工程機(jī)械油箱與搖臂涂裝線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳佳春，李國(guó)強(qiáng)

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

工程機(jī)械油箱與搖臂涂裝線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳佳春，李國(guó)強(qiáng)

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

介紹了油箱、搖臂涂裝線設(shè)計(jì)過(guò)程，明確了涂裝線設(shè)計(jì)的生產(chǎn)節(jié)拍、工作內(nèi)容、工藝流程、設(shè)備要求，對(duì)其他涂裝線設(shè)計(jì)有一定借鑒作用。

工程機(jī)械；涂裝線設(shè)計(jì)；噴粉

涂裝是工程機(jī)械生產(chǎn)的一個(gè)重要過(guò)程，隨著客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的外觀要求提高，生產(chǎn)的難度也隨之上升；要提高涂裝表面品質(zhì)，就需要有相應(yīng)的涂裝設(shè)備進(jìn)行支持；同時(shí)涂裝過(guò)程常伴有有毒有害氣體、廢水、廢漆渣等危害因素，如處理不好，則會(huì)危害到職工的身體健康，污染社會(huì)環(huán)境。要解決污染的問(wèn)題，同樣需要相應(yīng)的涂裝設(shè)備來(lái)減少其污染。因此，在設(shè)計(jì)涂裝線的時(shí)候，不光需要從涂裝工藝方面考慮，也需要從涂裝設(shè)備設(shè)計(jì)方面考慮。

1 涂裝線工藝設(shè)計(jì)

1.1 涂裝線節(jié)拍設(shè)計(jì)

生產(chǎn)綱領(lǐng)：35000臺(tái)套/年，每臺(tái)套含油箱2個(gè)、搖臂1個(gè)；

生產(chǎn)時(shí)間：250 d/年；

生產(chǎn)班次：2班/d；

工作時(shí)間：8 h/班；

油箱每掛掛件數(shù)：2件/掛；

搖臂每掛掛件數(shù)：3件/掛。

生產(chǎn)綜合節(jié)拍=250×2×8×60/（35000×2/2+35000×1/3）=5.14min/掛≈5min/掛；

因此以5min為設(shè)計(jì)節(jié)拍依據(jù)，即每個(gè)操作工位的工作節(jié)拍為5min。

1.2 涂裝線工作內(nèi)容設(shè)計(jì)

（1）工件內(nèi)外表面除氧化皮和銹；

（2）柴油箱內(nèi)表面噴涂耐油漆和烘干；

（3）油箱外表面、搖臂外表面采用自動(dòng)往復(fù)機(jī)進(jìn)行粉末噴涂、人工補(bǔ)噴涂；

（4）粉末固化采用高紅外輻射和熱風(fēng)循環(huán)方式結(jié)合；

（5）工件強(qiáng)冷下線。

1.3 涂裝線工藝流程設(shè)計(jì)

（1）油箱。工件加工面和孔的屏蔽→上件1→拋丸→吹丸→防銹水沖洗內(nèi)表面（液壓油箱）→噴耐油漆（柴油箱）→油漆烘干→下涂1→拼焊封蓋板→氣密試漏→補(bǔ)焊→上件3→噴淋清洗→水份烘干→噴粉→粉末固化→強(qiáng)冷→空冷→下線。

（2）搖臂。工件加工面和孔的屏蔽→上件2→拋丸→吹丸→噴粉→粉末固化→冷卻→下涂裝線。

（3）工藝時(shí)間（min）。如表1所列。

表1 工藝時(shí)間表

1.4 涂裝線工藝布設(shè)計(jì)

涂裝線工藝布設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 工藝布局圖

2 涂裝線施工設(shè)計(jì)

2.1 涂裝線設(shè)備設(shè)計(jì)

（1）輸送鏈設(shè)計(jì)。輸送鏈采用 4 inch（即101.6mm）WEBB型積放式寬推桿懸掛輸送機(jī)，全線分為1條慢速鏈和1條快速鏈，材質(zhì)為45Mn2，破斷載荷32 kN，許用拉力32 kN，安全系數(shù)10。慢速鏈的鏈速為1m/min，包括上件2（1停止器）、拋丸、吹丸（1停止器）、噴粉、粉末固化（1停止器）、強(qiáng)冷（1停止器）、空冷、搖臂下件（1停止器）；快速鏈的鏈速10 m/min，包括轉(zhuǎn)軌岔道1、噴耐油漆室（1停止器）、烘道（5個(gè)停止器）、下件 1（1停止器）、上件 3（1停止器）、噴淋清洗（1停止器）、水份烘干（3停止器）、岔道2、搖臂下件（1停止器）、油箱下件（1停止器）、上件 1（1停止器）、上件 2。

各停止器節(jié)拍運(yùn)行時(shí)間為5min，有人工崗位的停止器可自動(dòng)和手動(dòng)，其余停止器為自動(dòng)。

軌道：空中積放鏈軌道為三軌制，即牽引軌為10#工字鋼、承載軌為2根16#槽鋼，材質(zhì)為16Mn，通過(guò)括架焊接而成。

道岔：由道岔舌組件、鏈條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)滾子列等部件組成，以實(shí)現(xiàn)物流的分流及合線的部件。

積放車(chē)組：本輸送線采用四車(chē)型及吊具，組合成復(fù)合式載貨小車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)部件為前小車(chē)、中小車(chē)和后小車(chē)。各種小車(chē)均由精密鑄鋼件的車(chē)體、整體軸承式車(chē)輪，總載重能力為2000 kg。各小車(chē)在進(jìn)行快慢鏈轉(zhuǎn)換時(shí)，不允許有碰撞發(fā)生，烘道門(mén)的開(kāi)關(guān)與小車(chē)運(yùn)行節(jié)拍連鎖。

（2）拋丸機(jī)設(shè)計(jì)。采用積放鏈通過(guò)式拋丸機(jī)，工件通過(guò)速度：1～1.3m/min；拋丸機(jī)共布置12臺(tái)拋丸器，拋射速度≥75m/s，油箱開(kāi)口向下呈30°夾角吊掛，利用下端的兩個(gè)拋丸器對(duì)油箱內(nèi)表面進(jìn)行拋射處理，要求下端的兩個(gè)拋丸器在型號(hào)、參數(shù)、夾角、拋射方向進(jìn)行綜合考慮，以保證油箱內(nèi)表面的清理品質(zhì)，工件處理品質(zhì)：GB8923-88 A-BSa2.5級(jí)。

室體頂部中間采用迷宮式4級(jí)密封：采用耐磨聚氨脂護(hù)板，高強(qiáng)度、高彈力、高耐磨橡膠板以及尼龍絲質(zhì)軟勒毛毛刷進(jìn)行密封，確保彈丸不飛出。拋丸室及前后副室3m內(nèi)襯12～15mm厚高耐磨鑄鐵護(hù)板ZGMn13，拋丸器口上部護(hù)板采用20 mm厚ZGMn13；前后副室的其他區(qū)域及吹丸室內(nèi)安裝6mm厚耐磨橡膠板，且設(shè)有多層夾鋼橡膠擋簾。

兩副室及吹丸室設(shè)格柵網(wǎng)和過(guò)濾網(wǎng)，前副室鋼丸回收采用螺旋輸送器，后副室及吹丸室鋼丸回收采用兩級(jí)螺旋輸送器。拋丸室下設(shè)過(guò)濾網(wǎng)，采用螺旋輸送器回收。螺旋葉片和輸送槽體采用16Mn材質(zhì)，葉片厚度為8mm。拋丸室的室體鋼板厚10mm。提升機(jī)設(shè)自動(dòng)報(bào)警功能，能檢測(cè)皮帶打滑和停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并控制提升機(jī)和螺旋輸送器停機(jī)，保護(hù)設(shè)備安全。吹丸室用于清理工件的內(nèi)外表面，操作人員崗位在室體外，通過(guò)視窗和風(fēng)槍對(duì)工件內(nèi)外表面進(jìn)行吹丸處理，照明300 Lux。除塵器設(shè)2臺(tái)，采用回轉(zhuǎn)反吹布袋式，分別對(duì)拋丸機(jī)和吹丸室進(jìn)行除塵，吹丸室崗位粉塵濃度≤10 mg/m3，產(chǎn)品處理后大氣粉塵排放濃度≤150mg/m3，符合國(guó)家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）噴粉室設(shè)計(jì)。噴粉室分為自動(dòng)噴涂、人工補(bǔ)噴、回收系統(tǒng)；自動(dòng)粉末噴槍控制系統(tǒng)采用iControl集成控制系統(tǒng)。iControl集成控制系統(tǒng)可接受光眼識(shí)別系統(tǒng)輸入的自動(dòng)開(kāi)槍信號(hào)，可存儲(chǔ)255組預(yù)設(shè)參數(shù)，并根據(jù)各類(lèi)型工件，調(diào)節(jié)控制噴槍的各項(xiàng)工作參數(shù)。操作員可根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形狀和實(shí)際噴涂形式，選擇標(biāo)準(zhǔn)、重噴、深腔、特殊（金屬粉末）、自定義共5種靜電模式中的一種，或自編噴涂程序。

系統(tǒng)還配有按百分比顯示的可調(diào)總控制參數(shù)，用來(lái)控制調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)氣流參數(shù)，補(bǔ)償因噴涂環(huán)境變化而引起的系統(tǒng)壓縮空氣的變化。

垂直升降機(jī)：底座配有V型槽小輪，可在導(dǎo)軌上自動(dòng)前后滑動(dòng)，移動(dòng)范圍750mm。齒輪式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)滑架上的槍架作上下垂直運(yùn)動(dòng)。

手動(dòng)粉末噴槍設(shè)備，采用Sure Coat手動(dòng)粉末噴槍設(shè)備，可根據(jù)工件形狀和噴涂形式在4種靜電模式中選擇：標(biāo)準(zhǔn)，重噴，深腔，特殊（金屬粉末），可調(diào)節(jié)電流反饋控制參數(shù)（AFC），微調(diào)靜電參數(shù)以獲得針對(duì)各種工件的最大噴涂效率。

噴涂掉落在噴粉室的粉末，經(jīng)回收系統(tǒng)回收利用，經(jīng)回收過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾后排放氣體粉塵含量≤10 mg/m3，凈化后的空氣可直接供車(chē)間內(nèi)使用，同時(shí)人工噴粉崗位粉塵濃度≤10mg/m3，粉末回收利用率＞98%。

（4）粉末固化爐設(shè)計(jì)。粉末固化爐設(shè)置成U型，主體采用型材骨架，橋式保溫結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)，爐體內(nèi)外包角，中塞巖棉，確保壁縫隙處無(wú)泄漏現(xiàn)象，烘干爐內(nèi)板為鍍鋅板，外板為彩鋼板，保溫層采用85 kg/m3優(yōu)質(zhì)巖棉，厚度為150mm。室體壁板接縫處涂勻不含硅密封膠，烘干室壁板外側(cè)溫度不大于環(huán)境溫度5℃。加熱系統(tǒng)采用由高紅外快速加熱、燃油加熱熱風(fēng)循環(huán)保溫的形式，爐內(nèi)熱風(fēng)采用上送下吸的方式，溫度設(shè)定為（190±10）℃。

固化爐溫度控制是由溫度傳感器測(cè)出的信號(hào)，通過(guò)數(shù)顯控溫儀與設(shè)定溫度值（模擬量）比較后輸出指令信號(hào)，來(lái)控制加熱器的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)爐溫的自控和數(shù)顯，同時(shí)必須配備多點(diǎn)測(cè)溫和超溫報(bào)警裝置。

（5）其他涂裝功能實(shí)體設(shè)計(jì)。

機(jī)油箱清洗房用于清洗油箱內(nèi)部；

水簾噴漆室用于噴涂油箱內(nèi)表面噴涂耐油漆；

油漆烘道用于噴涂油箱內(nèi)表面噴涂耐油漆后的干燥；

強(qiáng)冷室用于粉末固化后的工件冷卻。

2.2 涂裝線的應(yīng)用情況

油箱、搖臂涂裝線項(xiàng)目2010年于初開(kāi)始策劃，2011年初進(jìn)行了設(shè)備驗(yàn)收。整個(gè)項(xiàng)目經(jīng)歷了技術(shù)方案編制、工藝方案布局、技術(shù)方案修訂和評(píng)審、成設(shè)備招標(biāo)、簽訂技術(shù)協(xié)議、施工圖的審查和評(píng)審、施工圖的轉(zhuǎn)換與審查、設(shè)備基礎(chǔ)建設(shè)、設(shè)備開(kāi)始進(jìn)場(chǎng)安裝、設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試、試生產(chǎn)、設(shè)備初驗(yàn)收、設(shè)備整改、設(shè)備驗(yàn)收。涂裝線運(yùn)行良好，涂裝產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異，部分現(xiàn)場(chǎng)圖片如下。

圖2 室體與輸送鏈

圖3 拋丸機(jī)

圖4 工件吊掛調(diào)試

圖5 噴粉噴涂

圖6 高紅外輻射烘烤

圖7 涂層外觀

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著柳工的發(fā)展和產(chǎn)量的提升、客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品外觀品質(zhì)要求的提高、員工對(duì)自我的健康意識(shí)提高等原因，涂裝線的設(shè)計(jì)、改造需求也逐步加大；涂裝線的生產(chǎn)有著效率高、品質(zhì)優(yōu)異、工作環(huán)境良好、涂裝工藝齊全等優(yōu)點(diǎn)，因此涂裝線是涂裝發(fā)展的最佳工作模式。

但不同的工件適合于不同的涂裝工藝，因此在進(jìn)行涂裝線設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)產(chǎn)品的特征設(shè)計(jì)產(chǎn)品涂裝工藝過(guò)程，選擇不用的涂裝設(shè)備。

[1]葉揚(yáng)祥，潘肇基.涂裝技術(shù)使用手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[2]王錫春.涂裝車(chē)間設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]李群英.涂裝工常用技術(shù)手冊(cè)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

The Design and Application of Tank and Swinging Arm Painting Line on Construction Machinery

WU Jia-chun,LI Guo-qiang
(Guangxi Liugong Machinery Co.,Ltd.,Liuzhong Guangxi545007,China)

This paper mainly introduced the design process of tank and swinging arm painting line,defined the production timing,work contents,process flow,facility requirement,can provide reference to other painting line design.

construction machinery;painting line design;powder painting.

TH18

B

1672-545X（2011）09-0153-03

2011-06-19

吳佳春（1981—），男，廣西來(lái)賓人，助理工程師，主要從事涂裝技術(shù)的研究及應(yīng)用工作；李國(guó)強(qiáng)（1965—），男，廣西柳州人，工程師，主要從事涂裝技術(shù)的研究及應(yīng)用工作。