干式与湿式清洗机在大型冲压线上的应用对比.docx

research & development of super-capacity capacitor unit production linewang changqing, zhao wei期3年第4102文章编号：16720121（2014）03000903干式与湿式清洗机在大型冲压线上的应用对比居跃峰，吴腾飞，赵天明，于明湖（上海通用汽车有限公司 整车制造工程部，上海 201206）摘要：干式清洗机是大型冲压线线首用于清洗汽车外覆盖件板坯料的一种新型的清洁设备。本文介绍了该设备原理、国内外应用情况以及与传统的湿式清洗机的性能特点、实际工程应用的对比分析。分析表明干 式清洗机在清洗效果、性能和经济性上较传统的湿式清洗机有明显优势。关键词：冲压生产线；清洗机；干式；湿式；润滑中图分类号：tg385.8文献标识码：b1 干、湿式清洗机概况及国内外应用现状目前，对于乘用车产品，客户对其外观质量要求 甚高，作为整车制造商，在冲压生产中确保汽车外覆 盖件的品质十分重要。而对于汽车制造四大工艺之 首的冲压工艺，对冲压件外观质量影响最大的当属 板料的表面清洁质量。目前冲压生产中对板料清洁 质量控制主要有两道工序：其一为开卷落料线配置 清洗机对卷料带进行清洗；其二为在板料进入压力 机前进行清洗（在线清洗和离线清洗）。对于后者，目 前最主流的形式是在冲压线线首配置一台湿式清洗 机，板料经过清洗机时，附着在板料上下表面的微粒 便被清除，然后再将清洁后的板料送入压力机。上述湿式清洗机即为采用专用清洗油对汽车外覆盖件板坯进行清洗，其结构及原理如图 1、2 所示。图 1 smt 清洗机收稿日期：20131009作者简介：居跃峰（1971-），男，工程师，上海通用汽车整车制造部冲压设备经理，从事工业电气自动化应用引入辊刷辊挤干辊 1挤干辊 2图 2 四辊湿式清洗机原理图!cn96241821.8，1996-11-07.3 张宜楠，胡树清，杜志忠.高比功率复合电源j.电源技术，2002，26（5）：341-343.4 刘志祥，董国君.双电层电容器的制备与性能.2001，25（6）：413-416.5 王建明.自动化与工业机械手技术m.天津：天津大学出版社，2009.（jinan foundry and metalforming machinery research institute co., ltd., jinan 250022, shandong china）abstract: the background and related process for research and development unit production line have beenintroduced in the text. the composition of production line has been summarized. the technical difficulty duringdesign and commissioning phases has been analyzed. the action of each pneumatic manipulator in the line has beenemphasized. the success of this line has fill out the blank in national automatic unit production line.keywords: sealing ring; collector; multiple hole electrode; septum; pa clamp; contractable manipulator;diffuse manipulator; rotary manipulator9期3年第4102 equipment 与之相对的干式清洗机则采用以皮带刷为核心的清洗元件，颠覆了湿式清洗机的原理和结构，如图3、4 所示。据统计，目前干式清洗机作为一种新设备 和新技术也已陆续在国内外得到推广和应用。夹持辊图 6 干式清洗机内部结构图刷表面；被打松清理掉的污渍通过中央真空抽吸系统分离出来，从而实现皮带刷的自洁。清洁喷射液 的作用机理是使污渍在被强制清理时更易于清洁。清洗带刷干式清洗机总体结构图 3机械打松除污真空抽吸系统 清洁液高压空气3 干、湿式清洗机功能及性能对比相关实验数据表明，干式清洗机对所有微粒的 平均清除率达 98.4%以上，大于 50m 的微粒清除 率达 99.6%，而大于 100m 的微粒其清洁能力几近100%。而传统湿式清洗机总体平均清洁能力一般在97.6%。图 7 为福特墨西哥 cuautitlin 工厂于 2009 年 在 6 个月中对湿式与干式清洗机分别做的 20 次和35 次清洗试验统计结果散点图，结果显示湿式清洗 机的平均清除率为 91.5%。而干式清洗机的平均清 除率达到 99.0%，干式清洗机的清洗性能明显优于 传统湿式清洗机。图 4干式清洗机局部结构干式清洗机作为一种新设备，相对于湿式清洗机有其自身特点与优势，因而在国外诸多整车厂得 到应用，如奔驰、宝马、大众（奥迪）、萨博、欧宝、沃尔 沃等公司。美国通用、福特等公司及日本本田等至今 均有 16 年应用历史，其中通用在北美已有 4 个工 厂采用该设备。国内沈阳宝马、成都吉利-沃尔沃和 北京奔驰等也开始引入了相关应用。10095908580752 干式清洗机原理及核心结构干式清洗机原理是通过上下布置的两套皮带刷 对板料表面进行清洁，如图 5 所示。两套皮带刷运动 方向与板料运动方向垂直，皮带刷前后具有压紧板 料的引入夹持辊轮，待板料通过皮带刷区域，其上的 污垢通过皮带刷表面的刷毛进行清理。而皮带刷本 身的清洁通过三道工序进行（图 4、6）：通过一组 旋转的机械打松装置将附着在皮带刷毛上污垢进行 打松，同时对于大颗粒的污渍亦可抛出；待污渍被 打松后，高压空气进行强制喷流，将污渍清理出皮带051015实验次数202530（a）湿式清洗机对微粒的平均清除率 91.5%100959085807501020实验次数3040（b）干式清洗机对微粒的平均清除率达 99.0%图 7 干式与湿式清洗机清洗效果实验对比另据 gm 北美 arlington 工厂在 2013 年 2 月3月份一个月期间对干式清洗机用于钢板和铝板件清图 5 干式清洗机清洗原理清除率清除率10装 备期3年第4102 equipment 洗时得出的一项总的实验测试数据，统计结果如表1 所示。在设备的备件费用方面，据相关使用经验与统计，湿式清洗机年均维护费用约 59.4 万元（10 年期统计）， 而干式清洗机预期年均费用为 16 万元左右。表 2 为 干式清洗机与湿式清洗机的投资和备件费用对比。 对于润滑油耗投资，因涂油机本身的专业性，相比湿 式清洗机的普适润滑的耗油情况以及零件的成形上 更具优势。另外，对于设备的运营费用，干式清洗机 和涂油机的运行总功耗亦低于传统的湿式清洗机， 当然具体的定量对比分析尚待进一步统计研究。表 2 干、湿式清洗机投资及年均备件费用对比表 1 gmna 对干式清洗机实验测试统计结果实验测试亦表明干式清洗机清洁 能 力 较 为 理想。尽管不同车企因生产制造工艺的不同、对零件要 求的不同而对板料表面污垢微粒尺寸控制要求亦有 差异，从而对干式清洗机的清洁能力的要求亦有差 别，但总体来说，干式清洗机的清洁效果优于传统湿 式清洗机，干式清洗机不失为一种性能良好的清洗 设备。5 结束语通过对干式与湿式清洗机的技术原理及结构、 清洗效果以及应用成本进行对比分析，结果表明干 式清洗机在清洗功能上与传统的湿式清洗机具备相 同效果，甚至更优于湿式清洗机。当然鉴于湿式清洗 机兼具清洗和涂油功能，干式清洗机尚需与涂油机搭 配使用。另外在实际应用中，对于设备备件的预算投 入，干式清洗机也有着湿式清洗机不可比拟的优势。【参考文献】4 干、湿式清洗机应用成本对比传统湿式清洗机因其清洗机理是在板料上喷油 后，通过刷辊对板料进行刷洗，最后经过挤干辊去除 一部分清洗油，因而，附着在板料表面的一部分清洗 油充当了润滑油的角色。但在干式清洗机中则不具 备此功能，因而常规上须配置一台涂油机与干式清 洗机进行搭配使用，以满足生产的需要。在设备初期 投入方面，湿式清洗机的前期投资费用约为 500 万 以上，干式清洗机与涂油机共计投资约为 410 万元；和瑞林，刘吉辉，苗金钟.机器人冲压自动化生产线的构成及技术特点j.金属加工，2012，（5）：11-13.门 勇，姜向东.板材清洗涂油机的开发与应用 j.山东机械，1998，（3）：29-30. 孟昭靖，迟勇杰，李国振.板料清洗涂油机及其技术改进设计j. 锻压装备与制造技术，2000，35（5）：27-28. 詹顺华.金属板料的拆垛、堆垛和清洗涂油自动化技术j.锻压装 备与制造技术，1998，33（2）：31-32.1234application comparison of fluidless and wet washer in large stamping lineju yuefeng，wu tengfei, zhao tianming，yu minghu（integral manufacturing engineering dep., shanghai gm, shanghai 201206, china）abstract: the principle and application in & out of china of the fluidless washer have been introduced intext, as well as the characteristics and actual application in engineering comparing with traditional wet washer. it isanalyzed that the fluidless washer has distinct advantages in cleaning effect and operation cost comparing withtraditional wet one.keywords: fluidless; washer; stamping line; lubricationthe the11项目湿式清洗机干式清洗机投资/万元500160+250（涂油机）年均备件 费/万元挤干辊49皮带刷12.5夹送辊4.78去污轮2刷辊2.7带刷导向器1.5过滤器2.9共计59.4共计16项目清洗前清洗后清除率颗粒尺寸 b/m计数计数百分比5b1517