Федеральноеагентство по образованию
Государственноеобразовательное учреждение
высшегопрофессионального образования
Ярославскийгосударственный технический университет
Кафедрахимической технологии органических покрытий
Проектированиеучастка грунтования кузова легкового автомобиля ХТОП 0934.240501.006 КР
Работувыполнил студент
группы ХТВТ-55
2009
Ярославскийгосударственный технический университет
Кафедра химическойтехнологии органических покрытий
ЗАДАНИЕ № 6
ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
1. Тема проекта иисходные данные
Проектирование участкагрунтования кузова легкового автомобиля при годовой программе 220000 кузовов вгод.
2. Представить следующиематериалы
2.1 Текстовые
а) расчётно-пояснительнаязаписка.
2.2 Графические
а) технологическая схема
3. Рекомендуемаялитература и материалы
а) материалыпроизводственной практики
4. Дата выдачи задания"___"___________2009
5. Срок сдачизаконченного проекта "___"___________2009
6. Отметка о явке наконсультацию:
1) ________________ 2)________________ 3) ________________
4) ________________ 5)________________ 6) ________________
Руководитель проекта Заведующийкафедрой
Содержание
Введение
1.Обоснование выбора технологического процесса, оборудования иматериалов
1.1 Выбор технологии нанесения первого слоя грунта
1.2Выбор материала для первого слоя грунта
1.3 Выбор технологии нанесения второго слоя грунта
1.4 Выбор материала для второго слоя грунта
2.Технологические расчеты
2.1 Режим работы участка
2.2 Расчет нормативов расхода материалов
3. Технические расчеты
3.1 Расчет установки электроосаждения
3.2 Расчет конвективной сушильной установки для сушки первогослоя грунта
3.3 Расчет камеры охлаждения
3.4 Расчет камеры пневматического распыления
3.5 Расчет камеры электростатического распыления
3.6 Расчет конвективной сушильной установки для сушки второгослоя грунта
3.7 Расчет камеры охлаждения
4. Описание технологического процесса
4.1 Первая стадия
4.2 Вторая стадия
5. Техника безопасности
5.1 Утилизация отходов
5.2 Техника безопасности при работе в камерах пневматическогораспыления
Список используемой литературы
Введение
Лакокрасочные материалыглавным образом применяются для получения покрытий на их основе. Лакокрасочныепокрытия, являются основным средством защитно-декоративной отделки машин имеханизмов, промышленных и бытовых изделий, зданий и сооружений, в большей мереопределяют их товарный вид, работоспособность, конкурентную и покупательнуюспособность. Широкомасштабное их использование увеличивает срок жизни указанныхобъектов, обеспечивает значительную экономию материальных ресурсов.
Лакокрасочные покрытиявыполняют три основные функции: декоративную, защитную и специальную. По мереразвития науки удельное значение второй и третьей функции все более возрастает.
Роль покрытий каксредства защиты материалов от разрушения особенно проявилась с ростомпроизводства и потребления металлов. Убытки, причиняемые коррозией в различныхстранах, составляют значительную долю национального дохода; они, как правило,тем выше, чем больше производится и находится в эксплуатации металла.
Одним из наиболееэффективных способов защиты металлов от коррозии является нанесениелакокрасочных материалов на предварительно подготовленную поверхность металла.
Действие лакокрасочныхпокрытий обуславливается торможением коррозионных процессов на границе разделаметалл – пленка. Это торможение может быть связано с ограниченной скоростьюпоступления веществ, необходимых для развития коррозионного процесса,повышенным электрическим сопротивлением материала пленки, специфическимвлиянием адгезии, химическим и электрохимическим воздействием материала пленкина подложку.
Темой данного курсовогопроекта является проектирование участка грунтования кузова легкового автомобиляс размерами:
Длина – 4350 мм;
Ширина – 1680 мм;
Высота – 1420 мм.
1. Обоснованиевыбора технологического процесса, оборудования и материалов
1.1 Выбортехнологии нанесения первого слоя грунта
Первый слой грунтанеобходимо нанести как на внешние, так и внутренние полости кузова легковогоавтомобиля. Поэтому для нанесения первого слоя грунта выбираем методэлектроосаждения. В зависимости от того, где происходит нанесениелакокрасочного материала (на аноде или катоде), процесс электроосаждения можетбыть анодным (анофорез) или катодным (катофорез). Поскольку покрытия нанесенныеметодом катодного электроосаждения обладают более высокими антикоррозионнымисвойствами чем покрытия нанесенные методом анодного электроосаждения выбираемметод катодного электроосаждения.
Достоинства данногометода:
1) Полная автоматизацияпроцесса окрашивания.
2) Высокая равномерностьпокрытия по толщине.
3) Хорошее прокрашиваниеизделий в труднодоступных местах.
4) Возможностьрегулирования толщины покрытия.
5) Отсутствие потерьлакокрасочного материала.
6) Улучшенныесанитарно-гигиенические условия, так как применяемые лакокрасочные материалы наводной основе.
1.2 Выборматериала для первого слоя грунта
а) Катофорезный грунт В-ЭП-0101 ТУ 2312-128-05011907-96
Он представляет собойсуспензию пигментов в растворе аддукта эпоксидной смолы с отвердителем идобавлением специальных компонентов. Соотношение пигмента со связующим0,45-0,60. Предназначена для грунтования металлических деталей кузова легковыхавтомобилей, деталей грузовиков, дисков колес, днищ и др. Хорошо сочетается спромежуточной грунтовкой ЭП-0228, а также с верхним покрытием на основесинтетических пленкообразователей при отличной межслойной адгезии. Грунтовкунаносят на поверхность методом холодного электроосаждения. Перед применением исходныйматериал нейтрализируется разбавленной муравьиной кислотой и разводится водой.Хранить при температуре от -40 до +30 0С, защищать от прямых солнечныхлюдей.
Таблица №1.1
Техническая характеристикаВнешний вид Цвет грунтовки серый, оттенок не нормируется. Поверхность покрытия ровная, без морщин, пузырей и кратеров Массовая доля нелетучих веществ, % 72-78 Проникающая способность по методу трубки «Фиат-ВАЗ», см, менее 18
Время высыхания при температуре 178-182 0С до степени 3, мин, не более 30 Адгезия покрытия, баллы, не более 1 Прочность пленки при ударе на приборе типа У-1, см, не менее 50 Прочность покрытия при растяжении по Эриксену, мм, не менее 4 Напряжение рабочее, В 220-400 Степень перетира, мкм, не более 15
б) Грунтовка В-ЭП-0196 ТУ 2312-001-00204151-99
Представляет собойсуспензию пигментов в растворе эпоксидной смолы, модифицированной аминами, сотвердителем, с введением специальных добавок. Предназначена для грунтованиякузовов и деталей грузовых и легковых автомобилей методом катодногоэлектроосаждения. Обладает высокими защитными свойствами в среде кислот,щелочей и органических растворителей, стойка к действию соляного тумана, бензина,моторного масла, воды, имеет высокую проницающую способность.
Таблица №1.2
Техническая характеристикаВнешний вид Цвет грунтовки серый, оттенок не нормируется. Покрытие однородное, без оспин, кратеров, сорности в отраженном свете Массовая доля нелетучих веществ, % 72-78 Проникающая способность по методу трубки «Фиат-ВАЗ», см, менее 15 Время высыхания при температуре 178-182 0С до степени 3, мин, не более 30 Адгезия покрытия, баллы, не более 1 Прочность пленки при ударе на приборе типа У-1, см, не менее 50 Прочность покрытия при растяжении по Эриксену, мм, не менее 4 Напряжение рабочее, В 220-400 Степень перетира, мкм, не более 15
в) Грунтовка В-КЧ-027 ТУ 6-10-1654-83
Представляет собойсуспензию пигментов в лаке КЧ-0125. Предназначена для грунтования кузовов,деталей и узлов легковых автомобилей, способом анодного электроосаждения пофосфатированной поверхности.
Таблица №1.3
Техническая характеристикаВнешний вид Цвет грунтовки серый, оттенок не нормируется. Поверхность покрытия ровная, без морщин, пузырей и кратеров Массовая доля нелетучих веществ, % 72-78 Проникающая способность по методу трубки «Фиат-ВАЗ», см, менее 18
Время высыхания при температуре 178-182 0С до степени 3, мин, не более 30 Адгезия покрытия, баллы, не более 1 Прочность пленки при ударе на приборе типа У-1, см, не менее 20 Прочность покрытия при растяжении по Эриксену, мм, не менее 5 Напряжение рабочее, В 120-210 Степень перетира, мкм, не более 12
г) Грунтовка В-КЧ-0271Э ТУ 6-21-49404743-200-94-98
Представляет собойсуспензию пигментов в лаке КЧ-0125. Грунтовка не содержит в своем составесоединений свинца, хрома и других тяжелых металлов. Предназначена длягрунтования кузовов, деталей и узлов легковых автомобилей, способом анодногоэлектроосаждения по фосфатированной поверхности.
Таблица №1.4
Техническая характеристика Цвет грунтовки серый, оттенок не нормируется. Поверхность покрытия ровная, без морщин, пузырей и кратеров Массовая доля нелетучих веществ, % 72-78 Проникающая способность по методу трубки «Фиат-ВАЗ», см, менее 15
Время высыхания при температуре 178-182 0С до степени 3, мин, не более 30 Адгезия покрытия, баллы, не более 1 Прочность пленки при ударе на приборе типа У-1, см, не менее 20 Прочность покрытия при растяжении по Эриксену, мм, не менее 5 Напряжение рабочее, В 120-210 Степень перетира, мкм, не более 35
В данном курсовом проектепринимаем грунт для катодного электроосаждения В-ЭП-0101, так как у него болеевысокая проникающая способность чем у грунта В-ЭП-0196.
1.3 Выбортехнологии нанесения второго слоя грунта
Второй слой грунтанеобходимо наносить в основном только на наружную поверхность кузова легковогоавтомобиля, поэтому выбираем комбинацию методов пневматического иэлектростатического распыления. Поскольку методом электростатическогораспыления невозможно нанести вторичный грунт на всю внешнюю поверхность кузовалегкового автомобиля, ему должно предшествовать пневматическое распылениевторичного грунта на труднодоступные для автоматической установкиэлектростатического распыления места.
Достоинства методаэлектростатического распыления:
1) Низкие потери ЛКМ –5-10%.
2) Возможна полнаяавтоматизация.
3) В связи с тем, чтокрайне низкие потери ЛКМ не требуются расходы на очистку воздуха от ЛКМ.
Достоинства методапневматического распыления:
1) Универсальность. Можнонаносить как жидкие, так и твердые материалы;
2) Возможность полученияпокрытий высоких классов.
3) Высокая производительность.
1.4 Выборматериала для второго слоя грунта
а) Грунтовка ЭП-0228 ТУ 6-10-1934-84
Представляет собойсуспензию пигментов и наполнителей в растворе алкидно-меламино-формальдегидноголака с добавлением низкомолекулярной эпоксидной смолы. Предназначена дляокраски поверхности кузова и деталей автомобиля, а также для подкраски участкомкузова и других деталей автомобиля с целью защиты от коррозии под покрытиясинтетическими эмалями. Грунтовку наносят на поверхность в два слоя методомэлектростатического или пневматического распыления. Перед применением грунтовкуразбавляют до рабочей вязкости разбавителем Р-197 или смесью разбавителя Р-197с ксилолом. При окраске в электрополе в производственных условиях допускаетсяприменение растворителя Р-83 или разбавителя РЭ-1В.
Таблица №1.5
Техническая характеристикаВнешний вид Цвет грунтовки серый, оттенок не нормируется. Покрытие однородное, без оспин, кратеров, сортности в отраженном свете Условная вязкость по ВЗ-4, с 68-72 Массовая доля нелетучих веществ, % 70-72
Время высыхания до степени 3, мин, не более
при температуре 148-152 0С
при температуре 128-132 0С
при температуре 98-102 0С
20
40
90 Адгезия к грунтовку В-КФ-093, ВКЧ-0207 и синтетической эмали, баллы, не более 1 Прочность пленки при ударе на приборе типа У-1, Дж (кгс.см), не менее 50
Стойкость покрытия к статическому воздействию воды при температуре 18-22 0С, ч, не менее 72 Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*м
4*105-2*106
б) Грунтовка ЭП-0270 ТУ 6-21-49404743-126-2001
Представляет собойсуспензию пигментов и наполнителей в растворе алкидно-меламино-формальдегидноголака с добавлением низкомолекулярной эпоксидной смолы. Предназначена дляокраски поверхности кузова и деталей автомобиля, а также для подкраски участкомкузова и других деталей автомобиля с целью защиты от коррозии под покрытиясинтетическими эмалями. Грунтовку наносят на поверхность в два слоя методомэлектростатического и пневматического распыления. Перед применением грунтовкуразбавляют до рабочей вязкости смесью разбавителя Р-197 с ксилолом в соотношении1:1.
Таблица №1.6
Техническая характеристикаВнешний вид Цвет грунтовки серый, оттенок не нормируется. Покрытие однородное, без оспин, кратеров, сортности в отраженном свете Условная вязкость по ВЗ-4, с 68-72 Массовая доля нелетучих веществ, % 70-72
Время высыхания до степени 3, мин, не более
при температуре 148-152 0С
при температуре 128-132 0С
при температуре 98-102 0С
20
40
90 Адгезия к грунтовку В-КФ-093, ВКЧ-0207 и синтетической эмали, баллы, не более 1 Прочность пленки при ударе на приборе типа У-1, Дж (кгс.см), не менее 50
Стойкость покрытия к статическому воздействию воды при температуре 18-22 0С, ч, не менее 72 Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*м
7*105-3*106
Отличия грунта ЭП-0270 отгрунта ЭП-0228: комплексное покрытие с эмалью имеет повышенные твердость иблеск. ЭП-0270 имеет хороший розлив при достаточно высокой устойчивости кстеканию с вертикальных поверхностей, технологична при нанесении, хорошошлифуется, на комплексном покрытии риски от шлифовки практически не видны.Улучшена стойкость к сколам комплексного покрытия.
В данном курсовом проектепринимаем грунт ЭП-0270.
2. Технологические расчеты [8]
2.1 Режим работы участка
Эффективный фонд рабочеговремени рассчитывается по формуле:
Тэф = (365 – В– П)*t*с*0,95, (2.1)
где В – число выходныхдней;
П – число праздничныхдней;
с – число смен в течениесуток;
t – длительность смены.
Тэф = (365 –102 – 14)*8*2*0,95 = 3785 ч.
Темп выпуска изделий (Тв)и часовая производительность (Пч) установки (участка) рассчитываютсяпо формулам:
Тв = 60*к*Тэф/А,(2.2)
Пч = 60/Тв,(2.3)
где к – коэффициентиспользования оборудования, к = 0,95;
А – годоваяпроизводительность, м2.
Тв =60*0,95*3785/220000 = 1мин/шт;
Пч = 60/1 = 60шт/ч;
Скорость конвейера υопределяется годовой производительностью, эффективным фондом времени иплотностью завески деталей на конвейере.
υ = m*А/(60*к*Тэф*Р), (2.4)
где m – средний шаг завески подвесокконвейера, м;
Р – коэффициентзаполнения конвейера Р = 0,8 – 0,9.
υ = 1*220000/(60*0,95*3785*0,85)= 1,2 м/мин.
2.2 Расчет нормативов расходаматериалов
Таблица 2.1
Расходные нормы ЛКМ
Наименование
материала Расход
г/м2 кг/изделие кг/час кг/смену кг/год Катофорезный грунт В – ЭП – 0101 32,8 2,6 156 1920 590460 Вода 49,9 4,0 240 1920 908400 Грунт ЭП – 0270 33,3 1,3 78 624 295230 Растворитель 25 1 60 480 227100
Нормы расхода ЛКМрассчитываются по формуле:
N = 100*δ*D/р*(1– к), (2.5)
где N – норматив расхода материала, г/м2;
δ – толщина покрытия,мкм;
р – сухой остаток ЛКМ, %;
к – коэффициент потерь.
Nр-ля = Np – Nи, (2.6)
где Nр-ля – норматив расхода растворителя(воды), необходимое для доведения исходного раствора до рабочей вязкости г/м2;
Nр – норма расхода ЛКМ при рабочейвязкости, г/м2;
Nи – норматив расхода ЛКМ при исходнойвязкости, г/м2.
а) Расчет нормативоврасхода ЛКМ и воды на электроосаждение.
При рабочей вязкости:
Nр = 100*15*1,4/30*(1 – 0,15) = 82,4 г/м2;
При исходной вязкости:
Nи = 100*15*1,4/76*(1 – 0,15) = 32,8 г/м2;
Норматив расхода воды:
Nводы = 82,4 – 32,8 г/м2.
б) Расчет нормативоврасхода ЛКМ и растворителя на электростатическое распыление.
При рабочей вязкости:
Nр = 100*15*1,4/40*(1 – 0,1) = 58,3 г/м2;
При исходной вязкости:
Nи = 100*15*1,4/70*(1 – 0,1) = 33,3 г/м2;
Норматив расходарастворителя:
Nр-ля = 58,3 – 33,3 = 25 г/м2.
3. Техническиерасчеты
3.1.Расчет установки электроосаждения [1]
а) Определение размеровустановки.
Длина установки
Lу = Lв + 2*Lт + 2Lпр + Lст, (3.1)
где Lв – длина ванны осаждения, м;
Lт – длина входного и выходного тамбуров (принимаем LТ = 1 м);
Lпр – длина зон промывок водой, м;
Lст – длина зоны стока после ванныэлектроосаждения (принимаем Lст = 1 м );
При транспортировании изделийподвесным конвейером Lв вычисляют как сумму длингоризонтальных проекций перегибов конвейера 2L1, длины горизонтального участка Lг и длины двух карманов 2Lк :
Lв = 2*L1 + Lг + 2Lк, (3.2)
L1 = 0,5*(L – l) + (H1 – 2*H)/tgα, (3.3)
где H1 – разность высот монорельса конвейера при подъеме испуске конвейера при подъеме и спуске изделия в ванну электроосаждения;
L, l, H, α определяют по таблице 24 [1, с.189].
При шаге цепи конвейера 0,16 м и угле перегиба ά = 15° L = 2,4 м, l = 0,4 м, H = 0,318 м; тогда разность высот монорельса Н1 (расчет – см. ниже) составляет 1,9 м, тогда
L1 = 0,5*(2,417 – 0,4) + (1,9 – 2*0,318)/tg15° = 5,8 м
Значение Lг вычисляют как произведение продолжительности электроосажденияна скорость конвейера (Lг = 2*1,2 = 2,4 м); Lк выбирают из расчета, чтобы объем двух карманов составил0,1 объема ванны электроосаждения, т.е. Lк ≈ 1 м.
Lв = 2*5,8 + 2,4 + 2*1 = 16 м.
Длина Lпр зоны промывки водой складывается издлины зоны двух стоков (принимают длину одного стока Lст = 1,5 м) и длины зоны облива, равной произведению скоростиконвейера на продолжительность облива (40 – 50 с) :
Lпр = 2*1,5 + 1,2*0,83 = 4 м.
Длина установки
Lу = 16 + 2*1 + 2*4 + 1 = 27 м.
Ширина ванны осаждения
Вв = Ви+ 2*b, (3.4)
где Ви –ширина изделия, м;
b – расстояние от изделия до стенкиванны (принимаем b = 0,3 м).
Вв = 1,68 +2*0,3 = 2,28 м.
Принимаем Вв = 2,3 м.
Ширина В установки в зонеэлектроосаждения
В = Вв + В1,(3.5)
где В1 –расстояние от ванны до внутренней стенки корпуса (для удобства обслуживанияванны принимаем В1 ≥ 1 м).
В = 2,3 + 1 = 3,3 м.
Ширина установки в зонепромывок водой
Впр = Ви+ 2*b1, (3.6)
где b1 – расстояние от изделия до внутреннейстенки корпуса с учетом расположения охватывающего контура (принимаем b1 = 0,4 м ).
Впр = 1,68 +2*0,4 = 2,48 м.
Принимаем Впр= 2,5 м.
Полная ширина установки(с учетом зон обслуживания) Ву = 4,5 м.
Высота ванны осаждения
Нв = Ни+ 2*h, (3.7)
где Ни –высота изделия, м;
h – расстояние от низа изделия дозеркала ванны (принимаем h = 0,3 м).
Нв = 1,42 +2*0,3 = 2,02 м.
Принимаем Нв = 2 м. Полная высота ванны осаждения с учетом установки ее на отметке 0,5 м от пола :
Нвп = Нв+ 0,5; (3.8)
Нвп = 2 + 0,5= 2,5 м.
Высотная отметкамонорельса при нижнем положении изделия
Нм.н. = hн + Hи + hп, (3.9)
где hн – расстояние от уровня пола до изделия (принимаем hн = 0,8 м);
hп – расстояние от верха изделия до монорельса(принимаем hп = 1 м).
Нм.н. = 0,8 +1,42 + 1 = 3,22 м.
Высотная отметкамонорельса при верхнем положении изделия и зазоре, равном 0,2 м
Нм.в. = Нвп+ Ни + hп + 0,2; (3.10)
Нм.в. = 2,5 +1,42 + 1 + 0,2 = 5,12 м.
Разность высот монорельса
Н1 = Нм.в.– Нм.н; (3.11)
Н1 = 5,12 –3,22 = 1,9 м.
Объем ванны осаждения
Vв = Lв*Вв*Нв*0,8; (3.12)
Vв = 16*2,3*2*0,8 = 58,9 м3.
Принимаем Vв = 60 м3. Ширина транспортного проема
Вт.п. = Ви+ 2*Вз, (3.13)
где Вз –расстояние между изделием и проемом (принимаем Вз = 0,15 м).
Вт.п. = 1,68 +2*0,15 = 1,98 м.
Высота транспортногопроема
Нт.п. = Ни+ 2*h1, (3.14)
где h1 – расстояние по высоте от входного проема до изделия,h1 = 0,1 – 0,15 м.
Нт.п. = 1,42 +2*0,15 = 1,72 м.
Высота установкиэлектроосаждения Ну = 6 м.
б) Расчет вентиляционныхсистем.
Объем приточного воздухаза 1 ч, м3 ,
Vпр = n*Vз.ос., (3.15)
где n – кратность обмена воздуха вустановке за 1 ч (принимаем n =50);
Vз.ос. – объем зоны осаждения (над ванной),м3.
Vз.ос. = Lв*(Вв + В1)*(Нм.в. – Нвп);(3.16)
Vз.ос. = 16*(2,3 + 1)*(5,12 – 2,5) = 137,3 м3.
Vпр = 50*137,3 = 6865 м3/ч.
Принимаем вентилятор снапором Р = 700 Па
Выбираем вентилятор Ц4–70 № 5 со следующей характеристикой [6, с.151]:
Q = 7000м3/ч; Р = 700 Па;η = 0,75; ω = 150 с-1.
Требуемая мощностьэлектродвигателя
N = Q*P*Kз/3600*1000*η*ηп*ηр, (3.17)
где Q – производительность вентилятора, м3/ч;
Р – давление вентилятора,Па;
Кз –коэффициент запаса;
η, ηп,ηр – соответственно КПД вентилятора, привода и зубчатой передачи.
N =7000*700*1,1/3600*1000*0,75*0,96*0,95 = 2,18 кВт.
Выбираем электродвигательтипа АО2–22–4 со следующей характеристикой [6, с.173]:
N = 2,2 кВт; n = 1500 мин-1.
в) Расчет системыперемешивания.
Внешняя системаперемешивания.
Подачу насоса для циркуляцииVнц выбирают в расчете на двух- трехкратный обмен лакокрасочногоматериала в ванне за 1 ч:
Vнц = 2*Vв;(3.18)
Vнц = 2*60 =120 м3/ч.
Подбираем циркуляционныйнасос ОХ6–70ГС–2 со следующей характеристикой [9, с.14]:
Q = 132,2 м3/ч;
η = 0,75.
Насос комплектуемэлектродвигателем АО12–55–8 со следующей характеристикой [9, c.14]:
Nн = 250 кВт;n = 750 мин-1.
Диаметр нагнетательнойтрубы от насоса в ванну
dн = (Vнц/(3600*υл*0,785))0,5,(3.19)
где υл –скорость движения лакокрасочного материала по трубе (принимаем υл= 2 м/с ).
dн =(120/(3600*2*0,785))0,5 = 0,15 м.
Внутренняя системаперемешивания. Расчетная производительность V мешалок для лакокрасочногоматериала зависит от его вида и кратности обмена – минимальный (10) илимаксимальный (60) за 1 ч. При числе мешалок n = 2
Vmin= 10*Vв/n; (3.20)
Vmax= 60*Vв/n; (3.21)
Vmin= 10*60/2 = 300 м3/ч.
Vmax= 60*60/2 = 1800 м3/ч.
Диаметр трубы для сливалакокрасочного материала, м,
dсл = (8*f*(Hж)0,5/(τ*α*π*(2g)0,5))0,5,(3.22)
где f – площадьпоперечного сечения трапецеидальной ванны, м2;
Нж – уровеньжидкости в ванне, м;
τ –продолжительность слива, с;
α – коэффициентрасхода (принимаем α = 0,62);
g – ускорение свободногопадения.
dсл =(8*22*(2,1)0,5/(1800*0,62*3,14*(2*9,81)0,5))0,5= 0,128 м.
г) Тепловой расчет зоныэлектроосаждения.
Количество теплоты,выделяющейся в процессе электроосаждения
Q = q*Gf, (3.23)
где q – количествотеплоты выделяющейся в процессе электроосаждения с 1 м2 поверхности изделия, q = 0,4…0,8 МДж/ч;
Gf –производительность по окрашиваемой поверхности, м2/ч.
Q = 0,67*4800 = 3216МДж/ч.
Потери теплоты в зонеосаждения складывается из потерь на нагревание изделия Q1 и наиспарение влаги Q2
Потери теплоты нанагревание изделия
Q1 = Gm*cи*∆t,(3.24)
где Gm –производительность по массе изделий, кг/ч;
си – удельнаятеплоемкость изделия (для стали си = 0,48кДж/(кг*°С));
∆t – температуранагрева изделий (принимаем ∆t = 5°С).
Q1 =18000*0,48*5 = 43,2 МДж/ч.
Потери тепла на испарениевлаги
Q2 = gв*F1*r,(3.25)
где gв – массавлаги, испаряющейся за 1 ч с 1 м2 зеркала ванны (принимаем gв= 0,18…0,22 кг/м2*ч);
F1 – площадьзеркала ванны (F1 = 16*2,3 = 36,8 м2);
r – теплотапарообразования воды, r = 2258 кДж/кг.
Q2 =0,2*36,8*2258 = 16,6 МДж/ч.
Сумма потерь теплоты приэксплуатации
∑Qn = (Q1+ Q2)*кз, (3.26)
где кз –коэффициент запаса, кз = 1,1 – 1,3.
∑Qn =(43,2 + 16,6)*1,2 = 71,8 МДж/ч.
Количество теплоты,выделяющейся в процессе электроосаждения без учета потерь теплоты приэксплуатации
Q3 = Q – ∑Q;(3.27)
Q3 = 3216 –71,8 = 3144,2 МДж/ч.
Расход воды на охлаждениелакокрасочного материала
Gв = Q3/(c*∆t́),(3.28)
где ∆t́ –разность температур воды на входе и выходе из теплообменника (принимаем ∆t́= 20 – 10 °С);
св – удельнаятеплоемкость воды, св = 4,19 кДж/(кг*°С).
Gв = 3144,2*10-3/(4,19*10)= 75040 кг/ч.
Расчетная поверхностьтеплообмена
F́ = Q3/(к*∆t́),(3.29)
где к – коэффициенттеплопередачи (принимаем к = 1,17 МВт/(м2*°С)).
F́ =3144,2/(1,17*10) = 268,7 м2.
д) Расчет системыпромывки.
Зона первой промывки. Дляудаления с изделия избытка лакокрасочного материала и пены в зонеэлектроосаждения устанавливаем один контур промывки с форсунками типа ФК – 01.Для промывки используем деминерализованную воду, поступающую непосредственно изсети. Вода стекает в ванну электроосаждения. На контуре 14 форсунок (10 запасных).Производительность форсунки 0,54 м3/ч при давлении 0,1МПа
Расход воды черезфорсунки контура
Qв = n*qф, (3.30)
где n – количество форсунок,
qф – производительность форсунки, м3/ч.
Qв = 4*0,54 = 2,16 м3/ч.
Зона второй промывки. Дляподачи ультрафильтрата устанавливаем десять контуров, в каждом по 16 насадковтипа НП – 01 производительностью 0,42 м3/ч при давлении 0,07 МПа.Общий расход ультрафильтрата рассчитываем по формуле (3.30)
Qуф = 0,42*10*16 = 67,2 м3/ч.
Зона третьей промывки.
Для подачи водыустанавливаем десять контуров, в каждом по 16 насадков типа НП – 01производительностью 0,42 м3/ч при давлении 0,07 МПа.
Общий расход водырассчитываем по формуле (3.30)
Qв = 0,42*10*16 = 67,2 м3/ч.
Определим расход свежейводы из расчета 8 л на 1 м2 окрашиваемой поверхности (с учетомзаданной производительности GF = 4800 м2/ч):
Qсв.в. = 4800*0,008 = 38,4 м3/ч.
3.2 Расчетконвективной сушильной установки для сушки первого слоя грунта [7]
а) Определение размеровсушильной камеры.
Ширина транспортногопроема
b1 = b + 2*b2,(3.31)
где b – ширина изделия, b= 1,62 м;
b2 – зазор поширине между изделием и проемом, b2 = 0,15 м [1].
b1 = 1,68 +2*0,15 = 1,98 м ≈ 2 м.
Высота транспортногопроема
h1 = h + 2*h2,(3.32)
где h – ширина изделия, h= 1,42 м;
h2 – зазор повысоте между изделием и проемом, h2 = 0,1 м [1].
h1 = 1,42 +2*0,1 = 1,62 м ≈ 1,7 м.
Ширина камеры (с учетомразмещения воздуховодов)
В = b + bвоз, (3.33)
где bвоз –зазор по ширине между изделием и стенкой установки равный 0,7 м в соответствии с ГОСТ 23093–78.
В = 1,68 + 2*0,7 = 3,08 м ≈ 3,1 м.
Длина камеры
L = τ*υ + 2*LT,(3.34)
где τ – время сушки,τ = 30 мин;
υ – скоростьконвейера, υ = 1,2 м/мин;
LТ – длинатамбура, LТ = 1,5м.
L = 1,2*30 +2*1,5 = 39 м.
Высота камеры
Н = h + 0,8 + 1,32; (3.35)
Н = 1,42 + 0,8 + 1,32 = 3,54 м ≈ 3,6м.
Размеры проема в местепрохождения конвейера с учетом размеров каретки
bз = 0,3 м; hз = 0,4 м.
Площадь транспортногопроема
Fпр = b1*h1+ (b1 + bз)/2*(1,32 – h2 – hз) + bз*bз;(3.36)
Fпр = 2*1,7 +(2 + 0,3)/2*(1,32 – 0,1 – 0,4) + 0,3*0,4 = 4,7 м2.
Поверхность стенсушильной камеры
F1 = 2*(L +B)*H – 2*Fпр; (3.37)
F1 = 2*(39+3,1)*3,6 – 2*4,7 = 294 м2.
Поверхность потолка и поласушильной камеры
F2 = 2*L*B; (3.38)
F2 = 2*39*3,1= 242 м2.
Поверхность наружныхвоздуховодов
F3 = 2*L; (3.39)
F3 = 2*39 = 78 м2.
б) Расход теплоты всушильной камере.
Тепловые потери через внешниеограждения камеры
W1= (F1*k1 + F2*k2 + F3*k3)*(tc– tн), (3.40)
где tс –температура сушки, tс = 180 °С;
tн –температура воздуха в цехе, tн = 15°С.
В качестве теплоизоляциивыбираем минеральную вату (слой толщиной 0,08 м). Тогда коэффициенты теплопередачи [1, с. 217], кДж/(м2*ч*°С)
k1 = k2= 3,73; k3 = 7,54.
W1 = (294*3,73+ 242*3,73 + 78*7,54)*(180 – 15) = 294489 кДж/ч.
Расход тепла на нагревизделий и транспорта
W2 = Gизд*сизд*(t2изд– tн) + Gтр*стр*(t2тр – tн),(3.41)
где Gизд –производительность установки по массе изделий, Gизд=18000 кг/ч; сизд,стр – удельная теплоемкость изделий и транспорта, сизд =стр = 0,48 кДж/(кг*°С); Gтр – производительностьустановки по массе транспортных средств, Gтр = 3800 кг/ч; t2изди t2тр – соответственно, температура изделия и транспорта на выходеиз сушильной камеры.
Значения t2изди t2тр рассчитываем по формуле (3.42)
τ = S*ρ*cизд/(k*α)*2,3*lg[(tc– tн)/(tc – t2)], (3.42)
где S – толщинанагреваемого изделия, м;
ρ – плотностьнагреваемого изделия, ρ = 7800 кг/м3;
k – коэффициент формы, k= 1;
α – коэффициенттеплоотдачи от воздуха к изделию, (принимаем α = 29,3 кДж/(м2*ч*°С))[1, с. 217];
t2 –температура изделия при выходе изделия из камеры, °С.
Учитывая, что Sизд= 0,0014 м; Sтр = 0,005 м, тогда
0,5 =0,0014*7800*0,48/(1*29,3)*2,3*lg[(180 – 15)/(180 – t2изд)];
0,5 =0,005*7800*0,48/(1*29,3)*2,3*lg[(180 – 15)/(180 – t2тр)].
Решая эти уравнения,получим
t2изд = 170 °C и t2тр = 105°С.
W2 =18000*0,48*(170 – 15) + 3800*0,48*(105 – 15) = 1503360 кДж/ч.
Расход теплоты на нагреви испарение воды с изделий
W3 = Gв*[cв*(tc– tн) + r], (3.43)
где Gв – массаводы, поступающая с изделиями в камеру, кг/ч;
r – теплота испарения воды, r = 2400 кДж/кг [2, с.516].
Gв = Gуд*Fизд,(3.44)
где Gуд –масса воды на 1 м2 поверхности изделия (в зависимости от группысложности изделия принимают Gуд = 0,05…0,15), кг/м2;
Fизд –производительность установки по обрабатываемой поверхности изделий, Fизд= 4800 м2/ч.
Gв = 0,1*4800= 480 кг/ч.
W3 =480[4,19*(180 – 15) + 2400] = 1483848 кДж/ч.
Расход теплоты на нагревсвежего воздуха
W4 = Gвоз*своз*(tc– tн), (3.45)
где Gвоз –масса воздуха, врывающегося через открытый проем в сушильную камеру, кг/ч;
своз –удельная теплоемкость воздуха, своз = 1 кДж/(кг*°С).
Масса воздуха,врывающегося через открытые проемы Gвоз, при наличиивоздушных завес, если принято, что Gзав/Gвоз = 1 (где Gвоз = Gзав– масса воздухаподаваемого на воздушную завесу) рассчитывается по формуле (3.46) [1, с. 235]
Gвоз = Gзав = 2/3*3600*μ*b1*hнл*(2*g*hнл*(ρн – ρвн)*ρсм)0,5,(3.46)
где μ – коэффициентрасхода воздуха через проем при наличии завесы;
hнл – расстояние от нейтральной линии дониза проема, м;
ρн,ρвн, ρсм – соответственно плотность воздуха вцехе, в установке и проеме, кг/м3.
Коэффициент μзависит от типа завесы (односторонняя или двухсторонняя), а так же отсоотношения Gзав/Gвоз и Fщ/Fпр (где Fщ – площадь щели завесы, через которуювыходит воздух, м2) и угла выхода струи завесы к плоскости проема.
Для расчета принимаем:размеры щели воздушной завесы 2,42 x 0,015 м (завесу устанавливаемпо всей высоте проема с двух сторон); угол выхода струи завесы к плоскостипроема α = 45°; температура смеси в проеме 75 °С. Тогда плотность воздухабудет равна, кг/м3 ρн = 1,226; ρвн =0,946; ρсм = 1,013 [2, с.10].
Fщ/Fпр = 2*b́/b́́́́, (3.47)
где b́ – ширина щели, м;
b́ ́ – приведенная ширинапроема, м.
b́́ ́ = Fпр/hпр, (3.48)
где hпр – суммарная высота проема, м.
hпр = 1,32 + h + h2; (3.49)
hпр = 1,32 + 2,42 + 0,1 = 3,84 м.
b́́ ́ = 4,7/3,84 = 1,22 м.
Fщ/Fпр = 2*0,015/1,22 = 1/40,6.
Расстояние от нейтральнойлинии до низа проема
hнл = Fпр/2*b1; (3.50)
hнл = 4,7/2*2 = 1,8 м.
С учетом вышеуказанныхусловий получаем μ = 0,160 [4, с.40].
Gвоз = Gзав = 2/3*3600*0,160*2*1,18*(2*9,81*1,18*(1,226 – 0,946)*1,013)0,5= 2322 кг/ч.
Расход воздуха через двапроема
Ǵвоз = 2*Gвоз = 2*2322 = 4644 кг/ч.
Объемный расход воздухачерез два проема
Vвоз = Ǵвоз/ρвоз, (3.51)
где ρвоз – плотностьвоздуха, ρвоз = 1,226 кг/м3.
Vвоз = 4644/1,226 = 3788 м3/ч.
W4 = 4644*1,0*(180 – 15) = 766260 кДж/ч.
Общий расход теплоты
∑W = (W1 + W2 + W3 + W4)*kз, (3.52)
где kз – коэффициент запаса, kз = 1,2 [1, с. 218].
∑W = (294489 + 1503360 + 1483848 +766260)*1,2 = 4857549 кДж/ч.
в) Расчет горениятоплива.
Теоретический объемпродуктов сгорания при сжигании 1 м3 газа
Vог = 1,14*Qнр/(4,19*1000)+ 0,25, (3.53)
где Qнр – теплота сгорания газа, Qнр = 35200 кДж/м3.
Vог = 1,14*35200/(4,19*1000) + 0,25 =9,83 м3/м3.
Теоретический объемвоздуха, необходимый для сжигания 1 м3 газа
Vов = 1,09*Qнр/(4,19*1000)– 0,25; (3.54)
Vов = 1,09*35200/(4,19*1000) – 0,25 =8,9 м3/м3.
Действительный объем воздуха,подаваемый для сжигания 1 м3 газа
Vв = α* Vов, (3.55)
где α – коэффициентизбытка воздуха, α = 1,05…1,15 [1, с. 220].
Vв = 1,15*8,9 = 10,2 м3/м3.
Действительный объемпродуктов сгорания
Vг = Vог + (α – 1)*Vов; (3.56)
Vг = 9,83 + (1,15 – 1)*8,9 = 11,17 м3/м3.
Удельная энтальпияпродуктов сгорания
Iпс = (Qнр*η)/Vг, (3.57)
где η – КПД топки,η = 0,8.
Iпс = 35200*0,8/11,17 = 2521 кДж/м3.
Количество воздуха,необходимое для разбавления 1 м3 дымовых газов до температурысушильного агента (принимаем температуру сушильного агента tса = 400 °С)
X = (Iпс – Iпг)/(Iв – 1,3*tн), (3.58)
где Iпг, Iв – соответственно энтальпия продуктов горения и воздуха, при tса = 400 °С, кДж/м3.
X = (2521 – 564)/(535,9 – 1,3*15) =3,8 м3/м3.
Расход воздуха наразбавление дымовых газов, получаемых при сгорании 1м3 газа
Vсм = Vг*Х; (3.59)
Vсм = 11,17*3,8 = 42,5 м3/м3.
Количество воздуха,идущее на горение и разбавление дымовых газов
Vα = Vв + Vсм; (3.60)
Vα = 10,2 + 42,5 = 52,7 м3/м3.
г) Подбор вентиляторов,топки и горелок.
Объем свежего сушильногоагента, поступающего из топки
Vса = ∑W/(Iса – Iух), (3.61)
где Iса – энтальпия сушильного агента (принимаемравной энтальпии воздуха при температуре tса = 400 °С, кДж/м3);
Iух – энтальпия газовоздушной смеси навыходе из сушильной камеры (при температуре сушки tс = 180 °С), кДж/м3.
Vса = 4857549/(535,9 – 143,4) = 12376 м3/ч.
Объем продуктов сгораниягаза, необходимый для ведения процесса
Vпс = Vса*( Iса – 1,3*tн)/( Iпс – 1,3*tн); (3.62)
Vпс = 12376*(535,9 – 1,3*15)/(2521 –1,3*15) = 2555 м3/ч.
Объем рециркулируемойгазовоздушной смеси
Vрец = Vса*(Iса – Iгс)/(Iгс – Iух), (3.63)
где Iгс – энтальпия сушильного агента вмомент смешения с рециркулируемой газовоздушной смесью (tгс = tс + 20…30 °С, принимаем tгс = 200 °С, тогда Iгс = 183кДж/м3 ).
Vрец = 12376*(535,9 – 183)/(183 – 143,4)= 110290 м3/ч.
Производительностьрециркуляционного центра
Vрец.ц = (Vрец. + Vса)*(273 + tгс)/(273 + tн); (3.64)
Vрец.ц = (110290 + 12376)*(273 + 200)/(273+ 15) = 201462 м3/ч.
Производительностьвытяжного центра
Vвц = (Vвоз + Vса)*(273 + tух)/(273 + tн); (3.65)
Vвц = (3788 + 12376)*(273 + 180)/(273 +15) = 25425 м3/ч.
На сушилке устанавливаемдва рециркуляционных вентилятора. Принимаем напор вентиляторов Р = 800 Па.
Выбираем рециркуляционныйвентилятор Ц4 – 76 №16 со следующей характеристикой [6, с.155]
Q = 103000 м3/ч; Р = 800Па; η = 0,72; ω = 60 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N =103000*800*1,1/(3600*1000*0,72*0,96*0,95) = 38,3 кВт.
Выбираем электродвигательАО2–91–8 [6, с.173].
N = 40 кВт; n = 750 мин-1.
На сушилке устанавливаемдва вытяжных вентилятора, которые одновременно подают воздух на воздушныезавесы. Производительность одного вентилятора
V1 = (Vзав + Vвоз + Vса)*(273 + tух)/((273 + tн)*2); (3.66)
V1 = (3788 + 3788 + 12376)*(273 + 180)/((273 + 15)*2) =15691 м3/ч.
Принимаем напорвентиляторов Р = 800 Па.
Выбираем вентилятор Ц4–76№8 со следующей характеристикой [6, с.152]
Q = 16000 м3/ч; Р = 800 Па;η = 0,84; ω = 100 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле
N =16000*800*1,1/(3600*1000*0,84*0,95*0,96) = 5,1 кВт.
Выбираем электродвигательАО2–51–6 [6, с.173]
N = 5,5 кВт; n = 1000 мин-1.
Расход газа в сушильнойустановке
В = Vпс/Vг; (3.67)
В = 2555/11,17 = 229 м3/ч.
Объем топки
Vт = B*Qнр/(4*106); (3.68)
Vт = 229*35200/(4*106) = 2 м3.
Принимаем к установкекруглую топку
Для сжигания газа выбираем4 горелки инжекциооные [5, с.216] с производительностью 20 – 60 м3/ч.
Расход воздуха,подаваемого в топку на горение и смешение
Vвт = Vα*B; (3.70)
Vвт = 52,7*229 = 12068 м3/ч.
Принимаем напорвентилятора Р = 2500 Па.
Выбираем вентиляторЦП7–40 №6,3 со следующей характеристикой [6, с.165]
Q = 12100 м3/ч; Р = 2500Па; η = 0,5; ω = 200 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле
N =12100*2500*1,1/(1000*3600*0,5*0,96*0,95) = 20,3 кВт
Выбираем электродвигательтипа АО2–71–2 [6, с.173]
N = 22 кВт; n = 3000 мин-1.
3.3 Расчеткамеры охлаждения [7]
Время принудительногоохлаждения изделий
τ = 60*с*m*[ln(t0 — tср) – ln(tk — tср)]/(F*α), (3.71)
где с – теплоемкостьизделия (теплоемкость стали с = 0,48 кДж/кг);
m – масса изделия, m = 300 кг; t0 – начальная температура изделия, t0= 170 °C; tср – температура охлаждающего воздухана входе в камеру, tср = 18 °С; tk – конечная температура изделия, tk = 40 °C;
F – поверхность участвующая втеплообмене, F = 80 м2;
α – коэффициенттеплоотдачи при принудительном охлаждении, α = 190 кДж/(м2*ч*°С).
τ = 60*0,48*300*[ln(170 – 18) – ln(40 – 18)]/(80*190) = 1 мин.
Ширина камеры охлаждения
В = b + 2*(0,15 + b1 + 0,1), (3.72)
где b1 – ширина воздуховодов для подачи холодного воздуха.
В = 1,68 + 2*(0,15 + 0,45+ 0,1) = 3,08 м ≈ 3,1 м.
Высота камеры охлаждения
Н = h + d1 + 0,1, (3.73)
где d1 – высота воздуховодов для подачи холодного воздуха, d1 = 0,75 м.
Н = 1,42 + 0,75 + 0,1 = 2,27 м ≈ 2,3 м.
Длина камеры охлаждения
L = υ*τ+ l, (3.74)
где l – длина изделия, l = 4,35 м.
L = 1,2*1 + 4,35 = 5,55 м ≈ 5,6 м.
Производительностьприточного вентилятора
Vпр = (Gизд*c + Gтр*c)*(t0– tk)/(св*(tух – tср)), (3.75)
где tух – температура воздуха на выходе изкамеры охлаждения, tух = 35 °С.
Vпр = (18000*0,48 + 3800*0,48)*(170 –40)/(1,0*(35 – 18)) = 80019 м3/ч.
Принимаем напорвентилятора Р = 950 Па.
Выбираем вентилятор Ц4–76№16, со следующей характеристикой [6, с.155]
Q = 82000 м3/ч; Р = 950 Па;η = 0,82; ω = 60 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N =82000*950*1,1/(1000*3600*0,82*0,96*0,9) = 33,5 кВт.
Выбираем электродвигательтипа АО2–82–8 [6, с.173]
N = 40 кВт; n = 750 мин-1.
Производительностьвытяжного вентилятора
Vвыт = Vпр + 2*(b +0,3)*(h + 0,2)*Wпр*3600, (3.76)
где Wпр – скорость воздушного потока воткрытых транспортных проемах Wпр= 0,3 м/с .
Vвыт = 80019 + 2*(1,68 + 0,3)*(1,42 +0,2)*0,3*3600 = 86947 м3/ч.
Принимаем напорвентилятора Р = 1000 Па.
Выбираем вентилятор Ц4–76№16, со следующей характеристикой [6, с.155]
Q = 90000 м3/ч; Р = 1000Па; η = 0,8; ω = 60 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле
N = 90000*1000*1,1/(1000*3600*0,8*0,96*0,9)= 40,2 кВт.
Выбираем электродвигательтипа АО2–92–8 [6, с.173]
N = 55 кВт; n = 750 мин-1.
3.4 Расчеткамеры пневматического распыления [1]
а) Определение размеровкамеры и проемов.
Ширина камеры без гидрофильтра
Вк = Ви+ В1 + В2, (3.77)
где В1 –расстояние от изделия до воздухопромывных каналов, В1 = 0,85 м;
В2 –расстояние от изделия до стенки камеры (для камер с поперечным отсосом воздухаВ2 = 0,55 м).
Вк = 1,68 +0,85 + 0,55 = 3,08 м ≈ 3,1 м.
Длину камеры Lк определяем из условий удобства работы в ней и принимаемравной длине гидрофильтра (2400;3400;4200 мм). Lк = 6м.
Высота камеры
Нк = Hи + hп, (3.78)
где hп – расстояние от верха изделия допотолка камеры (принимаем hп = 0,8…1,0 м).
Нк = 1,42 +1,0 = 2,42 м ≈ 2,5 м.
Из условий работы камерыпринимаем ширину рабочего проема Вр.п. = 0,6 м. Высота рабочего проема
Нр.п. = Ни+ (400…500); (3.79)
Нр.п. = 1,42 +0,4 = 1,82 м ≈ 1,85 м.
Ширина транспортного проемадля ввода и вывода изделий
Вт.п. = Ви+ 2*Вз, (3.80)
где Вз –расстояние между изделием и проемом по ширине, Вз = 0,15…0,2м.
Вт.п. = 1,68 +2*0,15 = 1,98 м ≈ 2 м.
Высота транспортного проема
Нт.п. = Ни+ 2*hз, (3.81)
где hз – расстояние между изделием и проемом по высоте, hз = 0,1…0,2 м.
Нт.п. = 1,42 +2*0,15 = 1,72 м ≈ 1,75 м.
б) Определение объемаудаляемого из камеры воздуха.
Расчетный объем (м3/ч)удаляемого из камеры воздуха для камер с поперечным отводом воздухаопределяется по средним скоростям его движения в рабочем и транспортных проемахспособа и состава лакокрасочного материала:
V = 3600*υ*F, (3.82)
где υ – скоростьвоздуха в проемах, м/с;
F – площадь сечения проемов.
Принимаем скоростьвоздуха в открытых проемах υ = 1,3 м/с.
Площадь сечения открытыхпроемов при перекрытии их изделием на 30 %
F = 0,95*1,75*2*0,7 + 1,42*1,85 = 5 м2.
V = 3600*1,3*5 = 23400 м3/ч.
По объему удаляемоговоздуха выбираем гидрофильтр
Высота гидрофильтра Нг= 2,5 м.
Ширина гидрофильтра Вг= 1 м.
Длина гидрофильтра
Lг = V/(3600*υпр.к.*0,5*Вг*К), (3.83)
где υпр.к. – скорость воздуха ввоздухопромывном канале, υпр.к. =5…6,5 м/с; К – коэффициент живого сечения гидрофильтра (принимаем К = 0,9).
Lг = 23400/(3600*0,5*1*6*0,9) = 2,4 м.
в) Гидравлический расчет.
Общий объем воды, рециркулирующийпо экрану и полуцилиндрам гидрофильтра, определим по количеству проходящегочерез него воздуха из расчета 2,5 л воды на 1 м3 удаляемого воздуха
Vв = 0,0025*V; (3.84)
Vв = 0,0025*23400 = 58,5 м3/ч.
Объем воды,рециркулирующей по экрану гидрофильтра
Vэ = 3600*υв*b*δ, (3.85)
где υв –скорость течения воды по экрану (принимаем υв = 1 м/с);
b – ширина водяной завесы, b = Lг = 2,4 м;
δ – толщина водянойзавесы (принимаем δ = 0,003 м).
Vэ = 3600*1*2,4*0,00326 м3/ч.
Объем воды,рециркулирующей по полуцилиндрам
Vпц = Vв – Vэ; (3.86)
Vпц = 58,5 – 26 = 32,5 м3/ч.
При расходе воды 58,5 м3/чдиаметр трубы 3́́ ́
По длиневодораспределительной трубы с определенным шагом расположены патрубки диаметром30–40 мм. Число n патрубков,подающих воду на экран
n = Vэ/(3600*υи*f), (3.87)
где υи –скорость истечения (принимаем υи = 1 м/с);
f – площадь сечения патрубка, м2.
n = 26/(3600*1*0,00113) = 6,4.
Принимаем n = 7. Число патрубков, подающих водук полуцилиндрам
n = Vпц/(3600* υи*f); (3.88)
n = 32,5/(3600*1*0,00113) = 7,99.
Принимаем n = 8.
Выбираем насос ОХ6–54Г соследующей характеристикой [10, с.14]
Q = 60 м3; η = 0,8.
Выбираем электродвигательАО–102–6м со следующей характеристикой [10, с.14]
Nн = 125 кВт; n = 1500 мин-1.
г) Выбор вентиляционныхустройств.
По объему удаляемого изкамеры воздухаподбираем центробежный вентилятор Ц4 – 76 №12,5 со следующейхарактеристикой [6, с.154]
Q = 25000; Р = 700 Па; η = 0,8;ω = 60 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N =25000*700*1,1/(3600*1000*0,8*0,96*0,95) = 7,3 кВт.
Выбираем электродвигательАО2–61–8 [6, с.173]
N = 7,5 кВт; n = 750 мин-1.
д) Выборкраскораспылительной аппаратуры.
По каталогам всоответствии с необходимой производительностью камеры выбираемкраскораспылительную аппаратуру:
– Ручные пневматическиекраскораспылители типа С–765 – 2 шт., [4, с. 4];
– Очиститель воздухаС–418А – 2 шт., [5 с. 316];
– Шланги для подачисжатого воздуха и лакокрасочного материала – 10 м.
3.5 Расчеткамеры электростатического распыления [1]
а) Выбор распылителей идозирующих устройств.
Тип устанавливаемых вкамере распылителей выбирают с учетом формы окрашиваемого изделия,производительности камеры и вида наносимого материала. Число n распылителей, устанавливаемых вкамере, рассчитывают по их производительности и норме расхода краски дляизделий соответствующей группы сложности:
n = S0*N/q, (3.89)
где S0– площадь окрашиваемой поверхности в 1 мин, м2;
N – норма расхода материала, г/м2;
q – производительность одногораспылителя г/мин.
Производительность одногораспылителя
q = π*dн*qн, (3.90)
где dн – диаметр распыляющего насадка, см;
qн – удельный расход материала на 1 см коронирующей кромки в мин, г*см-1*мин-1.
Для нанесения грунтовкиЭП–0270 при общей производительности камеры 1200 м2/ч выбираем электромеханическийраспылитель с грибковой коронирующей насадкой (qн = 2 г*см-1*мин-1), dн = 10 см.
q = 3,14*10*2 = 62,8 г/мин.
n = 20*33,3/62,8 = 10,6.
Принимаем n = 12.
Для питания двенадцатираспылителей необходимы четыре дозирующие установки типа ДХК.
б) Определение размеровкамеры
Ширина камеры
Вк = Ви+ 2*В + 2*lр + 2*Вп, (3.91)
где В – расстояние междуизделием и коронирующим насадком, В = 0,25…0,3 м;
lр – длина части распылителя, находящейся под высокимнапряжением,
lр = 0,2…0,35 м;
Вп –расстояние между стенкой камеры и токоведущими частями распылителя, Вп= 1,0…1,3 м.
Вп = 1,68 +2*0,3 + 0,3 + 2*1,1 = 4,78 м ≈ 4,8 м.
Длина камеры приустановке распылителей по обе стороны от конвейера
Lк = (0,4…0,5)*n+2; (3.92)
Lк = 0,5*10 + 2 = 7 м.
Высота камеры
Нк = Ни+ hп, (3.93)
где hп – расстояние от верха изделия до потолка камеры, hп = 0,8…1,0 м.
Нк = 1,42 +1,0 = 2,42 м ≈ 2,5 м.
в) Определение размеровпроема для ввода и вывода изделий.
Ширина транспортногопроема
Впр = Ви+ 2*Вз, (3.94)
где Вз –расстояние между изделием и проемом, Вз = 0,15…0,2 м.
Впр = 1,68 +2*0,2 = 2,08 м ≈ 2,1 м.
Высоту проема Нпр= 2,5 м принимаем равной высоте камеры Нк.
г) Определение объемаудаляемого из камеры воздуха и выбор вентиляционных устройств.
Расчетный объемудаляемого из камеры воздуха
V = 3600*υ*F, (3.95)
где υ – скоростьвоздуха в проемах, υ = 0,4…0,5 м/с;
F – площадь сечения проемов, м2 (принимаютс учетом перекрытия их изделием).
При ширине открытогопроема Впр = 2,1 м и высоте Нпр = 2,5 м площадь проема составит 2,1*2,5 = 5,25 м2. Площадь проема, перекрываемая изделием,составляет около 30 % площади поперечного сечения изделия: 1,8*1,42*0,3 = 0, 72 м2
Следовательно, площадь, скоторой происходит отсос воздуха, составляет 5,25 – 0,72 = 4,53 м2.
Объем отсасываемоговоздуха из двух проемов
V = 3600*0,5*2*4,53 = 16308 м3/ч.
Принимаем напорвентилятора Р = 800 Па.
Выбираем вентилятор Ц4–76№12,5 со следующей характеристикой
Q = 16500 м3/ч; Р = 800 Па;η = 0,7; ω = 60 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N = 16500*800*1,1/(1000*3600*0,7*0,96*0,95)= 6,32 кВт.
Выбираем электродвигательтипа АО2–61–8 [6, с.173]
N = 7,5 кВт; n = 750 мин-1.
3.6 Расчетконвективной сушильной установки для сушки второго слоя грунта [7]
а) Определение размеровсушильной камеры.
Ширина транспортногопроема определяется по формуле (3.31)
b1 = 1,68 +2*0,15 = 1,98 м ≈ 2 м.
Высота транспортногопроема определяется по формуле (3.32)
h1 = 1,42 +2*0,1 = 1,62 м ≈ 1,7 м.
Ширина камеры (с учетомразмещения воздуховодов) определяется по формуле (3.33)
В = 1,68 + 2*0,7 = 3,08 м≈ 3,1 м.
Длина камеры определяетсяпо формуле (3.34)
L = 1,2*20 +2*1,5 = 27 м.
Высота камерыопределяется по формуле (3.35)
Н = 1,42 + 0,8 + 1,32 = 3,54м ≈ 3,6м.
Размеры проема в местепрохождения конвейера с учетом размеров каретки bз = 0,3 м; hз =0,4 м.
Площадь транспортногопроема определяется по формуле (3.36)
Fпр = 2*1,7 +(2 + 0,3)/2*(1,32 – 0,1 – 0,4) + 0,3*0,4 = 4,7 м2.
Поверхность стенсушильной камеры определяется по формуле (3.37)
F1 = 2*(27 +3,1)*3,6 – 2*4,7 = 207 м2.
Поверхность потолка ипола сушильной камеры определяется по формуле (3.38)
F2 = 2*27*3,1= 167 м2.
Поверхность наружныхвоздуховодов определяется по формуле (3.39)
F3 = 2*27 = 54м2.
б) Расход теплоты всушильной камере.
Тепловые потери черезвнешние ограждения камеры определяется по формуле (3.40)
В качестве теплоизоляциивыбираем минеральную вату (слой толщиной 0,08 м). Тогда коэффициентытеплопередачи [1, с. 217], кДж/(м2*ч*°С)
k1 = k2= 3,73; k3 = 7,54.
W1 = (207*3,73+ 167*3,73 + 54*7,54)*(150 – 15) = 243292 кДж/ч.
Расход тепла на нагревизделий и транспорта определяется по формуле (3.41)
Значения t2изди t2тр рассчитываем по формуле (3.42)
Учитывая, что Sизд= 0,0014 м; Sтр = 0,005 м, тогда
0,33 = 0,0014*7800*0,48/(1*29,3)*2,3*lg[(150– 15)/(150 – t2изд)];
0,33 = 0,005*7800*0,48/(1*2,93)*2,3*lg[(150– 15)/(150 – t2тр)].
Решая эти уравнения,получим
t2изд = 129 °Cи t2тр = 70°С.
W2 =18000*0,48*(129 – 15) + 3800*0,48*(70 – 15) = 1085280 кДж/ч.
Расход теплоты на нагреви испарение растворителя с изделий определяется по формуле (3.43)
Массу растворителя,поступающую с изделиями в камеру, определяем по формуле (3.44)
Gв = 0,1*4800= 480 кг/ч.
W3 = 480*[4,19*(150– 15) + 350] = 1421462 кДж/ч.
Расход теплоты на нагревсвежего воздуха определяется по формуле (3.45)
Масса воздуха,врывающегося через открытые проемы Gвоз, приналичии воздушных завес, если принято, что Gзав/Gвоз = 1 (где Gвоз = Gзав– масса воздухаподаваемого на воздушную завесу) рассчитывается по формуле (3.46) [1, с. 235]
Коэффициент μзависит от типа завесы (односторонняя или двухсторонняя), а так же отсоотношения Gзав/Gвоз и Fщ/Fпр (где Fщ – площадь щели завесы, через которуювыходит воздух, м2) и угла выхода струи завесы к плоскости проема.
Для расчета принимаем:размеры щели воздушной завесы 2,42 x 0,015м (завесу устанавливаем по всей высоте проема с двух сторон); угол выхода струизавесы к плоскости проема α = 45°; температура смеси в проеме 75 °С. Тогдаплотность воздуха будет равна, кг/м3 ρн = 1,226;ρвн = 0,946; ρсм = 1,013 [2, с.10]. Отношение Fщ/Fпропределяем поформуле (3.47)
Приведенную ширину проемаопределяем по формуле (3.48)
Суммарную высоту проемаопределяем по формуле (3.49)
hпр = 1,32 + 2,42 + 0,1 = 3,84 м.
b́́ ́ = 4,7/3,84 = 1,22м.
Fщ/Fпр = 2*0,015/1,22 = 1/40,6.
Расстояние от нейтральнойлинии до низа проема определяем по формуле (3.50)
hнл = 4,7/2*2 = 1,8 м.
С учетом вышеуказанныхусловий получаем μ = 0,160 [4, с.40].
Gвоз = Gзав = 2/3*3600*0,160*2*1,18*(2*9,81*1,18*(1,226 – 0,946)*1,013)0,5= 2322 кг/ч.
Расход воздуха через двапроема
Ǵвоз = 2*Gвоз = 2*2322 = 4644 кг/ч.
Объемный расход воздухачерез два проема определяем по формуле (3.51)
Vвоз = 4644/1,226 = 3788 м3/ч.
W4 = 4644*1,0*(150 – 15) = 626940 кДж/ч.
Общий расход теплотыопределяем по формуле (3.52)
∑W = (243292 + 1085280 + 1421462 + 626940)*1,2= 4052369 кДж/ч.
в) Расчет горениятоплива.
Теоретический объемпродуктов сгорания при сжигании 1 м3 газа определяем по формуле(3.53)
Vог = 1,14*35200/(4,19*1000) + 0,25 =9,83 м3/м3.
Теоретический объемвоздуха, необходимый для сжигания 1 м3 газа определяем по формуле(3.54)
Vов = 1,09*35200/(4,19*1000) – 0,25 =8,9 м3/м3.
Действительный объемвоздуха, подаваемый для сжигания 1 м3 газа, определяем по формуле(3.55)
Vв = 1,15*8,9 = 10,2 м3/м3.
Действительный объемпродуктов сгорания определяем по формуле (3.56)
Vг = 9,83 + (1,15 – 1)*8,9 = 11,17 м3/м3.
Удельная энтальпияпродуктов сгорания определяем по формуле (3.57)
Iпс = 35200*0,8/11,17 = 2521 кДж/м3.
Количество воздуха,необходимое для разбавления 1 м3 дымовых газов до температурысушильного агента (принимаем температуру сушильного агента tса = 400 °С) определяем по формуле(3.58)
X = (2521 – 564)/(535,9 – 1,3*15) =3,8 м3/м3.
Расход воздуха на разбавлениедымовых газов, получаемых при сгорании 1м3 газа, определяем поформуле (3.59)
Vсм = 11,17*3,8 = 42,5 м3/м3.
Количество воздуха,идущее на горение и разбавление дымовых газов, определяем по формуле (3.60)
Vα = 10,2 + 42,5 = 52,7 м3/м3.
г) Подбор вентиляторов,топки и горелок.
Объем свежего сушильногоагента, поступающего из топки, определяем по формуле (3.61)
Vса = 4052369/(535,9 – 143,4) = 10324 м3/ч.
Объем продуктов сгораниягаза, необходимый для ведения процесса, определяем по формуле (3.62)
Vпс = 10324*(535,9 – 1,3*15)/(2521 –1,3*15) = 2131 м3/ч.
Объем рециркулируемойгазовоздушной смеси определяем по формуле (3.63)
Vрец = 10324*(535,9 – 183)/(183 – 143,4)= 98739 м3/ч.
Производительностьрециркуляционного центра определяем по формуле (3.64)
Vрец.ц = (76720 + 10324)*(273 + 180)/(273 +15) = 136913 м3/ч.
Производительностьвытяжного центра определяем по формуле (3.65)
Vвц = (3788 + 10324)*(273 + 150)/(273 +15) = 20727 м3/ч.
На сушилке устанавливаемодин рециркуляционный вентилятор. Принимаем напор вентиляторов Р = 1000 Па.
Выбираем рециркуляционныйвентилятор Ц4 – 76 №16 со следующей характеристикой [6, с.155]
Q = 138000 м3/ч; Р = 1000Па; η = 0,65; ω = 75 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N = 138000*1000*1,1/(3600*1000*0,65*0,96*0,95)= 71,1 кВт.
Выбираем электродвигательАО2–92–6 [6, с.173]
N = 75 кВт; n = 1000 мин-1.
На сушилке устанавливаемдва вытяжных вентилятора, которые одновременно подают воздух на воздушныезавесы. Производительность одного вентилятора определяем по формуле (3.66)
V1 = (3788 + 3788 + 10324)*(273 + 150)/((273 + 15)*2) =13145 м3/ч.
Принимаем напорвентиляторов Р = 700 Па.
Выбираем вентилятор Ц14–46№5 со следующей характеристикой [6, с.158]
Q = 14000 м3/ч; Р = 700 Па;η = 0,6; ω = 75 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N = 14000*700*1,1/(3600*1000*0,6*0,95*0,96)= 5,47 кВт.
Выбираем электродвигательАО2–61–6 [6, с.173]
N = 7,5 кВт; n = 750 мин-1.
Расход газа в сушильнойустановке определяем по формуле (3.67)
В = 2120/11,17 = 190 м3/ч.
Объем топки определяем поформуле (3.68)
Vт = 190*35200/(4*106) = 1,67 м3.
Принимаем к установкекруглую топку
Для сжигания газавыбираем 4 инжекционных горелки [5, с.216] с производительностью 20 – 60 м3/ч.
Расход воздуха,подаваемого в топку на горение и смешение, определяем по формуле (3.70)
Vвт = 52,7*190 = 10013 м3/ч.
Принимаем напорвентилятора Р = 3000 Па.
Выбираем вентиляторЦП7–40 №6,3 со следующей характеристикой
Q = 10100 м3/ч; Р = 3000Па; η = 0,35; ω = 200 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N = 10100*3000*1,1/(1000*3600*0,35*0,96*0,95)= 29 кВт
Выбираем электродвигательтипа АО2–72–2 [6, с.173]
N = 30 кВт; n = 3000 мин-1.
3.7 Расчеткамеры охлаждения [7]
Время принудительногоохлаждения изделий определяем по формуле (3.71)
τ = 60*0,48*300*[ln(129 – 18) – ln(40 – 18)]/(80*190) = 1 мин.
Ширину камеры охлажденияопределяем по формуле (3.72)
В = 1,68 + 2*(0,15 + 0,45+ 0,1) = 3,08 м ≈ 3,1 м.
Высоту камеры охлажденияопределяем по формуле (3.73)
Н = 1,42 + 0,75 + 0,1 = 2,27м ≈ 2,3 м.
Длину камеры охлажденияопределяем по формуле (3.74)
L = 1,2*1 + 4,35 = 5,55 м ≈ 5,6м.
Производительностьприточного вентилятора определяем по формуле (3.75)
Vпр = (18000*0,48 + 3800*0,48)*(129 –40)/(1,0*(35 – 18)) = 54782 м3/ч.
Принимаем напорвентилятора Р = 900 Па.
Выбираем вентилятор Ц4–76№16, со следующей характеристикой [6, с.155]
Q = 55000 м3/ч; Р = 900 Па;η = 0,8; ω = 50 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N = 55000*900*1,1/(1000*3600*0,8*0,96*0,9)= 20,7 кВт.
Выбираем электродвигательтипа АО2–81–8 [6, с.173]
N = 22 кВт; n = 750 мин-1.
Производительностьвытяжного вентилятора определяем по формуле (3.76)
Vвыт = 54782 + 2*(1,68 + 0,3)*(1,42 +0,2)*0,3*3600 = 61710 м3/ч.
Принимаем напорвентилятора Р = 850 Па.
Выбираем вентилятор Ц4–76№16, со следующей характеристикой [6, с.155]
Q = 62000 м3/ч; Р = 850 Па;η = 0,82; ω = 50 с-1.
Требуемую мощностьэлектродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)
N = 62000*850*1,1/(1000*3600*0,82*0,96*0,9)= 21,5 кВт.
Выбираем электродвигательтипа АО2–82–8 [6, с.173]
N = 30 кВт; n = 750 мин-1.
4.Описание технологического процесса
Процесс грунтованиякузова легкового автомобиля состоит из двух основных стадий. Первая стадиязаключается в нанесении первого слоя грунта методом катофореза, промывке кузоваультрафильтратом и водой деминерализованной с последующей сушкой покрытия иохлаждением. Вторая стадия заключается в нанесении второго слоя грунта методомпневматического распыления и методом электростатического распыления споследующей сушкой покрытия и охлаждением.
4.1 Перваястадия
а) Нанесение первичногогрунта методом катодного электроосаждения.
Процесс образованияпокрытия электроосаждением заключается в осаждении частиц лакокрасочногоматериала на металлические поверхности кузова из водного раствора под действиемтока.
При катофорезном методеокраски на кузов (катод) подается отрицательный заряд с помощью специальнойклеммы и токоведущей каретки, передвигающейся синхронно с кузовом повспомогательному конвейеру.
Основные реакции, протекающиев процессе электроосаждения:
Электролиз (разложение)воды на катоде (кузове):
2Н2О +2е →Н2↑ + 2ОН–
На аноде:
Н2О → О2↑+ 4Н+ + 4е
Чтобы связующая смолабыла растворима в воде, ее нейтрализуют кислотами:
П-(NR2)n + НСООН↔ П-(NR2H)n+ + HCOO‾
Осаждение частиц ЛКМ наметаллическую поверхность из водного раствора под воздействием тока(образование пленки):
П-(NR2H)n+ + OH ‾ → П-(NR2)n↓ + H2O
Растворимая ионизированная `Нерастворимая частица ЛКМ
молекула смолы на поверхности металла.
Отвод кислоты из растворапод действием тока через диализные карманы:
HCOO–+H+→ HCOOH
Условия проведенияпроцесса электроосаждения:
1) Продолжительностьэлектроосаждения, τ = 2 мин;
2) Температура грунта, t = 30 – 35°С;
3) Водородный показательгрунта, рН = 5,7 – 6,1;
4) Напряжение:
1 ступень – 200 – 300 В,
2 ступень – 220 – 400 В;
5) Сила тока, I = 0 – 700 А.
б) Промывка кузоваультрафильтратом и водой деминерализованной.
Промывка необходима дляудаления с изделия избытка лакокрасочного материала и пены. Промывка состоит изтрех промывочных зон. На контур в первой зоне промывки подаетсядеминерализованная вода. На контуры второй зоны промывки подается чистыйфильтрат, то есть низкомолекулярные жидкости отделенные от высокомолекулярногогрунта на установке ультрафильтрации. На контуры третьей зоны промывки подаетсядеминерализованная вода.
в) Сушка катофорезногопокрытия.
После зоны промывкикузова обдуваются сжатым воздухом и поступают в камеру демонтажа токоподводящейкаретки. В камере производится отсоединение токоведущей каретки и кузовпоступает в сушильную камеру.
Сушка покрытиязаключается в образовании поперечных связей (сетчатой структуры) междумолекулами связующего и испарении влаги из пленки.Сушка осуществляетсяв конвекционной сушильной камере. В камеру сушки подается смесь воздуха итопочных газов, получаемых в процессе сжигания природного газа.Продолжительность сушки – 30 минут, температура сушки – 180 °С. Отработаннаягазовоздушная смесь выбрасывается в атмосферу.
г)Охлаждение
После камеры сушкигрунтованный кузов поступает в камеру охлаждения. В камере охлаждения кузовобдувается холодным воздухом. Время охлаждения – 1 мин, температура кузовапосле выхода из камеры охлаждения – 40 °С.
4.2 Втораястадия
а)Пневматическоераспыление вторичного грунта.
Проводится с помощьюпневматических распылителей (пистолетов) типа С–765. Данная операция необходимадля нанесения вторичного грунта в места которые не может прогрунтоватьавтоматическая установка при электростатическом методе нанесения. Малярырасположены по обе стороны от конвейера.
б)Нанесениевторичного грунта на кузов методом электростатики.
Кузов легковогоавтомобиля заземляется через конвейер, а из автоматической установкираспыляются заряженные частицы вторичного грунта. На установкеэлектростатического распыления 12 грибковых распылителей, распылителирасположены по обе стороны от конвейера. Два распылителя расположены надкузовом легкового автомобиля, два снизу и по четыре грибковых распылителя сбоков.
в)Сушка второгослоя грунта.
Сушка покрытиязаключается в образовании сетчатой структуры и испарении растворителя изпленки.Сушка осуществляется в конвекционной сушильной камере. В камерусушки подается смесь воздуха и топочных газов, получаемых в процессе сжиганияприродного газа. Продолжительность сушки – 20 минут, температура сушки – 150°С. Отработанная газовоздушная смесь отправляется на каталитический дожиг, таккак она содержит органический растворитель.
г)Охлаждение
После камеры сушкигрунтованный кузов поступает в камеру охлаждения. В камере охлаждения кузовобдувается холодным воздухом. Время охлаждения – 1 мин, температура кузовапосле выхода из камеры охлаждения – 40 °С.
5. Техникабезопасности
5.1Утилизация отходов
Ванна катодногоэлектроосаждения снабжена установкой ультрафильтрации. Применениеультрафильтрации в установках электроосаждения позволяет значительно уменьшитьпотери лакокрасочного материала и свежей воды, упростить обслуживание ванны. Впроцессе ультрафильтрации пигменты и пленкообразователи отделяются от низкомолекулярныхвеществ (воды, органических растворителей и других продуктов нейтрализациигрунта). Пигменты и пленкообразователи подаются в ванну, а низкомолекулярныевещества подаются на промывку кузова от избытка лакокрасочного материала. Вдальнейшем ультрафильтрат идет на локальные очистные сооружения. Отработаннаядименирализованная вода применяемая так же для промывки кузова поступает налокальные очистные сооружения. Ультрафильтрат и отработанная дименирализованнаявода являются кислыми стоками.
Газовоздушная смесь,используемая в качестве сушильного агента в конвективной сушильной установкеприменяемой для сушки второго слоя грунта, содержит органические растворители.Отработанную газовоздушгую смесь необходимо отправлять на каталитический дожиг.А газовоздушная смесь, используемая для сушки первого слоя грунта, не содержитвредных веществ. Отработанная газовоздушная смесь выбрасывается в атмосферу.
Воздух, используемый вкачестве хладогента в камерах охлаждения, можно использовать в калориферах дляобогрева помещений в холодные времена года.
Вода, используемая вкачестве уловителя лакокрасочного материал в камерах пневматического иэлектростатического распыления, а так же вода подаваемая на гидрофильтры, содержитчастички лакокрасочного материала. Вода загрязненная частичками лакокрасочногоматериала подается на деконтацию, где лакокрасочный материал коагулируют иочищенную таким образом воду можно вновь подавать в камеры пневматического иэлектростатического распыления и на гидрофильтры. Скоагулированный лакорасочныйматериал можно использовать для получения неответственных покрытий.
Кондиционированный воздухподаваемый в камеру пневматического распыления загрязняется лакокрасочнымматериалом. Загрязненный воздух проходит через гидрофильтры и выбрасывается ватмосферу.
5.2Техника безопасности при работе в камерах пневматического распыления
1) К работе по подготовкеповерхности и нанесению лакокрасочных материалов допускаются лица в возрасте немоложе 18 лет, прошедшие предварительный при поступлении на работу медицинскийосмотр, вводный и первичный инструктажи на рабочем месте, обучение, проверкузнаний и стажировку.
2) Вентиляторы вытяжныхсистем могут быть изготовлены с получением соответствующих сертификатов иприменяться в соответствии с категорией помещений с выбросом воздуха за пределыпомещений.
3) Все лица, работающие слакокрасочными материалами, должны быть обеспечены в соответствии с типовымиотраслевыми нормами бесплатной выдачи средств индивидуальной защиты:спецодеждой, спецобувью, средствами защиты рук по ГОСТ 12.4.103 (приизготовлении — комбинезоном, брезентовым фартуком, при нанесениипневмораспылением — средствами защиты органов зрения — очками типа ЗП по ГОСТ12.4.013, средствами защиты органов дыхания по ГОСТ 12.4.034 и респираторамиРМП-62, мужскими и женскими костюмами для маляров). Руки следует защищатьрезиновыми перчатками, надетыми поверх хлопчатобумажных перчаток. Все лица, работающиес лакокрасочными материалами, должны регулярно проходить в установленномпорядке периодические медицинские осмотры.
4) При нанесении покрытийпневмораспылением перед началом работ аппараты и шланги следует проверить ииспытать на давление, превышающее в 1,5 раза рабочее. Манометры напневматических окрасочных аппаратах должны быть опломбированы.
5) При пневматическойокраске необходимо работать в исправной, плотно застегнутой спецодежде иголовном уборе (шлем) или в платке (для женщин). Не допускается ношение одеждыиз синтетических материалов (нейлон, перлон и т.д.), шелка, способствующихэлектризации, а также колец и браслетов, на которых аккумулируются зарядыстатического электричества.
6) В окрасочных цехахдолжны быть аптечки с набором медикаментов и перевязочных средств, для оказанияпервой (доврачебной) помощи при несчастных случаях. На видных местах вывешиватьплакаты с правилами оказания первой помощи.
7) Работа маляров,связанная с окраской ручными распылителями, должна относиться к категориисредней тяжести.
Списокиспользуемой литературы
1. Гоц В.Л. Оборудование цехов по нанесению полимерныхпокрытий. – М.: Машиностроение, 1980. – 279 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачипо курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1976. – 552с.
3. Сборник справочных таблиц для курсового и дипломногопроектирования / Сост.: Л.Н. Лейбзон – Ярославль, ЯПИ, 1976. – 61 с.
4.Справочные таблицы оборудования цехов окраски: Методическиеуказания / Сост.: В.Д. Сухов, В.М. Тересов. – Ярославль, ЯПИ, 1987. – 34 с.
5. Альбом оборудования окрасочных цехов / Сост.: С.И.Борисенко, В.И. Майзель, В.П. Окунь и др. – М.: — Химия, 1975 – 320 с.
6. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы. – М.: Высшая школа,1987. – 176 с.
7. Примеры расчетов оборудования цехов окраски: Методическиеуказания для курсового и дипломного проектирования / Сост.: В.М. Тарасов, В.Д.Сухов. – Ярославль, 1986. – 32 с.
8. Оборудование и установки цехов окраски: методическиеуказания по курсовому проектированию / Сост.: М.М. Могилевич, Р.К. Абрамян,В.И. Кузьмичев, В.И. Бунтова. – Ярославль, ЯПИ, 1978 – 48 с.
9. Основные процессы и аппараты химической технологии:Пособие по проектированию / Под ре. Ю.И. Дытнерского. – М.: – Химия, 1983. –272 с.
10. СТО 706 – 2006. Проекты курсовые и дипломные: Требованияк оформлению графической части дипломных и курсовых проектовхимико-технологических специальностей. – Ярославль: ЯГТУ, 2006. – 59 с.