工程机械油箱与摇臂涂装线的设计与应用

吴佳春，李国强

（广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州 545007）

工程机械油箱与摇臂涂装线的设计与应用

吴佳春，李国强

（广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州 545007）

介绍了油箱、摇臂涂装线设计过程，明确了涂装线设计的生产节拍、工作内容、工艺流程、设备要求，对其他涂装线设计有一定借鉴作用。

工程机械；涂装线设计；喷粉

涂装是工程机械生产的一个重要过程，随着客户对产品的外观要求提高，生产的难度也随之上升；要提高涂装表面品质，就需要有相应的涂装设备进行支持；同时涂装过程常伴有有毒有害气体、废水、废漆渣等危害因素，如处理不好，则会危害到职工的身体健康，污染社会环境。要解决污染的问题，同样需要相应的涂装设备来减少其污染。因此，在设计涂装线的时候，不光需要从涂装工艺方面考虑，也需要从涂装设备设计方面考虑。

1 涂装线工艺设计

1.1 涂装线节拍设计

生产纲领：35000台套/年，每台套含油箱2个、摇臂1个；

生产时间：250 d/年；

生产班次：2班/d；

工作时间：8 h/班；

油箱每挂挂件数：2件/挂；

摇臂每挂挂件数：3件/挂。

生产综合节拍=250×2×8×60/（35000×2/2+35000×1/3）=5.14min/挂≈5min/挂；

因此以5min为设计节拍依据，即每个操作工位的工作节拍为5min。

1.2 涂装线工作内容设计

（1）工件内外表面除氧化皮和锈；

（2）柴油箱内表面喷涂耐油漆和烘干；

（3）油箱外表面、摇臂外表面采用自动往复机进行粉末喷涂、人工补喷涂；

（4）粉末固化采用高红外辐射和热风循环方式结合；

（5）工件强冷下线。

1.3 涂装线工艺流程设计

（1）油箱。工件加工面和孔的屏蔽→上件1→抛丸→吹丸→防锈水冲洗内表面（液压油箱）→喷耐油漆（柴油箱）→油漆烘干→下涂1→拼焊封盖板→气密试漏→补焊→上件3→喷淋清洗→水份烘干→喷粉→粉末固化→强冷→空冷→下线。

（2）摇臂。工件加工面和孔的屏蔽→上件2→抛丸→吹丸→喷粉→粉末固化→冷却→下涂装线。

（3）工艺时间（min）。如表1所列。

表1 工艺时间表

1.4 涂装线工艺布设计

涂装线工艺布设计简图如图1所示。

图1 工艺布局图

2 涂装线施工设计

2.1 涂装线设备设计

（1）输送链设计。输送链采用 4 inch（即101.6mm）WEBB型积放式宽推杆悬挂输送机，全线分为1条慢速链和1条快速链，材质为45Mn2，破断载荷32 kN，许用拉力32 kN，安全系数10。慢速链的链速为1m/min，包括上件2（1停止器）、抛丸、吹丸（1停止器）、喷粉、粉末固化（1停止器）、强冷（1停止器）、空冷、摇臂下件（1停止器）；快速链的链速10 m/min，包括转轨岔道1、喷耐油漆室（1停止器）、烘道（5个停止器）、下件 1（1停止器）、上件 3（1停止器）、喷淋清洗（1停止器）、水份烘干（3停止器）、岔道2、摇臂下件（1停止器）、油箱下件（1停止器）、上件 1（1停止器）、上件 2。

各停止器节拍运行时间为5min，有人工岗位的停止器可自动和手动，其余停止器为自动。

轨道：空中积放链轨道为三轨制，即牵引轨为10#工字钢、承载轨为2根16#槽钢，材质为16Mn，通过括架焊接而成。

道岔：由道岔舌组件、链条导向机构、回转滚子列等部件组成，以实现物流的分流及合线的部件。

积放车组：本输送线采用四车型及吊具，组合成复合式载货小车的标准部件为前小车、中小车和后小车。各种小车均由精密铸钢件的车体、整体轴承式车轮，总载重能力为2000 kg。各小车在进行快慢链转换时，不允许有碰撞发生，烘道门的开关与小车运行节拍连锁。

（2）抛丸机设计。采用积放链通过式抛丸机，工件通过速度：1～1.3m/min；抛丸机共布置12台抛丸器，抛射速度≥75m/s，油箱开口向下呈30°夹角吊挂，利用下端的两个抛丸器对油箱内表面进行抛射处理，要求下端的两个抛丸器在型号、参数、夹角、抛射方向进行综合考虑，以保证油箱内表面的清理品质，工件处理品质：GB8923-88 A-BSa2.5级。

室体顶部中间采用迷宫式4级密封：采用耐磨聚氨脂护板，高强度、高弹力、高耐磨橡胶板以及尼龙丝质软勒毛毛刷进行密封，确保弹丸不飞出。抛丸室及前后副室3m内衬12～15mm厚高耐磨铸铁护板ZGMn13，抛丸器口上部护板采用20 mm厚ZGMn13；前后副室的其他区域及吹丸室内安装6mm厚耐磨橡胶板，且设有多层夹钢橡胶挡帘。

两副室及吹丸室设格栅网和过滤网，前副室钢丸回收采用螺旋输送器，后副室及吹丸室钢丸回收采用两级螺旋输送器。抛丸室下设过滤网，采用螺旋输送器回收。螺旋叶片和输送槽体采用16Mn材质，叶片厚度为8mm。抛丸室的室体钢板厚10mm。提升机设自动报警功能，能检测皮带打滑和停转现象，并控制提升机和螺旋输送器停机，保护设备安全。吹丸室用于清理工件的内外表面，操作人员岗位在室体外，通过视窗和风枪对工件内外表面进行吹丸处理，照明300 Lux。除尘器设2台，采用回转反吹布袋式，分别对抛丸机和吹丸室进行除尘，吹丸室岗位粉尘浓度≤10 mg/m3，产品处理后大气粉尘排放浓度≤150mg/m3，符合国家有关排放标准。

（3）喷粉室设计。喷粉室分为自动喷涂、人工补喷、回收系统；自动粉末喷枪控制系统采用iControl集成控制系统。iControl集成控制系统可接受光眼识别系统输入的自动开枪信号，可存储255组预设参数，并根据各类型工件，调节控制喷枪的各项工作参数。操作员可根据工件的结构形状和实际喷涂形式，选择标准、重喷、深腔、特殊（金属粉末）、自定义共5种静电模式中的一种，或自编喷涂程序。

系统还配有按百分比显示的可调总控制参数，用来控制调节整个系统预设气流参数，补偿因喷涂环境变化而引起的系统压缩空气的变化。

垂直升降机：底座配有V型槽小轮，可在导轨上自动前后滑动，移动范围750mm。齿轮式驱动马达带动连杆运动，带动滑架上的枪架作上下垂直运动。

手动粉末喷枪设备，采用Sure Coat手动粉末喷枪设备，可根据工件形状和喷涂形式在4种静电模式中选择：标准，重喷，深腔，特殊（金属粉末），可调节电流反馈控制参数（AFC），微调静电参数以获得针对各种工件的最大喷涂效率。

喷涂掉落在喷粉室的粉末，经回收系统回收利用，经回收过滤系统过滤后排放气体粉尘含量≤10 mg/m3，净化后的空气可直接供车间内使用，同时人工喷粉岗位粉尘浓度≤10mg/m3，粉末回收利用率＞98%。

（4）粉末固化炉设计。粉末固化炉设置成U型，主体采用型材骨架，桥式保温结构。安装时，炉体内外包角，中塞岩棉，确保壁缝隙处无泄漏现象，烘干炉内板为镀锌板，外板为彩钢板，保温层采用85 kg/m3优质岩棉，厚度为150mm。室体壁板接缝处涂匀不含硅密封胶，烘干室壁板外侧温度不大于环境温度5℃。加热系统采用由高红外快速加热、燃油加热热风循环保温的形式，炉内热风采用上送下吸的方式，温度设定为（190±10）℃。

固化炉温度控制是由温度传感器测出的信号，通过数显控温仪与设定温度值（模拟量）比较后输出指令信号，来控制加热器的工作状态，从而实现炉温的自控和数显，同时必须配备多点测温和超温报警装置。

（5）其他涂装功能实体设计。

机油箱清洗房用于清洗油箱内部；

水帘喷漆室用于喷涂油箱内表面喷涂耐油漆；

油漆烘道用于喷涂油箱内表面喷涂耐油漆后的干燥；

强冷室用于粉末固化后的工件冷却。

2.2 涂装线的应用情况

油箱、摇臂涂装线项目2010年于初开始策划，2011年初进行了设备验收。整个项目经历了技术方案编制、工艺方案布局、技术方案修订和评审、成设备招标、签订技术协议、施工图的审查和评审、施工图的转换与审查、设备基础建设、设备开始进场安装、设备安装、设备调试、试生产、设备初验收、设备整改、设备验收。涂装线运行良好，涂装产品质量优异，部分现场图片如下。

图2 室体与输送链

图3 抛丸机

图4 工件吊挂调试

图5 喷粉喷涂

图6 高红外辐射烘烤

图7 涂层外观

3 结束语

随着柳工的发展和产量的提升、客户对产品外观品质要求的提高、员工对自我的健康意识提高等原因，涂装线的设计、改造需求也逐步加大；涂装线的生产有着效率高、品质优异、工作环境良好、涂装工艺齐全等优点，因此涂装线是涂装发展的最佳工作模式。

但不同的工件适合于不同的涂装工艺，因此在进行涂装线设计时，需要根据产品的特征设计产品涂装工艺过程，选择不用的涂装设备。

[1]叶扬祥，潘肇基.涂装技术使用手册[M].北京:机械工业出版社，1998.

[2]王锡春.涂装车间设计手册[M].北京：化学工业出版社，2008.

[3]李群英.涂装工常用技术手册[M].上海：上海科学技术出版社，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

吴佳春（1981—），男，广西来宾人，助理工程师，主要从事涂装技术的研究及应用工作；李国强（1965—），男，广西柳州人，工程师，主要从事涂装技术的研究及应用工作。