前處理：汽車涂裝工藝的“門戶”
——淺談涂裝前處理懸掛式輸送設備結構及脫鏈現象與解決方案

特約撰稿人：北汽股份株洲分公司 夏忠 鄧橋輝

前處理：汽車涂裝工藝的“門戶”
——淺談涂裝前處理懸掛式輸送設備結構及脫鏈現象與解決方案

特約撰稿人：北汽股份株洲分公司 夏忠 鄧橋輝

核心提示

良好柔性的懸掛式輸送設備被廣泛運用于汽車行業涂裝前的處理工藝中，其獨特的結構在生產中的優缺點十分明顯。本文結合實際生產，以懸鏈作為受力對象，對此類型設備的鏈條折鏈及斷鏈問題進行分析研究，為此類設備的設計及改造提供參考依據。

涂裝工藝作為汽車制造4大工藝中能最直觀展現在消費者面前的一道工藝技術，其重要性不言而喻。而前處理作為涂裝工藝的“門戶”，相關設備的穩定性會直接影響到車身的涂裝效果。本文以前處理段設備運行工況較復雜的懸掛式輸送鏈條（懸鏈）作為研究對象，對相關結構特點及斷鏈現象的原因，進行淺述與分析。

懸掛式輸送設備結構淺析

該條懸鏈包含的工藝技術主要包括大洪流，預脫脂，脫脂，第1、2水洗，表調，磷化，第3、4水洗等工藝。

具體工藝流程請見圖1：

圖1 前處理懸鏈工藝流程示意圖

懸掛式輸送設備是一種三維空間閉環連續輸送系統，主要包括懸鏈、驅動裝置、張緊裝置、軌道、吊具、道岔等。可在封閉廠房內按工藝規劃自動輸送物體，還可與其它懸鏈由道岔處進行轉運。特別在汽車涂裝前處理這種銜接工藝繁多、各工藝槽上拱下撓較多的工藝段中，具備較好的空間性與適應性。其缺點在使用中同樣明顯：包括鏈條容易折鏈或脫銷斷鏈、小車前鏟變形、丟推頭現象、驅動裝置或張緊裝置失效等。鏈條結構請見圖2。兩節臨近鏈條由一根連接銷連接，可繞此連接銷做自由回轉運動，該優勢讓此類設備可以自由沿圓周布置工藝路線，但臨近兩條鏈條因過長打橫相互成90°左右時連接銷會掉落，此時鏈條會脫銷斷鏈，設備陷入癱瘓，這也成為該類型懸鏈設備目前最明顯的缺點。

1.導軌 2.鏈輪 3.鏈條 4.連接銷圖2 鏈條結構圖

鏈條折鏈或脫銷斷鏈的原因

鏈條出現此類現象的主要原因有2點：一是在設備經過穩定期后，磨損加劇，鏈條逐漸拉長，設備張緊機構一側增加或延長補償導軌的方法無法吸收更多拉長的鏈條長度，處于此階段的鏈條隨時可能發生折鏈或脫銷斷鏈現象。二是生產時過車不連續、空位較多，局部受力不均導致懸鏈堆積或整體拉力過大，從而張緊失效，此時懸鏈在鏈條堆積處打橫，從而出現故障。

受力情況分析

過車不連續導致局部受力不均容易產生堆鏈，這也是設備在設計時嚴禁出現的問題。本文根據生產實際工況，以懸鏈受力作為對象，來分析因張緊失效而導致折鏈脫鏈現象產生的原因。

故障產生的條件

正常運行鏈條需滿足所受有效驅動圓周力大于最大張緊力，否則將失效，即：

正常工況下，懸鏈所受有效驅動圓周力為：

式1、2中：F有效：懸鏈所受有效驅動圓周力；F最大張緊力：懸鏈最大張緊力；f1：車身與吊具自重引起的導軌對懸鏈的反向滾動摩擦力；f2：槽液對車身與吊具反向阻力；f3：鏈條自重引起的導軌對鏈條反向滾動摩擦力；F1：上坡段車身與吊具自重對懸鏈反向拉力總和；F2：下坡段車身與吊具自重對懸鏈正向拉力總和。

受力情況分析

圖3 工藝設備結構簡圖

如圖3，各工藝槽段懸鏈受力分析算法一致，取其中上坡小坡段為例分析。分析方法

以正常滿載過車30臺為例，即F1=F2，懸鏈實際運行所需有效驅動力：

式3中：N1、N2分別表示上坡段與下坡段數量，范圍為 1～ 6。

這表明懸鏈此時張緊未失效，據統計故障發生時的現象是上下坡段的車身與吊具數量不一樣多，此時F1≠F2，取上坡段車身與吊具數量和下坡段的數量的差值為N，根據式1可得：

由式4可計算出N＞2.2+0.13 ×（N1+N2），Nmin取整為3，即懸鏈上下坡段車身數量相差3輛就會存在張緊失效問題。

如若過車車型不統一或車身過重，則上下坡車身與吊具提供的反向拉力與正向拉力差值更大，此時F有效更大，N更小即出現張緊失效，此情況需按此分析方法，根據不同的車重具體計算得出N取值的大小。

解決方案

針對鏈條自身磨損等原因，可定期測量鏈條伸長量，根據伸長量適當延長設備導軌，讓張緊機構后移，保證鏈條拉緊度，若鏈條伸張度大于鏈條總長的5%時，就須整體報廢并更換新鏈條；而張緊裝置本身內泄等故障，則需加強檢測與維保，將裝置故障的可能性降為零，這樣才能更大程度保證設備正常運行。

而過車不連續問題，要從人員思想和技術上杜絕此問題發生。操作時避免過車空位現象出現，還可在過車程序上進行優化改進，防止過車不連續現象的發生。

本文以實際工況下的懸鏈作為研究對象，對其獨特結構及不連續過車時懸鏈的受力情況進行淺析及量化分析，分析結果與實際故障現象基本吻合，并針對性的優化設備運行程序。目前已運行較長時間，無類似故障現象發生，這對實際生產有一定的實踐指導意義，可以作為該設備生產優化方案的一種探索，針對不同工況的相同設備亦可采取此分析方法，對指導后的設備設計或改造有積極的意義。