Các sản phẩm mạ mang tính thương mại ra đời và pháttriển rực rỡ, bởi ý nghĩa vô cùng to lớn của lớp mạ.Mạ vừa có tính trang trí, lạivừa có tính bảo vệ.Mật độ dòng điện tăng lên, năng suấ
Trang 1MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 4
LỜI MỞ ĐẦU 5
CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 6
1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 6
1.2 Thông số các bể trong quá trình gia công 7
1.3 Thuyết minh dây chuyền 11
2 Thiết kế 12
2.1 Tính toán kích thước bể 12
2.1.1 Diện tích sản phẩm 12
2.1.2 Chế độ làm việc 12
2.1.3 Kế hoạch sản xuất 13
2.1.4 Thời gian gia công 13
2.1.5 Chọn kích thước khung 17
2.1.5.1 Chọn kích thước khung 17
2.1.5.2 Nhịp ra hàng lý thuyết của dây chuyền 18
2.5.1.3 Số bể mạ và số bể gia công: 18
2.5.1.4 Nhịp ra hàng thực tế 20
2.5.1.5 Hệ số tận dụng của thiết bị 21
2.1.6 Tính kích thước các bể: 22
2.1.6.2 Chiều rộng trong của bể 22
Trang 22.1.6.3 Chiều cao trong của bể 24
2.1.6.4 Thể tích của bể 24
2.1.7 Sơ đồ dây chuyền tự động: 26
2.1.8 Kích thước dây chuyền: 26
2.2 Chọn nguồn điện một chiều 26
2.2.1 Các thông số đầu vào 27
2.2.1.1 Cường độ dòng điện vào bể 27
2.2.1.2 Hiệu điện thế của bể 27
2.2.2 Tính toán chọn nguồn điện một chiều 28
2.2.2.1 Các bể phải cung cấp dòng điện một chiều 29
2.2.2.2 Điện năng tiêu thụ cho nguồn điện một chiều trong một năm 30 2.2.3 Tính toán điện năng để đun nóng dung dịch 31
2.2.3.1 Nhiệt lượng để đun nóng dung dịch 31
2.2.3.2 Nhiệt lượng để giữ nhiệt ổn định trong quá trình làm việc 32
2.3 Tính toán thông gió 38
2.3.1 Thể tích không khí cần hút khỏi mặt thống của bể 40
2.3.2 Phân luồng khí thải và chọn quạt 43
2.3.2.1 Luồng 1: 43
2.3.2.2 Luồng 2: 43
2.3.2.3 Luồng 3: 43
2.3.3 Điện năng tiêu thụ để chạy quạt thông gió trong một năm 44
2.4 Tính tiêu tốn nước rửa 45
2.5 Tiêu hao hóa chất và tiêu hao anốt 47
2.5.1 Tiêu hao hóa chất 47
2.5.1.1 Tiêu hao hóa chất trong một năm 47
Trang 32.5.1.2 Lượng tiêu hao hóa chất để hoàn thành kế hoạch năm 49
2.5.1.3 Lượng hóa chất tiêu tốn lúc đầu Hm 51
2.5.2 Tính tiêu hao anot 53
2.5.2.1 Lượng anot tiêu tốn hàng năm để hoàn thành kế hoạch năm 55
2.5.2.2 Lượng anot cho bể lúc ban đầu 55
3 Hệ thống xử lý nước thải 56
3.1 Sơ đồ xử lý nước thải 58
3.2 Thuyết minh sơ đồ 59
KẾT LUẬN 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
Trang 4NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế: Dây chuyền mạ Ni – Cr chi tiết vành xe máy.
Yêu cầu:
Chiều dày lớp mạ Ni mờ: 6,5 µmChiều dày lớp mạ Ni bán bóng: 5 µmChiều dày lớp mạ Ni bóng: 6 µmChiều dày lớp mạ Crôm: 0,5µm
- Hóa chất tiêu hao
- Nước, điện tiêu hao
Trang 5LỜI MỞ ĐẦU
Phương pháp mạ điện cũng đã có một lịch sử khá lâu, khoảng trên 200năm Kể từ năm 1805 do nhà bác học Luigi V Brugnatelli khai sinh ra đếnnay, ngành mạ điện cũng đã trải qua biết bao thăng trầm lịch sử Trong suốt
30 năm đầu, kĩ thuật mạ điện chỉ có thể nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.Nhưng cho đến khi máy phát điện ra đời thì kĩ thuật mạ điện đã bước sangmột kỷ nguyên mới Các sản phẩm mạ mang tính thương mại ra đời và pháttriển rực rỡ, bởi ý nghĩa vô cùng to lớn của lớp mạ.Mạ vừa có tính trang trí, lạivừa có tính bảo vệ.Mật độ dòng điện tăng lên, năng suất lao động tăng, quátrình mạ được tự động hóa từ một phần đến hoàn toàn Những dung dịch cùngvới các phụ gia mới làm cho lớp mạ đạt chất lượng tốt hơn Các lớp mạ đượcnghiên cứu phát triển để thỏa mãn cả yêu cầu chống ăn mòn lẫn trang trí, làmđẹp Kể từ sau chiến tranh thế giới thứ hai, người ta còn nghiên cứu thànhcông kĩ thuật mạ crom cứng, mạ đa lớp
Trong bài đồ án này, em được cơ Th.S.LÊ THỊ THU HẰNG giao chothiết kế dây chuyền mạ Ni - Cr tự động, mạ chi tiết tay nắm cửa Do còn hạnchế về thời gian và kiến thức, nên bài đồ án của em không thể tránh khỏinhững thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo tận tình của thầy, cơ
Trang 6Men+ + ne Meo Quá trình này là quá trình phóng điện của cation kim loại (quá trình khử), để thực hiện được như vậy phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau như:
- Cation mang vỏ hyđrat hoá Men+.nH2O di chuyển từ dung dịch vào bề mặtcatot (giai đoạn tiền hấp phụ)
- Cation mất vỏ hyđrat vào tiếp xúc trực tiếp với bề mặt catôt (giai đoạn hấpphụ)
- Electron từ catôt điền vào vành điện tử, hoá trị của cation biến nó thànhnguyên tử kim loại trung hồ ở dạng phóng điện
- Các nguyên tử kim loại này hoặc tạo thành mầm tinh thể mới, hoặc tham gianuôi lớn mầm tinh thể đã sinh ra trước đó Mầm lớn thành tinh thể kết thànhlớp mạ
1.1.1.2 Quá trình phụ
Song song với quá trình phóng điện của cation kim loai, còn có quátrình phóng điện của nước hoặc ion hyđrô và giải phóng khí H2
Trang 7Khi môi trường axit.
2H++2e H2
Khi môi trường kiềm hoặc trung tính.
2H2O+2e 2OH- + H2.Hoặc quá trình phóng điện của cation kim loại từ hoá trị cao về hoá trị thấp
4OH- 2H2O + O2 + 4e Các ion kim loại đi vào dung dịch mạ, còn khí thoát ra trên anôt Electron được chuyển vào mạch qua nguồn điện trở về catôt
Trang 81.2 Lý thuyết về lớp mạ Ni
1.2.1 Tính chất của niken
Niken (kền) là một kim loại có màu trắng bạc, dẻo dễ cán và rất mỏng, đánh bóng Độ cứng của lớp mạ niken phụ thuộc nhiều vào thành phần của dung dịch và điều kiện mạ, độ cứng của lớp mạ niken bóng từ 4500Mpa tới 5000Mpa, của lớp mạ niken mờ 2500Mpa tới 4000Mpa tương đương với 450(kg/cm2) tới 500(kg/cm2) và 250(kg/cm2) tới 400(kg/cm2) Giới hạn bền là 400Mpa tới 500Mpa, độ dãn dài tương đối là 40% Trong lĩnh vực mạ điện niken là một trong các kim loại quý, quan trọng nhất, thông dụng nhất Trong lĩnh vực vật liệu từ niken là một vật liệu quan trọng có hệ số giãn nở nhiệt nhỏnhất, tính sắt từ được bảo toàn tới 358oC, điện trở riêng là 7.10-8 (.m) khả năng phản xạ ánh sáng 58% tới 62% Trọng lượng riêng 8,9 (g/cm2) Nhiệt độ nóng chảy là 1452oC, nhưng lớp mạ có thể làm việc ở 650oC Lớp mạ thường cứng, giòn nếu nung tới 900oC sẽ mềm và dẻo lại
Điện thế tiêu chuẩn của niken là -0,25(V) Trong mọi môi trường lớp
mạ niken đều là lớp mạ catôt đối với sắt và thép, vì vậy điều kiện cơ bản để lớp mạ kền bảo vệ được lền sắt thép là phải phủ kín hoàn toàn, không châm kim, không lỗ xốp, chiều dày của lớp mạ trong môi trường ăn mòn mạnh phải
từ 25m trở lên
Trọng lượng nguyên tử của kim loại niken M=58,70(gam) Trong các hợp chất thường gặp niken với hóa trị +2 và một số hóa trị +3 Ở điều kiện khíquyển bề mặt luôn được bao phủ một lớp ôxit mỏng trong suốt làm thụ động
bề mặt của nó Nếu khí quyển có chứa lưu huỳnh (S), bề mặt sẽ nhanh chóng
bị mờ đi Trong nước niken rất bền Trong H2SO4 và HCl thì niken tan chậm hơn, trong HNO3 loãng thì dễ tan nhưng trong HNO3 đặc thì bị thụ động Niken bền trong các dung dịch kiềm đặc, loãng, nóng chảy
Trang 9Niken là kim loại khá đắt cần phải tiết kiệm, để giảm tiêu tốn niken cho lớp mạ nhưng vẫn phải đảm bảo khả năng bảo vệ nền thường người ta tiến hành mạ thành nhiều lớp chồng lên nhau, hoặc mạ lót đồng…
1.2.2 Ứng dụng của lớp mạ niken
Mạ niken được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế tạo máy móc, dụng cụ, các đồ dùng trong nhà để bảo vệ khỏi ăn mòn và tăng vẻ đẹp cho chúng
Niken bền hơn sắt vì vậy trong công nghiệp hóa chất thường mạ niken
để bảo vệ cho các máy móc, dụng cụ và đường ống Trường hợp này lớp mạ dày hàng trăm micromet Lớp mạ dày, ứng suất lớn dễ bị bóng khỏi bề mặt chitiết vì vậy phải tiến hành nhiệt luyện khử bỏ ứng suất làm cho lớp mạ dẻo trở lại
Mạ niken còn được dựng để tăng tính chịu mài mòn như trong kĩ thuật
in người ta mạ niken cho các khuôn bản in tăng độ cứng và độ chịu mài mòn cho chúng
Mạ niken còn được dựng để tăng tính chịu mài mòn như trong kĩ thuật
in người ta mạ niken cho các khuôn bản in tăng độ cứng và độ chịu mài mòn cho chúng
Trong công nghiệp chế tạo các thiết bị quang học… người ta còn áp dụng mạ kền đen Thành phần của kết tủa đen này gồm có 75% là pha kim loại, nó chính là niken phân bố vào khối kền sunfat và kẽm hydroxit Chiều dày từ 0,5m tới 1m, có khả năng hấp thụ ánh sáng rất tốt
Mạ niken bóng là một công nghệ tiên tiến và ngày nay được dựng khá phổ biến trong việc tạo lớp mạ bảo vệ và trang sức cho hàng mạ Hoặc người
Trang 10ta có thể mạ niken hai hay nhiều lớp chồng lên nhau tạo lớp mạ kín hơn bảo
vệ nền tốt hơn
Lớp mạ kền đen có chứa nhiều lưu huỳnh nên dùng cho điện phân nướckhá tốt, quá thế hydro và oxy trên nó rất thấp Điện thế phóng điện trên nó xấp
xỉ với điện thế phóng điện trên điện cực bạch kim
Ngoài ra còn nhiều ứng dụng khác như mạ kền xốp chế tạo “la men” dùng trong chế tạo ắc quy, màng lọc…
1.2.3 Các loại lớp mạ niken
1.2.3.1 Lớp mạ Ni mờ
Ni là kim loại thuộc nhóm sắt (Fe, Co, Ni) có từ tính Về mặt điện hóa chúng
có chung các đặc điểm sau:
- Dòng điện trao đổi bộ, chính vì vậy tốc độ tạo mầm tinh thể rất nhanh vàkích thước tinh thể rất nhỏ
- Phân cực catot rất lớn ngay khi kết tủa từ dung dịch muối đơn, nên lớp
mạ có cấu trúc tinh thể mịn
- Quá thế thoát hydro trên chúng bộ nên hydro dễ thoát ra, nên quá trình
mạ Ni rất nhạy với nồng độ ion H+ và nhiệt độ dung dịch
Dung dịch mạ Ni có thể thay đổi thay đổi các chất có trong để thu đượclớp mạ bán bóng, mạ bóng hay làm lớp lót cho các lớp mạ khác
1.2.3.2 Mạ Ni bán bóng
Kền (Ni) là một kim loại trắng bạc, dẻo, dễ cán, đánh bóng…Độ cứngcủa Ni phụ thuộc vào điều kiện mạ và dung dịch mạ ( thông thường là 4500
Trang 11Mpa đến 5000 Mpa với lớp mạ bóng ) Giới hạn bền 400 đến 500 Mpa, độgiòn tương đối là 40%, điện trở suất là 0,07.10-6 (ôm.một), khả năng phản xạánh sáng là 58 đến 62%, từ tính cao, trọng lượng riêng là 8,9 g/cm3, nhiệtnóng chảy là 1452oC Lớp mạ Ni có thể làm việc tới nhiệt độ 6500C nếu lớnhơn nhiệt độ này lớp mạ bị giòn Nhưng nếu nung tới nhiệt độ 9000C lớp mạ
sẽ dẻo trở lại Ni thông thường có hóa trị II nhưng một số trường hợp nó cóhóa trị III
Trong không khí Ni bị bao phủ bởi một lớp oxyt mỏng trong suốt tựsinh ra do Ni tác dụng với oxy không khí Lớp oxyt này vừa bền, trong suốtcho nên lớp mạ Ni trong không khí luôn bền, sáng bóng nếu như lớp mạ nàykín Cũng chính vì lý do này mà Ni là kim loại quan trọng công nghệ mạ Kền bền trong nước tự nhiên, nước cất và nước chảy Kền dễ bị ăn mòntrong nước biển tự Trong H2SO4 và HCl loãng kền tan chậm hơn Fe Kền dễtan trong HNO3 loãng, nhưng lại thụ động trong HNO3 đặc Kền không tácdụng với N2 cho dù nhiệt độ tăng đến 14000C Kền bền trong các dung dịchkiềm và trong kiềm nóng chảy, các axit hữu cơ chỉ tác dụng với kền khi tiếpxúc lâu ngày với nó Kền không làm hỏng các vitamin, không độc
Trang 12Lớp mạ Ni bán bóng cho độ kín cao, dễ gia công, ứng suất nội bộ, độgắn bám nền và kim loại khác cao cho nên nó được dựng lớp mạ lót Lớp Nibóng cho độ bóng cao, cứng cao nhưng ứng suất nội cao cho nên người ta mạ
Ni bóng sau bán bóng để tăng tính trang sức và bảo vệ cho lớp mạ Ni
Dung dịch mạ Ni không cho hiệu suất 100%, do sự thoát khí H2 và dẫnđến làm rỗ lớp mạ và gây cản trở sự khuếch tán Ni2+ từ dung dịch vào catot vìvậy ta phải sục khí cho H2 thoát nhanh
Trong dung dịch cấu tử chính là NiSO4 độ hòa tan lớn Các dung dịchhiện đại thường dùng nồng độ lớn hơn 300 g/l và thường làm ở nhiệt độ cao(40 đến 70 0C)
Chất đệm sử dụng trong dung dịch là H3BO3 có tác dụng ổn định pHtrong dung dịch mạ cũng như lớp dung dịch sát catot nơi H2 bay ra làm kiềmhóa dung dịch Nồng độ tối ưu của chất đệm là 20 đến 40 g/l Đối với dungdịch pH thấp thì chất đệm NaF thích hợp hơn
Ion Cl- trong dung dịch có tác dụng chống thụ động hóa anot Sự cómặt của ion Cl- vừa làm tăng độ dẫn điện vừa phá hủy lớp thụ động kết tủatrên anot
Nhiệt độ thấp làm lớp mạ giòn, tốc độ mạ chậm Mật độ dòng cao làmlớp mạ giòn dễ cháy, hiệu suất dòng giảm nhanh Tạp chất làm giảm nhiều cơtính của lớp mạ Mạ Ni rất nhạy với tạp chất, chất có thể sinh ra từ nhiềunguồn như sử dụng hóa chất không sạch, do vật mạ rơi xuống rồi tan ra sinh racặn, mùn anot, nước rửa không sạch, ăn mòn thiết bị, dụng cụ…Các tạp chấtnguồn gốc hữu cơ sinh ra do vật gia công rửa chưa sạch, vải có dầu mỡ thôi
ra, giá treo chưa sạch, từ tay chân công nhân của công nhân, xác động vật chết( gián, thạch sùng …chết rơi vào bể mạ ) Tạp chất khí thoát ra chủ yếu từ
Trang 13catot, CO2 thoát ra khi dựng Na2CO3 để điều chỉnh pH Không khí lẫn vàotrong quá trình bơm, lọc gây giòn, rỗ lớp mạ Các ion có hại khi mạ Ni là Fe,
Zn, Pb, Cu, Cr ngoài ra còn có các tạp chất hữu cơ
Cu làm nhám lớp mạ ở vùng DC thấp, Fe làm lớp mạ rỗ, sọc dài, nhámkhi pH cao Zn làm lớp mạ tối, sọc đen hoặc nâu Pb làm lớp mạ tối bongthành vảy nhỏ như bột Al và Si làm nhám nhẹ bề mặt và làm mờ lớp mạ bóngkhi dựng DC trung bình và cao Cr làm tăng nhẹ khả năng phân bố nhưng lạilàm giảm tính bảo vệ của lớp mạ Anion NO3- (do tẩy trong dung dịch HNO3,sau đó rửa không sạch) làm kền khó mạ, catot bị đen và lớp mạ dễ bong Chấthữu cơ gây rỗ, giòn, nhám cho lớp mạ, làm mờ hay vệt mây trên lớp mạ bóng Hàm lượng tạp chất cho phép như sau (g/l) : Fe ≤0,1; Cu ≤ 0,02; Zn ≤0,01; Pb ≤0,001; Cr ≤ 0,04; Sn ≤ 0,02; S ≤ 0,005; Al ≤ 0,06; Ca ≤ 0,5
Mỗi lần bổ sung điều chỉnh dung dịch nên kết hợp xử lý để loại bỏ Fe,
Cu và chất hữu cơ, đôi khi cả Zn nữa
Khi Fe trên 0,1 g/l phải xử lý bằng cách : axit hóa dung dịch đến pH 3,5– 4,0; đun nóng lên 50-600C, cho thêm H2O2 vào để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+,khuấy mạnh bằng không khí nén; kiềm hóa dung dịch đến pH = 6,0 kết tủa
Fe3+ dưới dạng Fe(OH)3 Một số chất hữu cơ bị Fe(OH)3 hấp phụ cũng đượcloại theo khi lọc bỏ kết tủa Chỉnh lại pH và bắt đầu làm việc lại
Khi hàm lượng Cu trên 0,02 g/l thì phải loại bỏ bằng cách axit hóa dungdịch tới pH = 2,5 đến 3,5 và mạ xử lý ở điện thế 0,8 đến 1,0 V, mật độ dòng0,1 đến 0,2 A/dm2 trên catot lượn sóng trong nhiều giờ cho tới khi được lớp
mạ sáng
Loại bỏ Zn bằng cách cho thêm nước vôi vào
Trang 14Loại bỏ Cr bằng cách cho 1,2 g/l thuốc tím hay 2,4 g/l PbSO4 vào dungdịch hay khử Cr6+ thành Cr3+ ở pH thấp ( pH bằng 3 và khuấy ) rồi tăng nhiệt
độ nên 750C sau đó kết tủa ở pH cao
1.2.3.3 Mạ Ni bóng
Mạ NiKel bóng cho lớp mạ có độ bóng cao nhưng giòn, độ kín nhỏ hơncủa lớp mạ Ni bán bóng Mạ Ni bóng dung dịch có thành phần giống như mạ
Ni bán bóng nhưng có thêm phụ gia bóng
Vai trò của các chất trong mạ Ni bóng giống như trong mạ Ni bán bóng.Riêng 1,4butindiol có tác dụng làm vật mạ bóng hơn Về vai trò của các chấtlàm bóng hiện nay còn nhiều quan điểm khác nhau và chưa đi tới thống nhất.Hiện nay quan điểm được công nhận nhiều nhất là: 1,4 butindiol được hấp phụlên bề mặt vật mạ, trên lớp mạ Ni bán bóng làm thay đổi tốc độ và khả năngphóng điện của Ni2+ và như vậy ta sẽ được lớp mạ mịn hơn
Các hư hỏng khi mạ Ni và cách nhận biết:
Khi mạ Ni thường xảy ra một số sự cố làm lớp mạ không đạt yêu cầu ta
có thể nhận biết nguyên nhân gây hỏng lớp mạ dựa vào bề mặt lớp mạ
Lớp mạ bong trúc : Do tẩy dầu mỡ, rỉ bề mặt vật mạ chưa sạch
Lớp mạ gai dỏm : Do dung dịch cặn đục, do tẩy chưa sạch
Lớp mạ có màu cam nhạt do dung dịch bị lẫn dầu mỡ
Lớp mạ bị dòn do pH cao hay quá thấp Sau khi mạ Ni bóng vật mạđược rửa 3 lần rồi đem mạ Cr
1.2.3.3 Mạ Cr
Crôm(Cr) là kim loại trắng bạc, ánh xanh, độ cứng rất cao và chịu màimòn rất tốt Trọng lượng nguyên tử là 52,01 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy là
Trang 151750 đến 1850 0C Chúng ta thấy rằng theo như điện thế tiêu chuẩn củaCr/Cr3+ = 0,7V thì Cr là kim loại hoạt động nhưng trong khí quyển nó sinh ramột màng oxyt mỏng rất kín, chắc,chống ăn mòn tốt và giữ được lâu trongkhông khí Cr bền trong khí quyển chứa H2S, SO2, trong H2SO4, HNO3,
H3PO4, axit hữu cơ, dung dịch kiềm.Nhưng trong HCl, H2SO4, NaOH nóng nó
bị hòa tan do lớp oxyt bị phá hủy
Trong Hợp chất Cr có hóa trị 6 và hóa trị 3 Hợp chất Cr3+ có tính oxyhóa mạnh, CrO3 hòa tan trong nước tạo ra hỗn hợp axit cromic Đương lượngđiện hóa của Cr3+ là 0,648 g/Ah, Cr6+ là 0,324 g/Ah Lớp mạ Cr có tính trangsức, bảo vệ cao Khi mạ trên nền Ni nó gắn bám tốt, nâng cao đáng kể cơ tínhcủa lớp mạ Ni vì độ cứng rất cao lại bền hóa
Lớp mạ Cr gắn bám tốt lên nền Cu, Fe, Ni… và cho ta lớp mạ có cơtính cao, tính trang sức,bảo vệ tốt nên nó là lớp mạ ưu việt để mạ các sảnphẩm vệ sinh, đồ dùng cá nhân
Trong dung dịch này CrO3tan trong nước tạo thành hỗn hợp các axit Cromic.Tất cả axit Cromic là các axit mạnh Quá trình mạ Cr rất khác với quá trình
mạ các kim loại
Mạ Cr tiến hành trực tiếp từ hỗn hợp các axit Cromic (H2CrO4 và
H2CrO7) chứ không phải muối kim loại kết tủa
Dung dịch mạ nhất thiết phải có mặt các ion hoạt hóa ( thông thường
Trang 16Không dùng anot crom hòa tan mà dựng anot trơ bằng hợp kim chì vàcần giữ tỷ lệ diện tích anot và catot trong giới hạn là từ ½ đến 2/3.
Khi mạ Cr các ion ảnh hưởng đến là Fe, Cu, Ni, NO3-, NO2, Cl-…
- Trong dung dịch phải có ion xúc tác
- Mật độ dòng điện lớn hơn rất nhiều so với quá trình mạ khác
- Lớp mạ thay đổi phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và mật độ dòng điện
- Hiệu suất dòng điện rất thấp
Trang 17
Mạ Ni bóng
Rửa thu hồi 1
Rửa thu hồi 2
Mạ Ni bán bóng
Rửa nước nóngSấy Sản Phẩm
Trang 181.2 Thông số các quá trình gia công.
Bảng thông số các quá trình gia công ST
Trang 201.3 Thuyết minh dây chuyền.
nâng đưa giá mạ vào bề tẩy dầu nóng
rửa nước 1, để loại bỏ các tạp bẩn còn dính trên giá mạ
Trang 21- Sau đó giá được đưa vào gia công tại bề tầy dầu
điện, tại đây, giá mạ đóng vai trị là anot, còn catot là các tấm thép không rỉ
điện giá mạ được chuyển sang bể rửa nước 2, để loại bỏ các tạp bẩn còn dính
trên giá mạ
được ngâm trong 5 phút
chuyển qua lần lượt bề rửa nước 3 & bể rửa nước 4 để loại sạch tạp bẩn và
axit còn dính trên vật mạ
thu hồi 1 & 2
hành hoạt hóa trước mạ Crôm
nước nóng để giúp vật mạ mau khô
Trang 22- Giá mạ được đưa đến vị trí tháo sản phẩm.
2 Thiết kế.
2.1 Tính toán kích thước bể.
2.1.1 Diện tích sản phẩm.
Chi tiết mạ là tay nắm cửa
Tay nắm cửa có hình dạng như sau:
Vật mạ được làm bằng thép, đúc thành khối có dạng như trên hình vẽ
Các kích thước, ta ước lượng được diện tích tay nắm cửa là: 2 dm 2
Công suất dây chuyền một năm phải đạt được: 12.000 dm2
Số vật mạ phải mạ được trong năm:
1.200.000/2= 600.000 (sản phẩm)
2.1.2 Chế độ làm việc.
Chọn chế độ làm việc 2 ca / ngày, mỗi ca 8 h
Do quy trình sản xuất là tự động, nên tổng thời gian sửa chữa, bảodưỡng thiết bị là 3 % thời gian san xuất
Ở Việt Nam, số ngày nghỉ lễ là 8 ngày/ năm.1 năm có 52 tuần, tuần làmviệc 5 ngày (nghỉ thứ 7, chủ nhật) Do đó, số ngày làm việc thực tế là:
Quỹ thời gianthực tế (giờ)
Thời gian làmviệc trong mộtngày( giờ)
2.1.3 Kế hoạch sản xuất.
Trang 23Do sản xuất bao giờ cũng có phế phẩm, vì vậy năng suất thực tế phảicao hơn năng suất yêu cầu Ta chọn tỷ lệ phế phẩm là 5 %.
Công suất thực tế của dây chuyền:
Diệntích
2.1.4 Thời gian gia công.
Thời gian mạ điện τ được tính theo công thức:
τ2 là thời gian thao tác, di chuyển gá và tháo nắp , phút.Khi điện kết tủa kim loại, τ 1 được tính theo công thức (2.1) - PPTKXMĐ/17
Trang 24- Trọng lượng riêng kim loại mạ ( niken) (tra phụ lục 10):
Đối với dây chuyền tự động: τ 2 chiếm khoảng 1- 2 phút
Vậy thời gian mạ niken mờ là khoảng 10 phút
Trang 25Đối với dây chuyền tự động: τ 2 chiếm khoảng 1- 2 phút.
Vậy thời gian mạ niken bán bóng là khoảng 8 phút
Đối với dây chuyền tự động: τ 2 chiếm khoảng 1- 2 phút
Vậy thời gian mạ niken bóng là khoảng 8 phút
Trang 26- Mật độ dòng catot:
- Hiệu suất dòng điện ( phụ lục 13):
η = 15 %Vậy τ 1 = ( 0,00005 7,0 60)/(0,324 0,2 0,15) , phút
Đối với dây chuyền tự động: τ 2 chiếm khoảng 1- 2 phút
Vậy thời gian mạ Crôm là khoảng 4phút
Nếu tất cả các khâu làm việc một cách tuần tự (chỉ có 1 bể mạ đốivới các quá trình mạ và một bộ tự hành), thì thời gian tối đa để xuất ra được 1
mẻ chính là thời gian của khâu chậm nhất (ở đây là khâu mạ Ni Mờ):
T0 = 10 ,phút
2.1.5 Chọn kích thước khung.
2.1.5.1 Chọn kích thước khung.
Chọn kích thước khung sao cho:
Mỗi khung treo được 30 vật mạ
Số đơn vị tải trên một khung: y o = 30.0,02 = 0,6 m 2
Mỗi một đơn nguyên bể có 1 cầu catot.
Trọnglượng 1
Kích thướckhung
Kế hoạch sản xuất
Trang 27mạ (cái/
khung)
vật mạ trênkhung
khung(kg)
(mm)LxHxW
2.1.5.2 Nhịp ra hàng lý thuyết của dây chuyền.
Nhịp ra hàng của dây chuyền cũng chính là nhịp ra hàng của từng khâu,
là thời gian giữa hai lần lấy hàng
Nhịp ra hàng lý thuyết được tính theo công thức sau :
Trang 28Tck là thời gian chuẩn bị - kết thúc sản xuất mỗi ngày, đây là thời gian chuẩn
bị cho mẻ mạ đầu tiên đưa vào bể mạ và thời gian kết thúc mẻ cuối cùng saukhi lấy ra từ bể mạ, hay đây chính là thời gian gia công hàng mạ không kể sấyT*
Quy tròn là 1 đơn nguyên bể
b Bể tẩy dầu điện:
n2 = 5/10,3 =0,468
Quy tròn là 1 đơn nguyên bể
c Bể tẩy gỉ:
Trang 29Quy tròn là 1 đơn nguyên bể.
h Các bể khác có thời gian gia công nhỏ hơn 10 phút thì số đơn nguyên bể là 1.
Trang 30Đối với mạ nhiều lớp thì nhịp hàng thực tế được quyết định bởi khâu
Tẩygỉ
Mạ Ni
mờ Mạ Ni bán bóng
Mạ Nibóng
MạCrôm
Ti
Vậy qua bảng số liệu ta thấy khâu tẩy dầu nóng là có NTT lớn nhất, cũng
là khâu có tốc độ ra hàng chậm nhất Nên tốc độ ra hàng của dây chuyền bằngtốc độ ra hàng của khâu tẩy dầu nóng
Trang 31Năng suất mỗi giờ của dây chuyền tự động.
Năng suất mỗi giờ của dây chuyền tự động được tính theo công thức:
m: số dây chuyền tự động tính được, m = 0,97
mt: số dây chuyền tự động đã quy tròn, mt = 1
Suy ra:
K= 0,97
1 = 0,97
Trang 32Hệ số sử dụng thiết bị tự động là khá cao.
2.1.6 Tính kích thước các bể:
Mỗi bể treo một khung mạ (1 cầu catot)
2.1.6.1 Chiều dài trong của bể.
Chiều dài trong của bể được tính theo công thức:
LT = n1.L1 + ( n1 – 1 ).L2 + 2.L3, mm
Trong đó :
LT : Chiều dài trong của bể, mm
n1 : Số khung ( số đơn vị tải ) trên một cầu treo, chiếc
L1 : Kích thước khung treo theo chiều dài bể, mm
L2 : Kích thước giữa các khung, mm
Ta có tương ứng các giá trị như sau :
n1 = 1; L1 = 990 mm ; L2 = 0 Chọn L3 = 150 mm
Suy ra được :
L = 1.990 + 2.150 = 1290 mm
Quy chuẩn là 1300 mm
2.1.6.2 Chiều rộng trong của bể.
Chiều rộng trong của bể được tính theo công thức:
WT = n2.W1 + 2n2.W2 + 2W3 + n3.d, mm
Trong đó:
WT : chiều rộng trong của bể, mm
W1 : kích thước lớn nhất của vật mạ theo chiều rộng bể,mm
W2 : khoảng cách giữa anot và vật mạ tại điểm gần nhất,mm
W3 : khoảng cách giữa thành bể và anot, mm
Trang 33n2: số cầu catot, chiếc.
n3 : số cầu anot, chiếc
d : chiều dày anot, mm
Ta có :
W1 = 150 mm, n2 =1; n3 = 2Chọn W3 = 50 mm; W2 = 150 mm, chiều dày anot d = 10 mm.Suy ra :
WT = 1.150 + 2.1.100 + 2.100 + 2.10 = 620 mm
Để để dễ gia công, vận hành và sửa chữa ta quy chuẩn thành 650 mm
2.1.6.3 Chiều cao trong của bể.
Chiều cao trong của bể được tính theo công thức:
HT = H1 + H2 + H3 + H4 , mm
Trong đó :
HT : chiều cao bên trong của bể, mm
H1 : chiều cao khung chưa kể móc treo, mm Có H1 = 420mm
H2 : khoảng cách từ đáy bể đến cạnh dưới của khung, mm
HT = 800 mm