Обоснование выбора темы проекта 10 2 page

Более распространены агрегаты струйной обработки непрерывного действия. Установка представляет собой туннельную камеру, состоящую из зон струйной обработки (обезжиривания, промывок, фосфатирования и пассивирования), стоков и тамбуров (входного и выходного). Число зон струйной обработки определяется технологическим процессом подготовки поверхности и может быть различным

(от 3 до 7).

В данном дипломном проекте подготовка поверхности двигателя осуществляется в две стадии: обезжиривание водным раствором, промывкой водой.

2 Описание технологического процесса

Материал покрытия водно-дисперсионная антикоррозионная грунтовка- эмаль “ Кронакрил ” серебристая 6 класс У2 по ТУ 2316-002-57471065-03.

Настоящие технические условия распространяются на грунтовку-эмаль различных цветов, представляющая собой суспензию пигментов, наполнителей, специальных добавок в дисперсии акриловых сополимеров.

Грунтовка-эмаль предназначается для окраски изделий из черных и цветных металлов после предварительной обработки. Поверхности, окрашенные грунтовками-эмалями, можно окрашивать водно-дисперсионными типа

ВД-АК и органоразбавляемыми лакокрасочными материалами типа ПФ, МЧ, МЛ, ГФ. Грунтовка-эмаль, нанесенная на поверхность в два слоя, может использоваться как самостоятельное покрытие, срок службы которого в условиях У1, УХЛ1(ГОСТ 9.401) не менее 2 лет.

Грунтовку-эмаль наносят кистью, валиком, краскораспылителем.

Окраска двигателя происходит по следующему процессу:

Двигатель на подвесном конвейере поступает в моечную машину (поз.2) непрерывного действия со струйной подачей жидкости.

Она представляет собой агрегат туннельного типа, разделенный на две камеры: первая - обезжиривания, вторая – промывки водой.

Каждая камера оборудована соответствующими ваннами, контурами труб с форсунками, насосами (поз.9₁, 9₂) с электродвигателями и нагревательными коллекторами.

Первая ванна заполнена моющим раствором Фоскон-204, вторая водой.

Жидкость через мембранный фильтр (поз.8) засасывается насосами (поз.9₁, 9₂) из ванн и подается под давлением в контуры труб.

При выходе из форсунок жидкость образует сплошную завесу, обрабатывает изделие и снова стекает в ванны.

В ванне промывки происходит непрерывная смена воды по мере ее использования. Использованная вода из ванны через сливную трубу стекает в канализацию, а чистая вода из водопровода непрерывно пополняет ванну до нужного уровня.

В ванне обезжиривания смена раствора происходит не чаще одного раза в сутки и поэтому специальных устройств, для непрерывного слива и пополнения ванны не предусмотрено.

Обработка изделий происходит в последовательности расположения камер.

Теплоносителем (поз.10) для нагрева жидкостей в ванне обезжиривания является насыщенный пар давлением – 3 атм.

Корпус моечной машины обшит металлическими листами и снаружи теплоизолирован совелитовыми плитами.

Для отсоса и выброса в атмосферу паровоздушной смеси, вырывающейся из проемов, служит вентиляционная установка, состоящая из вентилятора (поз.1₁) и электродвигателя, воздуховодов, соединенных с вентилятором и зонтами на входе и выходе машины.

При разогреве работа моечной машины с движением конвейера не связана.

Таблица 2- Последовательность и режим мойки двигателей

№№ пп	Наименование операций	Моющий Состав	Продолжи- тельность обработки мин.	Температура моющего состава С
1.   2.	Обезжиривание   Промывка	Фоскон-204   Вода	4,6   4,6

После моечной машины двигатель поступает в сушильную камеру (поз.4).

Сушильная камера – проходная, конвекционная с паровым обогревом и интенсивной обдувкой воздухом.

Температура сушки – 75 С.

Время сушки – 10 мин.

Корпус камеры представляет собой каркас с наружными теплоизоляционными ограждениями.

Изделия в камеру поступают на подвесном конвейере непрерывного действия.

Сушильное пространство камеры обогревается рециркулируемыми агрегатами, размещенными над камерой на площадке специальной опорной конструкции. Горячий воздух подается в камеру по воздуховодам, с двух сторон от каждого тепловентиляционного агрегата, через боковые щели.

Охлажденный воздух удаляется отсасывающими воздуховодами через окна, размещенные в перекрытии камеры. Часть рециркулируемого воздуха, насыщенного водяными парами, удаляется в атмосферу (поз.1₂, 1₄) через выхлопные патрубки и зонты. Такое же количество свежего воздуха подсасывается через открытые проемы.

Количество удаляемого воздуха регулируется дроссель - клапанами, установленными на наклонных патрубках.

Камера оборудуется приборами и аппаратурой для контроля и автоматического регулирования температуры. Контрольно – измерительные приборы и аппаратура размещены в специальном шкафу.

После сушки двигатель поступает в двух секционную окрасочную камеру (поз.6).

Камера проходная, распылительная двух секционная, с гидрофильтрами, с боковым отсосом и искусственным верхним притоком воздуха (поз.1₅).

Корпус камеры представляет собой металлический каркас, обшитый листовой сталью.

В боковой стенке каждой секции имеется дверь для входа в камеру. Спереди и сзади камера имеет проемы для прохода конвейера с деталями. Для удобства окрашивания деталей одним рабочим, секции камеры соединены между собой без перегородки.

Камера внутри освещается люминесцентными светильниками, располо-женными в стенках камеры.

Подача свежего воздуха в рабочую зону каждой секции осуществляется от централизованной приточной системы цеха через короба. Короба установлены на крыше камеры, над рабочим местом.

Выброс воздуха производится через гидрофильтр, установленный в боковой стенке каждой секции камеры (напротив рабочего места). Тип гидрофильтра – экранный.

Загрязненный краской воздух, проходя через водные завесы, создаваемые гидрофильтром, очищается от краски. Проходя далее через влагоотделитель освобождается от воды и вентилятором (поз.1₆) выбрасывается в атмосферу.

Рециркуляция воды в гидрофильтре осуществляется насосным агрегатом (поз.9₃), состоящим из насоса и электродвигателя. Насос с электродвигателем смонтированы на общей фундаментной плите.

После окраски двигатель на конвейере поступает в сушильную камеру (поз.7).

где температура сушки 75 С

время сушки 20 мин.

После сушильной камеры двигатель на подвеске к месту разгрузки и устанавливаются на подставки.

Подкраска мест, экранируемых технологической подвеской, осуществляется после увязки двигателей на подставки.

3 Технологические расчеты

3.1 Расчет эффективного фонда рабочего времени основного оборудования [2]

В основе расчета лежит эффективный фонд времени, который рассчитывается по формуле (1):

; (1)

где В - число выходных дней;

П - число праздничных дней;

c- число смен в течение суток;

t- длительность смены (час);

Т_рем - продолжительность планово–предупредительных ремонтов в рабочее время за год (час);

П_пр - простои во время чистки(не более 3-10 %).

Темп выпуска изделий (Т_в) и часовая продолжительность (П_ч) установки (участка) рассчитываются по формулам: (2), (3)

; (2)

.

; (3)

П_ч = 60 /3,7= 16,2 шт/ч.

где к - коэффициент использования оборудования (0,90);

А - годовая производительность (компл,шт.м ).

Скорость конвейера υ определяется годовой производительностью, эффективным фондом времени и плотностью завески изделий (числом подвесок) на конвейере. Скорость конвейера считаем по формуле (4):

; (4)

где Д - количество подвесок на годовую программу; рассчитывается по

формуле (5)

Д = А/В; (5)

В -количество изделий (комплектов), завешиваемых на одну подвеску.

а -количество повторных циклов, совершаемых на данном конвейере;

m-средний шаг завески подвесок на конвейере (м);

р - коэффициент заполнения конвейера (0,8-0,9).

Д = 50000/1 = 50000

;

Принимаем скорость конвейера 1 м/мин

Производительность по массе изделия равна:

М*Пч = 1840*16,21 = 29826кг/ч

где М - масса двигателя.

3.2 Расходные нормы сырья

Расходные нормы моющего средства Фоскон-204

Расход свежего раствора составляет 1л/м [2]. При концентрации 10 г/л расходуется 10 г/м . Расходную норму изделия считаем по формуле (6)

N_изд=S*N_у; (6)

гдеN_изд - норма расхода на изделие (г/изд);

S- площадь изделия (16,9м²);

N_у- норма расхода раствора (1 л/м²).

N_изд = 169*1 = 169 г/изд;

Часовая норма расхода рассчитывается по формуле (7)

N_ч = N_изд*П_ч (7)

N_ч = 169*16,2 = 2,7 кг/ч

Расходная норма в смену рассчитывается по формуле (8)

N_смен = N_ч*t; (8)

N_смен = 2,7*7,2 = 19,44 кг/смен.

Годовая норма расхода рассчитывается по формуле (9)

N_год = N_изд *А; (9)

N_год = 169*50000 = 8450 кг/год.

Полученные данные сводим в таблицу 3

Расходные нормы пеногасителя АС-60концентрацией 1 л/м²

Расходную норму изделия считаем по формуле (6)

N_изд = 169*0,1 = 16,9 г/изд.

Часовая норма расхода рассчитывается по формуле (7)

N_ч = 16,9*16,2 = 0,27 кг/ч.

Расходная норма в смену рассчитывается по формуле (8)

N_смен = 0,27*7,2 = 1,9 кг/смен.

Годовая норма расхода рассчитывается по формуле (9)

N_год = 16,9*50000 = 845 кг/год.

Полученные данные сводим в таблицу 3

Расходные нормы грунтовки - эмали “Кронакрил”

Удельная норма расхода грунтовки - эмали “Кронакрил”

серебристой рассчитывается по формуле(10)

Nу = 2*100*δ*Д/(Р*(1 – К)); (10)

где δ - толщина пленки, мкм;

Д - плотность пленки, г/см³;

Р - содержание нелетучих веществ, %;

К - коэффициент потерь.

Nу = 2*100*30*1,65 / (40*(1- 0,3)) = 353,5 г /м²

Расходную норму изделия считаем по формуле (6)

Nизд = 16,9*353,5 = 5974 г/изд.

Годовая норма расхода рассчитывается по формуле (9)

Nгод = 5,974 * 50000 = 298700 кг/год.

Часовая норма расхода рассчитывается по формуле (7)

Nчас = 298700/3427 = 87,16 кг/час

Расходная норма в смену рассчитывается по формуле (8)

Nсмен = Nчас *7,2 = 87,16*7,2 = 627,5 кг/смен

Полученные данные сводим в таблицу 3

Таблица 3-Расходные нормы сырья

Наименование материала	Расход
г/м	г/изделие	кг/ч	кг/смену	кг/год
Фоскон-204			2,7	19,44
пеногасителя АС-60	0,1	16,9	0,27	1,9
Грунтовка-эмаль «Кронакрил» серебристая	353,5		87,16	627,5

4 Технические расчеты

4.1 Расчет моечной машины

Рассчитать агрегат для подготовки поверхности изделий с размерами 1630х1070х1170мм при непрерывной подачи их в агрегат подвесным однониточным конвейером.[1]

Исходные данные: Производительность по массе изделий 29826 кг/ч, по массе транспортных средств 1800кг/ч, по обрабатываемой поверхности 273 ; скорость конвейера 1,0 м/мин; удельная теплоемкость, кДж/(кг ): обрабатываемых изделий 0,48, движущихся частей конвейера 0,48, воздуха 1; температура, наружного воздуха 15, ограждений агрегата и крышек ванн 40, ограждений и днища ванн – принимают по температуре растворов и воды; избыточное давление насыщенного пара 0,3 МПа.

Технологический режим обработки изделий: обезжиривание при температуре 50 , в течение 4,6 мин; промывка технической водой при 15 , в течение 4,6 мин.

4.1.1 Определение размера каждой зоны обработки и всего агрегата.

Длина агрегата рассчитывается по формуле (11)

, (11)

где - длина входного (выходного) тамбура с односторонним стоком (принимают м);

- длины ванн, м;

- длина зоны двустороннего стока.

Длины ванн (зон обработки) определяются продолжительностью обработки в соответствующей зоне и скоростью конвейера рассчитывается по формуле (12)

; (12)

Длина зоны двустороннего стока зависит от размеров обрабатываемого изделия; значение выбирают с таким расчетом, чтобы исключить одновременное пребывание изделия в двух зонах струйной обработки и этим предотвратить смешение разнородных жидкостей рассчитывается по формуле (13)

(13)

,

где - больший размер изделия, м;

s-путь, проходимый изделием в 1 мин (принимают s= 0,8 – 1 м).

м

м

L= 2*2,5 + 4,6 + 2,4 + 4,6 = 16,3м

Принимаем длину моечного агрегата равной 16м

Ширину В камеры агрегата определяют конструктивно, исходя из размеров изделий, зазора между изделием и контуром, а также между стенкой и контуром. Расстояние от распыляющих устройств до изделия, по опытным данным, должно быть не менее 0,25м. Практически зазор с каждой стороны от изделия до стенки составляет 0,4 – 0,5м.

Ширина агрегата без учета выступающей ванны, м

Принимаем ширину агрегата без учета выступающей ванны 2,1м

Ширина агрегата с учетом выступающей ванны, м рассчитывается

по формуле (14)

(14)

Принимаем ширину агрегата с учетом выступающей ванны 3,0м

В рассматриваемом случае ширина камеры = 2,1 м; ширина агрегата

=3,0 м.

Высоту Hкамеры агрегата определяют конструктивно, исходя из высоты изделия , расстояние от верха изделия до потолка туннеля и расстояния от низа изделия до пола и рассчитывается по формуле (15)

(15)

Принимаем высоту моечного агрегата 3,8м

4.1.2 Определение подачи насосных установок

Подача насосной установки Qопределяется числом nсопл (форсунок) в зоне обработки и производительностью qсопла, м³/ч; рассчитывается по формуле (16)

Q= nq (16)

Производительность сопла

;

где - коэффициент расхода, зависящий от типа форсунки, мм;

р - давление перед форсункой, Мпа.

Подачу насосных установок определяют для каждой зоны.

Необходимое число контуров труб на зону обезжиривания при ее длине 4,6м и расстоянии между контурами 0,25 – 0,3м составляет 4,6/0,27=17 шт.

По опытным данным оптимальное расстояние между форсунками а = 0,2 – 0,3м. Тогда при принятом числе форсунок на один контур (17) их общее число составляет 17*17=289 шт.

При использовании в контурах зоны обезжиривания форсунок типа ФК - 01 определяем расход на одну на одну насадку при давлении 0,1 Мпа:

м³/ч

Общий расход раствора через все насадки рассчитывается по формуле (17)

Q= 0,486*289 = 140,45 м³/ч

По найденному расходу раствора и напору по каталогу оборудования подбираем насос марки 4К-12 со следующей характеристикой: производительность 79 м³/ч; напор 36 м.вод.ст.; скорость вращения 2900 об/мин; потребляемая мощность 15 кВт. Практически установленный расход свежего раствора с учетом уноса раствора составляет 1л/ . Часовой расход свежего раствора при поверхности изделий 273м² составит 273*1 = 273 л/ч

Размеры ванны определяем конструктивно, исходя из длины зоны, размеров изделий, размеров контуров, труб и необходимых зазоров; ниже указаны размеры ванны, мм:

Наружные Внутренние

Длина…………………………...4900 4600

Ширина………………………...3170 2870

Высота………………………….1000 1000

Емкость ванны 13,2м³, при коэффициенте заполнения 0,85 полезная емкость ванны Vпол = 11,22м³

Так как длина зоны промывки водой равна 4,6м, размеры и емкость ванны принимаем аналогичные, то есть L= 4,6м, B = 2,87м, Н = 1м.

В зоне промывки используют форсунки типа ФК –01.

Средний расход свежей воды на промывку практически установлен равным 30л/м²

4.1.3 Расчет вытяжной вентиляции

Расчет сводится к определению массы паровоздушной смеси, отсасываемой у одного проема агрегата в 1ч, с учетом количества воздуха, отсасываемого из цеха, а также паровоздушной смеси, подаваемой на завесу и в короб для защиты транспорта от паров и брызг.

Масса воздуха , кг/ч, проходящего в 1 ч в туннель агрегата через нижнюю часть проема или выходящего из туннеля через верхнюю часть проема рассчитывается по формуле (18)

; (18)

где - коэффициент расхода паровоздушной смеси через проем при наличие завесы;

f- площадь сечения проема, ;

- расстояние от нейтральной линии до низа проема, м;

- плотность паровоздушной смеси в помещении, ;

- плотность паровоздушной смеси в агрегате, ;

- плотность паровоздушной смеси в проеме, .

Коэффициент зависит от типа завесы (односторонняя или двусторонняя), а также от отношений и (где - масса воздуха, подаваемого на завесу в 1ч, кг/ч;

- площадь щели завесы, через которую выходит воздух, ) и угла выхода струи завесы к плоскости проема; значение определяют по таблице

Для расчета принимаем:

Ширина проема b= 1, 07+2*0,15=1,37м;

Высота проема h= 1,2+2*0,1 = 1,4м;

Размеры щели воздушной завесы 1,4х0,015 м (завесу устанавливаем в проемах с двух сторон); угол выхода струи завесы к плоскости проема ; температура, : в цехе , в агрегате 40,в проеме 30; плотность паровоздушной смеси, кг/м³: при 15 при при .

где - ширина щели;

- приведенная ширина проема;

f- площадь сечения проема.

Расстояние от нейтральной линии до низа проема рассчитывается по формуле (19)

(19)

где b– ширина проема,м.

Из таблицы находим коэффициент расхода паровоздушной смеси через проем под действием завесы: 0,167. Тогда рассчитывается по формуле (18)

Для расчета массы паровоздушной смеси, отсасываемой у одного проема агрегата в 1 ч, с учетом количества воздуха, отсасываемого из цеха, значение удваиваем: 809,96*2 = 1619,93м³/ч

Режим работы вытяжного вентилятора определяется его производительностью и развиваемым напором для преодоления всех сопротивлений, возникающих в сети.

Для удаления паровоздушной смеси устанавливаем два вентилятора марки

Ц4 – 70 № 2,5 со следующей характеристикой: производительность 2000 м³/ч; скорость вращения 1440 об/мин; потребляемая мощность 4,5 кВт; КПД 0,76. Вентилятор комплектуется электродвигателем в обычном исполнении АО51-1 (4,5 кВт; 1440 об/мин).

4.1.4 Тепловой расчет агрегата

Тепловой расчет сводится к определению затрат теплоты в агрегате в период эксплуатации и период разогрева.

Исходные данные: температура, : ограждений и крышек ванн 40, ограждений и днища ванн 50, обезжиривания (Iзона) 50, промывки (IIзона) 15, обдува воздухом, в цехе 15, пара 142,5; поверхность, : стен, потолка и днища агрегата м², крышек ванн м², стенок ванн обезжиривания м², днища ванн промывки и обезжиривания м²; удельная теплоемкость, : изделий 0,48, воздуха 1.

Вначале определяют расход теплоты в период эксплуатации. Общая сумма потерь теплоты при эксплуатации, кДж/ч рассчитывается по формуле (20)

(20)

где - потери теплоты через внешние ограждения;

- расход теплоты на нагрев изделий и транспорта;

- потери с уходящей через проем паровоздушной смесью;

- потери на испарение влаг, уносимой воздухом;

=1,1 – 1,2 – коэффициент запаса на неучтенные потери.

Потери теплоты через внешние ограждения, кДж/ч рассчитывается по

формуле (19)

(21)

где F– поверхность внешних ограждений, ;