涂装车间机运设备的选用

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涂装车间机运设备的选用

大规模的汽车涂装线不仅工艺复杂、工程建设周期长，而且工程投资巨大，其设备选型至关重要，其中的机运设备也不例外。各种输送设备各具优缺点，在工艺布置及设备选型时，应根据厂房、造价、车型、工艺要求综合考虑，并做出最终选择。


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随着我国汽车工业的蓬勃发展，竞争日趋激烈，汽车工业的高利润时代已经结束，降低成本、提高效益是汽车工业的必然选择。
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汽车涂装是汽车制造的四大工艺之一，大规模的汽车涂装线不仅工艺复杂、工程建设周期长，而且工程投资巨大。如某汽车公司年产15万辆新涂装车间，投资5亿人民币，从土建到交付使用，工期3年左右。
本文仅从汽车涂装车间前处理、电泳线机运设备的选型原则和方法，来管窥汽车生产线的设计原则，尤其是关键设备的选型，不仅体现工艺水平的高低，也直接影响投资成本、产品质量及生产成本。
生产纲领及总体规划的确定
: i! G; P! ^: m! N5 R) i! t某汽车公司近5年来汽车产量以每年30%的速度高速增长，原有的生产平台已不能满足其发展要求，必须新建生产线。
新建涂装车间的生产纲领取决于国家汽车产业的政策导向，道路交通、石油供给的能力及社会购买能力等，最主要的还是公司自身的发展动力和品牌意识。产能太小不能完成生产任务，会造成市场损失，失去占领市场的机会；产能太大可能造成建设成本增加，不仅浪费建设投资成本，而且还会增加单件产品的生产成本，削弱产品的竞争力，国内某汽车厂曾有过此类经验教训。一旦建成大规模涂装线，开机运行后，烘炉的能源消耗，前处理电泳的泵、阀，机运输送运行不能停止，能源消耗极大，如因该车型无生产批量，无法开启生产线，会造成大量资产闲置，资金严重浪费。汽车产品的成本与产量的关系十分密切，在汽车涂装中尤其明显，在未达到一定的批量时，开动大规模涂装线必然会导致生产亏本。
& S6 \# E, P+ n/ w+ |" o最终，该汽车公司根据企业发展规划及对市场前景的预测研判，决定采取滚动发展的策略，新建年产15万辆商用车/乘用车涂装车间，土建厂房预留二期工程年产15万辆基础。
+ D" E# v' `( }+ ~1 M4 j* J+ l常用的机运设备
7 F9 J$ Q. R- |0 T% ^前处理电泳工艺是工件在槽体内通过“酸洗→水洗→预脱脂→脱脂→水洗→磷化→水洗→纯水洗→电泳→喷淋洗→水洗→纯水洗→进入烘炉”的涂漆工艺，电泳的实质是车体在水性涂料溶液中，通过电流的作用使涂料在工件表面发生电沉积，形成漆膜。
2 h& b: F) m8 u, X9 A0 E# j汽车涂装车间前处理、电泳机械化输送设备主要有普通悬挂链、推杆链、程控葫芦、摆杆链等，它们虽然结构形式差别很大，作用却都是一样的——输送工件，完成工艺流程。
各种输送设备各具优缺点，在工艺布置及设备选型时，应根据厂房、造价、车型、工艺要求综合考虑，并做出设备选择。在工艺形式上，采用步进式还是连续式对设备投资的影响也很大。
5 k1 O$ j' \  X: P目前国内外的前处理、电泳机运设备主要有以下几种：
1、悬挂输送链
1 @' G+ S0 q/ D# k+ Z悬挂输送链是目前国内汽车生产厂商在涂装线上使用最普遍的机运方式，它具有连续输送、造价低、运行可靠、维修方便的优点。一条年产7万辆的机运线造价四五百万左右，无论是零部件还是电控系统，国内的应用都已经非常成熟。除此之外，悬挂输送链也是焊装、装配生产线使用最普遍的机运设备。


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: ]2 X) W! Z  X/ {$ G悬挂输送链也存在一些局限性，如入槽角度不能超过30°，另外，相对于其它机运方式，它的室体、槽体较大，而且由于入槽角度小，复杂型腔及车顶的气泡难以排出，要开排气孔。
9 `+ K8 e5 D' G& G2、程控葫芦
4 e. _; G1 B' `2 u9 ]+ s程控葫芦被广泛用于年产3万辆以下、生产拍节在5min/台的步进间歇式输送，其造价低，设备占地面积小、投资小，承载大，在卡车、工程机械的涂装前处理电泳线的机运输送中有很大优势，如某厂大客车车身（车身长度6～14m）油漆前处理线，采用小车变频调速，吊具为自动吊具，由于厂房原因，线路不能组成封闭环，有2台程控行车转移轨道小车及工件，设计承载重量10t，这是其它输送方式难以做到的。
近年来，一些汽车厂在年产6万辆的涂装生产线前处理、电泳设备中采用步进式输送，措施是1个吊具装2个工件，或在工艺时间较长的磷化工序采用2个工位，并且国内也有连续生产的程控葫芦线问世，可以使用于节拍较快的生产线上，为程控葫芦的使用带来了极大的拓展。
3、摆杆输送机
7 g0 i. `8 t( x% w/ x) `5 W摆杆输送机是最近十几年发展起来的新型输送设备，主要用于大规模生产的汽车涂装生产线。我国上海大众B5涂装线、金杯汽车厂轿车涂装线、烟台车身有限公司涂装线的前处理和电泳段都采用了这种摆杆链输送系统。
6 d: F8 f' b  Y6 i- q  t与推杆悬挂链、程控葫芦相比，摆杆链输送机上的工件能以45°的倾斜角出槽和入槽，减少了浸槽的体积，缩短了设备长度，通常情况下可减少大约10%的工艺设备投资成本。
摆杆输送机还具有其它一些优点：由于泵、管路等的减少，使得前处理及电泳的运行成本得以降低；入槽角度大，解决了车顶部内表面有气泡、内腔膜厚偏薄有问题，可提高前处理和电泳的质量；轨道和链条在设备两侧，从根本上避免了油污滴落在工件上。
当然，这种先进的摆杆链输送机造价昂贵，整套系统在2000万元左右，主要由德国杜尔公司、西班牙AMAC公司生产，国内输送机生产厂家也做了一些深入的研究开发工作。
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结论
综合以上输送设备的优缺点，该汽车公司最终选用了目前在国际上比较先进的摆杆链机运系统作为其涂装系统中前处理电泳的机运设备，虽然造价比悬挂输送链贵了1000多万元，但各个浸槽的体积减少了15%，管路泵、阀及能源消耗的投资减少了10%，从总成本来看，投资只增加了700万元。
该系统已投入运行了一段时间，从目前的使用情况来看，电泳漆膜厚度均匀，质量好，设备运行可靠，完全达到了设计要求。