Выбор и описание оборудования

В зависимости от годовой поверхности гальванические цеха классифицируются следующим образом:

1) мелкосерийное производство – поверхность покрытия до 50 000м²/год; в этом случае рекомендуется применить ванны с ручным обслуживанием и механизированные линии;

2) серийное и крупносерийное производство – поверхность покрытия более 50 000м²/год; в цехах устанавливают автоматы различных типов, механизированные линии, частично – оборудование малой механизации;

3) массовое производство – поверхность покрытия 300 000м²/год; в цехах для нанесения покрытий рекомендуется применить автоматы жесткого цикла, автооператорные автоматы и незначительное число нормализованных ванн.

Исходя из того, что поверхность покрытия детали,, Ограждение лицевое" составляет 60589, 75 м² /год, выбирается серийное производство с использованием много процессных автоматических линий и механизированных гальванических линий.

В отличие от полуавтоматов автоматические установки выполняют все операции: подготовку поверхности к покрытию, нанесение покрытия и отделку поверхности после покрытия.

Автоматические линии довольно сложны по конструкции и дороги, поэтому применение их в цехах с небольшой производственной программой нецелесообразно. Они дают экономический эффект лишь в условиях большой производительной программы, ускоренных процессов нанесения покрытия и равномерного поступления изделий в гальванический цех.

По принципу действия автоматические линии можно разделить на две основные группы: с «жестким» единичным циклом и с «нежестким» единичным циклом.

Автоматические установки выполняют все операции: подготовку поверхности к покрытию, нанесение покрытия и отделку поверхности после покрытия.

По схеме расположения ванн линии могут быть прямолинейные с загрузкой и выгрузкой на одном или разных концах; однорядные или многорядные; овальные или кольцевые.

По принципу загрузки различают: линии для покрытия деталей на подвесках, в колоколах или барабанах, шнековые и линии для покрытия ленты и проволок.

Данным курсовым проектом для выпуска детали «ограждение лицевое» предлагается использовать прямолинейную автоматизированную гальваническую линию с обработкой деталей на подвесках.

Данным курсовым проектом предлагается использовать ванны для электрохимического обезжиривания следующей конструкции: ванны для обезжиривания, со сливным карманом, с устройством для удаления пены и грязи с поверхности электролита. Ванны оборудованы двумя бортовыми гуммированными вентиляционными отсосами и одним автоматическим регулятором. Для нагрева электролита вдоль одного из бортов ванны установлен змеевик из нержавеющей стали. Для слива раствора служит сливной патрубок с запорным вентилем. Эти ванны изготавливаются из несортовой стали толщиной 4 – 5мм. Изнутри ванны футеруют кислостойким материалом (винипласт, резина, пластикат, и т.п.). Также эти ванны снаружи покрыты теплоизоляцией.

В технологическом процессе нанесения электрохимических покрытий предусматривается промывка деталей после каждой операции. На Нужды гальванических цехов заводов расходуется от 25 до 50% общего потребления воды.

Промывку деталей можно проводить способом погружения и струйным способом. Способ погружения используется в ваннах с непроточной водой и в ваннах с проточной водой. Наиболее эффективно процесс промывки происходит при перемешивании воды в промывочных ваннах. Перешивание может, осуществляется: вручную, подачей большого количества воды, механизмами и насосами, перемешивающими воду; движением подвески с изделиями в ванне промывки, ультразвуком, барботированием. Сжатый воздух, очищенный от масла, подаётся в нижнюю часть ванны по распределительной системе труб. Перед этой ванной можно установить инжектор, через который будет всасываться воздух, таким образом будет осуществляться перемешивание воды.

Ванны для холодной промывки изготавливаются из стали, винипласта. Они снабжены верхним штуцером для непрерывного слива загрязнений и нижним – для полного слива воды. Ванны для промывки больших размеров рекомендуется оборудовать барботёрами. Ванны для горячей промывки изготовляют из листовой стали толщиной 4 – 5мм и оборудуют верхним и нижним сливным штуцерами, а также змеевиком для нагрева воды. Ванны промывки холодной водой стальные, сварные с гуммированной внутренней поверхностью и рёбрами жёсткости. Они имеют одно посадочное место.

Промывная вода выливается на пол фундаментной плиты автомата через сливной карман с трубой. На дне ванны расположен барботёр из винипластовой трубы для перемешивания воды сжатым воздухов. На продольных бортах ванны по обе стороны установлены душевые устройства, представляющие собой горизонтально расположенную винипластовую трубку с пятью щелевидными распылителями, факел которых наклонён под углом 45° к горизонту.

Ванны промывки в горячей воде отличаются от ванн промывки холодной водой тем, что они имеют вертикально расположенный вдоль одной из стенок паровой змеевик из нержавеющей стали и снабжены гуммированным бортовым вентиляционным отсосом. Душевое устройство на ваннах промывки в горячей воде отсевает.

Для снижения потерь реактивов, связанных с уносом раствором, следует первую промывку после покрытия производит в ванне для улавливания раствора с чистой непроточной водой, которая затем используется для пополнения электролитов рабочих ванн, что позволяет уменьшить расход реактивов на 30 – 60%. Ванны для улавливания растворов устанавливается рядом с производственными ваннами.

Ванны улавливания электролитов аналогичны по своим размерам и конструкции ваннам промывки в холодной проточной воде, только не имеют сливного кармана, непрерывной подачи воды и душевых устройств.

Для нанесения покрытия используют стационарные ванны. Эти ванны обычно представляют собой прямоугольные или круглые резервуары, сваренные из листовой несортовой стали толщиной 4 – 5 мм. Швы ванн – сплошные, нормальные, а у ванн больших размеров – усиленные. Ванны свариваются встык газовой сварки или электросварки. Ванны больших размеров имеют рёбра жёсткости или косынки для предотвращения деформации. Сверху вдоль всех стенок ванн приваривают борта из угловой стали.

Стационарные ванны, применяемые для растворов, выделяющих вредные испарения, снабжены двухсторонними секционными отсосами с дроссельными заслонками. Подобная конструкция бортовых отсосов обеспечивает достаточно хорошие саниторно – гигиенические условия труда.

Количество вытяжных секций принимают из расчёта: одна секция на 0, 7 – 0, 8 м длины ванны. Иногда для улучшения эффективности отсоса воздуха применяют так называемые опрокинутые бортовые отсосы.

Ванны, потребляющие электрический ток, устанавливают на опорных изоляторах (ГОСТ 19797 – 74), а остальные – на подставках из железа. Ванны с паровым нагревом снабжены змеевиками или барботёрами из труб. Последние располагают либо на дне ванны, либо у вертикальной стенки её нерабочей стороны. Расположение змеевиков у стенки ванны предпочтительнее, так как оно упрощает очистку ванны. В кислых электролитах змеевик изготовляется из титана, свинца или свинцовой стальной трубы. В качестве барботёров применяются также змеевики из пластмассы.

Одним из главных средств повышения производительности гальванических ванн является применение повышенной плотности тока на катоде, что, в свою очередь, требует перемешивания электролита, особенно у катода. Практически это осуществляется одним из следующих способов.

1.Механически – с помощью мешалок.

2.Пневматически – пропусканием сжатого, предварительно очищенного воздуха через перфорированные трубки из винипласта, установленные на дне ванны под катодными штангами.

3.Непрерывной циркуляцией электролита – способ перемешивания интересен тем, что раствор, протекая через фильтр – пресс или аэрофильтр, очищается о пыли и других механических загрязнений.

Для сушки деталей в гальванических цехах применяют сушильные шкафы с паро- и электрообогревом, центрифуги, сжатый воздух, сушка в маисе, горячую воду и тому подобное.

Данным курсовым проектом предлагается использовать для сушки деталей сушильный шкаф с паровым подогревом следующей конструкции:

к стальному, сварному каркасу прикреплены стальные листы, между которыми расположена теплоизоляционная прокладка. Прокладку предлагается изготавливать из такого материала, как асбест. Этот материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Сушильный шкаф имеет два посадочных места. Через одну жалюзийную стенку горячий воздух подаётся, через вторую – отсасываются. В конструкции сушильного шкафа предусмотрен монтаж центробежного вентилятора.

Центробежный вентилятор состоит из кожуха, прикреплённого к станине, и лопастного рабочего колеса, насаженного с помощью втулки на вал. Вал установлен в подшипниках и снабжён шкивом, вращающимися при помощи ременной передачи от шкива электродвигателя. При вращении колеса воздух, поступающий через входное отверстие, под действием центробежной силы отбрасывается от центра к периферии колеса, собирается спиральным кожухом и нагнетается вентилятором.

Центробежный вентилятор имеет производительность 6000 м³/ч для подогрева воздуха. Воздух подогревается с помощью парового пластинчатого калорифера. Часть воздуха, засасываемого вентилятором из ванны, может по специальному воздуховоду через дроссель проходить в вытяжную вентиляционную систему. Подача пара в калорифер регулируется автоматически – терморегулятором.

Помимо ванн, в гальваническом цехе располагаются дополнительное оборудование. К нему относятся калориферы, источники тока, вентиляция, фильтры и так далее.

Для большинства гальванических процессов применяют источники тока различной мощности с напряжением 6 – 24В. Только для некоторых процессов требуются источники постоянного тока с напряжением до 120В. В качестве источников постоянного тока в основном используются выпрямители переменного тока, хотя в некоторых случаях используется низковольтные двигатель – генераторы.

В гальванических цехах рекомендуется применять кремниевые выпрямители ВАКГ, ВАК и ВАКР. Эти агрегаты имеют выпрямленное напряжение от 3 до 45В и силу тока до 25000А, охлаждение водяное или воздушное естественное или принудительное.

Ванны с вредными выделениями необходимо оборудовать бортовыми отсосами. Бортовые отсосы представляют собой щелевидные приёмники – воздуховоды, расположенные вдоль одной или обеих сторон ванны. Они изготавливаются из листовой стали толщиной 1 – 2 мм или из винипласта.

Бортовые отсосы называются простыми, если щелевые отверстия расположены в вертикальной плоскости, и опрокинутыми, когда цели расположены горизонтально – в плоскости, параллельно зеркалу электролита.

Данным курсовым проектом предлагается устанавливать бортовые отсосы на ванны обезжиривания, промывке в тёплой и горячей воде, активации, меднение, и никелирование, так как электролиты в этих ваннах имеют вредные испарения.

Нагрев воздуха в приточных вентиляционных установках осуществляется калориферами. Калориферы рассчитанны на рабочее давление до 58, 86*10⁴ Па. Они представляют собой снабжённые рёбрами или пластинами пучки труб, концы которых введены в коробку с фланцевым патрубком.

В зависимости от требующей температуры воздуха калориферы устанавливают параллельно или последовательно относительного направления движения воздуха. Для регулирования температуры воздуха предусматривается возможность частичного пропуска воздуха калорифера через обходной клапан.

В гальванических цехах образуются две группы сточных вод: отработанные концентрированные растворы, сбрасываемые периодически из основных ванн, и постоянно поступающие после промывки изделий сточные воды. Отработанные растворы сбрасываются в специальные ёмкости для обезвреживания и затеи – в соответствующую сеть канализации гальванического цеха.

К вспомогательному оборудованию гальванических цехов следует отнести установки для фильтрации.

Материалы узлов и деталей установок, соприкасающихся с электролитом, изготовлены из резины, нержавеющей стали и полиэтилена низкого давления.

Передвижной фильтр – пресс обеспечивает поддержание электролитов в чистоте, что позволяет избежать некоторых видов брака и дефектов покрытий. На сварной рам тележки смонтированы: фильтр, редуктор, спаренный кислотощёлочестойкий диафрагменный насос, приводимый в движение электродвигателем. Насос с фильтром объединены системой трубопроводов и вентилей. Агрегаты фильтр – пресса размещены на тележке, имеющей четыре колеса на шарикоподшипниках. Перемещение тележки производится вручную с помощью ручки, являющейся одновременно и ограждением.

Основным материалом для изготовления оборудования гальванических цехов является нелегированная сталь. Для того чтобы защитить корпуса ванн от агрессивных сред осуществляют футеровку. Керамические плитки и кислотоупорный кирпич отличаются высокой химической стойкостью почти во всех агрессивных средах, кроме плавиковой кислоты, применяют при футеровке ванн, предназначенных для кислых электролитов и растворов. Винипласт – материал, обладающий высокой химической стойкостью в различных агрессивных средах. Он отличается сравнительно высоким физико – механическими и электроизоляционными свойствами. Винипласт используется как конструкционный и футеровочный материал; он поддаётся различной механической обработке

В гальванических цехах целесообразно выполнять некоторые элементы вентиляционной системы из винипласта. Также используется и другие материалы. Данным курсовым проектом предлагается использовать для футеровки ванн винипласт, как материал с наиболее лучшими характеристиками.