đồ án thiết kế xưởng mạ kền

Phương pháp mạ điện cũng đã có một lịch sử khá lâu, khoảng trên 200 năm. Kể từ năm 1805 do nhà bác học Luigi V. Brugnatelli khai sinh ra đến nay, 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 sang một kỷ nguyên mới. Các sản phẩm mạ mang tính thương mại ra đời và phát triển rực rỡ, bởi ý nghĩa vô cùng to lớn của lớp mạ.Mạ vừa có tính trang trí, lại vừa có tính bảo vệ.Mật độ dòng điện tăng lên, năng suất lao động tăng, quá trình mạ được tự động hóa từ một phần đến hoàn toàn. Những dung dịch cùng với các phụ gia mới làm cho lớp mạ đạt chất lượng tốt hơn. Các lớp mạ được nghiên cứu phát triển để thỏa mãn cả yêu cầu chống ăn mòn lẫn trang trí, làm đẹp... Kể từ sau chiến tranh thế giới thứ hai, người ta còn nghiên cứu thành công kĩ thuật mạ crom cứng, mạ đa lớp...

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 4

LỜI MỞ ĐẦU 5

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 17

1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 17

1.2 Thông số các bể trong quá trình gia công 18

1.3 Thuyết minh dây chuyền 21

2 Thiết kế 23

2.1 Tính toán kích thước bể 23

2.1.1 Diện tích sản phẩm 23

2.1.2 Chế độ làm việc 23

2.1.3 Kế hoạch sản xuất 23

2.1.4 Thời gian gia công 24

2.1.5 Chọn kích thước khung 27

2.1.5.1 Chọn kích thước khung 27

2.1.5.2 Nhịp ra hàng lý thuyết của dây chuyền 28

2.5.1.3 Số bể mạ và số bể gia công: 29

2.5.1.4 Nhịp ra hàng thực tế 30

2.5.1.5 Hệ số tận dụng của thiết bị 32

2.1.6 Tính kích thước các bể: 32

2.1.6.2 Chiều rộng trong của bể 33

2.1.6.3 Chiều cao trong của bể 34

2.1.6.4 Thể tích của bể 34

2.1.7 Sơ đồ dây chuyền tự động: 36

2.1.8 Kích thước dây chuyền: 36

2.2 Chọn nguồn điện một chiều 37

2.2.1 Các thông số đầu vào 37

2.2.1.1 Cường độ dòng điện vào bể 37

2.2.1.2 Hiệu điện thế của bể 38

2.2.2 Tính toán chọn nguồn điện một chiều 39

2.2.2.1 Các bể phải cung cấp dòng điện một chiều 39

2.2.2.2 Điện năng tiêu thụ cho nguồn điện một chiều trong một năm 41

2.2.3 Tính toán điện năng để đun nóng dung dịch 42

2.2.3.1 Nhiệt lượng để đun nóng dung dịch 42

2.2.3.2 Nhiệt lượng để giữ nhiệt ổn định trong quá trình làm việc 43

2.3 Tính toán thông gió 49

2.3.1 Thể tích không khí cần hút khỏi mặt thống của bể 51

2.3.2 Phân luồng khí thải và chọn quạt 53

2.3.2.1 Luồng 1: 54

2.3.2.2 Luồng 2: 54

2.3.2.3 Luồng 3: 54

2.3.3 Điện năng tiêu thụ để chạy quạt thông gió trong một năm 55

2.4 Tính tiêu tốn nước rửa 55

2.5 Tiêu hao hóa chất và tiêu hao anốt 58

2.5.1 Tiêu hao hóa chất 58

2.5.1.1 Tiêu hao hóa chất trong một năm 58

2.5.1.2 Lượng tiêu hao hóa chất để hoàn thành kế hoạch năm 59

2.5.1.3 Lượng hóa chất tiêu tốn lúc đầu Hm 61

2.5.2 Tính tiêu hao anot 64

2.5.2.1 Lượng anot tiêu tốn hàng năm để hoàn thành kế hoạch năm 66

2.5.2.2 Lượng anot cho bể lúc ban đầu 66

3 Hệ thống xử lý nước thải 67

3.1 Sơ đồ xử lý nước thải 68

3.2 Thuyết minh sơ đồ 69

KẾT LUẬN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

- Hóa chất tiêu hao

- Nước, điện tiêu hao

LỜI MỞ ĐẦU

Phương pháp mạ điện cũng đã có một lịch sử khá lâu, khoảng trên 200 năm Kể từ năm 1805 do nhà bác học Luigi V Brugnatelli khai sinh ra đến nay, 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 sang một kỷ nguyên mới Các sản phẩm mạ mang tính thương mại ra đời và phát triển rực rỡ, bởi ý nghĩa vô cùng to lớn của lớp mạ.Mạ vừa có tính trang trí, lại vừa có tính bảo vệ.Mật độ dòng điện tăng lên, năng suất lao động tăng, quá trình mạ được tự động hóa từ một phần đến hoàn toàn Những dung dịch cùng với các phụ gia mới làm cho lớp mạ đạt chất lượng tốt hơn Các lớp mạ được nghiên cứu phát triển để thỏa mãn cả yêu cầu chống ăn mòn lẫn trang trí, làm đẹp Kể từ sau chiến tranh thế giới thứ hai, người ta còn nghiên cứu thành công kĩ thuật mạ crom cứng, mạ đa lớp

Trong bài đồ án này, em được cơ Th.S.LÊ THỊ THU HẰNG giao cho thiết kế dây chuyền mạ Ni - Cr tự động, mạ chi tiết tay nắm cửa Do còn hạn chế về thời gian và kiến thức, nên bài đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo tận tình của thầy, cơ

Men+ + 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 mặt catot (giai đoạn tiền hấp phụ)

- Cation mất vỏ hyđrat vào tiếp xúc trực tiếp với bề mặt catôt (giai đoạn hấp phụ)

- Electron từ catôt điền vào vành điện tử, hoá trị của cation biến nó thành nguyên tử kim loại trung hồ ở dạng phóng điện

- Các nguyên tử kim loại này hoặc tạo thành mầm tinh thể mới, hoặc tham gia nuôi lớn mầm tinh thể đã sinh ra trước đó Mầm lớn thành tinh thể kết thành lớp mạ

1.1.1.2 Quá trình phụ

Song song với quá trình phóng điện của cation kim loai, còn có quá trình phóng điện của nước hoặc ion hyđrô và giải phóng khí H2

Khi 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

1.2 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 nhỏ nhất, 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 650o

C 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 25m 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 khí quyển 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

Niken 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 chi tiết 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 0,5m tới 1m, 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

ta 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 nước khá 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 và kích 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 được lớp 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 cứng của Ni phụ thuộc vào điều kiện mạ và dung dịch mạ ( thông thường là 4500

Mpa đến 5000 Mpa với lớp mạ bóng ) Giới hạn bền 400 đến 500 Mpa, độ giòn tương đối là 40%, điện trở suất là 0,07.10-6

(ôm.một), khả năng phản xạ ánh sáng là 58 đến 62%, từ tính cao, trọng lượng riêng là 8,9 g/cm3

, nhiệt nóng chảy là 1452oC Lớp mạ Ni có thể làm việc tới nhiệt độ 6500C nếu lớn hơn nhiệt độ này lớp mạ bị giòn Nhưng nếu nung tới nhiệt độ 9000

Lớp mạ Ni bán bóng cho độ kín cao, dễ gia công, ứng suất nội bộ, độ gắn bám nền và kim loại khác cao cho nên nó được dựng lớp mạ lót Lớp Ni bóng 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 dẫn đến làm rỗ lớp mạ và gây cản trở sự khuếch tán Ni2+

từ dung dịch vào catot vì vậy ta phải sục khí cho H2 thoát nhanh

Trong dung dịch cấu tử chính là NiSO4 độ hòa tan lớn Các dung dịch hiện đại thường dùng nồng độ lớn hơn 300 g/l và thường làm ở nhiệt độ cao (40 đến 70 0

C)

Chất đệm sử dụng trong dung dịch là H3BO3 có tác dụng ổn định pH trong dung dịch mạ cũng như lớp dung dịch sát catot nơi H2 bay ra làm kiềm hóa dung dịch Nồng độ tối ưu của chất đệm là 20 đến 40 g/l Đối với dung dịch pH thấp thì chất đệm NaF thích hợp hơn

Ion Cl- trong dung dịch có tác dụng chống thụ động hóa anot Sự có mặt của ion Cl- vừa làm tăng độ dẫn điện vừa phá hủy lớp thụ động kết tủa trên anot

Nhiệt độ thấp làm lớp mạ giòn, tốc độ mạ chậm Mật độ dòng cao làm lớp mạ giòn dễ cháy, hiệu suất dòng giảm nhanh Tạp chất làm giảm nhiều cơ tính của lớp mạ Mạ Ni rất nhạy với tạp chất, chất có thể sinh ra từ nhiều nguồn như sử dụng hóa chất không sạch, do vật mạ rơi xuống rồi tan ra sinh ra cặn, mùn anot, nước rửa không sạch, ăn mòn thiết bị, dụng cụ…Các tạp chất nguồn 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

catot, CO2 thoát ra khi dựng Na2CO3 để điều chỉnh pH Không khí lẫn vào trong 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, nhám khi pH cao Zn làm lớp mạ tối, sọc đen hoặc nâu Pb làm lớp mạ tối bong thành vảy nhỏ như bột Al và Si làm nhám nhẹ bề mặt và làm mờ lớp mạ bóng khi dựng DC trung bình và cao Cr làm tăng nhẹ khả năng phân bố nhưng lại làm 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 Chất hữu 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 50-600

C, 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 được loại 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 dung dịch tới pH = 2,5 đến 3,5 và mạ xử lý ở điện thế 0,8 đến 1,0 V, mật độ dòng 0,1 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

Loại bỏ Cr bằng cách cho 1,2 g/l thuốc tím hay 2,4 g/l PbSO4 vào dung dịch 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 hơn của 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 chất làm 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 phụ lên bề mặt vật mạ, trên lớp mạ Ni bán bóng làm thay đổi tốc độ và khả năng phóng 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 mạ được 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 mài mòn rất tốt Trọng lượng nguyên tử là 52,01 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy là

1750 đến 1850 0

C Chúng ta thấy rằng theo như điện thế tiêu chuẩn của Cr/Cr3+ = 0,7V thì Cr là kim loại hoạt động nhưng trong khí quyển nó sinh ra một màng oxyt mỏng rất kín, chắc,chống ăn mòn tốt và giữ được lâu trong không 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 oxy hóa mạnh, CrO3 hòa tan trong nước tạo ra hỗn hợp axit cromic Đương lượng điện hóa của Cr3+

là 0,648 g/Ah, Cr6+ là 0,324 g/Ah Lớp mạ Cr có tính trang sức, bảo vệ cao Khi mạ trên nền Ni nó gắn bám tốt, nâng cao đáng kể cơ tính của 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 cơ tính cao, tính trang sức,bảo vệ tốt nên nó là lớp mạ ưu việt để mạ các sản phẩm 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

Không dùng anot crom hòa tan mà dựng anot trơ bằng hợp kim chì và cần 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

Mạ Ni bóng

Rửa thu hồi 1

Rửa thu hồi 2

Mạ Ni bán bóng

Rửa nước nóng Sấy Sản Phẩm

1.2 Thông số các quá trình gia công

Bảng thông số các quá trình gia công

STT Công đoạn Thông số

Tên Tiêu chuẩn

- Vật mạ sau khi được gá lên giá mạ, được máy nâng đưa giá mạ vào bề

tẩy dầu nóng

- Sau một thời gian gia công, giá được đưa sang bể rửa nước 1, để loại bỏ

các tạp bẩn còn dính trên giá mạ

- 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

- Sau thời gian gia công là 5 phút tại bề tầy dầu điện giá mạ được chuyển sang bể rửa nước 2, để loại bỏ các tạp bẩn còn dính trên giá mạ

- Tiếp đó giá mạ được chuyển qua bề tẩy gỉ, và được ngâm trong 5 phút

- Sau thời gian gia công 5 phút, giá mạ được chuyển qua lần lượt bề rửa

nước 3 & bể rửa nước 4 để loại sạch tạp bẩn và axit còn dính trên vật mạ

- Sau đó được chuyển qua bề mạ Ni bán bóng

- Tiếp theo là bề mạ Ni sunfua cao

- Sau khi mạ, giá mạ được chuyển qua lần lượt bề thu hồi 1 & 2

- Rồi được đưa đi rửa nước tại bể rửa nước 5 & 6

- Sau đó được chuyển qua bề hoạt hóa để tiến hành hoạt hóa trước mạ Crôm

- Tiếp đó giá mạ được đưa vào bề mạ Crôm

- Sau đó qua lần lượt 2 bề thu hồi 3 & 4

- Rồi qua bề rửa nước 7 & 8

- Sau đó giá mạ được rửa nước nóng tại bể rửa nước nóng để giúp vật mạ mau khô

- 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, bảo dưỡng 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 làm việc 5 ngày (nghỉ thứ 7, chủ nhật) Do đó, số ngày làm việc thực tế là:

Quỹ thời gian thực tế (giờ)

Thời gian làm việc trong một ngày( giờ)

2.1.3 Kế hoạch sản xuất

Do sản xuất bao giờ cũng có phế phẩm, vì vậy năng suất thực tế phải cao hơn năng suất yêu cầu Ta chọn tỷ lệ phế phẩm là 5 %

 Công suất thực tế của dây chuyền:

Diện tích

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

- Trọng lượng riêng kim loại mạ ( niken) (tra phụ lục 10):

phút

Đối với dây chuyền tự động: 𝜏 2 chiếm khoảng 1- 2 phút

Vậy thời gian mạ niken mờ là khoảng 10 phút

Vậy 𝜏 1 = ( 0,0005 8,90 60)/(1,095 0,04 0,95) , phút

Đối 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

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 đối với 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

Trọng lượng 1 khung (kg)

Kích thước khung (mm) LxHxW

Kế hoạch sản xuất

Pn

(m2)

Số khung

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 :

N =

Pn

y k

Pn: là năng suất của dây chuyền Pn = 12600 m2/năm

k: là hệ số tính tới thời gian mất vào việc chuẩn bị - kết thúc sản xuất trong 1 ngày làm việc

Với chế độ làm 2 ca thì k = ( 16 – Tck )/16

Tck 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 sau khi lấy ra từ bể mạ, hay đây chính là thời gian gia công hàng mạ không kể sấy T*

Quy tròn là 1 đơn nguyên bể

b Bể tẩy dầu điện:

Quy 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

lớn nhất Ta có :

Bảng 4: Tỷ số giữa thời gian của công đoạn và số đơn nguyên bể

Mạ Crôm

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 bằng tốc độ ra hàng của khâu tẩy dầu nóng



Năng 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:

1

97 , 0



Hệ 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

n2: số cầu catot, chiếc

n3 : số cầu anot, chiếc

d : chiều dày anot, mm

Ta có :

W1 = 150 mm, n2 =1; n3 = 2 Chọn 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 = 420

15 Rửa nước 5 1 1300 800 650 676 676

2.1.7 Sơ đồ dây chuyền tự động:

Dây chuyền có 21 bể bố trí theo kiểu П, mỗi bên 11 bể, bể chuyển là bể

2.1.8 Kích thước dây chuyền: (kiểu giá trượt)

a Chiều dài dây chuyền:

Chiều dài dây chuyền được tính:

L = 1200.12 + 200.11 = 16600 mm = 16,6 m

b Chiều rộng dây chuyền:

Bể trống