В атмосфере повышенной влажности и переменной температуры цинк довольно быстро подвергается коррозионному разрушению, покрываясь пленкой оксидов и солей цинка. Для усиления защитных свойств цинкового покрытия и сохранения внешнего вида оцинкованных изделий во время хранения и транспортирования непосредственно после нанесения покрытия и промывки изделия подвергают химической обработке погружением в пассивирующие растворы.

Для пассивации используем раствор для бесцветной пассивации цинковых покрытий Экомет - ПЦ01. Раствор позволяет получать бесцветные (с голубым оттенком) цинковые покрытия с незначительной радужностью. Раствор является экологически малоопасным, так как основан на соединениях Cr³⁺.

Исходя из изложенного выше предлагаю следующую последовательность технологических операций [1]:

1) Обезжиривание электрохимическое катодное, необходимо, так как на поверхности детали имеются жиры и масла, процесс ведут при температуре 20 - 35 °С;

2) Обезжиривание электрохимическое анодное, необходимо, чтобы снять наводораживание металла после обезжиривания на катоде, процесс ведут при температуре 20 - 35 °С;

3) Промывка каскадная теплая - холодная, после обезжиривания детали тщательно промывают теплой водой, чтобы освободить их поверхность от остатков щелочи, температура воды 40 - 60 °С для того чтобы лучше отмыть щелочь;

4) Травление, необходимо для удаления возможной ржавчины с поверхности и повышения ее восприимчивости к покрытию, температура не нормируется;

5) Промывка каскадная холодная - холодная, после травления детали тщательно промывают водой, чтобы освободить их поверхность от остатков кислоты, температура воды не нормируется;

6) Цинкование, температура 20 - 35 °С;

7) Улавливание, после цинкования, чтобы освободить поверхность от остатков раствора цинкования, снизить потери данного раствора, за счет дальнейшего применения в качестве подпитки основной ванны, температура не нормируется;

8) Промывка каскадная холодная - холодная, после цикования детали тщательно промывают холодной водой, чтобы освободить их поверхность от остатков раствора цинкования, температура не нормируется;

9) Осветление, применяется с целью повышения коррозионной стойкости цинкового покрытия и придания поверхности детали декоративного вида, температура не нормируется;

10) Пассивация, применяется для наполнения цинковых покрытий с целью повышения коррозионной стойкости цинкового покрытия и придания поверхности детали декоративного вида, температура 18 - 25 °С;

11) Промывка каскадная холодная - теплая, после хроматирования детали тщательно промывают холодной водой, чтобы освободить их поверхность от раствора хроматирования, затем теплой водой, чтобы разогреть детали перед сушкой, температура воды 40 - 60 °С;

12) Сушка, применяется для сушки деталей, производится сжатым воздухом при температуре не выше 60 °С;

13) Обезводораживание, применяется, чтобы снизить водородную хрупкость покрытия.

Технологическая карта приведена в таблице 1.4.

Выбор и обоснование технологического процесса химического фосфатирования

Химическое обезжиривание - удаление следов минерального масла, консервационных смазок, полировочных паст и так далее. Жировые загрязнения могут быть животного и растительного происхождения (омыляемые жиры) и минеральные масла. Эти загрязнения хорошо растворяются в органических растворителях, щелочных растворах, синтетических поверхностно - активных веществах. Обезжиривание осуществляют путем погружения детали в жидкость, струйным способом или обработкой в паровой фазе. На поверхности изделий происходит газовыделение. Поэтому жировая пленка разрушается и удаляется с поверхности не только в результате эмульгирования и омыления жиров гидроксильными ионами, но также благодаря отрыву капелек жира и масел. В состав обезжиривающих растворов кроме щелочи и эмульгаторов, входят кальцинированная сода и тринатрий фосфат. Тринатрий фосфат умягчает воду за счет образования труднорастворимых фосфатов Ca, Mg. Фосфаты также улучшают моющую способность.

Для обезжиривания применяется современная добавка Экомет - 011НТ, которая предназначена для растворов химического обезжиривания металлических деталей при температуре 25 - 35 °С. Раствор хорошо удаляет жидкие и твердые масла и другие загрязнения. Обезжиривающий раствор малотоксичен, негорюч, содержит только мягкие биоразложимые ПАВ.

Каскадные промывки, совмещенные после травления и нитритной обработки, позволяют сократить расход воды.

Процесс травления в серной кислоте применяется для снятия поверхностного слоя загрязнений, окислов, жировой пленки и является одной из подготовительных операций перед фосфатированием.

Нитритная обработка поверхности металла используется перед фосфатированием для придания фосфатному слою более мелкокристаличесской структуры.

Перед началом эксплуатации стальной ванны необходимо ее внутреннюю поверхность покрыть фосфатным слоем и лишь после этого начинать фосфатирование деталей.

После основного процесса необходимо пропитать фосфатное покрытие в растворе хозяйственного мыла, а затем выдержать подвески с деталями для стекания раствора.

Исходя из изложенного выше предлагаю следующую последовательность технологических операций [1]:

1) Обезжиривание химическое, необходимо, так как на поверхности детали имеются жиры и масла, процесс ведут при температуре 25 - 35 °С;

2) Промывка каскадная теплая - холодная, после обезжиривания детали тщательно промывают теплой водой, чтобы освободить их поверхность от остатков щелочи, температура воды 40 - 60 °С для того чтобы лучше отмыть щелочь;

3) Травление, необходимо для удаления возможной ржавчины с поверхности и повышения ее восприимчивости к покрытию, температура не нормируется;

4) Промывка каскадная холодная - холодная, после травления детали тщательно промывают водой, чтобы освободить их поверхность от остатков кислоты, температура воды не нормируется;

5) Нитритная обработка, необходима для повышения восприимчивости поверхности к покрытию, температура 60 - 70 °С;

6) Промывка каскадная холодная - холодная, после травления детали тщательно промывают водой, чтобы освободить их поверхность от остатков нитрита натрия, данная промывка совмещается с промывкой после травления, температура воды не нормируется;

7) Фосфатирование, температура 50 - 60 °С;

8) Улавливание, после фосфатирования, чтобы освободить поверхность от остатков раствора фосфатирования, снизить потери данного раствора, за счет дальнейшей применения в качестве потпитки основной ванны, температура не нормируется;

9) Промывка каскадная холодная - теплая, после фосфатирования детали тщательно промывают холодной водой, чтобы освободить их поверхность от остатков раствора фосфатирования, и теплой водой, чтобы подогреть поверхность перед пропиткой и сушкой, температура воды 40 - 60 °С;

10) Пропитка, применяется для пропитки фосфатных покрытий, температура 45 - 55 °С;

11) Сушка, применяется для сушки деталей.

Технологическая карта процесса фосфатирования приведена в таблице 1.5.

Таблица 1.4 - Технологическая карта процесса цинкования

Наименование операции	Состав раствора	Режим процесса	Особые требования
	Наименование компонента	Химическая формула	ГОСТ, ОСТ или ТУ	Концентрация, г/л	Температура, єС	Плотность тока, А/дм2	Продолжительность, мин
Цинкование
Обезжиривание электрохимическое катодное	Экомет - 002 Тринатрийфосфат Гидроксид натрия	? Na3PO4•12H2O NaOH	? ГОСТ 201 ? 76 ГОСТ 2263 ? 79	20 ? 25 15 ? 20 30 ? 40	20 ? 35	1 - 2*	5 ? 8	?
Обезжиривание электрохимическое анодное	Экомет - 002 Тринатрийфосфат Гидроксид натрия	? Na3PO4•12H2O NaOH	? ГОСТ 201 ? 76 ГОСТ 2263 ? 79	20 ? 25 15 ? 20 30 ? 40	20 ? 35	1 - 2*	4 ? 5	?
Промывка каскадная теплая холодная	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314 ? 90	?	40 ? 60 цеховая	?	1 ? 2	?
Травление	Серная кислота	H2SO4	ГОСТ 2184 ? 77	150 ? 200	цеховая	?	1 ? 2	?
Промывка каскадная холодная холодная	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314 ? 90	?	цеховая. цеховая.	?	1 ? 2	?
Цинкование	Экомет - Ц1Б Натр едкий Окись цинка	? NaOH ZnО	? ГОСТ 2263 - 79 ГОСТ 10262 - 73	3 ? 4 90 ? 150 6 ? 10	20 ? 35	0,5 - 2*		?
Улавливание	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314 ? 90	?	цеховая	?	1 ? 2	?
Промывка каскадная холодная холодная	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314 ? 90	?	цеховая цеховая	?	1 ? 2	?
Осветление	Азотная кислота	HNO3	ГОСТ 701 ? 89	4 ? 8	цеховая	?	1 ? 2	?
Пассивация	Экомет - ПЦ01 Азотная килота	? HNO3	? ГОСТ 701 ? 89	50 мл/л 4,5 ? 5 мл/л	18 ? 25	?	0,1 ? 2	рН = 1,3 ? 1,7
Промывка каскадная холодная теплая	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314 ? 90	?	цеховая. 40 ? 60	?	0,15 - 0,35	?
Сушка	?	?	?	?	50 ? 60	?	30 ? 40	?
Обезводораживание	?	?	?	?	180 ? 200	?	90 ? 100	Сушильный шкаф вне линии

Примечание: * - плотность тока указана с учетом особых условий приспособления (барабан).

Таблица 1.5 - Технологическая карта процесса фосфатирования

Наименование операции	Состав раствора	Режим процесса	Особые требования
	Наименование компонента	Химическая формула	ГОСТ, ОСТ или ТУ	Концентрация, г/л	Температура, єС	Плотность тока, А/дм2	Продолжи-тельность, мин
Обезжиривание химическое	Экомет - 011НТ Тринатрийфосфат Гидроксид натрия	? Na3PO4•12H2O NaOH	? ГОСТ 201-76 ГОСТ 2263-79	10-12 15-20 20-35	25-35	?	5-8	?
Промывка каскадная теплая холодная	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314-90	?	40-60 цеховая	?	1-2	?
Травление	Серная кислота	H2SO4	ГОСТ 2184-77	150-200	цеховая	?	5-8	?
Промывка каскадная холодная холодная	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314-90	?	цеховая. цеховая.	?	1-2	?
Нитритная обработка	Нитрит натрия	NaNO2	ГОСТ 19906-74	5-7	60-70	?	1-2	?
Промывка каскадная холодная холодная	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314-90	?	цеховая цеховая	?	1-2	?
Фосфатирование	Lik F-44	?	?	100-200 см3/дм3	50-60	?	8-15	Общая кислотность 50-60 точек
Улавливание	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314-90	?	цеховая	?	1-2	?
Промывка каскадная холодная теплая	Вода техническая	H2O	ГОСТ 9.314-90	?	цеховая 40-60	?	1-2	?
Пропитка	Мыло хозяйственное 72%	?	ГОСТ 30266-95	100-120 г/л	45-55	?	5-8	?
Выдержка	?	?	?	?	цеховая	?	2-5	Выдержать детали для стекания раствора
Сушка	?	?		?	90-100	?		?

Анализ и корректировка электролитов. Неполадки в работе электролитов

Составы растворов в процессе работы непрерывно изменяются. Поддержание постоянной концентрации составных частей осуществляется на основе периодических их анализов, частота которых приведена в таблице 1.6.

Корректировка состава раствора электрохимического и химического обезжиривания заключается в поддержании концентрации компонентов на заданном уровне на основании полученного анализа. Смену растворов обезжиривания производить по мере загрязнения. Упавшие в ванну детали можно извлекать только специальными приспособлениями. Очистку растворов обезжиривания от масел и жировых загрязнений производить при остановке работы оборудования и освобождении ванны от раствора. При чистке гальванического оборудования использовать хозяйственный инвентарь. Если работа проводится над поверхностью ванн, ванны укрыть мостками. Чистка оборудования, контактов, штанг и анодных крючков ведется только мокрым способом.

Корректировка раствора цинкования производится периодически на основании проведенных анализов путем добавления едкого натра, растворения дополнительного количества цинка или путем разбавления электролита. С целью уменьшения загрязнения электролита ионами тяжелых металлов следует своевременно извлекать упавшие на дно ванны детали.

Корректирование раствора травления заключается в поддержании концентрации кислоты на заданном уровне на основании полученного анализа. Смену раствора производить по мере загрязнения сульфатом двухвалентного железа.

Корректирование раствора фосфатирования производить по его кислотности. При общей кислотности раствора выше оптимальной, раствор разбавить водой. При общей кислотности раствора ниже оптимальной, добавить концентрат из расчета на одну недостающую «точку». При недостатке свободной кислоты добавить ортофосфорную кислоту. При избытке свободной кислоты раствор разбавить водой. Правильно работающая ванна должна иметь зеленый или грязно-желтый цвет. При погружении деталей во вновь приготовленный раствор может наблюдаться его помутнение во всем объеме ванны. Чистку ванн производить один раз в месяц. Раствор охладить до цеховой температуры, отстоявшуюся светлую часть раствора слить в запасную емкость. Осадок разбавить водой и при перемешивании слить в канализацию. Шлам со стенок и дна ванны удалить с помощью молотка и скребка, собрать совком и поместить в тару. При проведении ремонтных работ над поверхностью раствора, ванна должна быть укрыта мостками.

Корректирование раствора пропитки заключается в поддержании концентрации мыла на заданном уровне на основании полученного анализа. Смену раствора пропитки производить по мере загрязнения. Упавшие в ванну детали можно извлекать только специальными приспособлениями. Чистку ванн производить при остановке работы оборудования и освобождении ванн от растворов. При чистке гальванического оборудования использовать хозяйственный инвентарь. Если работа проводится над поверхностью ванн, ванны укрыть мостками.

Возможные неполадки в работе электролитов и способы их устранения представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.6 - Анализ электролитов

Наименование операции	Анализируемый компонент	Метод анализа	Периодичность анализов
Цинкование
Электрохимическое обезжиривание
	Едкий натр	Ацидометрический	2 раза в неделю
	Тринатрийфосфат	Фотометрический	2 раза в неделю
Травление	Кислота серная	Алкалиметрический	2 раза в неделю
Цинкование
	Окись цинка	Трилонометрический	Ежедневно
	Едкий натр	Ацидометрический	Ежедневно
Хроматирование
	Кислота азотная	Алкалиметрический	2 раза в неделю
Фосфатирование
Химическое обезжиривание	Экомет - 011НТ	Алкалиметрический	2 раза в неделю
	Тринатрийфосфат	Фотометрический	2 раза в неделю
	Едкий натр	Ацидометрический	2 раза в неделю
Травление	Кислота серная	Ацидиметрический	2 раза в неделю
Нитритная обработка	Нитрит натрия	Алкалиметрический	2 раза в неделю
Фосфатирование	Lik F-44	Алкалиметрический	Ежедневно

Таблица 1.7 - Неполадки в работе электролитов и способы их устранения

Наименование операции	Характер неполадок	Причина неполадок	Способы устранения
Цинкование
Цинкование	Обильное газовыделение на катоде, черные пятна на деталях, отдельные участки без покрытия	Попадание хрома в электролит	Проработать электролит током на «случайных» катодах при iк = 0,5-0,8А/дм2. Тщательно проверить и восстановить изоляцию на подвесках
	Осаждение темного губчатого (рыхлого) осадка на катоде	Слишком низкое содержание цинка; повышенная катодная плотность тока; низкая температура электролита.	Приведение этих факторов к нормальным, соответствующим рецептуре состава, устраняет этот дефект.
	Появление пассивных пленок на анодах	Недостаток щелочи в электролите; высокое значение анодной плотности тока	Добавить в электролит щелочь, очистить аноды и увеличить их поверхность, завесив несколько добавочных анодов.
	Низкая скорость образования покрытий, сильное газовыделение на катоде, хрупкость осадков	Повышенное содержание цинка по отношению к щелочи в растворе	Довести соотношение щелочи и цинка в электролите до 9:1 - 10:1 Увеличить площадь анодов
		Пассивация анодов	Зачистить аноды металлической щеткой. Увеличить анодную площадь.
	Темное покрытие, особенно при низких плотностях тока	Несоответствие между содержаниями цинка и щелочи в электролите	Довести соотношение щелочи и цинка в электролите до 9:1 - 10:1
		Попадание примесей солей тяжелых металлов	Проработать электролит током на «случайных» катодах при iк = 0,5 - 0,8 А/дм2
	Снижение концентрации цинка в электролите	Загрязнение электролита гидроокисью железа.	Необходимо дать электролиту отстояться, декантировать его и проработать током
		Недостаточная площадь анодов. Низкая концентрация щелочи в электролите	Увеличить количество анодов в ванне. Довести концентрацию щелочи в электролите до рецептурного значения
	Увеличение концентрации цинка в электролите	Большая анодная площадь	Уменьшить число анодов, заменить часть цинковых анодов стальными
Хроматирование	Наличие участков, не покрытых плёнкой	Некачественная промывка перед пассивированием	Улучшить промывку
	Образование коричневой легко стирающейся плёнки	Увеличение рН раствора; передержка деталей в растворе	Добавить кислоту до заданного рН; сократить время выдержки
Фосфатирование
Фосфатирование	Тонкая светло - серая просвечивающая фосфатная пленка	Недостаточная продолжительность фосфатирования	Увеличить продолжительность фосфатирования до прекращения газовыделения
	Неравномерная пятнистая фосфатная пленка	1) Плохая подготовка поверхности перед фосфатированием 2)Детали из высоколегированной стали	1) Улучшить очистку поверхности деталей 2)Применить специальные методы подготовки стали перед фосфатированием
	Разнооттеночность фосфатной пленки	1) В начале работы 2)Низкая температура раствора	1) Проработка ванны - интенсивная нагрузка ванны металлом (стружкой, бракованными деталями) 2) Повысить температуру раствора фосфатирования
	Светло-серый порошкообразный налет солей на фосфатной пленке	Взмучивание осадка при фосфатировании	Удалить осадок, снизить температуру раствора до рабочей, дать ему отстояться. Не допускать касания деталями дна ванны
	Понижение коррозионной стойкости фосфатной пленки	1)Низкая температура раствора 2)Неправильное соотношение между общей и свободной кислотностью	1) Повысить температуру раствора до рабочего значения 2) Откорректировать раствор по кислотности

Контроль производства и качества покрытий

Для обеспечения высокого качества покрытий проводят ряд организационно - технических мероприятий: комплексный контроль производства, организация непрерывных гальванических процессов, автоматизация производства.

В контроль производства входит контроль качества покрытия. Предусматривают контроль покрытий по внешнему виду, толщине в соответствии с ГОСТ 9.302 - 88. Контроль и испытания ведутся объективными и неразрушающими методами. Методы контроля цинковых и фосфатных покрытий перечислены в таблице 1.8.



Таблица 1.8 - Контроль качества покрытий

Вид покрытия	Контролируемые показатели с допусками	Метод контроля	Марка прибора
Цинкование
Цинковое	Цвет	Визуальный	-
	Толщина покрытия	Метод струи	-
		Толщиномер	ТТ260
	Прочность сцепления	Метод нагрева	-
	Коррозионная стойкость	Метод погружения	Реагент - хлорид натрия
		Испытание в коррозионной камере	Коррозионная камера
Фосфатирование
Фосфатное	Цвет	Визуальный	-
	Толщина покрытия	Метод струи	-

Методы измерения толщины покрытий

Методы контроля толщины покрытия по степени воздействия на объект подразделяют на 2 группы: неразрушающего контроля и разрушающего контроля.

Неразрушающие методы контроля используют в производстве, где необходим стопроцентный контроль покрытий большого количества однотипных изделий, а также в случае изделий малых форм, сложного профиля конфигурации, высокой стоимости.

Методы контроля толщины покрытий с разрушением изделия делятся на химические, при использовании которых разрушается целостность не только покрытия, но и самого изделия.

Из неразрушающих методов контроля наибольшее распространение получили электромагнитные методы, метод измерения масс, метод прямого измерения. Радиометрический метод измерения толщины высокоэффективен, но, к сожалению, сравнительно редко используется.

Наиболее простым методом является магнитно - отрывной метод, используемый для измерения толщины немагнитных покрытий, нанесенных на ферромагнитную основу. К недостаткам метода следует отнести существенную зависимость результатов измерения от шероховатости поверхности, формы, размеров основания и его магнитных свойств.

Магнитоиндукционные методы более совершенны, используются они для тех же целей, что и магнитно - отрывной метод. Использование малогабаритных преобразователей специальной конструкции обеспечивает контроль покрытий на изделиях с криволинейной поверхностью, сложной конфигурации и с низкой чистотой обработки поверхности.

В основе вихревого метода лежит возбуждение, и регистрация вторичных полей вихревых токов преобразователем накладного типа.

Сущность метода прямого измерения заключается в измерении размеров изделия до, и после покрытия. Измерения производят с помощью микрометра или оптиметра. Микрометр позволяет измерять покрытия значительной толщины.

Методы измерения толщины покрытий с разрушением образца.

Наиболее точным и универсальным химическим методом является кулонометрический метод определения толщины покрытия. Метод основан на анодном растворении участка покрытия под действием стабилизированного тока в соответствующем электролите. Среди физических разрушающих методов получил наибольшее распространение металлографический метод. Он основан на измерении толщины однослойных и многослойных покрытий на поперечном шлифе при увеличениях 500 - 1000 крат для покрытий толщиной до 20 мкм и 200 крат для покрытий толщиной более 20 мкм.

Методы измерения состояния поверхности покрытия

Для оценки цвета, блеска, степени шероховатости поверхности, наличия разного рода дефектов используют оптические методы неразрушающего контроля (ОНК).

Наиболее распространены визуальные методы ОНК, то есть смотр изделий невооруженным глазом. Согласно ГОСТ 9.301 - 78, визуальный осмотр в рассеянном свете - обязательная контрольная операция при анализе качества покрытия.

Визуально - оптические методы (ВОМ) основаны на применении оптических приборов, работающих совместно с газом. Применение ВОМ позволяет обнаруживать малоразмерные дефекты и дает возможность количественно оценивать их размеры и форму.

Согласно ГОСТ 9.301 - 86 цинковое покрытие должно быть светло - серого цвета или серебристо - серого с голубоватым оттенком. Цвет цинкового покрытия с бесцветным хроматированием допускает наличие радужного оттенка.

Не являются браковочными следующие признаки:

? матовая поверхность после подготовки поверхности гидропескоструйной и металлопескоструйной очисткой, галтованием, травлением;

? потемнение или ослабление интенсивности цвета хроматного покрытия на деталях после термообработки;

? матовые полосы вокруг отверстий;

? более темный или более светлый оттенок хроматного покрытия в отверстиях и пазах, на внутренних поверхностях и вогнутых участках деталей сложной конфигурации, местах сопряжения неразъемных сборочных единиц, острых кромках, углах, местах контакта с приспособлением, между витками пружин с малым шагом;

? единичные механические повреждения хроматного покрытия не более 2% общей площади.

Характеристика структуры поверхности фосфатных покрытий является важным критерием оценки их свойств, а также средством контроля за постоянством состава раствора и режима процесса.

Фосфатное покрытие на стали по ГОСТ 9.301 - 86 должно быть от светло - серого до черного цвета. После пропитки мыльным раствором должно быть от темно - серого до черного цвета. Покрытие может иметь мелкую и крупную кристаллическую структуру.

Не являются браковочными следующие признаки:

? неоднородность размеров кристаллов на участках местной закалки, сварки, наклепа, различной шероховатости поверхности, на обезуглероженных учатсках;

? белый налет, удаляемый протиркой;

? налет фосфатного шлама на нерабочих поверхностях;

? следы медного электрода на деталях, сваренной точечной или роликовой сваркой;

? пятна, разводы и натеки после пропитки эмульсией, лаком или после гидрофобизирования, не мешающие сборке и не влияющие на работоспособность изделия.

С точки зрения общепринятой классификации качества обработки поверхности, установлено, что все встречающиеся фосфатные покрытия могут быть оценены по ГОСТ 2789 - 52 в пределах II и III групп чистоты (то есть 5 - 10 классов чистоты обработки) и классифицированы с сохранением терминологии квалификации кристаллической структуры фосфатных покрытий на пять групп. Классификация фосфатных покрытий представлена в таблице 1.9.



Таблица 1.9 - Классификация фосфатных покрытий по характеру внешней кристаллической структуры

1.5 Контрольно-измерительные приборы, автоматизация линий электролитического цинкования и химического оксидирования

Основными контролируемыми параметрами в линиях цинкования и фосфатирования являются температура электролитов и растворов.

Целью управления процессом нагрева электролитов и растворов является поддержание температуры, соответствующей технологическому процессу (таблицы 1.4 и 1.5).

Регулирование температуры производится:

а) в ваннах химического и электрохимического обезжиривания - для обеспечения температуры удаления жировых загрязнении с поверхности деталей; при заниженной температуре омыляющая способность растворов снижается, что ведёт к получению некачественных покрытий, кроме того, в ваннах электрохимического обезжиривания увеличивается напряжение на ванне;

б) в ванне химического фосфатирования - для поддержания температуры в рабочее время; при заниженной температуре образуется толстая некачественная плёнка фосфата.

в) в ванне пропитки - для экономии расхода электроэнергии.

Ванны обогреваются паровыми обогревателями - змеевиками.

Так как объём растворов постоянный, то температуру растворов можно регулировать изменением расхода теплоносителя (пара, электричества) [14].

Устройство регулирования температуры содержит датчик, измерительный прибор и исполнительный механизм. Исполнительными устройствами для ванн с электронагревом служат магнитные пускатели, а для ванн с паровым нагревом - регулирующие клапаны с пневмоприводом. Для измерения температуры химических растворов обычно используют платиновые термометры сопротивления (датчики).

В качестве регулирующего прибора применяют автоматический мост, обеспечивающий контроль, регулирование температуры и запись её значений на диаграммную ленту.

Схема регулирования температуры при помощи пневматического мембранного клапана приведена на рисунке 1.9. При отклонении температуры датчика 1 от заданных пределов сигнал с прибора 2 поступает на электро - пневматический преобразователь 3, который преобразует электрический сигнал от регулятора в пневматический сигнал на регулирующий мембранный клапан 4, установленным на паровой магистрали [15].

Выбранные датчики, вторичные приборы, регуляторы, исполнительные механизмы и функциональные блоки выбраны по [16] и внесены в таблицу 1.10.

Рисунок 1.9 - Принципиальная схема регулирования температуры раствора пневматическим мембранным клапаном:

1 - датчик температуры; 2 - показывающий, регулирующий и регистрирующий прибор;

3 - электропневматический преобразователь; 4 - мембранный клапан;

5 - нагреватель паровой.

Таблица 1.10 - Спецификация на средства автоматизации

Позиция по схеме	Наименование параметра, среда	Предельное значение параметра	Место установки	Наименование и характеристика прибора	Тип прибора	Количество	Изготовитель или поставщик	Примечание
						на один агрегат	на все агрегаты
Цинкование
1-1	Температура, среда щелочная	20 - 35 °С	Ванна электрохимического обезжиривания на катоде	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
1-2	Температура	20 - 35 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
1-3	Температура	20 - 35 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
1-4	Температура	20 - 35 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну электрохимического обезжиривания на катоде	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
2-1	Температура, среда щелочная	20 - 35 °С	Ванна электрохимического обезжиривания на аноде	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
2-2	Температура	20 - 35 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
2-3	Температура	20 - 35 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
2-4	Температура	20 - 35 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну электрохимического обезжиривания на аноде	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410-1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
3-1	Температура, среда щелочная	40 - 60 °С	Ванна теплой промывки	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
3-2	Температура	40 - 60 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
3-3	Температура	40 - 60 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
3-4	Температура	40 - 60 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну теплой промывки	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
4-1	Температура, среда щелочная	20 - 35 °С	Ванна электрохимического цинкования	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
4-2	Температура	20 - 35 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
4-3	Температура	20 - 35 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
4-4	Температура	20 - 35 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну электрохимического цинкования	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410-1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
5-1	Температура, среда кислая	18 - 25 °С	Ванна пассивации	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
5-2	Температура, среда кислая	18 - 25 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
5-3	Температура	18 - 25 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
5-4	Температура	18 - 25 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну пассивации	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
6-1	Температура, среда кислая	40 - 60 °С	Ванна теплой промывки	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
6-2	Температура	40 - 60 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
6-3	Температура	40 - 60 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
6-4	Температура	40 - 60 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну теплой промывки	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
7-1	Температура воздуха	60 °С	Сушильная камера	Термопреобразователь сопротивления медный	ТСМ Метран - 243	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для газообразных и жидких сред, не разрушающих защитную атмосферу
7-2	Температура воздуха	60 °С	На щите оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250. мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
7-3	Температура воздуха	60 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
7-4	Температура воздуха	60 °С	Трубопровод подачи греющего пара в сушильную камеру	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
Фосфатирование
1-1	Температура, среда щелочная	25 - 35 °С	Ванна химического обезжиривания	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
1-2	Температура	25 - 35 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
1-3	Температура	25 - 35 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
1-4	Температура	25 - 35 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну химического обезжиривания	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
2-1	Температура, среда щелочная	40 - 60 °С	Ванна теплой промывки	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
2-2	Температура	40 - 60 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
2-3	Температура	40 - 60 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
2-4	Температура	40 - 60 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну теплой промывки	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
3-1	Температура, среда нейтральная	60 - 70 °С	Ванна нитритной обработки	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
3-2	Температура	60 - 70 °С	На щите оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
3-3	Температура	60 - 70 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
3-4	Температура	60 - 70 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну нитритной обработки	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
4-1	Температура, среда кислая	50 - 60 °С	Ванна электрохимического травления	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
4-2	Температура	50 - 60 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
4-3	Температура	50 - 60 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
4-4	Температура	50 - 60 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну травления	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
5-1	Температура, среда кислая	40 - 60 °С	Ванна теплой промывки	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
5-2	Температура	40 - 60 °С	Щит оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
5-3	Температура	40 - 60 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
5-4	Температура	40 - 60 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну теплой промывки	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
6-1	Температура, среда щелочная	45 - 50 °С	Ванна пропитки	Термометр сопротивления Платиновый (ТСП)	ТСП Метран - 256	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для различных химических сред, виброустойчивый
6-2	Температура	45 - 50 °С	На щите оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий, регулирующий и сигнализирующий	ДИСК - 250 мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
6-3	Температура	45 - 50 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
6-4	Температура	45 - 50 °С	Трубопровод подачи греющего пара в ванну пропитки	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа
7-1	Температура воздуха	100 °С	Сушильная камера	Термопреобразователь сопротивления медный	ТСМ Метран - 243	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Для газообразных и жидких сред, не разрушающих защитную атмосферу
7-2	Температура воздуха	100 °С	На щите оператора	Вторичный прибор, показывающий, регистрирующий и регулирующий	ДИСК - 250. мод. 1331	1	1	ЗАО ПГ «Метран», г. Челябинск	Имеет встроенный электрический пропорционально - интегральный регулятор
7-3	Температура воздуха	100 °С	По месту	Электропневматический преобразователь	ЭПП - 300	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва
7-4	Температура воздуха	100 °С	Трубопровод подачи греющего пара в сушильную камеру	Регулирующий клапан с пневмоприводом	РУСТ 410 - 1 мод. 46/51	1	1	ЗАО «РУСТ - 95», г. Москва	Траб. ср. ? 15…+ 220 °С Р = 1,6 МПа

2. Расчетная часть

В данном разделе проведён выбор и расчёт основного оборудования, произведены расчёты энергетических затрат гальванического участка по отдельным видам покрытий.

2.1 Выбор и расчет оборудования. Унификация и агрегатирование оборудования

В данном разделе проведён расчёт и выбор основного оборудования, составлена компоновка автоматических линий, произведено агрегатирование и унификация оборудования. Даны обоснования при выборе оборудования и сравнение его с другими видами.

Оборудование для нанесения покрытий

Выбор оборудования произведён из стандартизированного серийно выпускаемого оборудования. Произведён выбор загрузочных устройств, ванн. Произведена компоновка и расчёт габаритных размеров линии.

Поскольку покрываемые детали имеют небольшие размеры и простую форму, то целесообразней их покрывать насыпью в корзинах и барабанах. Для этого применяются автооператорные линии.

В линиях этого типа можно осуществлять:

? различные технологические процессы (электрохимические, химические, анодно-окисные);

? как отдельные технологические процессы, так и несколько процессов одновременно или поочередно;

? изменение последовательности и длительности технологических операций;

? нанесение покрытий с производительностью от 1 до 200 м²/ч;

? обработку изделий как мельчайших, так и крупногабаритных длиной несколько метров;

? обработку изделий на подвесках, в барабанах, корзинах или комбинированно.

Отличительными особенностями автооператорных линий являются:

? движение изделий в процессе обработки как в прямом, так и в обратном направления;

? расположение ванн и других позиций обработки не в последовательности выполнения технологических операций;

? возможность осуществления нескольких одноименных операций на одной технологической позиции;

? наличие независимых транспортирующих органов с индивидуальными приводами перемещения и подъема - опускания;

? неодновременность переноса обрабатываемых изделий;

? отсутствие жесткой связи между приспособлением для размещения обрабатываемых изделий и грузозахватным элементом транспортирующего органа;

? наличие устройства программного управления.

Автооператорная линия в общем виде содержит ванны, автооператоры, сушильную камеру, загрузочно - разгрузочные стойки, систему вентиляции, металлоконструкцию, систему трубопроводов, площадку обслуживания, систему программного управления, вспомогательное оборудование.

В автооператорных линиях перенос обрабатываемых изделий и длительность их пребывания на каждой позиции задаются технологическим процессом, однако перемещение самого автооператора не совпадает с последовательностью технологических операций и носит челночный характер. Например, автооператор может перенести одну партию изделий с позиции загрузки на позицию химического обезжиривания, затем выгрузить другую партию изделий из ванны покрытия в ванну промывки, после чего вернуться к первой партии изделий и перенести их на позицию электрохимического обезжиривания, и так далее. В зависимости от требуемой производительности в линии может быть несколько автооператоров. Они размещаются над ваннами или сбоку ванн.

Различают линии с подвесными автооператорами, портальными и консольными. Для осуществления процесса выбирается подвесной автооператор.

Подвесные автооператоры перемещаются по направляющим путям над ваннами. В этом самом распространенном типе линий доступ к ваннам открыт с двух сторон, что очень удобно при их эксплуатации, а близость массы автооператора и переносимого груза к опорной поверхности рельсовых путей обеспечивает устойчивость, как самого автооператора, так и груза в процессе его транспортировки.

Крепление направляющих путей может быть реализовано двумя способа - к специальным вертикальным стойкам или элементам перекрытия цеха. Линии с креплением направляющих путей к перекрытию цеха наиболее предпочтительны. Они пригодны для обслуживания ванн практически любых длины и высоты. По сравнению с другими типами линий занимаемая ими площадь меньше на 20 - 30%, а металлоемкость - на 10 - 15%. В тех случаях, когда крепление направляющих путей к перекрытию цеха связано с определенными сложностями, их монтируют на вертикальных стойках, устанавливаемых на фундаменте или общей раме линии.

Расчет автоматического оборудования для нанесения металлопокрытий, расчета потребного количества автоматов и полуавтоматов производится в соответствии с [31, 32].

Процессы цинкования и фосфатирования деталей на данном гальваническом участке проводится насыпью в барабанах и корзинах. Мелкие детали обрабатывают в барабанах. Подвески для процесса фосфатирования применять нецелесообразно, так как загрузка деталей на подвески меньше, чем при обработке их насыпью в барабанах или корзинах. Кроме того, трудоёмкость обработки насыпью значительно ниже, чем на подвесках, вследствие отсутствия операции монтажа деталей. Недостаток обработки деталей в корзинах - большой унос электролита [2].

На проектируемом гальваническом участке используются стальные ванны. Футеровку для электрохимических ванн производят для устранения утечек тока через корпус. Кроме того, в таких ваннах при электролизе не осаждается металл и равномерно распределяется ток. Все ванны устанавливают на фарфоровые изоляторы. В опорной части ванн предусмотрены регулировочные винты для выравнивания ванн по высоте, при их установке в линиях. Все ванны снабжены сливными штуцерами, выполненными заподлицо с дном, которое имеет уклон в сторону этого штуцера.

Перемешивание сжатым воздухом производится в ваннах линии фосфатирования. Подвод воздуха осуществляется барботерами, выполненными из полиэтилена ВД (ГОСТ 18599 - 73). При обработке деталей в барабанах перемешивание раствора сжатым воздухом не производится.

Подогрев ванн производится змеевиками, выполненными из углеродистой стали. Обогреваемые ванны обязательно теплоизолируют.

Датчики контроля и регулирования параметров контроля ванн укрепляют к отбортовке ванн.

Вентиляционные отсосы размещают на борту ванны вдоль её длинной стороны. Бортовые отсосы сделаны для ванн электрохимического и химического обезжиривания, травления, цинкования, фосфатирования. Материал бортовых отсосов - полипропилен (ТУ 32 - 2 - 48 - 74).

Для сушки деталей применяются сушильные камеры. Сушка производится путём обдува деталей воздухом, нагретым в паровом калорифере. Сушильная камера имеет теплоизоляцию и вентиляционные отсосы для удаления отработанного воздуха в атмосферу.

Использование централизованной системы приготовления, раздачи и корректирования электролитов делает необходимым применение вспомогательного оборудования.

Централизованные системы приготовления, раздачи и корректировки растворов применяются для автоматических линий. Данная система позволяет стабилизировать состав раствора, снизить количество вспомогательных рабочих, повысить культуру производства.

Централизованно раздаются растворы обезжиривания, травления, растворы покрытий.

Для приготовления растворов покрытий предусмотрены ванны приготовления и запасная емкость. Корректируемый раствор готовят в ванне приготовления в виде концентрата и насосом - дозатором перекачивается в запасную емкость.

Запасные емкости применяются для слива растворов из ванн покрытий автоматических линий с целью их корректировки. Объем емкости выбирают с учетом ее заполнения на 0,75 - 0,8. Для автооператорных линий, имеющих несколько ванн, выбирают запасные емкости с учетом одновременного слива растворов всех однотипных ванн.

Объем ванны приготовления должен быть не менее 10 - 15% от объема ванны покрытия. Если в линии несколько ванн, то объем ванны приготовления 10 - 15% от суммы всех ванн. В ванне приготовления готовят концентраты, то есть растворы, в которых концентрация компонентов основной ванны в 2 - 3 раза превышает концентрацию компонента в каждой ванне.

Фильтровальные установки могут быть периодическими или непрерывными. Производительность фильтра определяется скоростью фильтрации и характеристикой фильтра. Для растворов для защитных покрытий скорость фильтрации - один объем в час, для защитно - декоративных покрытий - три объема в час.

Буферные емкости предназначены для непрерывной очистки растворов обезжиривания от масла, жира. На каждую ванну обезжиривания ставится своя буферная емкость.

При выборе вспомогательного оборудования предпочтение отдается стандартизованному, нормализованному и серийно выпускаемому оборудованию. В особых случаях оборудование проектируют из унифицированных узлов деталей.

Спецификация вспомогательного оборудования приведена в таблице 2.3.

Оборудование для нанесения цинкового покрытия

Для цинкования деталей зависимости от годовой программы и размеров детали выбирается тип приспособления - барабан.

Годовая программа без учета брака 75000 м², с учетом брака, равным 1% - 75750 м².

Загрузка в барабан принимается равной 5 м². Выбираем барабан с габаритами (диаметр Ч длина): 340 Ч 970 мм, количество катодных рядов n = 1, межанодное расстояние 600 мм, тогда размер ванн следующий (длина Ч ширина Ч высота):

- ванна электрохимической обработки 1600 Ч 800 Ч 1000 мм, объем 1,15 м³;

- ванна химической обработки 1600 Ч 630 Ч 1000 мм, объем 0,9 м³.

Технические характеристики ванн для процесса цинкования приведены в таблице 2.2.

Определяется расчетный ритм автомата, мин:

	Rрасч =	(2.1)

где T_эфф - эффективный фонд времени работы оборудования, ч; ѓ - загрузка на корзину, м²; n - количество катодных рядов; P'_год - годовая программа с учётом брака, м².

	Rрасч = = 14,65 мин

Число обрабатываемых приспособлений в год, шт.:

	Z =	(2.2)
	Z = = 15150 шт.

Определение продолжительности электроосаждения ф при толщине 9 мкм и плотности тока 0,5 - 2,0 А/дм² и выходом по току 85%:

	ф =	(2.3)

где д - толщина покрытия, мкм; с - плотность осаждаемого металла, г/см³; i_ср - средняя катодная плотность тока, А/м²; К_э - электрохимический эквивалент, г/А•ч; Вт - выход по току, доли единицы; К_ист - коэффициент истирания для барабана.

	ф = = 34,2 мин

Расчет числа ванн на основную операцию, шт.:

	Nв =	(2.4)

где ф_осн - время выполнения основной операции (34,2 мин); ф_всп - время на вспомогательные операции (учитывает время на загрузку - выгрузку, холостые ходы) принимают 2 - 3, мин; N_в > N'_в - число ванн округленное до целого большего числа.

	Nв = = 2,54 > 3 шт.



Рабочий ритм автомата, мин:

	Rраб =	(2.5)
	Rраб = = 12,4 мин

Рассчитывается количество автоматов:

	nавт =	(2.6)
	nавт = = 0,85 > 1 шт.

Округляется расчетное количество автоматов до целого большего числа и принимается n'_авт = 1

Коэффициент загрузки рассчитывается по формуле:

	Kз =	(2.7)
	Kз = = 0,85

Часовая производительность автомата, м²/ч:

	Пч =	(2.8)
	Пч = = 24,2 м2/ч

Годовая производительность, м²/год:

	Пг = Пч • Тэфф	(2.9)
	Пг = 24,2 • 3700 = 89540 м2/год



Составляется компоновка и рассчитывается длина линии для цинкования. Компоновка представленная на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Компоновка линии цинкования:

1 - загрузочно-разгрузочный комплекс; 2 - сушильная камера;

3 - ванна каскадной промывки теплая - холодная; 4 - ванна пассивирования;

5 - ванна осветления; 6- ванна электрохимического обезжиривания на катоде;

7 - ванна электрохимического обезжиривания на аноде; 8 - ванна каскадной промывки теплая - холодная;

9 - ванна травления; 10 - ванна каскадной промывки холодная;

11 - ванна каскадной промывки холодная; 12 - ванна улавливания;

13, 14, 15 - ванна цинкования.

Сопряжения между ваннами:

?l₁ - зазор между ваннами без вентиляционного отсоса и кармана - 160 мм;

?l₂ - зазор между ваннами с односторонним вентиляционным отсосом без кармана - 290 мм;

?l₃ - зазор между ваннами без вентиляционного отсоса с карманом - 235мм;

?l₄ - зазор между ваннами с односторонним вентиляционным отсосом и карманом - 425 мм;

?l₅ - зазор между ваннами с двухсторонним бортовым отсосом - 390 мм;

?l_б - ширина одностороннего вентиляционного отсоса - 212 мм.

Длина линии рассчитывается по формуле, м:

	L = ?N • l + lз + lс + ?lз.с. + m1 • ?l1 + m2 • ?l2 +

Подобные документы

• Автоматическая автооператорная линия фосфатирования стальных деталей с годовой производительностью 70000 кв.м.

  Характеристика обрабатываемых деталей, обоснование вида и толщины покрытия. Выбор и расчет оборудования, его унификация и агрегатирование. Энергетические затраты проектируемого участка покрытий. Расход пара и сжатого воздуха, сырья и материалов.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.06.2013
  

• Лакокрасочные материалы

  Виды и состав лакокрасочных материалов. Классификация красок по назначению и составу. Особенности силикатных красок. Измерение толщины покрытия, плотности, вязкости краски ПФ-115. Измерение твёрдости покрытия. Анализ размера частиц и агломератов.
  
  отчет по практике [810,4 K], добавлен 14.10.2012
  

• Никелирование и хромирование

  Свойства никелированных поверхностей. Никелирование в качестве декоративного покрытия деталей светильников. Толщина и цвет покрытия. Осаждение никеля при значительной катодной поляризации. Свойства хромовых покрытий. Составы электролитов для хромирования.
  
  контрольная работа [18,9 K], добавлен 25.03.2009
  

• Изучение закономерностей химического восстановления Ni(II) в аммиачно-пирофосфатных электролитах

  Описание процесса химического никелирования и состава гипофосфитных растворов никеля. Определение возможности получения покрытий Ni-P из пирофосфатных электролитов. Расчет толщины покрытия Ni-P и оценка его зависимости от концентрации соли в растворе.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.06.2014
  

• Основные понятия и образы квантовой механики

  Общая характеристика квантово-механической системы, ее дискретные состояния и уровни. Приборы и измерения, их символы и математическое содержание. Операторные уравнения. Комплексное представление волновых функций и условия самосопряженности операторов.
  
  курс лекций [72,9 K], добавлен 29.01.2009
  

• Аппаратура для современной жидкостной хроматографии

  Комплектные приборы с высокой степенью автоматизации для жидкостной хроматографии. Принципиальная схема жидкостного хроматографа. Современные насосы для жидкостной хроматографии. Устройства для формирования градиента. Инжекторы для ввода пробы, детекторы.
  
  контрольная работа [210,5 K], добавлен 12.01.2010
  

• Отбельный цех сульфитцеллюлозного завода

  Характеристика сырья и продукции. Выбор и обоснование технологической схемы отбелки целлюлозы. Технологическая схема получения хвойной беленой целлюлозы марки А. Технико-экономические показатели работы отбельного цеха (на тонну воздушно-сухой целлюлозы).
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.05.2013
  

• Разработка технологии для окраски деталей троллейбуса порошковыми полимерными материалами

  Изучение физико-механических, триботехнических, защитно-декоративных свойств покрытий. Материалы для окрашивания троллейбусов. Жидкие органорастворимые краски. Термореактивные полимеры. Полиэфирные покрытия. Окраска порошковыми полимерными материалами.
  
  дипломная работа [1,9 M], добавлен 06.01.2017
  

• Технологическая схема нефтеперерабатывающего завода по переработке 4 миллионов тонн в год троицко–анастасиевской нефти

  Современное состояние и тенденции развития нефтеперерабатывающей промышленности. Определение шифра нефти. Характеристика установок завода по переработке. Компаундирование нефтепродуктов. Материальный баланс блока ЭЛОУ. Требования на реактивное топливо.
  
  курсовая работа [811,5 K], добавлен 12.03.2015
  

• Обеспечение проведения анализа воды на содержание нитрат-иона фотометрическим методом

  Сущность фотометрического метода анализа. Особенности применения фотоэлектроколориметра КФК-2 для определения нитрат-иона в воде, технология анализа. Организация его проведения, расчет необходимых затрат. Экономическое обоснование работы лаборатории.
  
  контрольная работа [1,6 M], добавлен 12.12.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам