淺談總裝車間保溫箱設(shè)計及應(yīng)用

劉雷，任榮華

(長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車安全一體化與智能控制重點實驗室，河北 保定 071000)

0 前言

由于天氣原因，總裝車間部分零部件需要在一定的溫度下才能滿足要求，尤其是開線初期(早晨、中午休息等)保溫箱溫度低、不能快速達(dá)到溫度要求，增加保溫箱，將溫度控制在20±5℃，有利于零部件的裝配。

1 保溫箱設(shè)計

一種箱內(nèi)有加熱元件，能保持箱內(nèi)溫度在規(guī)定范圍內(nèi)(20±5℃)［1］穩(wěn)定并具有一定密封性能的結(jié)構(gòu)裝置，保溫箱箱體材料主要有鋁皮和鐵皮兩種，從提高保溫效率出發(fā)，采用中空雙層箱體保溫設(shè)計方式，保溫效果更佳。

保溫箱常用規(guī)格如表1所示。

表1 常用規(guī)格

1.1 加熱方式

(1)采用加熱板加熱，其加熱原理主要是通過冷熱氣流能量交換，根據(jù)熱氣流從下向上流動的原理，加熱板一般布置在保溫件底部。根據(jù)加熱板放置的方式，常分為以下3種:后側(cè)部、底部以及懸置中間。根據(jù)保溫箱需加熱空間，加熱板常用功率有1200 W和1800 W，為避免保溫件局部溫度過高產(chǎn)生不良品，加熱板與保溫件最短距離應(yīng)大于40 cm，且加熱板四周應(yīng)設(shè)計防護(hù)裝置。

(2)采用紅外燈泡加熱，通過紅外線輻射傳遞能量，一般安裝于保溫箱頂部。單個紅外燈泡功率為275 W，常4個為一分組，加熱快且可作箱內(nèi)照明。頂部被燈光照射區(qū)域溫度較高，底部溫度較低。為避免保溫件局部溫度過高產(chǎn)生不良品，紅外燈泡與保溫件最短距離應(yīng)大于40 cm。

1.2 控制方式

1.2.1 閉環(huán)控制

由溫度傳感器、加熱元件、控制箱以及連接線束組成?？刂葡錅囟瓤扇我庠O(shè)置，當(dāng)溫度傳感器檢測到箱內(nèi)溫度大于等于設(shè)定值時，將自動停止加熱，否則繼續(xù)加熱。其工作原理如圖1 所示［2］。

1.2.2 開環(huán)控制

屬于保溫箱控制方式的一種，系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間不存在反饋，即控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。其工作原理如圖2所示。

1.3 開口方式

(1)單面敞開式

物流送貨與線體取件為同一面，保溫效果較好。該面取件操作頻繁，開口封閉方式易于員工操作且能保溫，如窗簾式防火布。

(2)兩面敞開式

一面用于物流小車存放，另一面用于線體取件，互不干涉、保證節(jié)拍。送件面停留時間較長，基于保溫效率，開口封閉方式宜采用半封閉式，如機械門。

1.4 整體布局方式

1.4.1 方案選取原則

根據(jù)保溫件大小和形狀選取箱體規(guī)格，宜小不宜大;根據(jù)保溫件重要程度及員工作業(yè)強度選取控制方式，閉環(huán)控制優(yōu)于開環(huán)控制;根據(jù)線體操作空間選取物流存放方式，采用存放物流小車優(yōu)于人工轉(zhuǎn)運;根據(jù)箱體規(guī)格選取加熱方式以及加熱元件數(shù)量，加熱板優(yōu)于紅外燈泡;要求設(shè)計保溫箱能保持箱內(nèi)溫度在5～35℃范圍內(nèi)穩(wěn)定。

1.4.2 整體布局方式

基于保溫效果和成本考慮，保溫箱整體布局統(tǒng)一主要有以下兩種方式:加熱板式、加熱板與燈泡組合式，如圖3、4所示。

2 保溫箱內(nèi)部溫度測試方法

溫度測試點選取要求:

根據(jù)加熱元件在保溫箱內(nèi)部安裝的位置，至少應(yīng)選取15個測試點進(jìn)行測量(上、中、下各選取5個測試點)，且上、下層測試點與加熱元件的距離為10±5 cm。測試點的選取要求如圖5、6所示(圖中“●”表示選取的測試點)。

經(jīng)校正的溫度范圍合適的局部浸入式水銀溫度計(或其他測試儀表)，其分度值為1℃。將溫度計放置于上層中間測試點，5 min后讀取數(shù)據(jù)，并記錄于測試記錄表中。然后，將溫度計放置于上層周邊任意測試點，5 min后讀取數(shù)據(jù)，并記錄于測試記錄表中，其他測試點按此要求進(jìn)行測量并記錄于表格中。如此循環(huán)，直到測試完中、下層所有數(shù)據(jù)為止。

3 結(jié)論

通過規(guī)范總裝車間保溫箱的設(shè)計思路及設(shè)計方式，保證了防擦條、線束、密封膠條、車標(biāo)、膠管等零部件在適宜溫度下裝配，保證了零部件的裝配質(zhì)量。

【1】黃錦煌．單片機恒溫箱的溫控系統(tǒng)制作［J］．電子制作，2010(8):45－48．

【2】陳華．溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用［J］．現(xiàn)代電子技術(shù)，2002(9):74－75．