新筑新材料基地表面處理車間工藝設(shè)計(jì)

歐陽(yáng)鵬，趙　峰，邊文海，薄海青，韓　釗

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司機(jī)械環(huán)工處，天津　300142)

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新筑新材料基地表面處理車間工藝設(shè)計(jì)

歐陽(yáng)鵬，趙峰，邊文海，薄海青，韓釗

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司機(jī)械環(huán)工處，天津300142)

摘要：通過(guò)對(duì)新造城市軌道車輛車體表面處理工藝的研究，結(jié)合生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算表面處理臺(tái)位需求，確定新筑新材料基地表面處理車間平面布置、設(shè)備配置方案，研究成果可為國(guó)內(nèi)其他類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：城市軌道車輛；表面處理；工藝設(shè)計(jì)；主要設(shè)備

1概述

建設(shè)城市軌道交通是發(fā)展現(xiàn)代化城市的需要。一方面可以緩解大城市的交通擁堵的現(xiàn)狀，另一方面，從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，軌道交通也占絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。近幾年，各傳統(tǒng)城軌車輛生產(chǎn)廠家，如長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司，四方機(jī)車車輛股份有限公司順應(yīng)市場(chǎng)需求，通過(guò)合資或獨(dú)立投資等方式在各地建立城軌車組裝廠、新造廠。新筑股份有限公司在廣泛考察、聯(lián)絡(luò)，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，決定投資城軌車制造修理業(yè)，在成都新津縣新建新筑新材料基地。

本工程建設(shè)地點(diǎn)新筑新材料基地位于成都市新津縣普興工業(yè)園區(qū)，中糧專用線的東側(cè)。表面處理車間主要承擔(dān)基地新造(及廠修)車輛車體的表面處理工作，主要負(fù)責(zé)車體的噴砂、底漆噴涂、阻尼漿噴涂、刮膩?zhàn)?、膩?zhàn)哟蚰?、中間層噴涂、面漆噴涂、分色以及涂裝后的交檢交驗(yàn)等工作。生產(chǎn)目標(biāo)為：新造鋁合金車200輛，新造不銹鋼車400輛，廠修不銹鋼車100輛。

本工程功能定位為新材料產(chǎn)業(yè)制造基地，該基地主要承擔(dān)城軌車新造(及將來(lái)廠修)的任務(wù)。與功能定位相適應(yīng)，設(shè)計(jì)應(yīng)本著“工藝先進(jìn)、引導(dǎo)市場(chǎng)、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量”的理念，在工程設(shè)計(jì)和實(shí)施中以保證生產(chǎn)及檢修工藝為中心，落實(shí)各項(xiàng)配套設(shè)施。同樣，對(duì)于表面處理車間而言，先進(jìn)、順暢的表面處理工藝應(yīng)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和重點(diǎn)，不僅應(yīng)充分考慮本車間與組裝車間、車體車間的有效銜接，還應(yīng)深入細(xì)致了解不同車體的表面處理工藝，達(dá)到工藝先進(jìn)、合理。

圖1為表面處理車間在新筑新材料基地總平面布置圖上位置，該車間位于新筑基地用地東北側(cè)，其西側(cè)為聯(lián)合庫(kù)Ⅱ(車體車間)，北側(cè)為大部件存放庫(kù)，車間通過(guò)移車臺(tái)與聯(lián)合庫(kù)Ⅰ(組裝車間)及聯(lián)合庫(kù)Ⅱ(車體車間)連接。聯(lián)合庫(kù)Ⅱ(車體車間)組焊完成后車體通過(guò)移車臺(tái)送入表面處理車間，表面處理作業(yè)完成后通過(guò)移車臺(tái)進(jìn)入聯(lián)合庫(kù)Ⅰ(組裝車間)，組裝完成后車輛驗(yàn)收出廠。

圖1　表面處理車間在總平面布置圖上位置

2工藝流程

根據(jù)新筑新材料基地生產(chǎn)任務(wù)，表面處理車間需承擔(dān)新造及廠修不銹鋼、鋁合金車體的表面處理作業(yè)，鑒于新造鋁合金車體表面處理工藝最為典型且相對(duì)復(fù)雜，重點(diǎn)介紹新造鋁合金車體表面處理工藝。工藝流程及工序內(nèi)容見(jiàn)圖2、圖3，工序及周期見(jiàn)表1。

圖2　新造鋁合金車體表面處理工藝流程

圖3　新造鋁合金車體表面處理工序內(nèi)容

不銹鋼車體一般不必進(jìn)行防腐保護(hù)及涂漆，但制造過(guò)程為了降低成本和提高工藝性，不銹鋼車體底架及造型較復(fù)雜的頭車前端部位通常采用耐候鋼或玻璃鋼，故不銹鋼車體底架及頭車車頭前端一般需要進(jìn)行表面處理，以提高車體的抗腐蝕性。不銹鋼車頭前端的表面處理過(guò)程與鋁合金車體相似(不進(jìn)行噴砂作業(yè))；底架由于外觀基本無(wú)要求，只進(jìn)行簡(jiǎn)單的防腐漆及阻尼漿噴涂。不銹鋼車體廠修僅對(duì)車頭前端進(jìn)行修復(fù)性的表面處理作業(yè)，較新造時(shí)工序減少較多。

表1　新造鋁合金車體表面處理工序及周期

3平面布置

3.1臺(tái)位需求

根據(jù)工藝流程、周期及生產(chǎn)綱領(lǐng)，擬定表面處理車間臺(tái)位需求如表2所示。

表2　表面處理車間臺(tái)位需求

注：臺(tái)位計(jì)算時(shí)已考慮不銹鋼車新造、不銹鋼車廠修生產(chǎn)。

3.2平面布置

車間西側(cè)與移車臺(tái)相連，廠房長(zhǎng)144 m，寬84 m，共6個(gè)24 m跨，每跨3股道，分為噴砂、焊補(bǔ)及阻尼漿間；膩?zhàn)蛹皽?zhǔn)備間、烘漆及準(zhǔn)備間；噴漆、烘漆及準(zhǔn)備間，車間平面布置見(jiàn)圖4。

圖4　表面處理車間平面布置(單位：m)

表面處理車間平面布置有如下優(yōu)點(diǎn)：廠房面積利用充分，車間布置緊湊，設(shè)施功能齊全，工藝銜接性強(qiáng)，車間內(nèi)各項(xiàng)工序間流水作業(yè)較為流暢；6個(gè)24 m跨，外觀非常協(xié)調(diào)；噴烘漆設(shè)備集中設(shè)置，便于控制；功能分區(qū)合理，噴砂、噴涂阻尼漿、刮涂膩?zhàn)?、噴漆等作業(yè)區(qū)相互獨(dú)立。表面處理車間外觀及內(nèi)部如圖5所示。

圖5　新筑新材料基地表面處理車間外觀及內(nèi)部

4車間主要設(shè)備介紹

4.1噴砂室

噴砂作為鋁合金車體的前處理工序，其質(zhì)量好壞直接決定了整個(gè)涂層的使用。該設(shè)備主要由全封閉鋼結(jié)構(gòu)室體、砂?；厥占疤幚硌b置、噴砂裝置、清砂裝置、通風(fēng)除塵系統(tǒng)等5部分組成。

噴砂室體：地面設(shè)有軌道，中間設(shè)有地坑，地坑內(nèi)及側(cè)壁設(shè)有熒光燈，在室體兩端設(shè)有兩個(gè)耐磨塑料卷簾門，兩側(cè)設(shè)有2扇安全門，室體內(nèi)壁襯有5 mm厚耐磨橡膠板。

丸?；厥障到y(tǒng)：配有2×5縱向排列的水平刮板，刮板上襯有耐磨橡膠和薄鋼片刮頭，有10個(gè)氣缸推動(dòng)刮板運(yùn)動(dòng)，將室體內(nèi)的丸粒由兩端輸送到中間橫向螺旋輸送器內(nèi)，再由螺旋輸送器輸送到提升斗內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)丸塵分離器、磁選裝置，將粉塵、雜質(zhì)除去，可利用的丸粒自動(dòng)進(jìn)入儲(chǔ)料罐和噴砂缸內(nèi)。

操作系統(tǒng)：噴砂室內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)2 m×0.8 m三維工作小車，用于對(duì)車體的手工噴砂，并配有4個(gè)200 L噴砂缸，每個(gè)噴砂缸配有1把噴砂槍。

除塵系統(tǒng)：2套濾芯式除塵器，并配有連續(xù)自動(dòng)返吹系統(tǒng)，每套除塵器配有2臺(tái)風(fēng)機(jī)。

電控系統(tǒng)：有1套電器控制柜與所有開關(guān)、動(dòng)力系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)電機(jī)、信號(hào)燈等相連接。

4.2膩?zhàn)娱g

膩?zhàn)娱g主要用于車體膩?zhàn)庸瓮?、膩?zhàn)哟蚰ゼ爸型繉哟蚰?。膩?zhàn)邮页峁┮粋€(gè)封閉的施工作業(yè)環(huán)境及適當(dāng)?shù)恼彰魍猓€要滿足刮涂及打磨作業(yè)時(shí)通風(fēng)換氣的需要，保證操作間內(nèi)的車廂內(nèi)外空間的廢氣或飛散的粉塵能及時(shí)排走，并補(bǔ)充新鮮空氣，同時(shí)還要配置電動(dòng)升降工作臺(tái)，以便人工作業(yè)可達(dá)車輛的各個(gè)位置。另外，膩?zhàn)邮覂?nèi)還配備磨膩?zhàn)佑弥醒爰瘔m裝置。

膩?zhàn)邮业乃团棚L(fēng)方式為上送下排，與大型噴漆室類似。新風(fēng)經(jīng)過(guò)濾后從室體上部均風(fēng)室均勻送入室內(nèi)，通過(guò)室內(nèi)臺(tái)位中央縱向地溝內(nèi)設(shè)的管道及閥門把風(fēng)引到排風(fēng)口排到室外。送排風(fēng)管道及進(jìn)出口布置要合理，保證全室各部位送排風(fēng)速均勻，沒(méi)有通風(fēng)死角。

4.3噴漆室

噴漆室采用干式噴漆室，利用折流板或過(guò)濾網(wǎng)來(lái)捕捉漆霧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，送風(fēng)量小，風(fēng)壓小，冬季加熱冷空氣的能耗也小。由室體、空調(diào)供風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)及漆霧處理系統(tǒng)、電動(dòng)三維工作臺(tái)及電控系統(tǒng)等組成，采用上送下吸、分段送排風(fēng)的方式，使過(guò)噴漆霧及有機(jī)溶劑隨著氣流先經(jīng)過(guò)地坑或折流板，再經(jīng)過(guò)濾棉過(guò)濾，活性炭吸附，最后經(jīng)排風(fēng)管排至車間外。

4.4烘干室

烘干室用于油漆的強(qiáng)制加速干燥，烘烤溫度范圍在40～80 ℃。采用強(qiáng)制熱風(fēng)循環(huán)方式對(duì)車輛進(jìn)行加熱，室內(nèi)氣流組織合理，以保證車輛各部位溫度均勻，烘干室能對(duì)加熱后的車體強(qiáng)制快速冷卻。

5環(huán)保及消防

5.1廢氣粉塵處理方法

廢氣粉塵主要為：噴烘漆產(chǎn)生的噴漆廢氣、烘干廢氣，噴砂產(chǎn)生的粉塵。

噴漆廢氣采用折流、沉降和吸附的處理方式；漆霧中的有機(jī)溶劑經(jīng)活性炭吸附后達(dá)標(biāo)排放。

少量的烘干廢氣通過(guò)排風(fēng)及漆霧凈化系統(tǒng)處理。

噴砂產(chǎn)生的粉塵通過(guò)設(shè)備自帶的除塵系統(tǒng)進(jìn)行處理，通過(guò)該套系統(tǒng)可使排放氣體達(dá)標(biāo)。

5.2消防措施

車間內(nèi)所有工藝、照明、電氣及暖通設(shè)備等均按防爆設(shè)計(jì)。同時(shí)在噴漆室和調(diào)漆室安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)，以及中央控制室安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

6結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)城軌車輛表面處理工藝設(shè)計(jì)及設(shè)備配置研究，優(yōu)化新筑新材料基地表面處理車間的工藝布局，研究成果可直接或間接地用于類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，發(fā)揮一定的導(dǎo)向作用。

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Process Design of Surface Treatment Workshop in Xinzhu New Material Base

OU-YANG Peng， ZHAO Feng， BIAN Wen-hai， BO Hai-qing， HAN Zhao

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Tianjin 300142)

Abstract：Based on the research on surface treatment technologies of city rail transit vehicles， this paper proposes plane layout and equipment allocation of the surface treatment workshop in XinZhu new material base to meet the need for the number of cars calculated as per production demand. The research results may serve as a reference for the design of other similar projects．

Key words：City rail transit vehicle; Surface treatment; Process design; Major equipment

中圖分類號(hào)：U270.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.04.032

文章編號(hào)：1004-2954(2015)04-0133-04

作者簡(jiǎn)介：歐陽(yáng)鵬(1986—)，男，工程師，2011年畢業(yè)于西南交通大學(xué)車輛專業(yè)，工學(xué)碩士，E-mail：jackiecoca@163.com。

收稿日期：2014-07-10； 修回日期：2014-07-30