Конструктивный расчёт основного оборудования

 

 

Поскольку на автооператорной линии детали обрабатываются в барабанах, то объём барабана шестигранной формы определяется по формуле:

V_б= 2,6 × r²_б × L_б,                                          (4.1)

где r_б – радиус описанной окружности барабана, м;

L_б – длинна барабана, м.

V_б= 2,6 × 0,170² × 0,610= 0,0458 м².

Общее время нанесения покрытия в ванне составит:

t= t’_т + t_об,                                          (4.2)

где t’_т – технологическое время, с;

t_об – время обслуживания, необходимое для загрузки деталей в ванну и выгрузки их из ванны, с (принимаем t_об=60 с).

,                                       (4.3)

где d - средняя толщина наносимого покрытия, дм;

r - плотность металла покрытия, кг/дм³;

i - средняя катодная плотность тока, А/дм²;

к_э – электрохимический эквивалент металла покрытия, кг/А·ч;

ВТ – выход по току металла покрытия, ед.

ч = 1660 с.

Так как процесс покрытия идёт в барабанах при активном перемешивании, то часть покрытого металла истирается, чтобы это учесть увеличим t_т на 30%:

t’_т= 1660 × 1,3= 2158 с.

t= 2158 + 60= 2218 с.

Далее определим ритм автооператорной линии по формуле:

,                                           (4.4)

где Т₀ – действительный годовой фонд времени работы оборудования (для двухсменной работы Т₀=3810 ч);

  h - коэффициент, показывающий какую долю рабочего дня АОЛ выдаёт барабаны с покрытыми деталями (принимаем h=0,85);

  n_Е3 – годовая программа в единичных загрузках:

n_Е3= S_год / S_ез,                                       (4.5)

где S_ез – площадь единичной загрузки, м²;

S_год ­– величина, связанная с производственной программой S соотношением:

S_год= S × (1 + 0,01 × a),                                 (4.6)

где a - процент исправимого брака при нанесении покрытий (принимаем a=5).

S_год= 50000 × (1 + 0,01 × 5)= 52500 м².

n_Е3= 52500 / 2,5= 21000 загр/год.

= 0,1542 ч= 555 с.

Количество основных ванн для нанесения покрытия определяем по формуле:

n_ов = t / R_р,                                          (4.7)

n_ов = 2218 / 555= 3,99» 4

Аналогично рассчитываем количество ванн для остальных процессов. В результате расчёта получаем четыре ванны цинкования, две сушильных камеры, остальных ванн по одной.

Определяем время цикла работы автооператорной линии:

t_ц= К × R_р,                                          (4.8)

где К – наименьшее общее кратное для принятых количеств ванн (К= 4).

t_ц= 4 × 555= 2220 с (37 мин.).

Необходимое количество автооператоров:

n_а = t_а / R_р,                                          (4.9)

где t_а – суммарное время обслуживания автооператорами всех ванн.

Величина t_а складывается из суммарного времени горизонтальных перемещений t_г, вертикальных перемещений t_в и выстоя t_выст автооператоров над всеми ваннами:

t_а= t_г + t_в + t_выст.                                 (4.10)

,                              (4.11)

где W_ср– среднее расстояние между осями соседних ванн (W_ср =1,5 м);

  n_поз – количество позиций в линии, обслуживаемых автооператором за один ритм (n_поз =16);

V_г – скорость горизонтального перемещения автооператора (V_г =0,2 м/с);

К – коэффициент, учитывающий холостые ходы оператора и компоновку ванн (К= 4).

= 450 с.

Суммарное время вертикальных перемещений:

,                                    (4.12)

где Н – высота подъёма каретки автооператора (Н= 1,3 м);

V_в – скорость вертикального перемещения автооператора (V_в =0,11 м/с).

= 378 с.

Суммарное время выстоя над ваннамиt_выст равно 543 сек. [13]

t_а= 450 + 378 + 543= 1371 с.

n_а = 1371 / 555= 2,47» 3

Необходимое количество автооператоров равно трём.

Далее рассчитаем наиболее существенный габаритный размер автооператорной линии - длину. Её находим по формуле:

 L= n×W + n_с×W_c + W_3/P + DW_C + n₀×DW₀ + n₁×DW₁ + n₂×DW₂ + W_б, (4.13)

где n – количество ванн одного типоразмера;

W – ширина ванн принятого типоразмера;

n_с – количество сушильных камер;

W_c – ширина сушильной камеры;

W_3/P – ширина загрузо-разгрузочной стойки;

DW_C – зазор между сушильной камерой и загрузо-разгрузочной стойкой;

n₀ – количество комбинаций соседних ванн без бортовых отсосов;

DW₀ - зазор между ваннами без бортовых отсосов;

n₁ – количество односторонних бортовых отсосов;

DW₁ - зазор между стенками ванн с односторонним бортовым отсосом;

n₂ – количество двухсторонних бортовых отсосов;

DW₂ - зазор между стенками ванн с двухсторонним бортовым отсосом;

W_б – ширина одностороннего бортового отсоса по краю линии.

L= (12×0,63+5·0,8)+2×0,8+0,6+0,3+10×0,16+3×0,29+3×0,39+0= 17,7 м.

На основании рассчитанных данных построена циклограмма, которая изображена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Циклограмма автооператорной линии цинкования в барабанах.

­Условные обозначения: З – загрузка, С – сушка, ПТ – тёплая промывка после хроматирования, ПХ – промывка холодная после хроматирования, Х – хроматирование, О – химическое обезжиривание, ПТ_о – тёплая промывка после обезжиривания, О_э – электрохимическое обезжиривание, ПТ_э - тёплая промывка после электрохимического обезжиривания, А – активация, ПХ_У – промывка холодная после цинкования, У_Ц – улавливание после цинкования, ПХ_а – холодная промывка после активации, Ц – цинкование, ▲ – подъём барабана автооператором и выстой для стекания раствора (16 с.), ▼ – опускание барабана автооператором (10 с.), ¤ – перемещение автооператора на одну позицию (8 с.), ▬ – ванна с барабаном.

Время каждой операции согласно циклограмме отражено в итоговой таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Продолжительность технологических операций

Наименование операции	Время по технологии, с.	Время по циклограмме, с.
Загрузка Обезжиривание Промывка после обезжиривания Электрохимическое обезжиривание Промывка после электрохим. обезжиривания   Активация Промывка после активации:           первая ступень вторая  ступень Цинкование Улавливание после цинкования Промывка после цинкования Хроматирование Промывка после хроматирования: первая ступень вторая  ступень Сушка	– 120-300 ≥20 30-300 ≥20 ≥20 15-45   30-150   1200-5400 ≥20 ≥20 45-90 ≥20 ≥20 180-600	407 164 84 28 28 31 56 20 20 1944 128 20 56 60 195 1010