煤礦用短鉆桿表面噴涂自動化生產(chǎn)線建設(shè)

吳智峰

(中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司鉆探機(jī)具研究所,陜西西安 710077)

煤礦用短鉆桿表面噴涂自動化生產(chǎn)線建設(shè)

吳智峰

(中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司鉆探機(jī)具研究所,陜西西安 710077)

本文針對煤礦用短鉆桿自動化表面噴涂技術(shù)進(jìn)行了研究,根據(jù)實(shí)際要求確立生產(chǎn)線方案,經(jīng)過試驗(yàn)比對選定了關(guān)鍵設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線所需功能,建立起了一條自動化短鉆桿表面噴涂自動化生產(chǎn)線。

鉆桿表面處理 高壓無氣噴涂 自動化生產(chǎn)線

鉆桿在運(yùn)輸及保存過程中防銹是必要的環(huán)節(jié)，表面噴涂是產(chǎn)品工藝流程最后一道關(guān)鍵工序，目前噴涂技術(shù)已經(jīng)向工業(yè)自動化方向發(fā)展，自動化噴涂技術(shù)的應(yīng)用已深入到國民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)領(lǐng)域。研究并建設(shè)短鉆桿噴涂生產(chǎn)線可以節(jié)約人工資源，提高產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)形象。

1 總體方案的確立

經(jīng)綜合考慮工位、產(chǎn)品技術(shù)要求及安裝空間，確定了總體方案。主要設(shè)備包括：噴涂設(shè)備、噴碼設(shè)備、刻字設(shè)備和打包設(shè)備等；輸送系統(tǒng)包括：上料系統(tǒng)、噴涂輸送線、晾干(烘干)輸送線、刻字系統(tǒng)。通過設(shè)備在輸送系統(tǒng)上的布置完成噴涂、晾干、標(biāo)識工作，見圖1-1。

2 噴涂方式及設(shè)備的選擇

2.1 噴涂方式的選擇

經(jīng)研究比較選用了高壓無氣噴涂方式，鉆桿利用噴涂輸送線通過噴涂室。管路中的涂料呈高壓狀態(tài)，從噴槍噴出呈扇形面漆霧，均布成90°的4個(gè)噴槍在噴涂室的扇形面相交匯形成一個(gè)垂直方向上的漆霧工作面。

2.2 噴涂設(shè)備的選擇

為了獲得高質(zhì)量的噴涂表面質(zhì)量，經(jīng)過大量調(diào)研與試驗(yàn)選定噴涂設(shè)備：

圖1-1 生產(chǎn)線布置示

表3.1 15.250輸送泵技術(shù)參數(shù)

2.2.1 高壓柱塞泵

選用15．250高壓柱塞泵。用于輸送噴涂材料至高壓管路。該泵通過帶過濾器的吸管吸進(jìn)涂料，然后通過過濾器和高壓導(dǎo)管把它壓入接收裝置。泵的運(yùn)動由氣動活塞發(fā)動機(jī)推動，吸入涂料，在末端部位分配器開始操作，空氣流入發(fā)動機(jī)活塞的上部空間，涂料在高壓下從泵中流向出口。這種泵在柱塞向上運(yùn)動和向下運(yùn)動時(shí)都能輸送涂料。15．250柱塞泵的技術(shù)數(shù)據(jù)見表3．1。

2.2.2 高壓無氣自動噴槍

根據(jù)無氣噴涂的工藝與技術(shù)要求，噴槍應(yīng)該滿足：

(1)在高壓油漆進(jìn)入噴槍后，噴槍不能有任何泄漏現(xiàn)象，密封性能要好；

(2)槍機(jī)的開關(guān)要靈敏、輕便，使油漆的噴出或切斷是瞬時(shí)的，不能有斷流、滴漆等現(xiàn)象。

經(jīng)過大量比對選用了一種高壓無氣自動噴槍，其技術(shù)參數(shù)見表3．2。工作時(shí)槍體的內(nèi)腔充滿了高壓涂料，當(dāng)高壓氣源對噴槍起作用時(shí)，拉動活塞啟動槍針，開始噴涂工作。

2.2.3 高壓無氣噴涂噴嘴

噴嘴是無氣噴槍中最關(guān)鍵的零部件。由于無氣噴槍中沒有涂料噴出量(流量)和噴霧圖形幅寬(噴幅) 的調(diào)節(jié)構(gòu)造，只有更換噴嘴才能達(dá)到調(diào)節(jié)的目的，因此無氣噴涂時(shí)，涂料的霧化效果、流量、噴幅均由噴嘴的幾何形狀、孔徑大小與加工的精度決定。噴嘴及其技術(shù)參數(shù)的選擇就成為無氣噴涂技術(shù)的關(guān)鍵，是保證鋼結(jié)構(gòu)涂裝效率及涂裝質(zhì)量的有效手段。噴嘴的孔徑?jīng)Q定涂料流量的大小，噴嘴的形狀決定噴霧幅度的大小。本項(xiàng)目選用了美國ASM公司出產(chǎn)的515噴嘴，其技術(shù)參數(shù)見表2．3。

表3.2 高壓無氣自動噴槍技術(shù)參數(shù)

表2.3 515噴嘴技術(shù)參數(shù)

表3.3 高光水性防銹涂料參數(shù)

表4.1 鉆桿噴涂月生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)

表4.2 2012年2月9日～22日鉆桿噴涂日生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)

3 噴涂材料的選擇

目前可用于無氣噴涂法的材料分為油基和水基兩種。根據(jù)市場調(diào)研，選用了應(yīng)用廣泛且噴涂效果較好的兩種不同類型的噴涂材料，經(jīng)過試用比對，最終選用了高光水性防銹涂料。由水性丙烯酸改性環(huán)氧酯樹脂、水性助劑、防銹顏料和水等組成。該產(chǎn)品經(jīng)交聯(lián)固化后，在金屬基材表面形成性能優(yōu)異的涂層，還可以提高基材耐化學(xué)品和防銹蝕性能。其性能參數(shù)見表3．3。

4 生產(chǎn)能力

生產(chǎn)線建成后統(tǒng)計(jì)了2011年6月初開始試運(yùn)行到2012年3月噴涂的鉆桿數(shù)量，見表4．1，統(tǒng)計(jì)了2012年2月9日～22日期間10天工作日，單班生產(chǎn)，工作6小時(shí)的噴涂數(shù)量，見表4．2。

由表4．2可知噴涂線自試生產(chǎn)以來已噴涂不同規(guī)格鉆桿177187根，2012年2月9日～22日期間，合計(jì)噴涂鉆桿7408根，如每個(gè)月22天工作，每天7小時(shí)，年產(chǎn)量為：228166根。

5 結(jié)語

建成了短鉆桿噴涂生產(chǎn)線，在現(xiàn)有生產(chǎn)場地上，通過合理規(guī)劃工藝流程，建成了可噴涂不同規(guī)格鉆桿，產(chǎn)量達(dá)到20萬根/年(單班)短鉆桿噴涂生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了上料、噴涂(漆)、晾干(烘干)、標(biāo)識(噴標(biāo)、刻字)工序自動化，分料、打包(下料)工序機(jī)械化。研究了噴涂、晾干(烘干)工藝，確定了工藝參數(shù)根據(jù)處理20萬根/年(單班)的能力要求，確定噴涂、烘干工藝，提高鉆桿表面處理質(zhì)量，從根本上改變?nèi)斯に⑵岜砻尜|(zhì)量無法保證的問題并降低工人勞動強(qiáng)度。

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[2]沈國良,呂莉華.高壓無氣噴涂機(jī)的使用和保養(yǎng).[J]上海涂料,2006.6.

[3]李敏風(fēng).無氣噴涂工藝中專用噴嘴的選擇.[J]現(xiàn)代涂料與涂裝,2007.4.

[4]蔡劍鋒,謝國柱.PLC在自動化立體輸送線上的應(yīng)用.[J]電氣時(shí)代,2002.7.

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