КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ТЭП

Специальность 2503

Курсовой проект

Тема: “Производство гальванических фосфатных покрытий

стальных деталей на базе гальванического

цеха завода «Точмаш»”.

Главный консультант Андреев И. Н.

Консультанты:

1. Раздел автоматизации производства Фафурина Е. А.

2. Раздел производственных затрат Барышев Ю. Н.

3. Охрана труда Назмутдинова Ф.Г

Студент Кушмина Г.Ш.

Казань

2001

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Утверждаю

Зав.кафедрой ТЭП

________________

“___”_________ 2001 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

студентке Кушминой Г.Ш.

1. Тема КП:

“Производство гальванических фосфатных покрытий стальных деталей (20 т. комплектов ) на базе гальванического цеха завода «Точмаш» ” 

2. Срок представления к защите законченного проекта: 2001г.

3. Цель и краткое содержание работы:

разработка технологической части проекта прозводства гальванических фосфатных покрытий стальных деталей.

4. Консультанты по разделам работы:

Автоматизация производства Фафурина Е. А.

Производственные затраты Барышев Ю. Н.

Охрана труда Назмутдинова Ф. Г.

Дата выдачи задания 2001 г.

Задание принял к исполнению Кушмина Г. Ш.

Задание выдал Андреев И. Н.

Казань

2001

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛЕЙ 5

1.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ОБРАБОТКУ ДЕТАЛЕЙ 5

1.2.1. НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЯ 5

1.2.2. ТРЕБОВАНИЯ К ВНЕШНЕМУ ВИДУ ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ 5

1.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ЗАГОТОВКИ 6

1.4. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ 7

1.5. ТРЕБОВАНИЯ К ФОСФАТНОМУ ПОКРЫТИЮ 7

1.6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС  7

1.7. СОСТАВЛЕНИЕ И КОРРЕКТИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ 8

1.7.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ОБЕЗЖИРИВАНИЯ 8

ЧИСТКА ВАНН 9

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ТРАВЛЕНИЯ. 9

ЧИСТКА ВАНН. 9

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА ФОСФАТИРОВАНИЯ. 9

ПОРЯДОК ПОДДЕРЖАНИЯ ВАНН В РАБОЧЕМ СОСТОЯНИИ 10

ЧИСТКА ВАНН И ЭЛЕКТРОЛИТОВ 10

НЕПОЛАДКИ В РАБОТЕ ВАННЫ ФОСФАТИРОВАНИЯ 11

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ. ПЕРЕДЕЛ БРАКА 11

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 13

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ 13

2.2.  РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 13

2.2.1. ГАБАРИТЫ ВАНН 13

2.5.ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА 14

2.4. ГАБАРИТЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЛИНИИ 15

2.5. КОЛИЧЕСТВО ЛИНИЙ 15

В производстве используется 1 линия. 15

2.6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 15

2.7. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВНОЙ ПРОЦЕСС 16

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА 19

4.1. КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 19

4.2. КРАТКАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 19

Аппарат 20

Уровень 20

Вид автоматизации 20

4.3. КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 21

4.4. КОНТРОЛЬ рH 22

4.5. КОНТРОЛЬ РАСХОДА ВОДЫ 22

4.6. КОНТУР КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ 23

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА 29

5.2.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ,ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ 30

5.10. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ. 34

5.11. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. 34

6. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗАТРАТЫ 37

6.1. ВЫБОР МЕСТА ПРИВЯЗКИ ПРОИЗВОДСТВА 37

6.2. КАПИТАЛЬНЫЕ ВЛОЖЕНИЯ И АМОРТИЗАЦИОННЫЕ ОТЧИСЛЕНИЯ 37

6.3. ЧИСЛЕННОСТЬ И ФОНД ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ РАБОТАЮЩИХ 38

6.4. ФОНД ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ  39

6.5. ЗАРПЛАТА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РАБОЧИХ 40

6.6. ФОНД ЗАРПЛАТЫ ИТР, МОП И СЛУЖАЩИХ 40

6.7. РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 41

6.8. РАСХОД ПАРА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ 42

6.9. РАСХОД ВОДЫ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ 42

6.10. НОРМЫ РАСХОДА СЫРЬЯ И ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА КАЛЬКУЛЯЦИОННУЮ ЕДИНИЦУ 42

6.11. ЦЕХОВЫЕ РАСХОДЫ 43

6.12. КАЛЬКУЛЯЦИЯ ЗАТРАТ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАКАЗА 43

6.13. СМЕТА РАСХОДОВ НА СОДЕРЖАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮОБОРУДОВАНИЯ 44

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАКАЗА 45

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Назначение проектируемого гальванического цеха состоит в производстве защитного покрытия деталей , используемых в в военной промышленности.

Общий объем гальванического покрытия 545.8 м² .

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛЕЙ

Материалом, из которого изготовлены детали, является сталь ГОСТ1050-74

Размеры деталей:

Корпус =1.52 дм²

Корпус =1.2дм²;

Чашечка=0,009дм²;

Согласно классификации по размерам и группам сложности, первая и вторая деталь относятся к группе средние, мелкие.

Согласно классификации, в зависимости от геометрических форм эти детали относятся к группе средней сложности.

1.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ОБРАБОТКУ ДЕТАЛЕЙ

Покрываемые детали во время эксплуатации контактируют с наружной стороны с закрытым атмосферным воздухом.

1.2.1. НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЯ

Фосфатное покрытие не имеет декоративного значения и может защищать сталь от коррозии после последующего нанесения слоя специальной смазки, краски или лака.

Обозначение покрытия по ГОСТ 9.302-84

1.2.2. ТРЕБОВАНИЯ К ВНЕШНЕМУ ВИДУ ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ

На основе сертификационного соглашения с заказчиком требования к внешнему виду деталей после нанесения покрытия должны соответствовать ГОСТ 18242-72

1. Детали должны иметь защитную поверхность, без

2. вздутий, расслоений, точек, непокрытых зон.

3. Детали должны иметь коррозионную стойкость.

4. Покрытие должно иметь сплошной слой фосфатного покрытия, пористую, мелкокристаллическую структуру, может быть крупнокристаллическая структура покрытий, не предназначенных под окраску.

5. Цвет фосфатной пленки от светло серого до черного в зависимости от марки металла, предварительной механической и термической обработки и состава фосфатирующего раствора.

6. Цвет покрытия после пропитки от темно-серого до черного.

1.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ЗАГОТОВКИ

Детали поступающие на покрытия с механических цехов должны соответствовать ГОСТ9.301.-86:

1. На поверхности деталей не допускаются:

-неоднородность проката, закатанная окалина, заусенцы;

-расслоения и трещины, выявившиеся после травления, полирования и шлифования;

-поры и раковины, выводящие размеры детали после контрольной зачистки за предельные отклонения.

2. Поверхность деталей после механической обработки должна быть без видимого слоя смазки или эмульсии, металлической стружки, заусенцов, пыли и продуктов коррозии.

3. Поверхность шлифованных и полированных деталей должна быть без забоин, вмятин, прижогов, рисок, заусенцов, дефектов от рихтовочного инструмента.

4. Поверхность деталей после абразивной обработки, напр., гидропескоструйной, галтования и др. должна быть без травильного шлама, шлака, продуктов коррозии и заусенцов.

Детали на покрытие должны подаваться в таре , предусмотренной техпроцессом.

Остальные требования по ГОСТ 9.302-88

1.4. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ

Качество гальванопокрытия проверяется внешним осмотром на выходных операциях —100%, на промежуточных —выборочно.

Гальванопокрытие на основных поверхностях должно быть сплошным и иметь хорошее сцепление с основным металлом, не должно иметь вздутий, трещин, забоин, царапин и других дефектов, снижающих защитную способность покрытия и ухудшающих внешний вид изделий. На невидимых после сборки изделия внешних поверхностях деталей допускаются незаделанные мелкие раковины и дефекты покрытия, не понижающие антикоррозионную стойкость изделия в целом. Проверка толщины гальванических покрытий производится в соответствии с требованиями ГОСТ 9.302—88.

1.5. ТРЕБОВАНИЯ К ФОСФАТНОМУ ПОКРЫТИЮ

1. Цвет фосфатного покрытия, полученного из электролитов, от светло-серого до черного .

2. Не допускаются дефекты покрытия, снижающие прочность сцепления с основным металлом. 

1.6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС 

Для обеспечения согласованных с заказчиком сертификационных требований к качеству гальванически обработанных изделий необходимо обеспечить соответствующую чистоту поверхности обработанных изделий перед покрытием. Для этого поступающие на гальванический участок детали могут иметь на своей поверхности загрязнения растительными и минеральными маслами, пылью,а также механические дефекты: царапины, забоины и другие неровности поверхности, должны быть очищены и механически обработаны. Для осуществления этих операций предусматриваются подготовительные операции, включающие —шлифование и полирование, химическое обезжиривание.

Шлифование применяется для устранения царапин, забоин, рисок и других дефектов поверхности. В качестве обрабатывающего инструмента используются войлочные или деревянные круги с наклеенным на их рабочую поверхность абразивным порошком различной зернистости. В качестве абразивного материала используется карбид кремния, корунд, наждак, кварц и т.д. Для деталей из латуни применяется абразив зернистостью № 3, 5, 8. При шлифовании достигается шероховатость, соответствующая R2 = 25 — 0,160 мкм по ГОСТ 2789 - 73. Наряду с шлифовальными лентами используются абразивные ленты.

При полировании достигается шероховатость R2 = 0,1мкм. Полировальные круги изготавливают и матерчатых дисков, сшитых в секции и закрепленных на валу. Для полирования применяется паста ПХВ (типа ТОН) по ТУ 6 18 176, в ее состав входят окись хрома и органическая основа. В качестве органической основы используется стеариновая кислота по ГОСТ 6484-73. В состав полировочных паст может вводится селикагель, олеиновая кислота, керосин и др. Шлифование и полирование осуществляется на универсальных шлифовально-полировальных станках. Часть деталей может полироваться в барабанах.

Травление — процесс удаления с поверхности деталей различных окислов, и продуктов коррозии. Травление производится в соляной кислоте. После травления проводится промывка в проточной холодной воде.

Фосфатирование проводится в препарате КПМ-2 при температуре 65-80С. Толщина покрытия 7-8 мкм. Покрытие ведется в ванне с подогревом. После фосфатирования предусмотрена промывка подвесок в холодной воде, а затем — в горячей.

Подробное описание перечисленных операций приведено в таблице .

1.7. СОСТАВЛЕНИЕ И КОРРЕКТИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1.7.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ОБЕЗЖИРИВАНИЯ

Приготовление раствора обезжиривания проводится в запасной емкости оттуда насосом подается в рабочую ванну на линию.

Емкость наполняется на 1/2 часть объема теплой водой, затем вводится рассчитанное количество едкого натра, тринатрийфосфата, кальцинированной соды и жидкого стекла. Раствор перемешивается до полного растворения всех компонентов и насосом подается в рабочую ванну линии, затем доводится водой до рабочего уровня, подогревается и снова перемешивается.

Корректирование растворов производится не реже 1 раза в смену по данным химического анализа на содержание едкого натра, тринатрийфосфата. Смена раствора производится по мере загрязнения.

ЧИСТКА ВАНН

Чистка ванны производится 1 раз в месяц согласно разработанному графику. Раствор сливается через сливной вентиль и направляется на станцию нейтрализации. Стенки, анод и дно ванны промываются водой из шланга. Упавшие детали складываются в спецсетку, промываются в ванне промывки и отправляются на тележке в склад для разбраковки. Стенки ванны чистят капроновой щеткой. Проверяют пригодность анодов. Очищают анодные штанги шлифовальной шкуркой. После проведения всех работ промывают водой все элементы ванны.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ТРАВЛЕНИЯ.

Приготовление раствора проводят в запасной емкости. Емкость наполняется на 1/3 часть объема водой, вводится рассчитанное количество соляной кислоты. Раствор затем дополняют водой до рабочего уровня, тщательно перемешивают и насосом перекачивают в рабочую ванну линии.

Корректирование раствора производят добавлением кислоты согласно анализу.

ЧИСТКА ВАНН.

Чистка ванны производится 1 раз в месяц согласно графику. Раствор сливается через сливной патрубок и направляется на нейтрализацию. Чистка ванны травления аналогична чистке ванны обезжиривания.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА ФОСФАТИРОВАНИЯ.

Применяемые материалы:

Концентрат КПМ-2-ТУ 113-07-45-10-88;

Натрий едкий-ГОСТ2263-79.

-взять расчетное количество КПМ-2,

-залить в ванну фосфатирования и довести до рабочего уровня конденсатом или дистиллированной водой,

-перемешать.

-нагреть до температуры 65-80С, но не выше, иначе выпадет в осадок цинк,

-приступить к фосфатированию. Первая, а возможно и вторая загрузка деталей пойдет на проработку ванны.

ПОРЯДОК ПОДДЕРЖАНИЯ ВАНН В РАБОЧЕМ СОСТОЯНИИ

1. Добавку химикатов в ванну производить по мере необходимости расчетным количеством согласно данным анализа.

2. Корректирование pH и поддержание его в технологических пределах производить добавлением в ванну небольших количеств серной кислоты, если требуется понизить pH; или растворенного в воде каустика если требуется повысить pH. При нормальной работе ванны pH электролита стремится к увеличению.

3. По мере срабатывания анодов необходимо заменить их новыми или подвешивать дополнительные аноды.

4. Аноды завешивать в чехлах из ткани “бельтинг”. Чехлы из “бельтинга”бывшие в употреблении подвергаются обработке в 10% растворе серной кислоты при температуре 40С⁰ с последующей промывкой.

5. Аноды в ванну завешивать так. чтобы их подвесные крючки не касались электролита даже при перемешивании.

6. Анодные штанги и анодные крючки промывать водой из шланга 1 раз в смену. Катодные штанги по мере загрязнения чистить наждаком и смывать водой. Анализ ванн фосфатирования на вредные примеси производить 1 раз в месяц.

ЧИСТКА ВАНН И ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1. На всех ваннах не реже одного раза в неделю чистят штанги и аноды железной щеткой и водой.

2. Промывные воды чистят по мере загрязнения , но не реже 1-го раза в месяц.

3. Электролиты фильтруют через бязь по мере загрязнения, но не реже 1-го раза в месяц.

4. Электролиты не подлежащие корректировке, заменять по мере загрязнения и истощения.

4.1 Электролит обезжиривания заменять но не реже 1-го раза в месяц

ания заменять но не реже 1-го раза в месяц.

НЕПОЛАДКИ В РАБОТЕ ВАННЫ ФОСФАТИРОВАНИЯ

Характер неполадок	Причины неполадок	Устранение
1. фосфатная пленка очень тонка; при погружении деталей в воду сквозь нее просвечивает металл.	Недодержка по времени при фосфатировании.	Сравнить пленку в 10-15% растворе серной кислоты и повторить процесс с нужной выдержкой.
2.крупнокристалличность и слабо коррозионная стойкость пленки.	Подготовка произведена методом травления.	Заменить травление зачисткой или после травления промыть в содовом растворе.
3.после высыхания пленка имеет грязный налет солей.	Фосфатирование вели с взмученным осадком КПМ-2	Детали не должны касаться дна ванны, а процесс нельзя вести в кипящем растворе.
4. в отверстиях и внутренних полостях фосфатная пленка отсутствует.	Образование воздушных или водородных “мешков”.	Изменить расположение деталей и применять встряхивание.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ. ПЕРЕДЕЛ БРАКА

1. Метод контроля внешнего вида покрытий.

Метод основан на выявлении дефектов поверхности покрытия внешним осмотром и применении для деталей любой формы и габаритных размеров.

Контроль проводят осмотром деталей невооруженным глазом в помещении с освещенностью не менее 300 лк на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности.

Необходимость применения оптических приборов с указанием кратности увеличения должна быть оговорена в технической документации на изделие.

2. Методы контроля прочности сцепления покрытий.

Метод нанесения сетки царапин применяют для определения прочности сцепления покрытий, толщиной не более 20 мкм. На поверхности контролируемого покрытия стальным острием наносят 4-6 параллельных линий глубиной до основания металла на расстоянии от 2.0 до 3.0 мм друг от друга и 4-6 параллельных линий, перпендикулярных к ним.

Линии проводят в одном направлении. На контролируемой поверхности не должно наблюдаться отслаивания покрытия.

2. Методы контроля защитных свойств неметаллических неорганических покрытий.

При применении метода погружения детали погружают в испытательный раствор.

Фосфатные покрытия на стали, предназначенные для наполнения маслами и смазками, контролируют погружением детали в раствор № 47.

№ раствора –47;

Вид покрытия – фосфатное;

Основной металл – сталь, чугун;

Компоненты: натрий хлористый;

Концентрация: 30 г/л;

Время выдержки – 15 мин.

Признак неудовлетворительного покрытия: Появление точек коррозии основного металла.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Обезжиривание 7-10 мин

Промывка 2-3 мин

Травление 0.5-3 мин

Фосфатирование 20 мин

2.2.  РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.2.1. ГАБАРИТЫ ВАНН

Длина ванны Lвн = 630мм

Внутренняя ширина ванны:

Wвн = n W₁ + (n —1)W₂ + 2W₃, м, где:

n — количество подвесок, завешивающих на одной штанги, шт;

W₁— размер подвески по ширине ванны, м;

W₂— расстояние между подвесками в ванне, м;

W₃— расстояние между внутренней стенкой продольного борта ванны и краем подвески, м;

W = 0,1—0,15 м.

Внутренняя ширина ванны фосфатирования

Wвн =1 х 0.26 + 2 х 0.15 = 0.56мм = 560м.

Высота ванны:

Hвн = h₁ + h₂ = h₁ + h₂ + h₃ + h₄, м,

 где:

h₁ —высота уровня электролита, м;

h₂ —высота подвески без подвесного крюка, м;

h₁ —расстояние от дна ванны до нижнего края подвески, м, h = 0,15 —0,3м;

h₂ —высота электролита над верхним краем подвески, м, h = 0,02 —0,05м;

h_3—расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края бортов ванны, м, h = 0,1 —0,15м;

Hвн = 0,8 + 0,1 + 0,02 + 0,1 = 1,02 м = 1020мм.

По ГОСТ 23738-75 выбераем ванну размерами:

Wвн = 560мм;

Lвн = 630мм;

Hвн = 1020мм.

Полная вместимость ванны 1000 кг.

2.5.ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА

Наименование оборудования	Электрохими –ческая ванна	ФОСФАТИРОВАНИЕ
Внутренние размеры, мм	Lвн,Wвн,Hвн	560х630х1020
Общий объем покрытия, м2	V	545.8
Величина загрузки еденицы оборудования, м	Y	0.9
Количество за грузок , шт		606.4
Время отработки одной загрузки мин	T	76
Суммарное время отработки всех загрузок, час.		768.1

В процессе задействовано 21ванна (ванна химического обезжиривания –3шт, ванна горячей промывки – 4шт, ванна теплой промывки – 4, ванна холодной промывки – 4шт, ванна травления – 1 шт, ванна нейтрализации в растворе соды – 1шт, ванна обработки в активирующем составе АФ–13 - 1шт, ванна фосфатирования - 1шт, ванна сущки обдутым воздухом – 1шт, ванна сушки – 1шт).

Время затраченное на выполнение заказа будет складываться из времени пошедшего на каждую операцию, умноженное на количество загрузок, и времени на выполнение подготовительных и заключительных операций в ваннах ( принято 3 мин.) Т= 3 х 21 = 62 мин

Общее время складывается

Тобщ.= (10+11+10+3+1+3+1+1+1+1+3+1+20+1+1+1+1+1+2+3) х 606.4 +62=46148.4 мин = 763 час.

(время на операции см. в технологической карте)

2.4. ГАБАРИТЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

Длина автомата определяется количеством ванн в технологическом процессе +1,6 —2,0м для загрузочно-разгрузочных площадок и расстоянием между ваннами = 0,1 —0,4м.

L = 21 х 1,0 + 1,6 + 0,1 = 21,16м.

Ширина автомата складывается из ширины ванны и размеров

площадок обслуживания (1 —1,5м).

W = 3,15 + 1,5 = 4,65м.

Высота линии принимается 2 — 6м.

2.5. КОЛИЧЕСТВО ЛИНИЙ

Объем покрытия, м2	97.1
Габариты подвески, м	0,65 х 0,4
Величина загрузки на одну катодную штангу, м2.	Y = 0.9
Количество катодных штанг, шт	1

В производстве используется 1 линия.

2.6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Для нанесения фосфатного покрытия на стальные детали в данном проекте используется линия с ручным применением труда.

Линия состоит из сушильных агрегатов, ванн, загрузочно-разгрузочных стоек, площадок обслуживания, системы вентиляции. Линия оснащается фильтрационными установками.

Ванны предназначены для осуществления технологических операций. Они представляют собой емкости сваренные из углеродистой стали: они футерованы, снабжены теплоизоляцией. Все ванны снабжены сливными штуцерами и имеют уклон дна в направлении слива. Ванны с вредными выделениями имеют вентиляционные кожухи. Некоторые ванны снабжены барботером для перемешивания растворов сжатым воздухом. Ванны с подогревом имеют автоматическое регулирование и контроль температуры. В некоторых ваннах предусматривается автоматическое регулирование уровня. Ванны выбраны согласно ГОСТ 23738—85 “Ванны для химической, электрохимической обработки поверхности и получения покрытий. Основные параметры и размеры”.

Сушильные агрегаты предназначены для сушки деталей горячим воздухом и состоит из корпуса с теплоизолированными стенками, парового калорифера, вентилятора и заслонки для регулирования подачи и отсоса воздуха. Обогрев производится путем искусственной циркуляции горячего воздуха. Циркуляция осуществляется вентилятором, который нагнетает воздух, нагретый в калориферах, в нижнюю часть шкафа. Воздух проходя через противни вверх, просушивает детали, всасывается вентилятором и направляется вновь через калориферы вниз.

2.7. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВНОЙ ПРОЦЕСС

Расчет расхода химикатов на первоначальный пуск оборудования

,

где:

Gn —расход каждого химиката, кг;

C —содержание каждого компонента в растворе, г/л;

V —рабочий объем ванны, л;

В  —количество ванн.

G _NaOH =60 х 250 х 3 = 45 кг

1000

G _{Na2СO3 =}30 х 250 х 3 = 22.5 кг

1000

G _Na3PO4 = 15 х 250 х 3 = 11.25кг

1000

G стекло=2 х 250 х 3 = 1.5кг

1000

G _Na2CO3 =60 х 250 1 = 15 кг

1000

G _HCL = 15 х 250 х 1 = 3.75кг

1000

G Аф-13 = 0.5 х 250 х 1 = 0.125 кг

1000

GКПМ-2= 65 х 250 х 1= 16.25 кг

1000

G КCr =15 х 250 х 1 =3.75кг

1000

Расход химикатов для ванн определяем исходя из суммарных потерь растворов (^ g), которые складываются из следующих элементов:

1. потери на унос раствора поверхностью деталей и подвесок;

2. потери на унос растворов в вентиляционные каналы;

3. потери при составлении и корректировании растворов, а также при замене их новыми.

Таким образом, расход химикатов будет равен:

G пр =

где:

G пр — расход каждого компонента, кг;

^g — суммарные потери раствора, л/м²;

C — содержание каждого компонента в растворе,г/л;

S1 — покрываемая поверхность, м;

S2 — площадь поверхности контактов в неизолирированной части (3% , от S)

G _NaOH = 0.5 х 60 х (545.8 + 16.38) = 16.86 кг

1000

G _Na2СO3 = 0.5 х 30 х 0.562 = 8.43 кг

G _Na3PO4= 0.5 х 15 х 0.562 = 4.215кг

Gстекло = 0.5 х 2 х 0.562 = 0.56 кг

G _HCL= 0.8 х 15 х 0.562 = 6.744 кг

G _Na2CO3 = 0.5 х 60 х 0.562 = 16.86кг

G Аф-13 = 0.5 х 0.5 х 0.562 = 0.14кг

GКПМ-2= 0.24 х 65 х 0.562 = 8.76 кг

G КCr =0.24 х 15 х 0.562 кг

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

4.1. КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Основной целью автоматизации технологических процессов является увеличение экономической эффективности производства, создание комфортных условий для работающих, делающих рабочие места привлекательными. Важное значение имеет автоматизация операций химической технологии с опасными условиями труда. При выборе средств механизации и автоматизации производственных процессов следует учесть, что на покрытии металлов это позволяет увеличить производительность труда обслуживающего персонала на 5 - 10%, увеличивает безопасность работы, а также позволяет использовать новые высокоинтенсивные процессы, недоступные при ручном управлении.

4.2. КРАТКАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1 Химическое  обезжиривание.

2.Горячая промывка.

3.Холодная промывка.

4.Травление.

5. Холодная промывка.

6. Нейтрализация в растворе соды.

7.Теплая промывка.

8. Обработка в активирующем составе АФ-13.

9. Теплая промывка.

10. Фосфатирование.

11 Холодная промывка.

12.Горячая промывка.

13.Пассивирование.

14.Теплая промывка.

15. Горячая промывка.

16. Сушка.

Аппарат	Параметры
	Температура	РН	Расход	Уровень	Плотность тока
Ванна химического обезжиривания	+			+
Ванна горячей промывки	+		+
Ванна холодной промывки	+		+
Ванна травления	+			+
Ванна холодной промывки	+		+
Ванна нейтрализации в растворе соды	+
Ванна теплой промывки	+
Ванна обработки в активирующем составе АФ-13	+
Ванна теплой промывки	+		+
Ванна фосфатирования	+	+
Ванна холодной промывки	+		+
Ванна горячей промывки	+		+
Ванна пассивирования	+		+
Ванна теплой промывки	+		+
Ванна горячей промывки	+		+
Ванна сушки	+

Аппараты и параметры	Значение параметра	Вид автоматизации
		Измерение	Регулирование	Сигнализация
Ванна химического обезжиривания температура р ра уровень р-ра	60 — 90С max,min	+ +	+ +	+
Ванна травления Температура р-ра уровень раствора	15-30С max,min	+ +	+ +	+
Ванна нейтрализации в растворе соды Температура р-ра	60-90С
Ванна обработки в активирующем составе АФ-13 Уровень р-ра Температура р-ра	max,min 30-40С	+ +	+ +	+
Ванна фосфатирования Температура электролита рН электролита	65-80С 4.5-5	+ +	+ +
Ванна пассивирования Уровень р-ра Температура р-ра	max,min 65-80 С	+ +	+ +	+
Ванна горячей промывки Температура Расход воды	60-90С	+ +	+ +
Ванна теплой Промывки Температура Расход воды	40-60С	+ +	+ +
Ванна холодной Промывки Температура Расход воды	15-30С	+ +	+ +
Ванна сушки Температура воздуха	100-120С	+	+

4.3. КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Согласно технологии обезжиривание, фосфатирование необходимо вести при температуре 65— С, однако в результате потерь тепла в окружающую среду или в результате потерь тепла на нагрев деталей, температура в ванне может изменяться. В связи с этим температура в ванне может поддерживаться автоматически, путем изменения подачи греющего пара с помощью системы автоматического регулирования.

Температура в ваннах измеряется манометрическим термометром ТПГ 4V (поз.1-1, 3-1, 5-1, 8-1, 10-1, 11-1, 14-1, 16-1, 17-1, 19-1, 20-1, 22-1, 23-1, 25-1, 27-1, 29-1, 31-1 33-1, 35-1, 36-1, 37-1). Чувствительный элемент —трубчатая пружина. Унифицированный пневматический сигнал 0,2 - 1,0 кгс/см подается на вторичный прибор ПВ 10.1П (поз.1-2; 3-2; 5-2; 8-2; 10-2; 11-2; 14-2; 16-2; 17-2; 19-2; 20-2; 22-2; 23-2; 25-2; 27-2; 29-2; 31-2; 33-2; 35-2; 36-2; 37-2) , который показывает и записывает температуру и одновременно на регулятор ПР3.31 (поз. 1-3; 3-3; 5-3; 8-3; 10-3; 11-3; 14-3; 16-3;17-3; 19-3; 20-3; 22-3; 23-3; 25-3; 27-3; 29-3; 31-3; 33-3; 35-3; 36-3; 37-3) системы “старт”для получения непрерывного воздействия на регулирующий клапан исполнительного механизма, установленного на линии подачи пара 25ч32нж (поз. 1-4; 3-4; 5-4; 8-4; 10-4; 11-4; 14-4; 16-4; 17-4; 19-4; 20-4; 22-4; 23-4; 25-4; 27-4; 29-4; 31-4; 33-4; 35-4; 36-4; 37-4).

Схема автоматической стабилизации температуры работает таким образом, что при понижении температуры в ванне система регулирования увеличивает степень открытия клапана линии подачи пара, что приводит к увеличению расхода его, в следствии чего температура в реакторе повышается.

4.4. КОНТРОЛЬ рH

Измерение рН электролита фосфатирования осуществляется с помощью чувствительного элемента ДП-ЧМ (поз.38-1), работающего в комплекте с преобразователем рН 261,который преобразует переменное напряжение в напряжение постоянного тока. Затем напряжение подается на потенциометр типа КСУ (поз.38-2) и одновременно на байпасную панель управления для получения непрерывного воздействия на регулирующий клапан исполнительного механизма

4.5. КОНТРОЛЬ РАСХОДА ВОДЫ

Для измерения и регулирования расхода воды в ваннах промывки применяют ротаметр с пневматической дистанционной передачей и местной шкалой показывания РП 1ЖУЗ (поз.7—1; 9—1; 13—1; 15—1; 18—1; 21-1; 24-1; 26-1; 28-1; 30-1; 32-1; 34-1), вырабатывающий выходной сигнал пневматический, соответствующий данному расходу воды. Этот сигнал поступает на вторичный прибор ПВ.10.1П (поз. 7—2; 9—2; 13—2; 15—2; 18—2; 21-2; 24-2; 26-2; 28-2; 30-2; 32-2; 34-2) и одновременно на вход ПИ-регулятора типа ПР3—31 (поз7—3; 9—3; 13—3; 15—3; 18—3; 21-3; 24-3; 26-3; 28-3; 30-3; 32-3; 34-3) для получения непрерывного воздействия на регулирующий клапан исполнительного механизма, установленного на линии подачи воды 25ч32нж (поз. 7—4; 9—4; 13—4; 15—4; 18—4; 21-4; 24-4; 26-4; 28-4; 30-4; 32-4; 34-4).

Схема работает следующим образом: при повышении расхода воды система регулирования уменьшает степень открытия клапана на линии подачи воды, что приводит к уменьшению расхода.

4.6. КОНТУР КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ

Регулирование уровня производится в ваннах травления, химического обезжиривания. Уровень измеряется с помощью буйкового уровнемера типа УБ П (поз.2—1; 4—1; 6—1). Сигнал соответствующий уровню в ванне поступает на вторичный прибор ЭКМ-2у (поз.2—2; 4—2; 6—2)

Эта схема автоматической стабилизации работает следующим образом. При повышении уровня в ванне система регулирования уменьшает степень открытия клапана линии подачи жидкости, что приводит к уменьшению ее расхода, в следствии чего уровень понижается и наоборот.

СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ

АВТОМАТИЗАЦИИ

Номер пози- ции	Наименование параметра среды	Пред. рабо-чее зна- чение, С0.	Место уста- новки	Наименование и характеристика	Тип мо-дели	Кол-во на ванне	Завод изготови-теля
1-1 3-1 5-1 8-1 10-1 11-1 14-1 16-1 17-1 19-1 20-1 22-1 23-1 25-1 27-1 29-1 31-1 33-1 35-1 36-1 37-1	Температура в ваннах химического обезжирива-ния , травления, обработки в активирующем составе АФ-13, фосфатирования, пассивирования, горячей промывки, теплой промывки, холодной промывки, сушки	60-90 15-30 30-40 65-80 65-80 60-90 40-60 15-30 100-120	На ванне	Манометрический термометр, предел измерения 0-100С, класс точности 1,5 показывающий с пневматическим датчиком . Длина дистанционного капиляра L=2,5м, длина погружения термобаллона 500мм,d=20мм	ТПГЧ-V	1	“Тепло-контроль” г. Казань
1-2 3-2 5-2 8-2 10-2 11-2 14-2 16-2 17-2 19-2 20-2 22-2 23-2 25-2 27-2 29-2 31-2 33-2 35-2 36-2 37-2			На щите	Пневматический показывающий прибор.Длина шкалы и ширина поля записи диаграммы 100мм Класс точности 1 Скорость движения диаграммы 40-60мм / час.	ПВ.10 1П	1	“Тизпри-бор” г.Москва
1-3 3-3 5-3 8-3 10-3 11-3 14-3 16-3 17-3 19-3 20-3 22-3 23-3 25-3 27-3 29-3 31-3 33-3 35-3 36-3 37-3			На щите	Пропорционально- интегральный регулятор, предел пропорционально- сти 10-300%, вре- мя изодрома от3-10 мин, исполнение обык-новенное.	ПРЗ 31	1	“Тизпри- бор” г.Москва
1-4 3-4 5-4 8-4 10-4 11-4 14-4 16-4 17-4 19-4 20-4 22-4 23-4 25-4 27-4 29-4 31-4 33-4 35-4 36-4 37-4			На трубо- прово-де	Исполнительный механизм . Клапан с мембранным устройством . Условное давле-ние 16кгс/см предельная темпе- ратура 300 С	25Ч 32НЖ	1	“Красный профин- терн” г.Гусь- Хрустальный
7-1 9-1 13-1 15-1 18-1 21-1 24-1 26-1 28-1 30-1 32-1 34-1	Расход воды в ваннах горячей и холодной промывки	0,25 м/ч	Трубо-про-вод пода- чи на ванну про-мывки	Ротаметр с пнев-матической дистанционной передачей и мест- ной шкалой пока- заний . Верхний предел измерений 0,25м / час, диаметр условного прохода 15мм рабочее давление 64кгс / см Погрешность изме- Рения + 1,5%	РП- 0,25 ЖСЗ	1	Приборо- Рострои-тельный Завод г.Арза-мас
7-2 9-2 13-2 15-2 18-2 21-2 24-2 26-2 28-2 30-2 32-2 34-2			На щите	Пневматический показывающий прибор. Длина шкалы и ширина поля записи диаг- раммы 1000мм, Класс точности 1. Скорость движения диаграммы 40мм/ч	ПВ.10 1П	1	“Тизпри- бор” г.Москва
7-3 9-3 13-3 15-3 18-3 21-3 24-3 26-3 28-3 30-3 32-3 34-3			На щите	Пропорционально интегральный регулятор,предел пропорционально-сти 10-300%, вре- мя изодрома 3-10мин.,исполнение обыкновенное	ПРЗ. 31	1	“Тизпри- бор” г.Москва
7-4 9-4 13-4 15-4 18-4 21-4 24-4 26-4 28-4 30-4 32-4 34-4			На трубо- про- воде	Исполнительный механизм. Клапан с мембранным устройством.Усло- вное давление 16кгс/см.Предель- ная температура 300 град. С, dy=20мм			“Красный профин- тер” г.Гусь- Хрустальный
	рН в ванне фосфатирования	4,5-5,0	На ванне	Чуствительный элемент погруж-ной. Длина погру- женной части 1200мм. Комплек-туется измеритель-ными электродами ЭСП-0014 и вспо- могательными хлосеребрянными электродами ЭХСВ-1	ДП-ЧМ	1	Завод измери-тельных прибо-ров Г.Гомель
			На щите	Преобразователь рН 261.Может ра- ботать с любым чувствительным элементом элект- рической с-мы, которые имеют внутрение сопро- тивление до 100мОМ.Относи- тельная влажность 30-80%.Напряже-ние220В.Потреб- ляемая мощность 20Вт	рН- 261	1	Завод измери-тельных прибо-ров Г.Гомель
			На щите	Показывающий миллиамперметр постоянного тока отградуирован в единицах измеря- емой величины. Предел измерения 0-5мА.	КСП4	1	“Мано-метр” г.Москва
2-1 4-1 6-1	Уровень в ваннах	max- min	По месту	Уравнемер буйко-вый ГСП.Допусти- мое избыточное давление 100, 1600кгс/см2 Температура измерения среды (-40+100С). Условный проход 25мм. Класс точ-ности 1,5.	УБ-П	1	“Тепло-прибор” г.Рязань
2-2 4-2 6-2			На щите	Манометр показы-вающий сигнализи-рующий .Рабочее напряжение220В. Разрывная мощ- ность 10Вт.Погре- шность включения контактов в сигна-лизирующее уст-ройство 2,5% Класс точности 1,5.	ЭКМ- 2у	2	“Тизпри-бор” г.Москва

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА

5.1 ВСЕ ОПАСНОСТИ

Гальванический цех характеризуется наличием значительного количества вредных веществ для человеческого организма, газов и паров. Кроме того, обилие