車身涂膠設備保溫系統應用分析

郭海洋

摘 要：文章介紹了汽車車身車間在生產中常用涂膠設備的兩種保溫系統，即水加熱系統和電加熱系統，針對兩種加熱系統從保溫性能、能耗、安全性、維修保養等方面進行了對比分析，研究了兩種系統的優缺點及適用條件，為車身車間涂膠設備的選型和使用提供了參考。關鍵詞：車身車間;涂膠設備;保溫系統中圖分類號：U463.82 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）01-175-03

Abstract： This paper introduces two types of heat-insulation system for body gluing equipment in body shop. It is water temperature conditioner system and electric heater system. The insulation performance， energy consumption， safety and maintenance of the two systems are compared and analyzed in this paper. The advantages， disadvantages and applicable conditions of the two systems are studied， which provides a reference for the selection and use of gluing equipment in body workshop.Keywords： Body shop; Gluing equipment; Insulation systemCLC NO.： U463.82? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）01-175-03

引言

車身用膠是車輛制造環節中重要的工藝材料之一，在車身生產中應用十分廣泛，其在車身的密封性、減震性、隔音效果、連結功能，以及優化生產工藝、減輕車身總重、促進新型結構材料在汽車上的應用等方面起著非常重要的作用[1]。同時涂膠作為車身車間一項非常重要的工藝，對涂膠有著嚴格的質量要求，要確保出膠尺寸的一致性及出膠量的均勻連續性[2]。但由于膠的流動性會隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而變差，這就對涂膠設備或作業環境的保溫要求較高。為保證膠水的流動性及涂膠工藝所需的加熱效果[3]，涂膠系統需要有一套科學合理的保溫系統用來保證涂膠質量，目前常用的加熱系統分為兩種：電加熱系統和水加熱系統。本文主要從安全性、能耗、保溫性能、維護等方面對兩種系統進行對比分析，闡述了各自的優缺點和適用環境，為相關涂膠設備的選型和使用提供了參考。

1 保溫系統分類

根據涂膠設備保溫系統加熱方式的不同，常用的涂膠設備保溫系統主要分為：電加熱系統和水加熱系統。

1.1 電加熱系統

電加熱系統是利用焦耳定律：Q=I2Rt，即通過纏繞在膠管內部的電加熱絲產生電熱效應，再通過膠管表面的熱傳導，對膠管內部的膠黏劑進行加熱保溫（圖1）。同時，依靠埋藏在膠管內部的感溫原件對溫度進行感知并反饋至控制系統，從而達到對膠管的溫度進行控制。

1.2 水加熱系統

通過加熱絲對水箱內水的溫度控制，再通過水泵的循環作用實現將具有固定溫度的水帶到系統所有的溫控單元，從而實現對系統的溫度控制（圖2）。整個系統的溫度傳遞介質為蒸餾水以防止水垢堵塞管路，TCU單元通過對循環水的加熱或制冷，通過恒溫水在系統中的循環，達到系統內膠黏劑溫度的恒定。

2 電加熱系統和水加熱系統對比分析

2.1 保溫性能方面

由于電加熱系統（圖3）是通過各保溫部位的電熱絲產生熱量之后，經過膠管表面的直接熱傳導給膠管內部的膠黏劑，因此加熱速度較快，各個部位達到設定溫度的時間約為30分鐘。且涂膠系統的不同部位可以根據需要設置不同的溫度值，這是電加熱系統的一個優點，但其保溫性能方面的缺點是不能實現在高溫環境條件下的制冷作用。

水加熱系統（圖4）不同的是在水箱部位通過電熱絲將水加熱，然后通過水循環將熱量帶到膠管部位，再通過膠管將熱量傳導給膠管內部的膠黏劑，從而達到保溫的目的。由于水加熱較慢且需要水循環將溫度傳導到待加熱區域，所以整個加熱過程相對電加熱系統要慢，大約需要50分鐘。由于整個水循環系統中水溫基本是保證一致的，所以很難實現不同部位溫度的差異設置。由于水的保溫特性及散熱過程慢等特性，可以保證溫度控制的穩定性，其溫控穩定性可控制在± 0.2 ℃，而電加熱系統的溫控穩定性為± 1℃。除此之外，水加熱系統的突出特點是可以在高溫環境下實現對涂膠系統制冷控制，這是水加熱系統的獨有優點。

2.2 能耗方面

在能耗方面，目前各個企業都在積極推動節約能源行動，一方面可以響應國家節能減排號召，另一方面可以通過節能措施有效降低企業成本。因此，在設備規劃前期，對設備的能耗分析也是必不可少的。本文涉及的水加熱系統與電加熱系統，由于其加熱系統的差異，在節約能耗方面，水加熱系統的集中供熱要優于電加熱系統的分段供熱。

電加熱系統在不同的加熱部位分段同時用電熱絲進行加熱，電熱絲加熱速度快，但是其缺少液態保溫介質，散熱速度快，所以要保持設定的溫度就需要電熱絲持續工作發熱來補償熱損失，因此電加熱系統耗能較高。圖5以雙膠泵電加熱涂膠系統為例，加熱系統主要耗能部件為膠管（與膠管長度有關）、壓盤、定量機等，總耗能約為8600W。

水加熱系統只在水箱位置通過電熱絲對水進行集中加熱，然后通過水循環裝置將加熱到設定溫度的水傳輸到泵體的各個加熱部位，從而實現對整個涂膠系統的保溫。即水加熱系統產生能耗的部位只有水箱和水循環裝置，再加上水介質的保溫性較好，因此水加熱系統整體耗能遠低于電加熱系統。圖6以雙膠泵水加熱涂膠系統為例，加熱系統主要耗能部件為水箱和水循環裝置，總耗能約為2150W。

2.3 安全方面

在安全性能方面，電加熱系統中，膠管等的加熱是通過240V強電包裹于膠管外壁（圖1）通過電熱絲產生熱量，在使用過程中如產生管路磨損或老化等問題時有一定的觸電風險;而對于水加熱系統，膠管外部包有一層夾克衫式包管布，包管布內有可供水路循環的密集通道，并帶有保溫層，實現管中管式換熱（圖2），如果有管路磨損或老化等問題時僅會產生漏水風險，無觸電風險。因此，對比兩種加熱系統的安全性能方面，水加熱系統相對更加安全可靠。

2.4 維護保養方面

對于電加熱系統，除管路漏膠外，無論是膠管的RTD（電阻溫度探測器）還是加熱絲損壞，都需要換整根膠管;而對于水加熱系統，只需要管路漏膠時更換膠管，若保溫包管布損壞只需更換包管布即可。此外，相同長度的電加熱系統膠管價格約是水加熱系統膠管價格的兩倍，因此從維護保養的單次成本和更換概率上來講，電加熱系統的維修保養成本都高于水加熱系統，且水加熱系統的保養維護更加方便安全。

2.5 對比總結

前文從保溫性能、能耗、安全性等方面對兩種加熱系統進行了對比，通過對上述對比結果的綜合分析，在整體性能

方面水加熱系統優于電加熱系統;但電加熱系統占用空間更小，且加熱速度要快于水加熱系統。具體對比結果如下表：

3 結語

本文介紹了車身涂膠設備的兩種常見加熱保溫系統：電加熱系統和水加熱系統，并從保溫性能、能耗、安全性、維修保養等方面進行了對比分析，整體性能方面水加熱系統要優于電加熱系統;但針對占用空間和加熱速度方面，電加熱系統更有優點。而對于設備的選型要考慮多方面的實際因素，如成本、與老涂膠設備的共用性等，本文通過以上各方面的對比分析，可為車身車間涂膠設備的選型和使用提供一定的參考。

參考文獻

[1] 郝江，楊光，蔡交華.焊裝車身涂膠現狀淺析及新型膠應用介紹[C]. 2012安徽省汽車工程學會年會論文集. 2012：87-92.

[2] 蘭建新.曲線路徑自動涂膠裝置[J].時代汽車， 2017（4）：98-99.

[3] 邵東生，周春暉.涂膠系統組成及涂膠泵機工作原理[J].設備管理與維修， 2017 （9）：139-140.