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挖掘机 生产线 水分 烘干 设计

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!单国良! （上海市机电设计研究院有限公司， #$#）! ! 摘! 要： 本文阐述了某公司轻型客车厂涂装车间在利用原有厂房的改造中， 对各工作区合理地采用分层、 分区域的布置， 其主要操作面在 $% # & 的加层上。该涂装生产线通过采用柔性化理念， 能同时满足 种不同轻型客车车身的共线生产需要。关键词： 涂装工艺； 前处理； 电泳； 文氏喷漆室； 焚烧炉； 滑橇输送机中图分类号： ( )*+% )! ! 文献标识码： ,! ! 文章编号： #-* .$*/ （#)） #/ .#-$ .#-作者简介： 单国良 （/+)/） ， 男， 高级工程师， 主要从事涂装工艺与设备的研究。! 引 言某公司轻客厂涂装车间的设计原则， 充分利用原有单层厂房， 进行适当的改造， 在减少投资前提下， 采用柔性化理念， 能同时满足 种不同轻型客车的共线生产工艺要求。# 设计概述#$ # 工艺设计依据整个生产线工艺参考韩国 （0123） 涂装工艺， 结合 42 全球轿车车身涂装工艺， 再根据国内车身材料和各药剂、 涂料、 密封胶、 防护蜡等化学原材料供应商的产品特点， 并充分考虑到涂装技术的先进性、 实用性和可靠性。%$ % 工艺流程涂装生产线工艺如图 / 所示。图 /! 涂装生产线工艺流程示意图% 生产线规划布置原有厂房的建筑面积为/) +) &， 规划的生产能力为# #辆。现有的厂房面积不能满足生产-# #辆 （其中双色车身占到 5#6） 的需求， 通过对产品参数、 生产工艺、 厂房面积、 建筑结构以及以后产-$第 *) 卷第 / 期涂 料 工 业789: *)! ;8: /#) 年 / 月; ? 3=;40 ;AB0C1DEF: #)!品发展趋势的分析， 进行立体式增扩调整， 把净高# $的主厂房一分为二： 即%& % $底层和& % $夹层。针对老厂房土建结构特点， 在(% $跨内必须新增技术夹层的立柱， 经论证核算， 需增加不同跨度的立柱， 横梁加楼板的高度被控制在%& ) $， 确保车身通过性和设备安装需求。根据各生产线的功能特点， 把涂装车间布置为人流、 物流分流， 涂装生产线按功能进行分层分区域布置， 主要分为： 洁净区 （喷漆区域） 、 高温区 （烘干室区域） 、 前处理电泳区、 其他工作区、 车身贮存区、 空调送风区、 生活辅助区、 输调漆区。%& % $底层布置车身贮存区、 喷漆室漆雾处理系统、 漆渣处理区和前处理电泳槽体等， 主要操作面布置在& % $的技术夹层上， 厂房中间(& $层布置空调送风区域。喷漆室和车间送风空调机组及车间排风机组集中布置在厂房中间(& $层区域。喷漆室送风采用按各功能段要求独立送风的设计思路， 风速的调整确保室体内气流均匀层流。同时设想以该楼层整体作为进风风塔， 楼层四周墙面作为进风面， 以防雨百叶窗作为风口， 节省了大量的进风管道。! 生产线工艺及主要参数!# $ 前处理电泳线!( 道工序的喷浸磷化系统， 脱脂温度 * +,* -，( $./， 磷化温度* -， ( $./。中膜阴极电泳涂装， 采用工件入槽后通电的*% + #% 0及#*% +(% 0二段式分电压供电方式， 漆液温度 （#12）- ，(& * $./。3 道工序的喷浸闭环电泳清洗系统。#涂膜烘干条件)% -， (% $./。!# % 粗细密封和车底密封工艺人工注高固体密封胶及 405， 与中涂一起烘干。!# ! 中涂及面漆的喷涂!车身内表面人工喷涂， 外表面预留自动静电喷涂 （采用 站 1 杯喷涂系统， 色漆和罩光漆喷涂时与往复机喷涂系统结合） 。流平时间： 中涂漆) $./， 色漆 （热流平） * +,% -， # $./； 罩光漆, $./。# 烘 干 时 间：中 涂 漆 ,% -，(% $./；面 漆% -， (% $./。$烘干后强制冷却： # +# -， +* $./。!# & 整理报交!返修： 主要返回至面漆线、 点补室等。空腔喷蜡和内饰、 检查。!# 灰尘控制!采用封闭形式打磨室， 疵点采用湿打磨。设喷漆洁净区， 喷漆室送入经过多级高效过滤经温湿度控制的空气， 分区域通风工艺和车间全封闭微正压通风。!# ( 外购件为了确保客车车身的涂层品质， 保证运行的稳定性和可靠性， 对输调漆设备、 电泳卷式超滤系统、 循环泵、 烘干室的耐高温防爆提升机、 废气处理的燃气焚烧系统等采用进口与国内设备组合。!# ) 车间的机械化运输方式现代化汽车涂装生产线的机械化输送方式有： 自行电动小车、 积放式悬挂输送链、 摆杆式输送链、 摩擦输送链、 翻转式 （67 8 9:4） 输送机、 空中滑橇输送链、 地面滑橇输送链、 地面反向积放式输送链等。根据车间现有的生产规模、 面积和物流， 以及设备的性价比， 并考虑到其他的一些综合因素， 设计采用了下列 ( 种输送方式：! ,;悬挂积放链： 用于白车身输送、 前处理电泳输送和油漆成品车身输送。 空中滑橇输送链： 用于车身底部密封、 喷涂输送。# 地面滑橇输送链： 用于其他操作工位的输送。& 生产线设计要求&# $ 生产车型# 种轻型客车车身， 最大车型外形尺寸： * #% $ )% $ ? 辆； 车身表面积： +% $#? 辆。&# % 净产量#& * 辆? （其中双色车% A4B） ； 设备负荷率：)*C； 面漆返修率： %C +*C。&# ! 各生产线生产节距、 速度、 节拍的参数范围间距： 不同的工序在 , +) $之间。生产线速度： 除面漆及品质确认工序为 (& # +(& ) $? $./， 其他工序在 & +#& % $? $./之间。节拍： 前处理电泳为,& * 辆? ， 面漆及质量确认工序为 #) 辆? ， 其他工序在 #& * +* 辆? 之间。*单国良： 轻型客车厂涂装车间的设计! 生产线设计通过性!考虑到生产线的共线生产和今后产品的发展需要， 通过白车身的最大外形尺寸 （长 宽 高）#$ %& ( )& ) *& 。所有的抱具应同时满足二种不同车型的悬挂要求， 前处理电泳的抱具支撑体与地面滑橇支撑体不会发生干涉。抱具结构保证车身前门和侧门开启不会发生干涉。#地面橇体需同时满足二种不同车型的支撑要求，其支撑体与 +,- 空中抱具的支撑体不会发生干涉。$所有抱具和橇体均应具有足够的刚性和强度，以确保在使用时不变形， 空中橇体抱具采用可拆卸结构， 便于安装维护， 地面橇体需经过热处理， 防止高温烘烤变形。# 主要设备#$ % 前处理电泳（)） 前处理电泳系统 （包括槽体、 隧道、 管道、 泵等） 材质全部采用不锈钢。采用连续通过式， 结合上海通用的涂装工艺， 本设计不采用热水洗工艺。（(） 生产线采用 ./悬挂积放输送链， 采用五小车积放。悬链垂直上下坡角度为0&1。水平转弯半径 !( & ， 垂直转弯半径 ! % $& （特殊要求另定） 。在各化学槽液浸渍工位， 悬挂链设有车身移泡结构， 槽体要考虑此因素。（0） 槽体几何尺寸的确定： 所有通过式槽体均作车身通过性轨迹。（%） 前处理槽液循环次数控制： 循环次数控制应保证槽液温度的均匀性， 兼顾槽液的稳定性。（$） 水洗： 从预脱脂到磷化后第一道水洗， 车身表面干燥在空气中的停留时间超过) 23， 需增加淋湿雾化喷淋， 避免出现锈蚀。（.） 清洗水量的控制： 为了保证清洗效果， 节省清洗水量， 减少废水的产生， 目前大多采用二级逆流清洗， 但与化学品的性质、 产品的带液情况、 窜液情况等有着密切关系。连续式逆流漂洗的经验公式： #$ 4 （%&$ %3）)5 3式中： 单位时间内洗净工件的水量 （65 7）# 工件带出的槽液量 （65 7）3 逆流漂洗的次数%& 槽内的原始浓度 （85 6）%& 第 3 个槽清洗液的浓度 （85 6）4 清洗效率的经验系数（*） 前处理电泳隧道设防滑防积水内走道， 便于设备维护。（9） 前处理和电泳隧道内设有排风系统， 避免有害气体外溢。预清洗工位和电泳前后的人工操作平台设送风系统。（:） 在预脱脂和脱脂工位， 设有油水分离装置和磁性过滤装置。脱脂工位备用槽利用后道工序的浸洗槽。（)&） 磷化工位槽体底部为小锥体结构， 设专用备用槽和独立的送排风系统。（)） 电泳系统的循环泵、 超滤器、 阳极膜等采用进口产品。超滤器采用卷式超滤器， 阳极采用管式。极比为 ); % $。（)(） 在电泳槽工位， 悬挂链要有车身移泡结构。槽体横断面底部被设计为大圆弧状。在主槽附近设有电泳备槽， 并借用主槽循环系统。（)0） 电泳采用高低压分段供电的入槽后带电的连续通过式阴极电泳工艺 （共阳极） ， 槽的前端为低压区 （)$& (& =） ， 电泳时间为) 23左右， 后端为高压区 （($& $ 23左右， 中间高低压铜排间的电压过渡， 通过二组高低压整流柜间的二极管导通与关闭来实现的。应该注意， 采用此方式供电时， 低压铜排不能同时有 ( 个工件的电刷工作。（)%） 电泳整流器主要参数： !直流输出电压：& %& =连续可调； 设备具备直流过压、 直流过流、快熔熔断等保护和声光报警； #配电容量 （额定输出时） ： .& ?=和%& ?=； $采用微电脑双控制系统十二相整流， 带滤波电抗器。双控制系统。工作系统出现故障， 自动切换也可以手动切换到备用系统， 仍旧按原设定参数继续运行； %设备控制面板采用数显触摸式设定方式。（)$） 电泳整流器设计为与悬挂链和电泳工作室门联锁， 当悬挂链发生故障停止时或当电泳工作室任何一扇门开启后， 整流器能自动将电泳电压逐渐降到保持电压$& =， 以保证生产安全。在恢复正常后， 能在 )& )$ A内升到正常电压。#$ & 喷漆室和流平室及洁净室（)） 中涂喷漆室和面漆喷漆室： 采用湿式下吸式文氏结构形式， 由动压室、 静压室、 操作间、 格栅地板及水槽、 水循环、 造渣系统、 送排风系统等组成。在水中加入漆雾凝聚剂作为处理介质， 来捕捉过喷漆雾，$.单国良： 轻型客车厂涂装车间的设计!其捕捉漆雾的水采用自流式循环， 定期进行处理。文氏喷漆室对漆雾的捕捉处理效率和性能， 与水流的均匀程度和合理分配、 水量的大小、 气流组织均匀性， 以及与排放量的匹配程度有关， 该生产线喷漆室的水膜板采用螺栓可调结构。表面公差值： 每米长范围内为 #， 每 $ # 工作段内为% #。文氏喷漆室在操作格栅下部， 设有倒喇叭型抽风罩， 该喷漆室使用了水帘、 文丘里管、 折流板 & 种捕捉漆雾的方法， 其捕捉漆雾的效率可达 () 以上。当含漆雾的水滴通过折流板后， 被分离掉入水槽中， 被处理后的废气集中由室外混凝土烟囱排放。文氏喷漆室漆雾洗涤装置的结构示意图如图 %所示。喷漆室格栅地坪； %循环用水； &可调溢流板；*淌水板； +循环水管； $可调排放缝隙图 %! 文氏喷漆室洗涤装置结构示意图! ! （%） 喷漆室设独立的送风装置， 送入喷漆室的空调风经分级过滤后， 其灰尘粒径不大于+ !#， 要求温湿度自动控制。送风系统由过滤、 增湿， 表冷、 加热、风机、 消声、 过渡等各工段组成。加热介质采用, -热水， 冷却介质采用. -冷冻水。（&） 喷漆室和流平室内设置自动喷淋消防系统。喷漆室、 流平室的送排风系统应设防火阀门， 并与火灾报警系统连锁。（*） 面漆喷漆室中间段为热流平段， 送风采用循环回用系统， 温度 *, /+, -。（+） 流平室送排风采用循环系统， 不设专用排风管， 其废气部分循环、 部分从两相邻设备的门洞排出。（$） 洁净室送排风形式： 顶部机械送洁净风， 底部机械过滤排风。洁净室区域面积： (,% #%。! #$ 烘干室及其各强冷室本生产线设有电泳、 中涂烘干室各 个， 面漆烘干室 % 个。（） 烘干室参数如表 所示。（%） 烘干室构造： 型直通形式， 采用在工厂制作的实体模段结构， 使整个烘干室的气密封和热绝缘性达到最佳状态。室体外壁板采用镀锌波纹板， 内壁板采用渗铝板， 满焊结构。表 %$ 烘干室参数参数烘干室名称电泳烘干室中涂烘干室面漆烘干室 （% 个）室体 （长 0 宽 0 高） 1 #.%2 $ 0*2 & 0&2 ($2 % 0*2 & 0&2 ($& 0*2 & 0&2 (总高1 #.2 $.2 $.2 $能源燃气燃气燃气废气处理方式带废气处理的燃气焚烧炉! ! ! #烘干室的加热热源采用与 345 废气净化燃烧装置合二为一的天燃气焚烧炉， 从烘干室来的废气（*, /(, -） ， 经焚烧炉外壳的废气热交换器加热到+, -后经燃烧喷嘴四周与天然气一道喷燃， 使燃烧室内温度达到.+, -， 废气中的 345 被燃烧净化。同时可节省燃料的消耗。$烘干室加热升温区采用高温烟道气直接加热辐射板 （不锈钢） 辐射加热， 保温区采用对流加热， 确保高要求的无尘。对流加热采用高温烟道气通过热交换器间接加热循环空气， 确保烘道温度分布均匀，风口风速在, #1 6左右。%烘干室进出口采用热顶结构， 提升机采用耐高温及防爆型。&为保证洁净度， 热风循环系统及新鲜空气均设过滤装置， 烘干室进出口升降段要求全封闭。烘干室进出口风量可调， 能自动控温， 数字显示，带有超温报警装置。内壁不允许有凝结和烟尘现象， 外壁温度不高于环境温度+ -， 保温层厚度为+, #。(室体设有检修门， 热风循环装置均安装在烘干室底部。)设备从冷态升温至工艺温度时间为 7。（&） 强冷室： #强冷室体密封腔内装空气喷嘴，+.单国良： 轻型客车厂涂装车间的设计!风道需设进出门， 便于清理。!强冷室取室外经过滤的清洁风， 夏季要求送冷风 （! #$ %） ， 冷却介质采用& %冷冻水。! #$ 工作平台由于受到厂房高度的限制， 在生产线布置时， 考虑把电泳打磨、 粗密封、 细密封及底部喷胶 （()） 四个工位单体设备设计为一个四连组合体。除 *+,- 工位采用敞开式结构外， 其余工作平台室体均采用封闭围护结构， 设送排风系统， 并呈微负压。排风风机置于室体顶部的平台上。排风管布置在室体内二侧， 室体壁板采用夹心镀锌板， 挂壁式照明灯具的电源线采用接插式， 便于安装和维护。平台采用铝制花纹板和镀锌格栅板。./ $/ 0! 四连体操作工位电泳打磨工位、 粗密封工位、 细密封工位和 ()工位的四连体操作工位如图 1 所示。图 1! 四连体操作工位示意图! ! （0） () 工位： 采用空中滑橇输送， 车身悬挂采用抱车底方式， 高位进， 高位出， 进出门洞为仿形门洞。!车身在高位弊覆、 喷涂、 去覆时， 其底部设有防坠落保护杆。#设有专用的操作工作平台， 操作面高度0 $22 33。（#） 电泳打磨和粗、 细密封工位： 操作面高度与滑橇输送链平台同高，4522 33。!粗、 细密封工位离操作面高度06 # 3以下不设置照明装置。./ $/ #! 点补工位点补工位共 1 台， 操作面高度应与滑橇输送链平台同高， 4 522 33。室体高度满足车身顶部的烘烤要求。每个室体设顶置式 7 8 9 红外烤灯 # 套， 每套功率为: ;? 对大气的污染， 生产线在面漆喷漆室前设有分色系统， 由 5 条选色贮存线， 可根据各自的颜色进行自动分线贮存，且遵守 A,A? 原则。上海大众、 通用涂装线均未采用此工艺。&$ 结$ 语