煤礦用短鉆桿表面噴涂自動化生產線建設

吳智峰

(中煤科工集團西安研究院有限公司鉆探機具研究所,陜西西安 710077)

煤礦用短鉆桿表面噴涂自動化生產線建設

吳智峰

(中煤科工集團西安研究院有限公司鉆探機具研究所,陜西西安 710077)

本文針對煤礦用短鉆桿自動化表面噴涂技術進行了研究,根據實際要求確立生產線方案,經過試驗比對選定了關鍵設備實現生產線所需功能,建立起了一條自動化短鉆桿表面噴涂自動化生產線。

鉆桿表面處理 高壓無氣噴涂 自動化生產線

鉆桿在運輸及保存過程中防銹是必要的環節，表面噴涂是產品工藝流程最后一道關鍵工序，目前噴涂技術已經向工業自動化方向發展，自動化噴涂技術的應用已深入到國民經濟的多個領域。研究并建設短鉆桿噴涂生產線可以節約人工資源，提高產品質量及企業形象。

1 總體方案的確立

經綜合考慮工位、產品技術要求及安裝空間，確定了總體方案。主要設備包括：噴涂設備、噴碼設備、刻字設備和打包設備等；輸送系統包括：上料系統、噴涂輸送線、晾干(烘干)輸送線、刻字系統。通過設備在輸送系統上的布置完成噴涂、晾干、標識工作，見圖1-1。

2 噴涂方式及設備的選擇

2.1 噴涂方式的選擇

經研究比較選用了高壓無氣噴涂方式，鉆桿利用噴涂輸送線通過噴涂室。管路中的涂料呈高壓狀態，從噴槍噴出呈扇形面漆霧，均布成90°的4個噴槍在噴涂室的扇形面相交匯形成一個垂直方向上的漆霧工作面。

2.2 噴涂設備的選擇

為了獲得高質量的噴涂表面質量，經過大量調研與試驗選定噴涂設備：

圖1-1 生產線布置示

表3.1 15.250輸送泵技術參數

2.2.1 高壓柱塞泵

選用15．250高壓柱塞泵。用于輸送噴涂材料至高壓管路。該泵通過帶過濾器的吸管吸進涂料，然后通過過濾器和高壓導管把它壓入接收裝置。泵的運動由氣動活塞發動機推動，吸入涂料，在末端部位分配器開始操作，空氣流入發動機活塞的上部空間，涂料在高壓下從泵中流向出口。這種泵在柱塞向上運動和向下運動時都能輸送涂料。15．250柱塞泵的技術數據見表3．1。

2.2.2 高壓無氣自動噴槍

根據無氣噴涂的工藝與技術要求，噴槍應該滿足：

(1)在高壓油漆進入噴槍后，噴槍不能有任何泄漏現象，密封性能要好；

(2)槍機的開關要靈敏、輕便，使油漆的噴出或切斷是瞬時的，不能有斷流、滴漆等現象。

經過大量比對選用了一種高壓無氣自動噴槍，其技術參數見表3．2。工作時槍體的內腔充滿了高壓涂料，當高壓氣源對噴槍起作用時，拉動活塞啟動槍針，開始噴涂工作。

2.2.3 高壓無氣噴涂噴嘴

噴嘴是無氣噴槍中最關鍵的零部件。由于無氣噴槍中沒有涂料噴出量(流量)和噴霧圖形幅寬(噴幅) 的調節構造，只有更換噴嘴才能達到調節的目的，因此無氣噴涂時，涂料的霧化效果、流量、噴幅均由噴嘴的幾何形狀、孔徑大小與加工的精度決定。噴嘴及其技術參數的選擇就成為無氣噴涂技術的關鍵，是保證鋼結構涂裝效率及涂裝質量的有效手段。噴嘴的孔徑決定涂料流量的大小，噴嘴的形狀決定噴霧幅度的大小。本項目選用了美國ASM公司出產的515噴嘴，其技術參數見表2．3。

表3.2 高壓無氣自動噴槍技術參數

表2.3 515噴嘴技術參數

表3.3 高光水性防銹涂料參數

表4.1 鉆桿噴涂月生產情況統計

表4.2 2012年2月9日～22日鉆桿噴涂日生產情況統計

3 噴涂材料的選擇

目前可用于無氣噴涂法的材料分為油基和水基兩種。根據市場調研，選用了應用廣泛且噴涂效果較好的兩種不同類型的噴涂材料，經過試用比對，最終選用了高光水性防銹涂料。由水性丙烯酸改性環氧酯樹脂、水性助劑、防銹顏料和水等組成。該產品經交聯固化后，在金屬基材表面形成性能優異的涂層，還可以提高基材耐化學品和防銹蝕性能。其性能參數見表3．3。

4 生產能力

生產線建成后統計了2011年6月初開始試運行到2012年3月噴涂的鉆桿數量，見表4．1，統計了2012年2月9日～22日期間10天工作日，單班生產，工作6小時的噴涂數量，見表4．2。

由表4．2可知噴涂線自試生產以來已噴涂不同規格鉆桿177187根，2012年2月9日～22日期間，合計噴涂鉆桿7408根，如每個月22天工作，每天7小時，年產量為：228166根。

5 結語

建成了短鉆桿噴涂生產線，在現有生產場地上，通過合理規劃工藝流程，建成了可噴涂不同規格鉆桿，產量達到20萬根/年(單班)短鉆桿噴涂生產線，實現了上料、噴涂(漆)、晾干(烘干)、標識(噴標、刻字)工序自動化，分料、打包(下料)工序機械化。研究了噴涂、晾干(烘干)工藝，確定了工藝參數根據處理20萬根/年(單班)的能力要求，確定噴涂、烘干工藝，提高鉆桿表面處理質量，從根本上改變人工刷漆表面質量無法保證的問題并降低工人勞動強度。

[1]黃大江.無氣噴涂技術及其應用.[J]涂裝與電鍍,2008.1.

[2]沈國良,呂莉華.高壓無氣噴涂機的使用和保養.[J]上海涂料,2006.6.

[3]李敏風.無氣噴涂工藝中專用噴嘴的選擇.[J]現代涂料與涂裝,2007.4.

[4]蔡劍鋒,謝國柱.PLC在自動化立體輸送線上的應用.[J]電氣時代,2002.7.

According to the coal mine with a short pipe automated surface spraying technology was studied,according to the actual requirements of establishing production line program,by a comparative testselected key equipment of production line required function,set up a short pipe automatic surface spraying automatic production line.

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