論摩托車涂裝線工藝規(guī)劃設計思路

左貞

摘 要：摩托車上的車架、油箱、塑料件、發(fā)動機等零部件對涂裝品質要求高。針對國內某廠搬遷技改項目的摩托車涂裝線工藝特點，提出了提高摩托車涂裝生產線的規(guī)劃設計水平的方法及思路。即采用低能耗、低污染、高質量、高效率的涂裝工藝。重點應提升涂裝工藝、設備以及配套管理水平，理順物流關系；使技改后的涂裝生產線整體水平達到國內先進水平，同時滿足環(huán)保、消防、節(jié)能、職業(yè)安全衛(wèi)生的要求。

關鍵詞：摩托車；涂裝；工藝；生產線；設計

1 引言

隨著摩托車工業(yè)的不斷發(fā)展和人們消費水平的提高，人們不僅要求摩托車的使用性能高，而且對其外觀裝飾性、耐蝕性的要求也越來越高。[1]涂裝是摩托車制造中的關鍵工藝之一；表面涂層是保護和裝飾摩托車的重要手段，它們可以對摩托車起到保護、裝飾、標識，及特殊的防震、消聲和隔熱作用。摩托車長期暴露在空氣中，受到空氣中的水分、微生物、紫外線等的侵蝕。表面涂層就能起到隔離作用，防止機件腐蝕，延長其使用壽命。本項目是某摩托車廠搬遷技改項目；通過新建廠房及涂裝生產線、采用先進的涂裝工藝及設備來提升產能及產品質量，成為國內一流的摩托車制造企業(yè)。

作者針對該項目在規(guī)劃設計階段的涂裝工藝方案特點、設備選型、物流組織等進行分析，提出了今后現代化摩托車涂裝生產線的規(guī)劃設計思路。即采用低能耗、低污染、高質量、高效率的涂裝工藝。重點應提升涂裝工藝、設備以及配套管理水平，理順物流關系；使技改后的涂裝生產線整體水平達到國內領先及國外先進水平；同時滿足環(huán)保、消防、節(jié)能、職業(yè)安全衛(wèi)生的要求。

2 車間現狀

現有摩托車車架生產能力為3.0萬/月，油箱生產能力為1.5萬/月；有1條油箱生產線及1條車架陰極電泳生產線。塑料件涂裝單獨在一個車間生產。生產能力為2.5萬/月。目前存在的主要問題是生產場地狹小，生產設備陳舊。生產工藝落后，車架采用溶劑噴漆；污染大；塑料件采用人工前處理，噴涂采用手工噴涂，導致生產效率低、產品質量不穩(wěn)定，因此需要進行全面的技改。

3 生產任務及生產綱領

3.1 生產任務

承擔車架等鋼件陰極電泳噴涂任務；

承擔油箱的前處理及噴涂底漆、刮灰打磨（少量）、噴涂面漆、罩光漆等防護裝飾性涂裝任務；

承擔塑料件的前處理及底面漆、罩光漆等防護裝飾性涂裝任務；

承擔發(fā)動機鋁件（缸頭、缸蓋、箱體、箱蓋等）的漆前處理、水分烘干、底漆、面漆、罩光漆噴涂及烘干任務。

3.2 生產綱領

摩托車整車規(guī)劃能力為80萬套；按此計算，車架線80萬套/年；油箱線35萬掛/年；塑料件線45萬掛/年；發(fā)動機件為500萬件/年；

4 工藝設計方案

4.1 設計原則

4.1.1 涂裝設計要按照一次規(guī)劃、分期實施的構想，遵循高質量、高水平、低成本的基本原則。采用低能耗、低污染、高質量、高效率的涂裝工藝。本次涂裝搬遷改造重點應提升涂裝工藝、設備以及配套管理水平，理順物流關系。技改后的涂裝生產線的整體狀況達到國內領先及國外先進水平。

4.1.2 在設計中采用新工藝、新技術、新材料，采用精益生產的思想組織生產，滿足多品種、大批量生產需求。

4.1.3 涂裝均按三班制生產。 根據生產綱領及產品特點，摩托車涂裝分別設置8條連續(xù)涂裝生產線；即1條懸掛車架前處理電泳電泳線、1條懸掛油箱前處理線、1條地鏈油箱底面漆涂裝線、1條橫向油箱光固化罩光線，2條塑料件前處理線、2條懸掛塑料件前處理線、2條地鏈塑料件面漆涂裝線、1條發(fā)動機前處理及涂裝線。其中1條油箱罩光線、1條塑料件前處理線、1條塑料件油漆線預留。

4.1.4 摩托車涂裝線集中設置在聯合廠房的涂裝車間內，與其他車間隔離。在涂裝車間內部，按照不同功能分區(qū)集中布置的原則，形成相對集中的上下掛區(qū)、前處理區(qū)、噴漆區(qū)、流平區(qū)、烘干區(qū)、空調送風區(qū)、排風區(qū)、輔助設備間。對塑料件涂裝區(qū)及油箱罩光線設置隔墻封閉，出入口設置風幕，確保該區(qū)域清潔度。噴涂線區(qū)域采取全封閉進行并保持微正壓狀態(tài)，并在噴漆室前端設置風淋室。車間墻壁涂不積塵涂料，地面涂環(huán)氧不起灰涂料。

4.1.5車間為全封閉結構，全室用潔凈空氣通風換氣。向各操作工位送經空調處理的新鮮空氣，夏季送冷風，保證作業(yè)環(huán)境。返修、打磨工序實行密閉空間作業(yè)，防止影響涂裝系統(tǒng)環(huán)境。減少油箱刮膩打磨量。少部分油箱需要刮膩打磨及拋光的均在生產線下單獨區(qū)域內完成。

4.1.6設計中采用合理的工藝布局，保持物流順暢。摩托車油箱噴漆線摩托車車架及油箱零件上線在焊接車間，發(fā)動機鋁件上線在機加工車間，有利于工序間的自動連接、減少物流轉運量。塑料件上、下線均放在生產區(qū)外，有利于防塵。在每條涂裝生產線前端均設置工件自動靜電除塵設施。

4.1.7充分考慮消防措施。涂裝線噴漆室、流平室、烘干室、調漆室設置全淹沒組合分配式CO2滅火系統(tǒng)，并在上述室體內設置火災自動報警系統(tǒng)和有機溶劑檢測裝置。車間并設有各種安全標志、安全門、疏散通道等安全措施。

4.1.8 重視涂裝生產中環(huán)保及職業(yè)安全衛(wèi)生。針對不同特性的廢水、廢氣、廢渣等采取相應的三廢治理措施，符合相應排放標準。生產輔房設有工人休息室、男女更衣室、廁所、浴室等公用衛(wèi)生設施。前處理過程中排放的酸堿廢氣進行集中過濾處理。設置噴漆室集中送排風系統(tǒng)。其中噴漆室廢氣經過濾后匯集在煙道中集中高空排放。將烘干室廢氣處理和燃燒/空氣換熱合二為一，集風機、過濾、燃燒及廢氣處理裝置為一體，自動化程度及綜合效率高，使車間氣體排放更潔凈環(huán)保。

4.2 主要工藝說明

采用低能耗、低污染、高質量、高效率的涂裝工藝。

4.2.1 車架電泳線涂裝

車架采用無銹化生產。取消拋丸工序。為1條環(huán)型強制流水電泳生產線；

車架（含鋼件）產品電泳前處理采用噴浸結合，以浸為主的方式，采用中溫堿性脫脂、鈦鹽表調、中溫鋅鹽磷化的前處理及陰極電泳浸漆工藝，清洗采用常溫、逆流清洗方式，節(jié)約用水。陰極電泳后采用超濾水二級清洗，去離子水洗。車架電泳采用環(huán)氧丙烯酸自分層底面合一電泳漆涂裝工藝，利用丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂混合型陰極電泳涂料烘烤時形成2層分離的涂膜，一次電泳后再進行表面補噴，并通過二次烘干，獲得具有耐候性與耐蝕性雙層功能的涂膜，提高車架表面質量。涂裝前處理加熱，采用天然氣熱水鍋爐加熱。

4.2.2 油箱線

油箱線由前處理線與噴漆線分開的兩條生產線組成。

油箱的前處理均采用通過式全噴淋的方式。采用中溫堿性脫脂、鈦鹽表調、中溫鋅鹽磷化的工藝，清洗采用常溫、逆流清洗方式，以節(jié)約用水。磷化后的最后一道水洗采用去離子水洗，用壓縮空氣吹嘴自動吹水，并采取水分烘干。

油箱及塑料件、發(fā)動機鋁件噴涂均采用側噴往復機旋杯自動槍自動噴涂工藝，提高噴涂質量及效率，潔凈生產。油箱面漆涂裝采用自動靜電噴涂（95%）+人工空氣補噴方式（5%）工藝方式。采用“濕碰濕”噴涂兩道面漆，經流平后一次烘干。油箱面漆后的貼花在線下操作間內完成。少量油箱底漆后對油箱表面進行局部刮灰、干打磨處理，以獲得平滑的基層，增強涂層間結合力。刮膩打磨也可放在線下獨立的操作間內完成。漆種選用耐蝕性好的環(huán)氧丙稀酸或氨基磁漆。噴漆在密閉式上送風、下側抽風的水簾噴漆室內完成。烘干采用橋式下送下抽熱風循環(huán)烘干方式。

油箱的罩光線為光固化生產線。采用機器人旋杯自動靜電噴涂+人工空氣補噴方式工藝方式。

4.2.3 塑料件前處理及油漆生產線

根據生產綱領，設置兩條塑料件前處理及油漆生產線。塑料件兩條前處理線采用懸掛輸送方式。噴塑料兩條噴涂線采用地面鏈輸送方式。前處理采用全噴淋處理，前處理工藝主要有熱水洗、脫脂、表調、逆流冷水清洗、純水清洗等，并進行水分烘干等。

塑料件噴漆采用三噴一烘工藝，采用自動噴涂+人工噴涂方式。分別噴涂底漆、面漆、罩光漆，經流平后一次烘干的工藝。在噴漆前工件表面進行手工除塵并噴涂一道導電底漆，以提高附著力。

4.2.4 發(fā)動機鋁件線

新建一條發(fā)動機涂裝流水線，完成發(fā)動機缸頭、箱體等零件的前處理、底漆、面漆、罩光漆、烘干等任務，涂裝后送機加工和裝配車間。涂裝線與其他生產區(qū)域隔開，毛坯打磨設置在涂裝區(qū)前端，工件返修區(qū)設置在生產線末端，并與生產線隔離。

涂裝線上的鋁件（缸頭、箱體、蓋類）漆前處理均采用通過式全噴淋式熱水洗、中溫弱堿性除油、水洗、化成、磷化、水洗、純水洗等工序；以徹底清除工件表面油污。發(fā)動機鋁件的前處理采用不含鉻酸的鈍化液進行表面活化，避免重金屬污染。由于發(fā)動機內部有鋼件，故在前處理線上增加1個磷化槽及2個水洗槽。油漆采用底漆、面漆、罩光三噴一烘的工藝。采用自動靜電噴涂（95%）+人工空氣補噴方式（5%）工藝方式。即噴涂底漆、面漆后先進行流平，再噴涂一道罩光漆后一次烘干，以節(jié)約能源，保證表面漆膜質量。

4.3 涂裝主要工藝流程

a.車架線

焊接后上掛至電泳前處理線→陰極電泳底漆→泳后超濾2級清洗→純水洗→電泳漆預烘干→補噴→電泳漆烘干→下線送總裝

b.油箱線

上線→遮蔽→前處理→水分烘干→倒線→手工除塵→自動噴底漆→人工補噴→流平→自動噴面漆→人工補噴→流平→面漆烘干→下線→打磨→貼花→檢查→轉上罩光線→除塵→噴罩光漆（或光固化）→流平→罩光漆烘干→下線送總裝

c.塑料件涂裝線

外來件上線→ 前處理→水分烘干→倒線→噴導電底漆→自動旋杯+人工補噴底漆→流平→自動旋杯+人工補噴面漆→流平→自動旋杯+人工補噴清漆→流平→油漆烘干→下線送總裝

d.發(fā)動機鋁件線

外來件上線→前處理→水分烘干→自動噴底漆→人工補噴底漆→流平→自動噴面漆→人工補噴面漆→流平→自動噴清漆→人工補噴清漆→流平→油漆烘干→下線送加工

4.4 主要設備選型

涂裝設備均為非標設備。采用先進的自動噴涂系統(tǒng)和機械化輸送系統(tǒng)。采用國內著名的涂裝設備制造廠家制作。實現少人化、自動化的高效涂裝。

4.4.1 前處理設備

前處理采用全噴淋通過式聯合清洗機，并設有油水分離、磷化自動過濾及除渣裝置。各清洗槽體之間采用逆流清洗方式及節(jié)水式設計。主要有通過式多室聯合清洗機、陰極電泳涂裝設備、泳后清洗機等。前處理室體上方設置送排風系統(tǒng)，加裝保護空腔，與毛刷共同形成對懸鏈和軌道有更良好防腐蝕保護的風幕，解決懸鏈軌道對工件的污染問題。

4.4.2 陰極電泳涂裝設備[2]

主要有陰極電泳系統(tǒng)（含船形槽、循環(huán)攪拌系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、超濾清洗系統(tǒng)、陽極液循環(huán)及自動補加系統(tǒng)、直流電源、熱交換系統(tǒng)、電泳涂料補加裝置、耐酸不銹鋼泵、控制管閥、槽液的PH值、溫度、電導率等參數在線控制系統(tǒng)、備用電源、凍凍機等。

4.4.3 電泳烘干爐和油漆烘干爐

均采用多行程橋式烘干爐。采用天然氣加熱的熱風循環(huán)加熱方式，可使室內溫度均勻性達到3°C以內，熱效率高，節(jié)能。油漆烘干爐排放的有機溶劑通過RTO得到了治理， RTO廢氣產生的熱量通過換熱器利用到前處理，不僅減少了大氣中VOC的排量，同時還節(jié)約了能源。

4.4.4 噴漆室

采用上送風、下側抽風的水簾式噴漆室。結構簡單、投資少、除漆霧效率。送風集中布置。冬季送熱風（天然氣加熱），夏季送冷風（水冷加噴淋）。送風采用三級過濾、調溫調濕的新風，噴漆室上部設動壓、靜壓室，保證噴漆室內氣流均勻。在噴漆室一側人員進出口處設置風淋室，保證室內清潔度，從以保證涂裝的最佳環(huán)境條件。

4.4.5 噴涂工具

油箱噴涂采用自動側噴機帶旋杯靜電噴槍為主，人工空氣補噴為輔的方式，涂敷效率高、能耗低。并帶有安全接地裝置，能有效防止在噴涂時產生火花。塑料件采用自動側噴機帶旋杯空氣噴槍為主，人工補噴為輔的噴涂方式。采用集中調漆、集中供漆方式。噴涂設備及輸調漆系統(tǒng)均采用國外先進設備。

4.4.6 涂裝生產線輸送設備

采用自動化程度高的空中和地面鏈輸送系統(tǒng)。

車架生產線采用3寸普通懸掛輸送線組成強制流水生產線。油箱、鋁件及塑料件前處理線均采用輕型懸掛輸送線組成強制流水生產線。塑料件油漆線采用地面鏈輸送方式。

4.4.7 環(huán)保設備

充分考慮三廢治理等環(huán)保措施，采用環(huán)保型涂料，前處理過程中排放的酸堿廢氣高空排放。前處理清洗機產生的酸堿廢水排放至污水處理站處理。車架線采用綠色環(huán)保的陰極電泳涂裝工藝，無有機溶劑排放產生。噴漆室下部水池中的含漆渣廢水定期排放至污水處理站處理。部分廢水經過脫色、除臭處理后作為中水回用。噴漆室產生的二甲苯、醇、酯等有機溶劑濃度較低、經設備自帶過濾裝置處理達標后集中高空排放，烘干過程中產生的二甲苯、醇、酯等有機溶劑廢氣經RTO廢氣燃燒裝置處理達標后高空排放。

4.4.8 消防系統(tǒng)

涂裝車間應一側靠外墻布置，便于消防車輛進出及人員疏散。

噴漆室、流平室和調漆室均設置全淹沒組合分配時CO2自動滅火系統(tǒng)，并設置溫度感應器、火災報警器（聲光），由控制系統(tǒng)采用換向針對噴射。噴漆室的通風管道設有集漆裝置，并定期清除，避免管道發(fā)生火災。

滅火系統(tǒng)與烘干爐、供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、噴氣系統(tǒng)、輸送機系統(tǒng)連鎖，滅火時，上述設備動力全部切斷。

5 結束語

通過本工程技改，不僅實現了大批量生產條件下的物流順暢，更提高了摩托車涂裝質量和產能；由于在工藝規(guī)劃設計中嚴格遵循高質量、高水平、低成本的基本原則，并在設計中采用低能耗、低污染、高質量、高效率的涂裝工藝，采用了自動化程度高的設備，因此技改后的涂裝生產線整體水平達到國內先進水平，同時滿足環(huán)保、消防、職業(yè)安全衛(wèi)生的要求。該項目的成功實施也為今后在摩托車涂裝工藝規(guī)劃設計提供了一些好的思路及方法。

參考文獻

[1]正威.摩托車的涂裝[J].摩托車信息，2007，18.

[2]胡宗武，徐履冰，石來德.非標準機械設備設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013：1218-1224.