烘房高溫鏈托塊磨損問題的研究與設(shè)備改造

張國棟

摘 要：在汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域，涂裝工藝的自動(dòng)化程度相對(duì)較高。作為車身輸送設(shè)備的重要環(huán)節(jié)，油漆烘房高溫鏈一直是日常維護(hù)保養(yǎng)的重點(diǎn)對(duì)象。其中，高溫鏈條托塊磨損的現(xiàn)象比較突出，對(duì)維護(hù)保養(yǎng)工作影響較大。本文對(duì)烘房輸送系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究分析，并介紹一種解決此類問題的設(shè)備改造方案。

關(guān)鍵詞：油漆車身；高溫鏈；輸送系統(tǒng)；托塊

1 涂裝烘房輸送設(shè)備介紹

在我國汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，各車企都投入了大量的資金，引進(jìn)了國外先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，尤其是涂裝自動(dòng)化程度相對(duì)較高。奇瑞汽車大連分公司的涂裝車間采用德國杜爾公司設(shè)計(jì)的全套涂裝生產(chǎn)設(shè)備，能夠自動(dòng)完成油漆車身的工藝處理和噴涂工序，并由輸送系統(tǒng)自動(dòng)完成各工序間的車身運(yùn)轉(zhuǎn)。油漆烘房是車身漆膜固化的重要工藝設(shè)備，車身在烘房?jī)?nèi)自動(dòng)化輸送。烘房按區(qū)域主要分為入口區(qū)、高溫輸送區(qū)、強(qiáng)冷區(qū)。油漆烘房的主要設(shè)備包括高溫工藝鏈、常溫滾床、滑撬及接近開關(guān)等。

1）高溫工藝鏈：高溫輸送區(qū)配置雙排高溫工藝鏈，單排長(zhǎng)度95m，采用帶制動(dòng)器的減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工藝鏈運(yùn)行速度0.6m/min，變頻調(diào)速。鏈條按照間隔900mm固定一對(duì)鏈條托塊，用于承載滑撬，單個(gè)烘房的托塊數(shù)量為820塊。2）常溫滾床：齒形皮帶傳動(dòng)，采用帶制動(dòng)器的減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。3）滑撬：用于承載油漆車身，滑撬運(yùn)行靠?jī)蓷l牽引高溫鏈驅(qū)動(dòng)，在高溫鏈上運(yùn)行速度為2.84m/min。4）接近開關(guān)：在高溫鏈條、常溫滾床上分別設(shè)有接近開關(guān)，按照程序設(shè)定發(fā)出車身占位信號(hào)和滾床變頻調(diào)速信號(hào)。

2 烘房高溫工藝鏈托塊磨損問題

在高溫工藝鏈系統(tǒng)中，鏈條托塊在使用一段時(shí)間后，普遍存在磨損的現(xiàn)象。隨著磨損加重，托塊如果失去對(duì)滑撬的支撐作用，滑撬將下沉到鏈條，造成卡鏈、車身歪斜甚至車身墜落等事故。因此，我們?cè)谌粘９ぷ髦袑?duì)托塊進(jìn)行定期檢查和更換。伴隨產(chǎn)量增加，托塊維護(hù)成本不斷增加，這種維保方式已經(jīng)嚴(yán)重妨礙了正常生產(chǎn)秩序，降低了生產(chǎn)效率，給公司的生產(chǎn)管理造成很大影響。

3 托塊磨損原因分析

通過觀察托塊的磨損部位，推斷在鏈條輸送滑撬過程中，托塊與滑撬之間發(fā)生了強(qiáng)力摩擦。分析滑撬的烘房輸送過程后，將判斷此強(qiáng)力摩擦發(fā)生于滑撬從高溫鏈條（OC030）經(jīng)過渡滾床（RB032）傳送至強(qiáng)冷區(qū)。

如下圖所示，過渡滾床RB032用于將高溫鏈條OC030輸送來的車身過渡到強(qiáng)冷區(qū)，RB032設(shè)定為變頻雙速（2.74m/min和24m/min），由滾床兩側(cè)的兩對(duì)接近開關(guān)發(fā)出的占位信號(hào)，按照程序?qū)崿F(xiàn)調(diào)速功能。接近開關(guān)（下圖中綠色方框1+2）的設(shè)置及實(shí)現(xiàn)過程如下圖：

接近開關(guān)1：感知到滑撬到位后發(fā)出信號(hào)，滾床RB032由2.74m/min切換到24m/min運(yùn)行，將滑撬快速輸送到強(qiáng)冷區(qū)。

接近開關(guān)2：感知滑撬到位信號(hào)后，發(fā)出滾床RB032占位信號(hào)，高溫鏈條停止，滾床繼續(xù)運(yùn)行。待滑撬通過滾床后，占位信號(hào)消失，高溫鏈條恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，RB032由24m/min切換至2.74m/min，過渡滾床與高溫鏈條同速，接受下—個(gè)滑撬。

根據(jù)上圖的尺寸標(biāo)注，在接近開關(guān)1感知滑橇?xí)r，尚有1500mm的滑撬尾部留在高溫鏈條上，由于相鄰?fù)袎K在鏈條上的間距為900mm，會(huì)造成1.2個(gè)托塊與滑撬發(fā)生快速摩擦。

4 對(duì)高溫鏈輸送系統(tǒng)的改造

為了解決此問題，我們按照以下步驟進(jìn)行測(cè)算和改造：

首先，對(duì)改造可行性進(jìn)行測(cè)算，包括：

1）接近開關(guān)1在當(dāng)前位置后移800mm：假定滑撬到達(dá)過渡滾床端部時(shí)（接近開關(guān)1位置）再進(jìn)行加速，此時(shí)滑撬尾部在高溫鏈條上的長(zhǎng)度是700mm。由于滑撬的尾部上翹，通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)滑撬與托塊之間產(chǎn)生了2.3mm的間隙，二者將不會(huì)發(fā)生摩擦；2） 轉(zhuǎn)運(yùn)速度時(shí)間變化：過渡滾床RB032的加速是為了提升滑撬的轉(zhuǎn)運(yùn)速度，如果將接近開關(guān)1后移800mm，則滑撬端部到達(dá)過渡滾床尾部的時(shí)間變化為：

原到達(dá)時(shí)間：78s，更改后到達(dá)時(shí)間：86s，時(shí)間差：7s。

按照100臺(tái)/班產(chǎn)量計(jì)算，總計(jì)影響時(shí)間100*7s=700s。

結(jié)合以上測(cè)算結(jié)果，我們對(duì)此方案進(jìn)行了10臺(tái)車驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果與分析結(jié)果一致。

其次，實(shí)施硬件改造，包括：

1）對(duì)接近開關(guān)1的位置固定：考慮接近開關(guān)的靈敏度和可靠性，我們對(duì)接近開關(guān)固定支架進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，要求具有高強(qiáng)度、不易變形的材料，安裝支架要固定在滾床支撐鋼軌上，鋼軌要進(jìn)行打磨處理，確保支架安裝面平整。接近開關(guān)在支架上空間距離可調(diào)，開關(guān)接線重新布置以適應(yīng)安裝距離。2）急停保護(hù)：為防止接近開關(guān)位置更改后，系統(tǒng)出現(xiàn)不可預(yù)知錯(cuò)誤信號(hào)，在高溫輸送鏈條與過渡滾床之間的烘房室外設(shè)置急停開關(guān)和安全繼電器以便快速切斷系統(tǒng)，將安全繼電器信號(hào)接入PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)。

最后，通過試機(jī)運(yùn)行和生產(chǎn)陪伴進(jìn)一步驗(yàn)證改造效果。通過一個(gè)月的試機(jī)運(yùn)行和生產(chǎn)陪伴，托塊磨損現(xiàn)象基本消除，接近開關(guān)感應(yīng)靈敏，未出現(xiàn)因系統(tǒng)改造帶來的衍生問題和異常生產(chǎn)狀況。

5 改造后效果及收益

1）本次改造充分利用現(xiàn)有資源，無新增復(fù)雜機(jī)械和電氣設(shè)備，節(jié)省了改造費(fèi)用，無新增復(fù)雜軟件功能，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；2）本次改造未改變?cè)O(shè)備系統(tǒng)參數(shù)，尤其是工藝參數(shù)，能完全保證改造前、后的過程一致性，確保漆膜固化時(shí)間和外觀質(zhì)量；3）大幅降低了設(shè)備的維護(hù)成本。奇瑞大連涂裝車間的油漆烘房共為6條線，其中電泳烘房2條線、中涂烘房2條線、面漆烘房2條線。本改造方案的實(shí)施，可省去托塊數(shù)量大于4800塊。

6 結(jié)語

隨著近十年我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，國外的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備在國內(nèi)各主機(jī)廠得到了廣泛推廣和應(yīng)用。本次改造項(xiàng)目就是在正常使用和維護(hù)設(shè)備的同時(shí)，結(jié)合了企業(yè)自身的生產(chǎn)條件和管理要求，挖掘設(shè)備潛能，對(duì)設(shè)備進(jìn)行再設(shè)計(jì)再改造，減小了生產(chǎn)消耗，提升了生產(chǎn)效率，為企業(yè)的快速向前發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶柯，蔣佩巖，李丹，等.一種非同步式輸送線的開發(fā)應(yīng)用[J].機(jī)械工程師，2006（10）.

[2]吉林工業(yè)大學(xué)鏈傳動(dòng)所.中國鏈條、鏈輪產(chǎn)品樣本[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[3]孟繁忠.鏈條鏈輪產(chǎn)品設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.