車間設(shè)計說明書

1、一、概論1.目的本設(shè)計主要為下水三通連接管鍍鎳鉻層車間所做的設(shè)計規(guī)劃。以滿足加工對象的外觀和內(nèi)在質(zhì)量等多方面的要求; 使經(jīng)設(shè)計后的建成的電鍍車間滿足工藝成熟穩(wěn)定、設(shè)備運行可靠、資源利用率高、對環(huán)境污染小、投產(chǎn)運行費用低。使項目符合投資概算，以利項目建設(shè)能有序進行。同時適當兼顧今后的擴建和改造需要2.設(shè)計的依據(jù)本設(shè)計根據(jù)下達的任務書，對電鍍對象為下水三通連接管，年產(chǎn)量為290萬只。該鍍件由普通低碳鋼制作，表面經(jīng)320#打磨和拋光，表面及管內(nèi)存在拋光膏和輕微氧化物。設(shè)計要求：設(shè)計一條直線式電鍍生產(chǎn)線，為其安排一相應車間和配備必須的輔助場地。3.車間概況經(jīng)設(shè)計該車間坐北朝南，車間內(nèi)主通道為東西走向，

2、二側(cè)設(shè)大門。南側(cè)設(shè)有兩扇消防安全門，兩個倉庫設(shè)有與外界相通的大門，以方便產(chǎn)品的進出。車間總長為m，寬m，廠房凈高度為m，車間除生產(chǎn)區(qū)外還設(shè)輔助辦公區(qū)等場地，生產(chǎn)區(qū)面積大約為m2，輔助辦公等地面面積約為m2。車間北側(cè)分布有毛胚倉庫、成品倉庫；質(zhì)量檢驗，工藝試驗分析室；掛具、機械檢修室；辦公室、男女洗手間、更衣室。車間南側(cè)分布有掛具臨時存放處。車間設(shè)備控制室、純水制造室與退鍍間，生產(chǎn)線位于車間中偏南側(cè)。被加工零件從北面?zhèn)}庫大門直接進入毛胚倉庫內(nèi)存放，可經(jīng)與車間相連的大門送至電鍍線電鍍。鍍完后經(jīng)與車間相連的大門進入檢驗室檢驗后轉(zhuǎn)到成品庫暫存，最后由成品倉庫大門直接運輸出廠。從而使物流比較順。人員往來

3、生產(chǎn)用原輔料等主要以東西兩側(cè)大門出入。見車間設(shè)備平面圖。4.工作生產(chǎn)組織（1）生產(chǎn)班制根據(jù)每年290萬只的產(chǎn)量要求以及產(chǎn)品尺寸要求，本車間實行三班制生產(chǎn)，以確保完成常量和維持正常的工作進度，達到提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性也充分利用了能源和設(shè)備。（2）生產(chǎn)年時基數(shù)工作日：一周5天，一年52周，10天法定假日，一年為251個工作日。時間損失為11%。三班制生產(chǎn)的設(shè)備年時基數(shù)為：5140小時。（3）人員配備生產(chǎn)線人員（每班人員數(shù)量）工藝員、班長 1名上下掛具 6名運輸人員 1名質(zhì)檢人員 2名行政人員：技術(shù)員 3名主任 1名副主任工程 1名統(tǒng)計 1名維修工 1名清潔工 1名5.車間生產(chǎn)能力經(jīng)設(shè)計后生產(chǎn)運行行車周

4、期為：5.9分鐘，一次出產(chǎn)60個零件。實際產(chǎn)量為：P=T×m×60T周=5140×60×605.9=313.63增產(chǎn)率為（303-290）/290=4.8%返工率為3%二、車間工藝1.前言本鍍件由普通低碳鋼制作，表面經(jīng)320#打磨和拋光，表面及管內(nèi)存在拋光膏和輕微氧化物。所以不必在線外初級前處理，直接在生產(chǎn)線上一步完成前處理和電鍍的處理。本鍍件要求（1）電鍍防護-裝飾性鍍層，表面近白色、平滑光亮，有一定耐磨性，表面不能有明顯的劃痕和毛刺;(2)表面鍍層有較好的抗變色能力；（3）鍍層通過48小時酸性鹽霧試驗（ASS）,無腐蝕點出現(xiàn)。根據(jù)鍍件鍍層要求選擇雙層

5、鎳/鉻層。電鍍鎳層在空氣中的穩(wěn)定性很高，鎳鍍層的硬度比較高，可以提高制品表面的耐磨性， 鍍鎳的應用面很廣，可作為防護裝飾性鍍層，在鋼鐵表面上，保護基體材料不受腐蝕或起光亮裝飾作用;當作為鍍層的中間鍍層時，在其上再鍍一薄層鉻，其抗蝕性更好，外觀更美。2.鍍層結(jié)構(gòu)（1）鍍層種類 鍍層：半光亮鎳/光亮鎳/鉻 表面：亮鉻層（2）鍍層厚度要求鍍層通過48小時酸性鹽霧試驗。查資料知道鍍層厚度應達25微米，考慮到后續(xù)的工序中鎳的微量溶解，確定鍍鎳層厚度為27微米。3.主要工藝及工藝流程（1）主要工藝前處理：前處理工藝在自動線上進行?；瘜W除油熱水洗超聲除油洗酸洗請洗清洗陽極除油熱水洗清洗酸洗除銹清洗

6、化學除油工藝NaOH(g/L) 3040Na3PO412H2O 2030Na2SiO3 8乳化劑 (L ) 12溫度/ 90100時間/min 15陽極除油工藝Na2CO3(g/L) 2030Na3PO412H2O(g/L) 3040NaOH(g/L) 4060Na2SiO3 1015溫度/ 6080陽極電流密度A/dm2 510陰極 鐵板電鍍雙層鎳：雙層鍍鎳方法是現(xiàn)在基體上鍍一層不含硫的半光亮鎳層，然后在半光亮層上鍍含硫的光亮鍍鎳曾，最后鍍鉻。雙層鎳層主要用作防護裝飾性鍍層。鎳鍍層對鐵基體而言，屬于陰極性鍍層。其孔隙率高，因此要用鍍銅層作底層或采用多層鎳電鍍。從普通鍍鎳溶液中沉積出來的鎳鍍層

7、不光亮，但容易拋光。使用某些光亮劑可獲得鏡面光亮的鎳層。它廣泛用于汽車、自行車、鐘表、醫(yī)療器械、儀器儀表和日用五金等方面。含有一部分氯化物的硫酸鹽-氯化物溶液，稱為“瓦特”鎳鍍液，在生產(chǎn)中應用最廣。雙層鍍鎳工藝：上架化學除油熱水超聲除油清洗酸洗熱水清洗陽極除油熱水清洗酸洗清洗半光亮鍍鎳回收清洗亮鎳回收回收清洗活化鍍光亮鉻回收回收回收清洗清洗干燥干燥下架光亮鍍鎳工藝NiSO47H2O（g/L） 240280NiCl26H20（g/L） 4560H3BO3（g/L） 3540十二烷基硫酸鈉（g/L） 0.050.21,4丁炔二醇（g/L） 0.30.5糖精（g/L） 0.51.0PH值 3.84.

8、4溫度/ 4555陰極電流密度A/dm2 34攪拌方式 陰極移動普通鍍鉻：普通鍍鉻液是以硫酸根作為催化劑的鍍鉻溶液。鍍液中僅含有鉻酐和硫酸，成分簡單，使用方便，是目前應用最為廣泛的鍍鉻液。鉻酐和硫酸的比例一般控制在Cr03：H2SO4=100：1，鉻酐的濃度在150450g/L之間變化。根據(jù)鉻酐濃度的不同，可分為高濃度（350500g/L）、中濃度（150250g/L）和低濃度（50150g/L）鍍鉻液。習慣上把Cr03250g/L和H2SO425g/L的中等濃度鍍鉻液稱為“標準鍍鉻液”，又稱為“萬能鍍鉻液”，用于裝飾及功能性多種鍍鉻。低濃度的鍍鉻液電流效率高，鉻層的硬度也高，但覆蓋能力較差，

9、主要用于功能性電鍍，如鍍硬鉻、耐磨鉻等；高濃度鍍液穩(wěn)定，導電性好，電解時只需較低的電壓，覆蓋能力較稀溶液好，但電流效率較低，主要用于裝飾性鍍鉻及復雜件鍍鉻。電鍍時間的計算：以鍍鎳為例計算公式：t=60100×h×c×Dk×k式中：t電鍍時間（分）： h電鍍鍍層厚度（微米），此處取微米。 電鍍層金屬比重（克/安培小時）； c電化學當量（克/安培小時）； Dk陰極電流密度（安培/分米2）； k陰極電流密度（）。結(jié)果：t=60100×h×c×Dk×k=60100×27×8.881.095×3

10、（2）工藝流程上架化學除油熱水超聲除油清洗酸洗清洗清洗陽極除油熱水清洗酸洗清洗半光亮鍍鎳回收清洗亮鎳回收回收清洗活化鍍光亮鉻回收回收回收清洗清洗干燥干燥下架（3）各工序的工藝規(guī)范 見附表（4）各工序?qū)υO(shè)備的要求 見附表4工藝加工方式根據(jù)電鍍加工量、電鍍工件的形狀及設(shè)計任務書，確定本工藝的加工采用直線式自動線掛鍍的形式組織生產(chǎn)。三、掛具及槽體1、掛具掛具式工件電鍍的載體，它主要傳送電流和支撐掛件的重量，掛具對零件電鍍的質(zhì)量有著直接的影響。設(shè)計時既要考慮材料的導電性又要考慮制作成本。與極棒相連的部分采用銅質(zhì)材料，主桿和支桿采用鋼鐵材料。不銹鋼絲具有較好的機械強度所以將它作為掛鉤。根據(jù)鍍件及掛具的重

11、量，將掛具定位一排掛5個工件，一個掛具設(shè)置4排支桿，共吊掛鍍件20個。掛具尺寸（1）掛具尺寸a.工件間距為80mm，工件邊緣與主桿相距180mm。 掛具寬度=180+50×2+80×4=600mmB.工件最高點距液面50mm，液面距槽口150mm，槽口距極棒100mm，工件長240mm，工件上下間距50mm。掛件高度=150+300+180*4+50*4=1370mm；取1400mm掛具厚度=40mm2.固定槽固定槽是電鍍車間的主要設(shè)備。槽子尺寸的確定直接影響到車間的生產(chǎn)能力及技術(shù)經(jīng)濟指標，其長寬高均應滿足電鍍加工任務、鍍層質(zhì)量的要求。使用的材對工藝無影響，且具有一定的強度

12、、耐用、來源廣、成本適宜的特性。（1）制作槽子的材料本設(shè)計中槽體采用聚丙烯塑料板；U型鋼做加強內(nèi)筋，外包聚丙烯塑料。槽壁厚15微米。加強筋尺寸：6U型鋼63*40；聚丙烯塑料厚5微米（2）工藝槽中的極棒數(shù)主要參數(shù)：年時基數(shù)5140h/年；年產(chǎn)量290+290×5%=304.5萬只/年；返工率3%；每根極棒吊掛掛具3只計工件60只理論周期：T=Tm60P=5140×60×60×0.973045000=5.89分鐘 取5.9分鐘陰極棒數(shù)半光亮鎳層n=電鍍時間理論周期=23×465.9=4.98 取5光亮鎳層n=電鍍時間理論周期=13×46

13、5.9=2.6 取3普通鍍鉻層n=電鍍時間理論周期=15.9 取1各處理槽的極棒數(shù)為：化學除油槽3陽極除油槽1超聲除油槽1酸洗槽1鍍鎳槽（半光亮兩只）3/2鍍鎳槽（光亮）3鍍鉻槽 1清水槽1熱水槽1回收槽1活化槽1干燥箱1（3）各類型槽子的內(nèi)徑尺寸A.槽體內(nèi)徑計算半光亮鍍鎳槽設(shè)計兩只槽長（L）L=L1+2L2=3000+2×100=3200mmL1極棒上一只掛具上鍍件邊緣的距離；L2掛件邊緣距壁的距離寬度（B）半光亮鍍鎳槽設(shè)置兩只槽，一只放兩只極棒，一只放32只極棒N=3 B=nb1+2nl3+（n+1）b2+2l4+yb3+yl5 =3×40+2×3×

14、200+3+1×50+2×50+2×50 =1820mmN=2 B=1330mm槽高 H=h1+h2+h3+h4+h5=1400mmh1 掛具中鍍件高度 950mm h2 液面至槽口 150mmh3 鍍件高點至液面 50mm h4 鍍件下端至槽底 150mmh5 陰極移動距離 100mmB電鍍線各類槽體的內(nèi)徑化學除油槽3200×1100×1400陽極除油槽3200×650×1400超聲除油槽3200×800×1400酸洗槽3200×500×1400鍍鎳槽（半光亮兩只）3200×

15、;1820（1330）×1400鍍鎳槽（光亮）3200×1820×1400鍍鉻槽 3200×850×1400清水槽3200×500×1400熱水槽3200×500×1400回收槽3200×500×1400活化槽3200×500×1400干燥箱3200×800×1400（4）槽子的外徑尺寸在設(shè)計中為了盡可能縮小自動線的長度尺寸常常將某些輔助槽設(shè)計成聯(lián)體槽的形式。因此自動線上槽體的尺寸并不是簡單的由槽體內(nèi)徑加上壁厚和加強筋尺寸而來，必須另行設(shè)計確定。

16、A.設(shè)計計算方法a 單槽，以化學除油槽為例：槽長：3200+15×2+63×2+5×2=3366槽寬：1100+15×2+63×2+5×2=1266槽高: 1400+15=1415b 雙聯(lián)槽：以化學除油后的熱水槽為例槽長：3200+15×2+63×2+5×2=3366槽寬：500×2+15×3+63×2+5×2=1166槽高: 1400+15=1415c 三聯(lián)槽：以鍍鎳后的回收 回收 清洗三聯(lián)槽為例槽長：3200+15×2+63×2+5×

17、;2=3366槽寬：500×3+15×4+63×2+5×2=1681槽高: 1400+15=1415B. 各類槽體的外徑尺寸化學除油槽 3366×1266×1415熱水槽 3366×666×1415超聲除油槽 3366×966×1415清洗槽 3366×666×1415酸洗槽 3366×666×1415熱水 清洗雙聯(lián)槽 3366×1166×1415陽極除油槽 3366×816×1415熱水 清洗雙聯(lián)槽 3366

18、15;1166×1415酸洗槽 3366×666×1415清洗槽 3366×666×1415半光亮鍍鎳槽（1） 3366×1986×1415半光亮鍍鎳槽（2） 3366×1496×1415回收 清洗 雙聯(lián)槽 3366×1666×1415光亮鍍鎳槽 3366×1986×1415回收 回收 清洗三聯(lián)槽 3366×1666×1415活化槽 3366×666×1415鍍鉻槽 3366×1016×1415回收 回收

19、回收三聯(lián)槽 3366×1666×1415清洗槽 3366×666×1415干燥設(shè)備 3366×966×1415（5）自動線槽體設(shè)備明細表見附錄三，槽體規(guī)格要求表四、自動線參數(shù)（1） 長度自動線長度是生產(chǎn)線長度方向上各個尺寸之和。A 槽體寬度的總長度：23490mmB 陰極移動裝置一套: 1200mmC 槽邊排風：化學除油 、陽極除油采用雙側(cè)排風，酸洗采用單側(cè)排風合計為： 250×2×2+250×2+250×2=2000mm D 槽體排列中槽間間隙：10×20=200mm總長：25340

20、mm（2）寬度自動線寬度由單槽的長度和自動線兩側(cè)安裝管道等所需空間、操作平臺的寬度等組成。A 單槽的長度3366mmB 安裝管道所需空間300×2C 操作平臺寬度（單側(cè)）700mm總寬度：4666mm（3）高度高度是指槽體部分和基座之和。槽體高：1400mm；基座高：200mm；高度：1600mm五、主要輔助設(shè)備1、移動裝置攪拌能提高電流密度提升生產(chǎn)率，得到高質(zhì)量的鍍層。本設(shè)計采用陰極移動的攪拌方法。參數(shù)：移動距離 70mm80mm 移動頻率 1216次/分鐘設(shè)備數(shù)量：3套六、行車設(shè)計1、行車參數(shù)A、升降次數(shù)33次B、升降高度：1400-150+100+250=1600mmC、車速

21、水平 V1=12m/min 升降 V2=12m/min2、行車運行周期設(shè)計（1）行車運行總時間 行車運行中動作轉(zhuǎn)換延時：3×33×260=3.3minT總=2l1V1+2nl2V2+t3+t4=25.34×212+2×33×1.612*+3.3=16.32min(2) 車臺數(shù) T總T理=16.325.9=2.76取3采用三臺門形雙鉤行車。（3）每臺行車的工作周期行車在酸洗除銹前的清洗槽內(nèi)交換。A車： a.槽體寬度7878mm b.槽邊排風：化學除油、陽極除油采用雙側(cè)排風，酸洗采用單側(cè)排風。合計：250×2×2+250

22、5;2=1500mm c. d.槽體間隙：10×10=100mmA車工作距離：8970mm行車運行中動作轉(zhuǎn)換延時：3×12×260=1.2minTA=2l1V1+2nl2V2+t3+t4=9.02×212+2×11×1.612*+1.1=5.53min取5.6minB車a.槽體寬度97134mmb.陰極移動裝置：400×3=1200mmc.槽體間隙：7×10=70mmd.行車運行延時：1.1minB車工作距離：98800mmTB=2l1V1+2nl2V2+t3+t4=9.88×212+2×11&

23、#215;1.612*+1.1=5.3minC車a.槽體寬度8832mmb.槽體間隙：10×11=110mmc.行車運行延時：1.1minB車工作距離:8942mmTB=2l1V1+2nl2V2+t3+t4=8.942×212+2×11×1.612*+1.1=5.53min（4）實際生產(chǎn)周期三車均小于理論周期5.9min （5）實際產(chǎn)量：P=T×m×60T理=5140×60×605.9=313.63萬增產(chǎn)率：除去不合格品 313.63×（1-3%）=304.22萬 304.22-290290×1

24、00%=4.9%所以，設(shè)計符合要求。七、電解槽供電生產(chǎn)線上所用電源，根據(jù)確定的工藝均采用三相橋式可控硅整流電源，一臺電源給一只電解槽供電。電源布置在相對應的工藝槽邊，減少銅排的用量，降低電能的損耗。1.鍍半光亮鎳電源1號鍍鎳時，單個鍍件面積為S=6dm2：一根陰極棒上有工件60個；有3根陰極棒；電流密度上限為7V；銅排的布線長度為9m；槽電壓S總=60×6×3=1080dm2I_Hdk×I_max=1×3×1080=3240A取整5000AV_HdV_max+V_線=7×7×10%=7.7V取整12VS(×2l&#

25、215;I_HD)/10×V_max =0.0172*2*9*5000*0.9/（10%*80%*12）=916mm2 結(jié)果：選擇整流器為：三相橋式GDJ5000/0-12導電排：100×10的銅導電排一片。2.電化學除油槽三相橋式KGDF2000/12排采用80×8的銅導電排一片。3.鍍半光亮鎳電源2號、鍍鎳時，單個鍍件面積為S=6dm2：一根陰極棒上有工件60個；有2根陰極棒；電流密度上限為7V；銅排的布線長度為9m；S總=60×6×2=720dm2I_Hdk×I_max=1×3×720=2160A取整3000

26、AV_HdV_max+V_線=7×7×10%=7.7V取整12VS(×2l×I_HD)/10×V_max =0.0172*2*9*3000*0.9/（10%*80%*12）=870mm2 結(jié)果：選擇整流器為：三相橋式GDJ3000/0-12導電排：100×10的銅導電排一片。4.鍍光亮鎳電源鍍鎳時，單個鍍件面積為S=6dm2：一根陰極棒上有工件60個；有3根陰極棒；電流密度上限為7V；銅排的布線長度為10m；槽電壓S總=60×6×3=1080dm2I_Hdk×I_max=1×3×108

27、0=3240A取整5000AV_HdV_max+V_線=7×7×10%=7.7V取整12VS(×2l×I_HD)/10×V_max =0.0172*2*10*5000/（10%*80%*12）=983mm2 結(jié)果：選擇整流器為：三相橋式GDJ5000/0-12導電排：100×10的銅導電排一片。2.電化學除油槽三相橋式KGDF2000/12排采用80×8的銅導電排一片。八、排風設(shè)計電鍍生產(chǎn)過程中，工藝槽中會散發(fā)出有害氣體。為了防止有害物污染環(huán)境，影響相鄰工藝和生產(chǎn)設(shè)備，必須結(jié)合工藝過程設(shè)置排風。1、排風裝置參數(shù)工藝設(shè)計中，需

28、要設(shè)置排風的槽體有，化學除油槽、陽極電解除油、酸洗槽，現(xiàn)經(jīng)過設(shè)計得到參數(shù)如下表2：表2槽子排風參數(shù)表排風形式總排風量m3/h截面尺寸條縫尺寸m風罩長度風罩數(shù)量化學除油槽雙側(cè)排風5832.1250×2500.03158004*2陽極除油槽雙側(cè)排風2843.6250×2500.01638004*2酸洗槽單側(cè)排風2075.5250×2500.03268004鍍鉻槽雙側(cè)排風3334.9250×2500.01818004*22、排風設(shè)計計算示例1. 排風設(shè)計計算示例陽極除油槽為例：槽體內(nèi)徑尺寸3200*650*1400（1） 確定排風形式B=650>600所

29、以才用雙側(cè)排風采用高截面排風罩排風罩截面尺寸：E*F=250*250（2） 排風L=3600×C×VX×A×B×BA0.2 m3/hC= 2 =2L=3600*2*0.3*3.2*0.65*0.65*2*3.20.2=2843.6m3/h（3） 排風罩參數(shù)采用雙側(cè)8只排風罩組合。雙側(cè)每只排風罩的排風量為：355m3/ha.確定條縫形式V（710）任取V=8m3/hf=L1/83600×V1=0.013m2fF1=0.013/（0.25*0.25）=0.21<0.3可采用等高條縫條縫尺寸h0=fl=0.0163m條縫高度：16mm

30、九、管道設(shè)計電鍍車間生產(chǎn)過程中的鍍前處理、電鍍、鍍后漂洗、干燥過程中均需一定的溫度，通常采用加熱的方法來滿足。電鍍企業(yè)采用鍋爐集中供氣，用管道輸送至加熱設(shè)備進行加溫是較為經(jīng)濟的方式。本自動線擬采用壓力為0.2Mpa0.3Mpa表壓蒸汽因作為加熱的熱源。1、加熱設(shè)備的參數(shù)根據(jù)制定的工藝，需要加熱的槽體有：化學除油槽、陽極電解槽、熱水槽、鈍化槽、干燥箱。其參數(shù)如下表3：表3各加熱設(shè)備參數(shù)表加熱材料蒸汽量（Kg/h）支管管徑（mm）加熱管管徑（mm）加熱管長（m）化學除油槽鋼鐵283DN50DN4020陽極除油槽鋼鐵163DN40DN3229加熱槽鈦108DN40DN329半光亮鎳槽鈦115DN40

31、DN3211半光亮鎳槽鈦152DN40DN3212光亮鎳槽鈦152DN40DN3212鍍鉻槽鈦184DN40DN3216干燥箱采用換熱器加溫所需蒸汽量由設(shè)備設(shè)計人員提出2、蒸汽加熱計算示例陽極除油槽（注：P=0.3Mpa，t初=25）容積V=3200×650×（1400-150）=2600L手冊中查表得：升溫時間2.5h，要求溫度80定蒸汽量G=QR=Vrc（2t-t初）R=2600×4.18×(80-25)×1.32.5×2136=146kg/h定輸送管管徑先設(shè)流速w=25m/s所以，d=4G3600=4×1463600×3.14×25×2.12=0.0312m查手冊取 DN40輸送管采用 DN32定加熱管管徑及長度加熱管管徑：一般加熱管管徑比輸送管小一個尺寸，側(cè)：取加熱管長度：L=Qd外ktm=7796403.14×2929×0.032×(142-25+802)=29m因此，化學除油槽加熱參數(shù)為:蒸汽量146 kg/h、輸送管DN40、加熱管為DN32九、給排水設(shè)計1.給水（1）設(shè)備供水參數(shù)電鍍車間需要用水的設(shè)備比較多，不同的工藝對水質(zhì)有不同的要求，根據(jù)本電鍍線的工藝，生產(chǎn)線上使用兩種水：城市自來水和由制水機制造的純水。各