

   плоскости опорной стойки, мм;

В₂ – расстояние от внутренней части стенки ванны до наружной

   плоскости площадки обслуживания, мм.

Для линии цинкования: B = 1600 + 665 + 1165 = 3430 мм.

    Высоту линии выбираем из справочника: Н = 4700 мм.

Для линии хромирования: B = 1400 + 665 + 1165 = 3230 мм.

Высоту линии выбираем из справочника: Н = 4700 мм.

 

2.9 Расчет количества автооператоров линий

 

Количество автооператоров, необходимого для обеспечения выбранного технологического режима, определяем по формуле:

[11, с. 14]

где τ_авт – время работы автооператора за цикл, с.;

τ_авт = τ_г + τ_в + τ_ост [11, с. 15 ]

τ_г – суммарное время горизонтальных перемещений автооператора, сек;

τ_в – суммарное время вертикальных перемещений, сек.;

τ_ост – время остановок автооператоров у ванн, сек;

Қ₁ – коэффициент, учитывающий обратные и холостые ходы  

   автооператора, принимаю 1,5 [11, c. 14].

   [11, с. 15 ]

L – шаг между ваннами м, (для линий: цинкования 1,033 м.

хромирования 0,909 м.)

N – общее количество ванн;

υ_г – скорость горизонтального перемещения, принимаем 0,3 м/с.

Для линии цинкования: (сек)

Для линии хромирования: (сек)

[11, с. 15 ]

Н – высота подъема барабана, принимаем 1 м.;

υ_в – скорость вертикального перемещения автооператора – 0,22 м/с.

Для линии цинкования: (сек)

Для линии хромирования: (сек)

τ_ост = Z₁ · τ₁              [11, с. 14]

τ₁ – время задержки автооператора у ванн, принимаю 20 сек.;

Z₁ – количество ванн у которых останавливается автооператор.

Для линии цинкования: τ_ост = 15 · 20 = 300 (сек)

Для линии хромирования: τ_ост = 12 · 20 = 240 (сек)

Время работы автооператора:

Для линии цинкования: τ_авт = 55 + 146 + 300 = 501 (сек)

Для линии хромирования: τ_авт = 40 + 118 + 240 = 398 (сек)

    Количество автооператоров:

Для линии цинкования: → принимаем 2 автооператора

Для линии хромирования: → принимаем 2 автооператора

3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

 

3.1 Расчет поверхности загрузки и силы тока на ванну

 

Суммарную поверхность загрузки для одной ванны одинакового типа определяем по формуле:

, [10, с. 553]

где S₁ – рабочая поверхность деталей в ванне, м²;

S₂ – нерабочая поверхность металла подвески или приспособлений, м².

Для цинковых покрытий:  (м²)

Для хромовых покрытий:  (м²)

Силу тока на одну ванну составит:

, [10, с. 553]

Для цинковых покрытий:  (А)

Для хромовых покрытий:  (А)