汽車(chē)涂裝輸送設(shè)備潤(rùn)滑油/脂的選型與應(yīng)用

曹菽芬，徐華躍，溫福宇

（吉利汽車(chē)集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315000）

隨著現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，在汽車(chē)涂裝設(shè)備中，輸送設(shè)備作為涂裝車(chē)間的動(dòng)脈，貫穿于整個(gè)涂裝工藝。如何保障輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，減少設(shè)備的故障率就顯得尤為重要。在整個(gè)涂裝工藝中，前處理、電泳輸送設(shè)備長(zhǎng)期處于潮濕和酸堿的環(huán)境中，烘干輸送設(shè)備長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境下，這些外部環(huán)境不可避免會(huì)對(duì)輸送設(shè)備的穩(wěn)定性、壽命帶來(lái)影響，最終導(dǎo)致企業(yè)綜合效益的降低。因此，良好的潤(rùn)滑是保證輸送設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件。

1 涂裝車(chē)間輸送設(shè)備用潤(rùn)滑油/脂的選型

1.1 潤(rùn)滑油/脂首先必須滿(mǎn)足使用環(huán)境要求

涂裝車(chē)間環(huán)境比較特殊，前處理電泳區(qū)域是高濕度的酸堿環(huán)境，電泳烘干、中涂烘房、面漆烘房是含高濃度VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)的高濕熱環(huán)境，需要潤(rùn)滑的主要位置參見(jiàn)表1。

表1 輸送設(shè)備類(lèi)別及其所需潤(rùn)滑的位置Table 1 Types of conveying equipment and the parts needing lubrication

涂裝車(chē)間高溫潤(rùn)滑油/脂的使用環(huán)境根據(jù)工藝溫度的不同而不同，可參見(jiàn)表2。

表2 涂裝車(chē)間各烘房的環(huán)境溫度Table 2 Temperatures of different drying rooms in a paint shop

選取的潤(rùn)滑油/脂需滿(mǎn)足上述環(huán)境要求才能進(jìn)行下一步選型。

1.2 潤(rùn)滑油/脂必須與選取的油漆相匹配

硅酮是影響涂裝質(zhì)量的根源，因此先決條件是：潤(rùn)滑油/脂不含硅酮。在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)行潤(rùn)滑油/脂型號(hào)的選擇。

所有用于涂裝車(chē)間輸送設(shè)備的潤(rùn)滑油/脂在使用前均須與相應(yīng)的油漆材料做匹配性試驗(yàn)，保證它們不會(huì)影響漆膜品質(zhì)，特別是不能在漆膜表面產(chǎn)生縮孔。縮孔會(huì)嚴(yán)重影響車(chē)身的外觀質(zhì)量及交付，是質(zhì)量缺陷的最重要原因。如果不解決縮孔問(wèn)題，就無(wú)法進(jìn)行批量生產(chǎn)，勢(shì)必造成更多的人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。

前處理電泳輸送設(shè)備長(zhǎng)期處于溫濕、酸堿環(huán)境中，受到的腐蝕很?chē)?yán)重，因此要求潤(rùn)滑油/脂具有良好的抗水性、耐酸堿性和穩(wěn)定性。輸送設(shè)備所用常溫潤(rùn)滑油/脂需要做共溶試驗(yàn)，高溫潤(rùn)滑油/脂則需要做共烘干和爆沸試驗(yàn)。下面根據(jù)輸送設(shè)備所處區(qū)域進(jìn)行分析。

1.2.1 用于前處理、電泳輸送設(shè)備的潤(rùn)滑、防銹用油脂的匹配性試驗(yàn)方法

從前處理入口到電泳烘干出口，輸送設(shè)備所用潤(rùn)滑油/脂的篩選一般要求采用磷化板作為試驗(yàn)樣板。需要與油漆材料做匹配性試驗(yàn)的有：前處理電泳輸送設(shè)備鏈條的軸承潤(rùn)滑脂，鏈條、鏈板的稀油，烘干鏈鏈條和軸承所用的潤(rùn)滑油/脂。

1.2.1.1 設(shè)備用低溫油/脂共溶試驗(yàn)方法及要求

先用醚類(lèi)溶劑稀釋油/脂樣品(液態(tài)油可以不稀釋)，將稀釋后的樣品往配好的電泳槽液中滴加，充分?jǐn)嚢?4 h；然后將磷化好的鋼板放入其中電泳，固化后確認(rèn)板面縮孔情況，直到板面出現(xiàn)縮孔為止。按此時(shí)的油樣濃度來(lái)評(píng)定油樣縮孔等級(jí)，見(jiàn)表3。

表3 共溶試驗(yàn)評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Criteria for evaluation of co-solution test

共溶試驗(yàn)配套要求為：≤2 級(jí)。然而即使油品滿(mǎn)足上述要求，使用時(shí)還是要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，避免因油品污染而造成車(chē)身縮孔。

1.2.1.2 電泳烘干輸送設(shè)備用高溫油/脂共烘試驗(yàn)方法及要求

取1 g 樣品均勻抹在直徑約50 mm 的鋁碟內(nèi)，放在采用標(biāo)準(zhǔn)磷化板電泳后所得樣板的中心，然后與電泳試板一起密閉烘烤，再觀察電泳漆膜板上的縮孔情況，要求無(wú)縮孔。

1.2.1.3 電泳輸送設(shè)備用高溫油/脂爆沸試驗(yàn)方法及要求

潤(rùn)滑脂樣品用二甲苯稀釋?zhuān)簯B(tài)潤(rùn)滑油用純水稀釋?zhuān)謩e放入直徑約50 mm 的鋁碟中，將鋁碟水平放置在電泳好的濕電泳板上，然后將電泳板水平放入烤箱內(nèi)固化。固化后按表4 評(píng)價(jià)電泳漆膜板面的縮孔情況。爆沸試驗(yàn)的油品要求≤1 級(jí)，即縮孔少于1 個(gè)/cm2。

表4 爆沸試驗(yàn)評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Criteria for evaluation of boiling-out test

1.2.2 用于中、面涂輸送設(shè)備的潤(rùn)滑、防銹用油/脂的匹配性試驗(yàn)方法及要求

這部分的試驗(yàn)方法和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)與前處理、電泳潤(rùn)滑油/脂基本相同。唯一的區(qū)別在于：中涂輸送設(shè)備試驗(yàn)樣板采用電泳試板，面漆輸送設(shè)備試驗(yàn)樣板采用中涂試板，免中涂工藝常采用馬口鐵板作為試驗(yàn)樣板。

試驗(yàn)時(shí)，樣板一半?yún)^(qū)域均勻涂抹潤(rùn)滑油/脂，另一半?yún)^(qū)域作為空白對(duì)照。按照面漆工藝噴涂，烘干后與空白處對(duì)比以確認(rèn)縮孔情況，要求無(wú)明顯縮孔。

1.3 潤(rùn)滑油/脂必須揮發(fā)性低、積碳少、結(jié)焦少

潤(rùn)滑油/脂在高溫下會(huì)揮發(fā)，并形成黑色油性顆粒，這些顆粒就是積碳或結(jié)焦。結(jié)焦和積碳會(huì)留在鏈條上，而積碳太多會(huì)增加輸送設(shè)備的摩擦和磨損，更有甚者會(huì)導(dǎo)致軸承卡死。烘干爐內(nèi)溫度較高，特別是電泳烘干爐，循環(huán)風(fēng)溫度高達(dá)250 °C，車(chē)身油漆面溫度可達(dá)180 °C，這就要求潤(rùn)滑油/脂揮發(fā)性低，減少揮發(fā)性物質(zhì)粘附到漆膜上。所以揮發(fā)性低、結(jié)焦積碳少也是衡量潤(rùn)滑油品質(zhì)的一個(gè)重要特征。一般根據(jù)烘烤試驗(yàn)后潤(rùn)滑油/脂的質(zhì)量損失來(lái)選型，要求在220 °C 下烘烤48 h 后的質(zhì)量損失≤4%。通過(guò)烘烤后潤(rùn)滑油/脂的顏色變化來(lái)評(píng)定潤(rùn)滑油/脂的結(jié)焦性能，在260 °C 下烘烤48 h 后允許少量變黃，但不允許出現(xiàn)可見(jiàn)結(jié)焦塊或積碳沉渣。

1.4 潤(rùn)滑油/脂要有良好的抗極壓耐磨性和耐蝕性

鏈條運(yùn)行和軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)各零件之間有滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦是不可避免的。良好的潤(rùn)滑可以減少零部件之間的摩擦。摩擦力過(guò)大會(huì)加劇零件的磨損，并產(chǎn)生熱能，使零件過(guò)熱而損壞，這些是影響鏈條和軸承壽命的重要因素。因此，選取的潤(rùn)滑油/脂需要良好的潤(rùn)滑性能、抗極壓耐磨性能。通過(guò)四球法測(cè)定潤(rùn)滑劑的承載能力和極壓性能，具體指標(biāo)可參考相關(guān)國(guó)標(biāo)。

涂裝車(chē)間前處理電泳為高濕度的酸堿環(huán)境，烘房為高溫環(huán)境，因此設(shè)備用潤(rùn)滑油/脂需要具有良好的耐蝕性。

1.5 潤(rùn)滑油/脂要有合適的黏附性

選取的潤(rùn)滑油/脂需要黏度合適，且其黏度在使用環(huán)境下不會(huì)因溫度變化而有顯著變化。黏度太高，潤(rùn)滑油/脂不易滲透，起不到潤(rùn)滑作用；黏度太低，潤(rùn)滑油/脂就不能很好地黏附在金屬表面，且會(huì)因設(shè)備的運(yùn)行、振動(dòng)等引起滴落。選型時(shí)需與商家充分溝通，選取黏溫特性良好的潤(rùn)滑油/脂。對(duì)于具有滯流特性的礦物油，推薦黏度為3～ 220 mm2/s(常溫100 mm2/s 以?xún)?nèi))。

2 潤(rùn)滑油在涂裝車(chē)間輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用

涂裝車(chē)間常用的輸送系統(tǒng)分為前處理電泳輸送系統(tǒng)、地面滑橇輸送系統(tǒng)和空中輸送系統(tǒng)。空中輸送系統(tǒng)主要用于PVC 底涂，對(duì)涂裝質(zhì)量影響不大。影響涂裝質(zhì)量的主要是前處理電泳輸送系統(tǒng)和地面滑橇輸送系統(tǒng)。下面主要闡述這兩類(lèi)輸送系統(tǒng)中常溫潤(rùn)滑油/脂和高溫潤(rùn)滑油/脂的應(yīng)用。

2.1 常溫潤(rùn)滑油/脂的應(yīng)用

2.1.1 前處理電泳輸送設(shè)備的潤(rùn)滑

前處理電泳輸送設(shè)備最常用的是擺桿鏈輸送機(jī)，其大鏈條所用的潤(rùn)滑油/脂會(huì)影響漆膜質(zhì)量，減速器、履帶鏈條及驅(qū)動(dòng)鏈條的潤(rùn)滑油/脂對(duì)漆膜質(zhì)量則幾乎無(wú)影響。大鏈條需要潤(rùn)滑的位置一般為鏈板、滾輪及銷(xiāo)軸，通常會(huì)采用自動(dòng)潤(rùn)滑裝置進(jìn)行潤(rùn)滑，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)隨時(shí)調(diào)整運(yùn)行周期。

圖1 和圖2 所示兩個(gè)位置的潤(rùn)滑應(yīng)根據(jù)需要來(lái)設(shè)定潤(rùn)滑頻次。毛刷型鏈條潤(rùn)滑采用稀油，其常用的型號(hào)為嘉實(shí)多Castrol Tribol 290/220、克魯勃Klübersynth CH6-110 等，牽引鏈條采用潤(rùn)滑脂(干油潤(rùn)滑)，其型號(hào)有克魯勃Klüberplex BE 31-222 等。

圖1 擺桿鏈毛刷型鏈條自動(dòng)潤(rùn)滑(稀油潤(rùn)滑)Figure 1 Pendulum conveyor with automatic brush lubricator using thin oil

圖2 擺桿鏈牽引鏈條銷(xiāo)軸自動(dòng)潤(rùn)滑點(diǎn)(脂潤(rùn)滑)Figure 2 Automatic lubrication point for pin shaft of traction chain in a pendulum conveyor using grease

2.1.2 噴漆雙鏈的潤(rùn)滑

噴漆雙鏈作為涂裝車(chē)間最重要的輸送設(shè)備之一，對(duì)車(chē)身噴涂質(zhì)量起著很重要的作用。良好的潤(rùn)滑是保證噴漆雙鏈穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。噴漆雙鏈的主要潤(rùn)滑部位是鏈條，其次是驅(qū)動(dòng)鏈輪支撐軸承(見(jiàn)圖3)和張緊裝置所用滑塊式立式軸承座(見(jiàn)圖4)。鏈條采用油潤(rùn)滑，軸承采用脂潤(rùn)滑。噴漆雙鏈的鏈條采用自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，主要對(duì)鏈條的鏈銷(xiāo)進(jìn)行潤(rùn)滑，根據(jù)需要配一臺(tái)或多臺(tái)加油泵，對(duì)應(yīng)相應(yīng)數(shù)量的出油口，每個(gè)出油口均帶有加油嘴，泵出來(lái)的油通過(guò)油管、噴嘴分別引入所需潤(rùn)滑的鏈節(jié)銷(xiāo)軸處，對(duì)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。鏈節(jié)銷(xiāo)軸處的加油量由加油泵控制，一般是由接近開(kāi)關(guān)對(duì)安裝在電機(jī)與聯(lián)軸器連接處的碼盤(pán)進(jìn)行感應(yīng)，并發(fā)出脈沖信號(hào)，從而計(jì)算出鏈銷(xiāo)數(shù)，控制泵在鏈銷(xiāo)點(diǎn)上噴射潤(rùn)滑油。碼盤(pán)圓周均分6 個(gè)或更多的齒，用來(lái)感應(yīng)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)被感應(yīng)的頻率就是一個(gè)鏈節(jié)運(yùn)行的時(shí)間，對(duì)應(yīng)地給鏈節(jié)加油。給鏈條加油的頻次(加油機(jī)自動(dòng)潤(rùn)滑圈數(shù))需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)確定，與鏈長(zhǎng)、鏈速有關(guān)，也就是與鏈條轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間有關(guān)；同時(shí)也要考慮整個(gè)車(chē)間的產(chǎn)能，即考慮工作時(shí)間與停鏈時(shí)間的關(guān)系。

圖3 噴漆雙鏈驅(qū)動(dòng)支撐軸承的潤(rùn)滑F(xiàn)igure 3 Lubrication of driveshaft support bearings of twin strand chain conveyor for spraying

圖4 噴漆雙鏈張緊鏈輪支撐軸承的潤(rùn)滑F(xiàn)igure 4 Lubrication of bearing of tensioning device of twin strand chain conveyor for spraying

2.2 高溫潤(rùn)滑油/脂的應(yīng)用

高溫潤(rùn)滑油/脂一般用于烘干鏈、高溫升降機(jī)和鏈?zhǔn)綕L床的潤(rùn)滑。這3 類(lèi)設(shè)備所用潤(rùn)滑油/脂相同，但鏈?zhǔn)綕L床采用手工潤(rùn)滑，本文不作介紹。

2.2.1 烘干鏈的潤(rùn)滑

烘干鏈所處環(huán)境比較特殊，高溫、高濕。特別是電泳烘干爐，其循環(huán)風(fēng)溫度高達(dá)250 °C 左右。處于這種惡劣環(huán)境下的輸送設(shè)備必須耐高溫，良好的潤(rùn)滑就是設(shè)備正常運(yùn)行的可靠保證。從經(jīng)濟(jì)性考慮，烘干鏈所用潤(rùn)滑油/脂實(shí)際耐溫需比烘干爐溫高20～ 30 °C。

烘干鏈的關(guān)鍵潤(rùn)滑部位有鏈條、驅(qū)動(dòng)裝置鏈輪支撐軸承、張緊裝置鏈輪支撐軸承等。鏈條采用油潤(rùn)滑，軸承采用脂潤(rùn)滑。鏈條的潤(rùn)滑采用加油機(jī)自動(dòng)潤(rùn)滑，其原理與噴漆雙鏈潤(rùn)滑類(lèi)似。

烘干鏈的鏈條若潤(rùn)滑不良，鏈條滾子與軸套之間、軸套與銷(xiāo)軸之間均會(huì)出現(xiàn)干磨現(xiàn)象，配合面會(huì)出現(xiàn)磨痕，增大相互之間的摩擦力。而磨損后掉下的金屬粉末積存在間隙處，會(huì)造成鏈條滾子轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，甚至不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈條在軌道上的運(yùn)行由滾動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，運(yùn)行阻力增大，負(fù)載增大。設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于這種條件下，會(huì)出現(xiàn)鏈條滾子及銷(xiāo)軸磨損、卡鏈、鏈條受力不均、框架變形等情況，嚴(yán)重影響整機(jī)壽命。烘干雙鏈缺油狀況可見(jiàn)圖5。

圖5 烘干雙鏈鏈條潤(rùn)滑不良Figure 5 Poor lubrication of oven twin chain conveyor

良好的潤(rùn)滑可以降低鏈條摩擦副表面的溫度，將摩擦副隔開(kāi)，從而降低溫度對(duì)摩擦副的影響，避免摩擦副干磨，有效保護(hù)鏈條各零件，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命。

涂裝車(chē)間烘干鏈的軸承在整個(gè)鏈條中起著舉足輕重的作用，軸承不轉(zhuǎn)的話，整個(gè)鏈條無(wú)法運(yùn)行。烘干鏈處于高溫高濕環(huán)境，注定了必須選用優(yōu)質(zhì)的耐高溫軸承，而更為關(guān)鍵的是使用高溫油脂。普通油脂在高溫環(huán)境下易揮發(fā)、易積碳，不但起不到保護(hù)軸承的作用，還會(huì)影響軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)，縮短軸承壽命。圖6示出了烘干鏈軸承缺油時(shí)的狀況。

圖6 噴漆雙鏈張緊滑塊軸承潤(rùn)滑不良Figure 6 Poor lubrication of bearing of twin strand chain conveyor for spraying

烘干雙鏈適用于π 型烘干爐和直通爐。另一種反向單軌輸送鏈(IMC)在電泳烘干中極為常見(jiàn)。IMC烘干鏈?zhǔn)菄?guó)內(nèi)近幾年新應(yīng)用在橋式烘干爐中的一種輸送設(shè)備。IMC 回轉(zhuǎn)部分鏈條處于封閉室體內(nèi)，平時(shí)維修人員無(wú)法進(jìn)入室體加注潤(rùn)滑脂，一旦烘干鏈出現(xiàn)故障，烘干爐內(nèi)的車(chē)身會(huì)出現(xiàn)過(guò)烘現(xiàn)象，只能停鏈，待烘干爐降溫后才能進(jìn)行維護(hù)，嚴(yán)重影響產(chǎn)能，損失很大，所以軸承中注入的潤(rùn)滑脂選型尤為重要。光輪回轉(zhuǎn)裝置潤(rùn)滑位置參見(jiàn)圖7。

圖7 IMC 烘干鏈光輪回轉(zhuǎn)潤(rùn)滑點(diǎn)Figure 7 Lubrication point of turn wheel of IMC chain conveyor for drying oven

涂裝車(chē)間烘干鏈的軸承一般采用全氟聚醚(PFPE)型潤(rùn)滑脂，耐高溫260 °C 以上，完全不燃燒、長(zhǎng)效、耐化學(xué)腐蝕。常用的高溫潤(rùn)滑脂型號(hào)有杜邦Krytox GPL227、克魯勃Barrierta L 55/2 等。

2.2.2 高溫升降機(jī)的潤(rùn)滑

高溫升降機(jī)用于π 型烘干爐出入口，環(huán)境溫度為60～ 130 °C，需要潤(rùn)滑的部位主要有提升鏈條、驅(qū)動(dòng)鏈條、軌道、鏈輪支撐軸承和各種導(dǎo)向輪。除提升鏈條采用自動(dòng)加油機(jī)對(duì)鏈條的鏈銷(xiāo)進(jìn)行潤(rùn)滑之外，其他潤(rùn)滑點(diǎn)采用手動(dòng)潤(rùn)滑。鏈?zhǔn)竭^(guò)渡滾床因與升降機(jī)位置靠近，一般可以集成到一個(gè)潤(rùn)滑機(jī)主站上，但兩種鏈條不同步，所以各用一個(gè)磁泵供油，控制也各自獨(dú)立?，F(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)生產(chǎn)工況，直接修改潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)定值來(lái)控制加油量。高溫升降機(jī)的潤(rùn)滑需要防止?jié)櫥蜑R出而污染產(chǎn)品。

3 結(jié)語(yǔ)

輸送系統(tǒng)是涂裝車(chē)間重要的組成部分，潤(rùn)滑則是輸送設(shè)備中的關(guān)鍵維護(hù)程序。潤(rùn)滑效果的好壞直接影響輸送設(shè)備壽命，最終影響汽車(chē)涂層品質(zhì)。因此，選用合適的潤(rùn)滑油/脂尤為重要。