Обоснование выбора темы проекта 10 4 page

W₂=29826*0,489*(18-15) + 1800*0,48*(19-15)=47210,74 кДж/ ч

Расход теплоты на нагрев и испарения воды из ЛКМ рассчитывается по

формуле (58)

W₃=G_{лкм.сух.}*[C_в*(t_с-t_н) + G_р-ля*r] (58)

G_лкм=273*30*10^-6*1250=10,2кг/ч

G_{лкм.сух.}=10,2*0,4=4,1 кг/ч

G_р-ля=10,2-4,1=6,1 кг/ч

W₃=6,1*2,1*(75-15)+6,1*2400=15408 кДж/ч

W₄= G_воз*С_воз*(t_с-t_н) (59)

G_воз-масса воздуха, врывающегося через открытый проем в сушильную камеру, кг/ч;

С_воз=1,0-удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг* С) рассчитывается по формуле (60)

G_воз=G_зав= (60)

-коэффициент расхода воздуха через проем при наличии завесы;

-расстояние от нейтральной линии до низа проема, м;

-соответственно плотность воздуха в цехе, в установке и проеме,

кг/м³.

G_воз=G_зав= кг/ч

G_воз=G_зав-масса воздуха, подаваемого на воздушную завесу;

G_зав/ G_воз и F_щ/F_пр(где F_щ–площадь щели завесы, через которую выходит воздух, м² ) и угла выхода струи завесы к плоскости проема.

Для расчета принимаем: размеры щели воздушной завесы рассчитывается по формуле (46)

м (47)

м (48)

Расстояние от нейтральной линии до низа проема рассчитывается по формуле (49)

= м

Расход воздуха через два проема рассчитывается по формуле (50)

кг/ч

м³/ч

W₄=2458*1*(75-15)=147480кДж/ч

Общий расход теплоты рассчитывается по формуле (51)

=(60008+47210+15408+147480)*1,2=324127кДж/ч

Выбираем калорифер типа производительность 77530 кДж/ч марки КФС-8,

4 штуки.

Расход пара [1] рассчитывается по формуле (52)

кг/ч

Масса рециркулируемого воздуха рассчитывается по формуле (53)

кг/ч

Поверхность нагрева калорифера ()рассчитывается по формуле (54)

Средняя температура теплоносителя при избыточном давлении пара 0,03 МПа равна 100 .

Средняя температура воздуха рассчитывается по формуле (55)

F= 324127/ 108(142,9 – 45) = 30,6

Производительность вентилятора рассчитывается по формуле (56)

м³/ч

По производительности вентилятора и сумме потерь напора в сети Н по каталогам подбираем центробежный вентилятор Ц4-70 №5 со следующей характеристикой: производительность 6000 /

Мощность электродвигателя вентилятора рассчитывается по формуле (57)

По установленной мощности подбираем электродвигатель АО2-41-2 со следующей технической характеристикой: мощность 5,5 кВт; число оборотов 3000 об/мин.

4.6 Расчет камеры охлаждения

Время принудительного охлаждения изделий рассчитывается по формуле (61)

(61)

где - коэффициент теплоотдачи при принудительном охлаждении; в расчете принято = 190 кДж/(м²*ч* );

t₀-начальная температура изделия, ;

t_k-конечная температура изделия, ;

t_с-температура охлаждающего воздуха на входе в камеру, ,

С-теплоемкость изделия, С= 0,48 кДж/кг;

m-масса изделия, кг;

F-площадь изделия, м².

мин

Так как время охлаждения маленькое, то камеру охлаждения не ставим.

4.7Расчет пневматической окрасочной камеры

Расчет ведем по [3]

Рассчитать распылительную камеру для окраски двигателей ЯМЗ-8401.10-24. с размерами 1630х1070х1170 мм при непрерывной подаче их в камеру подвесным конвейером.

Исходные данные: Тип камеры - проходная конвейерная, непрерывного действия, двухсторонняя с нижним отсосом и верхним притоком воздуха; конвейер – подвесной со скоростью 1,0 м/мин; вид применяемого лакокрасочного материала – грунтовка-эмаль «Кронакрил» серебристая.

4.7.1 Определение размеров окрасочной камеры и проемов.

Ширина камеры без гидрофильтра рассчитывается по формуле (62)

Вк = Визд + В₁ +В₂ = 1070+850+550 = 2470мм

Принимаем Вк=2500 мм;

где Визд - ширина изделия, мм;

В₁- расстояние от изделия до воздухопромывных каналов (принимаем В₁= 850 мм);

В₂-расстояние от изделия до стенки камеры (для камер с поперечным отсосом воздуха принимаем В₂ = 550 мм).

Высота камеры рассчитывается по формуле (63)

Нк = Низд + Н₁ + Н₂ = 1170 + 800 + 1320 =3290 мм

Принимаем высоту камеры 3300мм

где Низд- высота изделия, м;

Н₁-расстояние от пола до низа изделия (принимаем Н₁= 0,8м);

Н₂-высота подвески, м (принимаем Н₂= 1,32м).

Ширина транспортного проема рассчитывается по формуле (64)

Втр. = В_изд+2*В₃=1070+2*500=2070мм

Принимаем ширину транспортного проема 2100мм

В₃=0,15-0,20м-расстояние между изделиями и проемом.

Высота транспортного проема рассчитывается по формуле (65)

Нтр = Низд +2* Н₃= 1170 + 2*200 =1600мм

Н₃=0,1-0,2м-расстояние между изделиями и проемом

Длину камеры Нк определяют из условий удобства работы в ней, не менее 3 м. и принимают с учетом длины изделия, равной длине гидрофильтра.

Длина камеры рассчитывается по формуле (66)

Lк =2Lтр +Lгф

где Lтр - длина тамбура.

Тамбур должен иметь длину не менее 0,5 высоты транспортного проема.

Lтр = 0,5*H =0,5*1600=800 м (67)

Lк = 2*0,8+2*3,1=7,8 м

4.7.2 Определение объема удаляемого из камеры воздуха

Площадь сечения открытых проемов камеры при перекрытии их изделием на 30% рассчитывается по формуле (68)

F =2(Fтр+Fп)*(1-0,3)

где Fтр,Fп–соответственно площадь сечения транспортного проема и проема для движения подвески.

F=2(1,8*1,6+1,32*0,2)*(1-0,3)=4,82 м² .

Принимаем площадь сечения открытых проемов камеры 5 м²

Загрязненный воздух из камер удаляется через напольные решетки, расположенные по всей площади камеры, площадь которой рассчитывается по уравнению (69)

Fк = Lк *Bк =7,8*2,5=19,5м²

Принимаем площадь камеры 20 м² .

При автоматической окраске объем воздуха, подаваемый в камеру от приточной вентиляции, как правило, равномерно по всей площади потока камеры из расчета 800 м³ /ч на 1м²

Qпр =800*20=16000м³ /ч

Объем воздуха, удаляемого из камеры рассчитывается по формуле (70)

Q =3600*V*F +Qпр

V- скорость движения воздуха в проемах принимается не более 2 м/с.

Q=3600*2*4,82+16000=50704м³ /ч

Объем воздуха, проходящий через один гидрофильтр

рассчитывается по формуле (71)

Qк = Q/2 =50704/2=25352 м³ /ч

Высота гидрофильтра принимается равной высоте камеры. Ширина гидрофильтра Вгф принимается конструктивно равной 0,8; 1,0 или 1,2 м.

Длина гидрофильтра рассчитывается рассчитывается по формуле (72)

где Vк- скорость движения воздуха в живом сечении промывного канала, которую надо принимать 5-6 м/с;

К-коэффициент живого сечения гидрофильтра, равный 0,9.

Следовательно, принятая ранее длина гидрофильтра 3,1 м выбрана правильно. Исходя из фактической длины гидрофильтра уточняется скорость движения воздуха в промывном канале рассчитывается по формуле (73)

Ширина камеры с гидрофильтром рассчитывается по формуле (74)

В = Вк + 2Вгф =2,5+2*0,8=4,1 м

Потери давления в гидрофильтре определяются скоростью движения воздуха в промывном канале и рассчитываются по формуле Р= 16*Vк² =16*5²=400 Па (75)

Коэффициент очистки воздуха от красочного аэрозоля определяется по уравнению рассчитывается по формуле (76)

Коэффициент очистки воздуха от паров растворителя составляет (77)

.

4.7.3 Гидравлический расчет

Общий расход циркулирующей воды в одном гидрофильтре рекомендуется принимать равным 2-3 л на 1 м³ удаляемого воздуха.

Qв = 0,0025*Q1= 0,0025*25352=63,38м³/ч (78)

Объем воды, рециркулирующей по экрану гидрофильтра

Qэ= Qв/3=63,38/3=21,1 м³/ч (79)

Объем воды, рециркулирующей по полуцилиндрам

Qпц = Qв – Qэ =63,38-21,1=42,28 м³/ч (80)

Вода в ванну-лоток подается через трубку с патрубками, расположенными с шагом 0,4-0,5 м. Диаметр патрубков d принимается не менее 25 мм. Число патрубков, подающих воду на экран, равно

(81)

где vи- скорость истечения воды (принимается равной 1 м/с).

Число патрубков, подающих воду на полуцилиндры при d=40мм

(82)

По полученным расчетам величинам подбирается стандартное оборудование: вентиляторы, насосы, краскораспылительная аппароатура.

4.7.4 Выбор вентиляционных устройств

По объему удаляемого из камеры воздуха и необходимому для преодоления всех сопротивлений сети напору подбираем 2 центробежных вентилятора типа К-0,6; Д-0,9 с технической характеристикой: производительность 34300 м³/ч,; напор 66 мм; частота вращения 1400 об/мин.

Подбираем электродвигатель; устанавливаем два электродвигателя типа КО 21-4 с технической характеристикой: мощность 15кВт, частота вращения 1475 об/мин, передача – прямая.

4.7.5 Выбор насоса для подачи ЛКМ

Выбираем диафрагменный насос модель РМР-150.

4.7.6 Выбор краскораспылительной аппаратуры.

В соответствии с необходимым объемом работ в камере предусматриваем следующую краскораспылительную аппаратуру: ручные пневматические краскораспылители КРП-3 – 2 шт., очиститель воздуха СО-15А – 2шт., красконагнетательный бак СО-12 – 2шт., шланги для подачи сжатого воздуха и лакокрасочного материала – 10 метров. На распылительной камере должен быть размещен редукционный пневмоклапан с манометром, обеспечивающий редуцирование воздуха до заданного давления.

4.7.6.1 Оборудование для распыления лакокрасочных материалов

Состав вспомогательного оборудования:

- краскораспылитель;

-фильтр-влагоотделитель;

-красконагнетательный бак;

-шланги для подачи ЛКМ;

-шланги для подачи сжатого воздуха.

4.7.6.2 Краскораспылители.

При пневматическом методе распыления ЛКМ наносят КРП. Эффективность и экономичность применения его в большей степени зависит отумения и квалификации рабочего, а также от пригодности данной модели и режимов ее работы к конкретным производственным условиям.

Устройство КРП

Применяемые КРП имеют общие узлы и механизмы:

- корпус;

- распылительную головку;

- иглу;

- сопло для выхода ЛКМ;

- пусковой крючок;

- воздушный клапан;

- узлы приема ЛКМ и сжатого воздуха;

- узел регулировки расхода ЛКМ;

- механизм регулирования формы факела.

Типы КРП:

- тип А – ЛКМ подается от верхнего красконаливного стакана;

- тип Б - ЛКМ подается от нижнего красконаливного стакана;

- тип В – ЛКМ подается под давлением от красконагнетательного бака.

В процессе окраски применяем КРП тип В.

Для получения высокого качества распыления применяют КРП среднего давления с внешним смешением ЛКМ и воздуха (выбираем КРП-4). Давление воздуха на распыление составляет 0,4МПа, массовый расход ЛКМ 350г/мин.

4.7.6.3 Шланги

Шланги для подачи ЛКМ и сжатого воздуха изготавливают из резинотканевых маслобензостойких рукавов:

- напорных резинотканевых с текстильным каркасом класса Б (I) с внутренним диаметром 9-16 мм, наружным диаметром 21-23 мм ГОСТ 18698;

- резиновых напорных с нитяным усилением неармированных с внутренним

диаметром 10-16 мм, наружным диаметром 17,5 – 23 мм ГОСТ 10362.

4.7.6.4 Красконагнетательный бак

Это сосуд, работающий под давлением. Предназначен для подачи ЛКМ к КРП под давлением сжатого воздуха.

4.7.7 Выбор насоса

Подбираем один центробежный насос тип 4К-18 производительностью81кДж/ч

Напором 23мм, скорость вращения 2900 об/мин.к насосу подбираем электродвигатель тип КОМ 32-2 мощностью 7 квт, скорость вращения 2900 об/мин.

4.8 Краскозаготовительное отделение.

В зависимости от объема потребления лакокрасочных материалов краскозаготовительные отделения делятся на централизованные и нецентрализованные. В данном производстве из-за небольшого расхода лакокрасочных материалов устанавливается нецентрализованное краскозаготовительное отделение.

Краскозаготовительное отделение размещается в цехе, но в отдельном помещении, где есть емкости для разбавления, лаборатория для оперативного контроля основных параметров и место хранения суточного запаса лакокрасочных материалов.

Грунтовка-эмаль «Кронакрил» серебристая поставляется в рабочей вязкости 30-40 сек по ВЗ-246 (d =4 мм) и проходит проверку на соответствие основным требуемым параметрам.

После проверки грунтовку-эмаль в рабочей вязкости заливают в баки и поставляют к месту окрашивания.

Эмаль НЦ-273 серебристая, используемая для подкраски мест, экранируемых технологической подвеской, разбавляется до рабочей вязкости растворителем 646 в таре, в которой поступает в цех.

5 Автоматизация технологического процесса участка окраски двигателя

5.1 Обоснование точек контроля и регулирования

Установка управляется с помощью централизованной системы управления реализованной на базе программированных контроллеров Mitsubishi S1X

Автоматизация технологических процессов в окрасочных цехах представляет собой комплекс мероприятий, направленных на уменьшение затрат тяжелого физического труда и сокращение участия человека в управлении технологическими процессами. Устройства автоматизации выбираются исходя из требований технологии технологических процессов в окрасочных цехах.

Автоматизация контроля и управления рассматривается отдельными технологическими процессами в окрасочных цехах.

На стадии подготовки поверхности предусмотрен контроль: уровня заполнения ванн, подачи насыщенного пара, давления подаваемой воды в форсунки, температуры на стадии обезжиривания, расхода технологической воды подаваемой из трубопровода в ванны, производится регулирование давление подаваемого пара в теплообменник.

На стадии обдува ведется контроль подачи отработанного воздуха.

В сушильных камерах осуществляется контроль за давлением и температурой подаваемого пара в форсунки. Регулируется температура подаваемого насыщенного пара из трубопровода в калорифер.

В окрасочной камере производится контроль давления подаваемого ЛКМ и сжатого воздуха в краскораспылитель, контролируется уровень и степень заполнения подаваемой воды из трубопровода в ванну.

5.2 Описание разработанной схемы автоматизации

Уровень ванн в моечной машине, окрасочной камере, нагнетательном баке измеряется при помощи датчика (поз.4-3,9-3,18-1,22-1,23-1) и регулируется путем изменения расхода на линии подачи сырья.

Температура на выходе из теплообменника измеряется термометром сопротивления (поз.8-1) и регулируется путем изменения подачи греющего агента в теплообменник.

Давление жидкости подаваемой на форсунки моечной машины измеряется с помощью датчика давления пьезорезистор (поз.7-1,12-1), давление отработанного воздуха подаваемого в обдувочную камеру измеряется с помощью датчика давления пьезорезистор (поз.13-1), давление насыщенного пара подаваемого в сушильную установку измеряется с помощью датчика давления пьезорезистор (поз.14-1,16-1,25-1,27-1).

Перепад давления на фильтре измеряется с помощью датчика давления (поз.5-2) и сигнализируется.

В каждой зоне моечной машины устанавливают манометры трубчато-пружинные для контроля за давлением растворов (поз.6-1,11-3).

Контролируется и регулируется подача сжатого воздуха в краскораспылитель (поз. 20-1)

Расход воды подаваемой из ванны на гидрофильтр измеряется преобразователем вихреакустическим (поз.21-1)

5.3 Спецификация на средства контроля и регулирования

Таблица 5- Заказная спецификация на средства контроля и регулирования

Окончание таблицы 5

6. Охрана труда и защита окружающей среды [7]

6.1 Характеристика проектируемого производства [16]

6.1.1 Токсические свойства веществ и материалов

Таблица 6-Токсические свойства веществ и материалов

6.1.2 Санитарно- гигиеническая характеристика производства

Таблица 7-Санитарно- гигиеническая характеристика производства

6.1.3 Взрыво-пожароопасные показатели веществ и материалов

В соответствии с НПБ 105-03 участок окраски двигателя относится к взрыво-пожаробезопасной помещениям категории Д т.к. в производстве окраски двигателя ЯМЗ-8401.10-24. применяется водно-дисперсионная краска “Кронакрил” в которой содержание воды больше 50%.

6.1.4 Электробезопасность проектируемого производства

Таблица 9-Электро-

безопасность проекти-

руемого производства