для электрохимического процесса.

Алгоритм проведения расчетов тока и напряжения

Целью расчета является определение силы тока и напряжения на ванне. На основании этих данных в дальнейшем подбирают источник постоянного тока для выполнения технологического процесса.

Сила тока I на ванне определяется произведением технологической плотности тока i на площадь деталей, одновременно покрываемых в ванне:

I = 1,05 · i · Р_час. (22)

где 1,05 – коэффициент, который учитывает потери электричества на контакты под­вески

(барабана);

i – плотность тока, рекомендуется при расчете брать верхнее значение допустимой по

технологии плотности тока, А/м²;

Р_час – часовая производительность (м²/час), определенная ранее по формуле (5).

Напряжение U на ванне при покрытии деталей на подвесках определяют по формуле

U = (1+ β) · [ ε_a - ε_k + (1+ α) · IR_э ], (23)

где β - коэффициент, учитывающий потери напряжения в контактах (за­висит от типа электрохимического процесса и вида детали и колеблется от 0,02 до 0,1);

ε_а и ε_к - потенциалы анода и катода при верхних значениях технологических плотностей тока (анодной и катодной);

α - коэффициент, учитывающий увеличение падения напряжения за счет газонаполнения (зависит от количества газов, выделяю­щихся при электролизе, и колеблется от 0,01 до 0,2);

R_э - сопротивление электролита.

Значения потенциалов ε_а и ε_к для ряда гальванических процессов приведены в книге Ямпольский А.М. Краткий справочник гальванотех­ника/ Ямпольский А.М., Ильин В.А. - 3-е изд. - Л.: Машиностроение, 1981.

Следует иметь в виду, что для гальванического процесса с раство­римыми анодами в расчете вместо разности потенциалов под током мож­но использовать сумму абсолютных величин катодной и анодной поляри­зации.

Падение напряжения в электролите IR определяют как:

, (24)

где - среднее геометрическое катодной и анодной плотностей тока;

l_k-a - расстояние между катодом и анодом;

χ - электропроводность электролита.

Некоторые данные по электропроводности электролитов приведены в книге Ямпольский А.М. Краткий справочник гальванотех­ника/ Ямпольский А.М., Ильин В.А. - 3-е изд. - Л.: Машиностроение, 1981. Кроме того, электропроводность может быть определена экспериментально, причем в состав электролита при этом не обязательно включать ПАВ, содержание которых по рецептуре не превышает нескольких граммов на литр.

ВАЖНО!!!! Расчет напряжения по уравнению (23) неприменим для процесса анодного оксидирования алюминия, так как в этом случае напряжение яв­ляется технологическим параметром, принимаемым по техпроцессу.

Ориентировочный расчет напряжения на барабанных ваннах проводится по формуле (25):

U = (1+ β) [ ε_a - ε_k + (1+ α) I · R + Δ U_n ], (25)

в свою очередь,

, (26)

, (27)

, (28)

где Δ U_n - падение напряжения в перфорации барабана;

S_бар - боковая перфорированная поверхность, погруженная в электролит.

При погружении шестигранного барабана боковая перфорированная поверхность определяется по формуле (29):

S_бар = 6× l_бар × w_гр × 2/3, (29)

где l_бар - длина барабана;

w_гр - ширина грани барабана.

l_ср = (l_д + l_б) / 2, (30)

где l_б - расстояние от анода до ближайших деталей в барабане;

l_д - расстояние от анода до центра барабана.

l_д = w_шт / 2, (31)

l_д = w_шт / 2 – r_бар, (32)

где W_шт - расстояние между анодными штангами;

r_бар - радиус барабана.

Падение напряжения в перфорации барабана определяется по формуле (33):

, (33)

где θ - степень перфорации барабана (0,1 ÷ 0,2);

δ - толщина стенки барабана.

По рассчитанным данным I и U на ванне подбирают источник тока. В курсовом проекте могут быть выбраны выпрямители Пульсар СМАРТ или Пульсар Про модульного типа или выпрямители тиристорного типа серии ТЕ, ВАКР.

mikh-bobrov@ya.ru