电泳自动接电装置

1、电泳自动接电装置 电泳是一个电化学过程。交流电源经整流后，送出的直流电一极接电泳槽内的极管，一极接电泳槽上方的集电铜排。工件在运行中，通过接电装置，自动地将集电铜排上的电导至工件。在电泳槽内，电源的两极形成电场，工件在垂直向下，在下部停留及摆动的过程中，（对步进式电泳而言）或工件在电泳槽内的连续运行过程中，（对连续式电泳而言）。漆液在电场的作用下，将沉积在工件上而形成漆膜。接电装置是涂装线前处理及电泳工序中最重要的部件，没有它，电泳将无法进行，从而谈不上工件将会泳上底漆。因而，在电泳设备设计中，对电泳的自动接电装置，一定要慎之又慎。对电泳接电装置总的要求是：接电与脱开自动进行，不打火花，导电面

2、积满足要求，运行灵活可*，接电器与集电铜排间的压紧力不宜过大，以免导电的青铜石墨片（粉末冶金压制而成）碎裂和加大工件在运行中的阻力。但也不宜过小，以免运行中，因工件的摆动而使接触部分发生跳动，造成打火花。当然，其中最主要的是自动接电的稳定可*。办有稳定可*，电泳生产才能正常进行。一、步进式电泳的自动接电装置 1、步进式电泳自动接电装置，一般是采用带电入槽方式。根据工件刚进入电泳槽时为白件，电阻小，以此泳涂电压应小，以免高电压产生大的冲击电流，使涂膜出现粗糙，针孔甚至产生桔皮等现象。为此，电源整流装置设有电压自动斜升装置，即从工件入槽，接触上电泳漆液开始，要求整流电源输出的电压是：30秒内由零电

3、压升至工作电压。2、步进式电泳自动接电装置结构实例如图九一，步进式电泳线主运输一般采用自行小车，吊架通过吊点吊在自行小车的电葫芦上。吊架下部的四个吊点联接工件，利用吊架两侧面的两个各为50mm的销轴，在工件下降到一定距离后，与导杆上伸出的带喇叭口半园形的集电铜瓦进行园弧接触。整流电源击来的直流电的一极，通过电缆线送到半园形集电铜瓦上，径而实现集电铜瓦与吊架上的销轴自动接电。 图九一步进式电泳自动接电装置结构简图 1、导电座及导杆 2、导电铜瓦 3、导向管 4、导电轴接电板 5、配重块 6、多股钢线绳 7、软电缆铜线 8、滑轮及支架 9、滑轮轴销轴上焊有接电板，接电板上有钻孔通过线鼻子与带有接电

4、夹头的电缆线相接，电缆夹头可根据与工件的接触部位做成相应形状，以夹紧至工件上。该联接在工件前处理上线前，就应由人工联接好。导向管用Dg65不锈钢管焊接在罩壳斜顶面上，其内有外径50的不锈钢管作导杆，导杆的一端焊有U形导电铜瓦，另一端用钢丝绳与滑轮及另一侧的配重相联接。导管两头各焊有如图示园环，既取导向作用，又方便导杆上下移动。工件的运行通过PLC控制，在电泳槽上方再通过行程开关，使工件准确停住，在设计位置。当工件下行，吊架上的销轴压向U形集电铜瓦并与工之接触，因工件的重量，使销轴与U型集电铜瓦间能紧密接触，不致二者间因有相对运动而打火花。当电泳完毕，工件上行，则因导杆上的滑轮和配重，使导杆上的

5、U形铜瓦仍紧密压着导杆上的销轴，并随工件上行而上行。接电装置的接触面积，按理想接触面积的15%。而每mm2容许电流，对碳质金属而言（例如青铜石墨）按有关资料推荐值3安培计算，即可算出接电面板的允许电流值。销轴外径50mm，理想接触长度100mm，按上述经验值计算，上述结构接电面积远远大于电泳工作时的实际电流。（步进式生产，工件面积85，电泳时实际工作电流小于1000安）。 在已投产的步进式的另一条电泳线上，也有完全依照上述工作原理，而结构略有不同的自动接电装置。它的不同之处就在于：用导向架代替导向套。上述导向套焊接在电泳罩壳料顶棚的两边，而导向架则焊接在电泳槽两侧的槽沿上。利用吊具上的接电铜瓦

6、与集电器接电，吊具在电泳槽内的上、下用导向轮导向，也设计有滑轮、钢丝绳、配重、吊具上的导向轮、接电铜瓦如图九二所示。 图九二 具有导向架的步进式电泳接电吊具相关部位图 1、导向轮 2、接电铜瓦 3、吊具框架 4、电葫芦吊钩二、连续式电泳自动接电装置1、连续式电泳自动接电装置概述对汽车驾驶室，轿车车身等涂层质量要求高的汽车零件，和前述步进式电泳一样，在电泳施工时，其工作电压不应是恒定的，而应是分段：在工件刚进入电泳槽时，因工件为金属白件，电阻小，此时工件电压相应应低一些，以免大的冲击电流，使漆膜表面粗糙和不均匀。随着电泳的进行，工件因泳上电泳漆而使电阻增大，电压应随之升高，使工件得到足够厚度、光

7、洁、平整而均匀的漆膜。电泳电压的分段，在连续式电泳槽内一般为23段。2、连续式电泳电压分段的方式1）分段集电铜排接电方式，如图九三。此种电压分段前期用得较多。如电压分三段，则用三套不同电压的整流电源，输出的直流电分别接至集电铜排的一段，因而三段集电铜排将具有三段不同的电压，以满足工件在不同泳涂阶段对电压的要求。而直流电源的另一极，则并联接在电泳槽侧面的极管上。该分段法的主要问题是：对集电铜排而言三段电压，每相邻两段之间因电压的不同，工件在该过滤处因电压差而易打火花。虽然在电气上用等电压原理，可以解决打火花问题，但毕竟结构较复杂。 图九三分段集电铜排接电方式示意图 1、整流电源 2、分段集电铜排

8、 3、阳极管区 4、电泳槽2）整体集电铜排接电方式，图九四 集电铜排为整根，接三套整流器出来的阴极（对阴极电泳而言）而电压的分段，则依赖于阳极管的分区，每个区内的极管，接同一整流器出来的同电压，以达到电压分段的目的。极管区与区之间有二极管，二极管单向导向，每区电压对该区才取作用，而别区的电压对该区的不取作用，从而保证了区与区之间，因电压的不同，而不会发生电力线的相互干扰，影响漆膜质量。此种电压的分段方式，因二极管的应用，近来应用很普遍。笔者新设计的一条年产十二万辆轿车与卡车车身混流生产的阴极电泳线，于2002年二月正式验收投产，就是用此法进行电压分段的，生产效果良好。 图九四整体集电铜排接电方

9、式示意图 1、整流电源 2、二极管 3、整体集电铜排 4、阳极管区 5、电泳槽3、连续式电泳自动接电装置结构实例1）需要电极循环链的电泳自动接电装置在电泳段主链的一侧有电极链，主链贯通前处理、电泳、电泳后冲洗，甚至底漆烘干等工区，而电极链，则只需在电泳段循环。工件在进入电泳槽前，由人工将带磁性的电极块或不带磁性的电夹钳，吸附或夹紧在工件上，通过它将由整流器送来的直流电，通过集电铜排送至工件。当电泳完毕，工件出电泳槽后，再由人工将电极块或电夹钳，由工件取下，并通过电极循环链，自动运行至电泳槽入口前，供下一轮使用。 图九五 运行主链与电极链 在这里要特别说明的是：电极链的运行必须与主链的运行同步，

10、且电极链上的接电器数，应与主链上的吊具数一一对应。如果二者不同步，则电极链上随吊具工件运行的电极块或电夹钳，将会从工件上脱开，无法实现接电。同步的实现，可是电气也可是机械式的。电极及电极运行相关结构，见图九六。 相对应的集电铜排剖面图如图九七，该集电铜排在电泳槽上方的布置，与主链在电泳槽上方运行轨迹相对应。以保证电极在整个电泳运行过程中，不脱开与之相接触的集电铜排。 图九六循环电极链接电电极结构简图图九七与接电电极相匹配的集电铜排1、支承架 2、绝缘瓷瓶 3、集电铜排 4、连接角钢 5、压板上述接电装置优缺点分析 优点：随工件运行的磁性电极块或接电夹，不需要在整个主运行链上的每一个工件吊具上均

11、于安装，可大大节省磁性电极块或接电夹个数。 如某汽车厂涂装线生产汽车件，主运输链为推杆链，设计产量34台/小时，悬链工件吊具节距3.048米，链速1.789米/分，其电极循环链上总电极数为48套，计算电极此套数能否满足生产要求。 计算：链速1.789米/分，则48套电极运行一个电极循环需时=80分钟，1小时设计产量34台，80分钟生产台数 34=45.3台。45.3台需46套接电电极，现有48套接电电极，故可仍在维修线上储存23套接电电极作备用，故48套电极完全能满足生产要求。如不用电极循环链，则整个主推杆链运行的区域，包括前处理、电泳、电泳后冲洗，甚至电泳烘干，其上所有吊具，每个吊具上都必须

12、安装一套磁性接电块或接电夹，其数量将是上述计算值的若干倍。 缺点：需要设计一条与主运输链同步运行的电极循环链，且进出电泳槽都需要人工安电极与卸电极。 2）不需要电极循环链的电泳自动接电装置。结构实例一，图九八用于推杆链 图九八不需要电极循环链的电泳自动接电装置结构一 1、主链轨道 2、连接板 3、集电铜排 4、接电器 5、C型钩 6、接油盘 结构简介及几个值得注意的问题 *序号2连接板焊接在推杆链槽钢钢轨上， 序号3为集电铜排用埋头螺钉把接在弯板上，弯板用螺钉把接在连接板上，把接辊钉孔用长孔，便于调节集电铜排与推杆链中心线的距离。 *该接电装置用于阴极电泳的三段电压，集电铜排为整体，电压分段在

13、阳极管的分区上。由于集电铜排为整体，并与三台整流器出来的同一极并联相接，从而很好地避免了因存在电压差而发生的打火花现象。但这里值得提出的是：笔者在现场调试中，却遇到了推杆链上的个别零件，在运行中偶与弯板接触，从而引起偶发性电火花，此时应将弯板上与推杆链零件相接触处磨掉一些，避免接触。如通过此法仍无法消除，可将集电铜排在打火花的区段接地，将与处于零电位的推杆链有关件处在同一电位，即使接触也不会打火花。 *设计中应严格保证主链的运行轨迹与集电铜排轨迹的对应性。即在任何时候，主链运行时，把接在吊具上的接电器，不能脱开集电铜排。当电泳过程中，因车身等箱形零件排气需要，电泳主运输链，在电泳槽内中部的直线

14、段，设计有上下100mm的泳动量时，要注意集电铜排在工件泳动区的相应加宽。以免与吊具连接的接触器，因吊具随轨道的跳动而跳动，而接不上电。 *序号4接电器内弹簧片的材料，据资料推荐用铍青铜QBez，其关链成份及性能：铍1.92.2%，镍0.20.5%，比重8.23，线胀系数16.610-6，抗拉强度：b=13v140kg/c。它是极其优良的合金，经调质后，有高机械强度、高导电性、高硬度、高耐磨性和高耐蚀性，更主要的是受冲击时不产生火花，它是作此处所用弹簧片的理想材料。但因其价贵，很难买到真正的铍青铜合金，再加上其合适弹性所需极的厚度，设计者不通过试验很难予以确定，故笔者在设计时摒弃了用铍青铜的想

15、法。通过试验，找到了既能耐腐蚀，又有高度弹性，和解决高导电性，受冲击时不产生火花等问题的一种较简单而又全家的解决方式，经现场将近一年的生产运行，效果良好，完全能满足生产要求，且节约了资金。 *接电器上的金属石墨其导电量，可按实际接触面积每mm2为34安，实际接触面积为理想接触面积15%计算。 *接电器由集电铜排取得电量后，由接电器至被泳工件途经的线路，凡有转动，摆动等相对运动处，应用耐酸碱外皮的软电缆进行过渡，以免相对运动处引发电火花。软电缆截面积的选取，应通过有关样本进行选择与核算。 *安装调试是所有电泳自动接电装置投产前主要的一环，图九八结构的安装调试程序，根据现场调试经验，建议为：带工件

16、的吊具，在未投漆的电泳槽上方集电铜排入口的喇叭口处，按图纸压缩量的要求，调整好各相关零件，最后将T形极点焊于吊具图示相关位置，共做6台车，然后在每台车接电器的金属石墨上刷上红丹，经运行，由于集电铜排与金属石墨的弹性接触，将会清晰地在涂有红丹的金属石墨上留下因磨擦而产生的印痕。根据印痕的大小，判断二者间的接触面积，如不够理想，可在T形极与弹簧片间，加不同形状的金属垫片，保证接触面积30%。然后在试验的6台车中，选一接触面积最好的，根据它作胎具，固定金属石墨在接触面最好时的相对位置尺寸，并焊接余下的各台车。因连续式生产线涂装工件数量大，运行吊具多，所需装接电器的吊具数也多，笔者主管设计的某涂装线电

17、泳设备共80台车，故现场制作胎具是保证质量和提高调试速度的最好途径。 *生产相当长时间后，接电器上的金属石墨因磨损会变薄，此时可通过加热片来调节。 3）不需要电极循环链的电泳自动接电装置。结构实例二，图九九用于普通整链。当连续式电泳的运输方式为普通整链时，可将集电铜排，直接把接在与轨底等高的金属广块上，接电器把接在滑架(头吊)上。这样，集电铜排很容易做到与输送链的轨底平行，从而保证接电的平衡可*。 图九九 不需要电极循环链的电泳自动接电装置结构2 1、主链轨道 2、等高垫块 3、集电铜排 4、接电器 5、软电缆上述接电装置优缺点分析 优点：不需要与主运输链同步运行的电极循环链，省去了人工装、卸

18、电极，完全可实现工件运行中在电泳槽区的自动接电。 缺点：在贯穿整个前处理、电泳、甚至电泳烘干段的主运输链上，每个工件吊点处，均应安装接电器，接电器需求量大。 如某汽车车架厂阴极电泳线，主循环链为穿过前处理、电泳、电泳烘干两条环形，同步普链。每个环形全长220米，吊具间距1.6M，如图九十，试计算新需接电器数。 计算： 全线可吊工件数N= =137.5。每个工件需4个吊点，每个吊点上需一套接电器，故全线需接电器数为4N，即550套。 将电器接电极导至工件过程中，有转动及摆动处，故还需550根软电缆线进行过滤。 由以上计算知，上述接电方式需大量接电器相关零件的制作。三、电泳电源整流器容量的几种计算方法1、国内某进口汽车车身阴极电泳涂装线，连续生产，二段电压 计算依据：产量：35.2台/小时，工件面积41/台。 计算方法1 主电流I=A：涂装面积c D：25微米厚(0.001英寸)的漆膜密度3.556毫克/c T：工件漆膜厚度1520mm Y：库仑效率25毫克/库仑 I= =456.2安培 (其中1