噴粉線電氣設計

李玲筠 王興娟

◆摘? 要：本文著重介紹了新建噴粉線的原因，在設計過程中充分利用原有一線生產(chǎn)設備進行改造，降低投資成本，實現(xiàn)噴粉線工藝能力的方法。噴粉線投產(chǎn)后，提高了非車廂件和小零件的油漆質(zhì)量，減少了返修率、廢品率，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

◆關鍵詞：噴粉線;電泳槽;烘干室;懸鏈

非車廂件和小零件的油漆由小零件車間負責完成，采用陽極電泳漆。工件通過電泳槽在直流電壓的作用下，油漆吸附在工件上。電泳電流的大小決定著漆膜的厚度。電泳槽從安裝使用至今已經(jīng)幾十年，雖經(jīng)多次改造，但原理不變，設備性能沒有改善、提高，工件的表面漆膜厚度達不到工藝要求，電泳漆的光潔度較差。工件經(jīng)常因為質(zhì)量原因，返修補漆或焚燒去漆，重新油漆，增加了生產(chǎn)成本，造成環(huán)境污染。

1存在的問題

公司現(xiàn)有近三分之一的產(chǎn)值來源于非車廂件，隨著東風有限的不斷發(fā)展壯大，新產(chǎn)品的開發(fā)、上市，非車廂件產(chǎn)品的型號、種類也在不斷增加，非車廂件的產(chǎn)值和比重在不斷增長。

質(zhì)量是產(chǎn)品的生命?？蛻魧Ξa(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高，對出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題要求做到無條件整改、返修。特別是產(chǎn)品的油漆質(zhì)量，漆膜厚度達不到要求，外觀光潔度差，即影響產(chǎn)品內(nèi)在的質(zhì)量，又影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。

非車廂件和小零件的油漆是水性電泳漆，由小零件電泳槽生產(chǎn)。電泳漆的外觀光潔度較差，油漆缺乏光澤，影響零件的視覺和整車的裝車效果;漆膜厚度也達不到工藝要求。影響漆膜厚度的原因有：通電電流、工件的表面清潔度和電泳時間。

1.1通電電流

電泳漆是由帶電油漆離子組成的，在電場力的作用下，向?qū)姌O運動，發(fā)生中和反應，吸附在工件表面，形成油漆。在通電時間相同的情況下，通電電流越大，表明單位時間內(nèi)吸附在工件表面的離子數(shù)目越多，漆膜厚度就越厚。

現(xiàn)小零件電泳槽整流柜功率一定，是不能隨意調(diào)節(jié)的，當整流電壓調(diào)定后，電泳槽的通電電流就已經(jīng)在一定的范圍內(nèi)固定（隨工件的數(shù)量和電泳液的電導率而有所變化）。

1.2工件表面清潔度

工件表面的污垢增加了導電電阻，減小了通電電流，降低了工件的漆膜厚度及油漆的附著力，使工件油漆表面出現(xiàn)不平整，視覺效果和手感都很差，甚至出現(xiàn)白件和起皮現(xiàn)象，造成工件油漆徹底報廢，需重新處理再次油漆。

1.3電泳時間

在電泳條件相同的情況下，電泳時間越長工件的漆膜厚度就越高。而電泳的時間是由懸鏈的速度決定的，懸鏈速度越慢，時間就越長。懸鏈的速度在很大程度上是由操作人員根據(jù)工件的產(chǎn)量、大少等因素人為控制的，造成了電泳時間及漆膜厚度的隨意性。

出現(xiàn)油漆質(zhì)量問題，根據(jù)實際情況，解決的方法有：

人工補漆：對部分油漆質(zhì)量超標不多，經(jīng)過補漆可以使用的工件，進行人工補漆。在露天狀況下進行補漆，條件差，漆霧到處散發(fā)、飄落，即傷害操作人員和附近行走、工作人員的身體健康，又污染周圍的生態(tài)環(huán)境。

重新油漆：重新油漆之前，要對工件上的油漆進行處理，一般使用的方法為焚燒。在焚燒過程中，會產(chǎn)生大量有毒有害氣體，對人員造成傷害，污染大氣環(huán)境。重復和額外的勞動浪費了大量人力、物力，增加了制造成本、降低了利潤，甚至虧本經(jīng)營。

2原因分析

2.1通電電流

由于吊具重復使用，表面帶有漆膜，漆膜的厚度又直接決定了吊具的導電電阻，漆膜越厚，阻值越大，導電性能越差。吊具在使用一段時間后會進行清漆處理，這樣，吊具在使用的過程中由于漆膜厚度不同，阻值差別也很大，造成同一吊具，不同時間段導電性能差別也很大，導致工件的漆膜厚度也不同。

電泳槽的槽體玻璃鋼由于槽內(nèi)經(jīng)常有工件掉落，對玻璃鋼造成損傷，降低了槽體的絕緣性能，使整流柜的電流造成流失，降低了電泳的效果。

2.2工件表面清潔度

工件在成型和運輸過程中會造成表面帶有油污和雜物等，首先要經(jīng)過前處理設備進行污垢處理。有些污垢面積較大，附著較厚、較頑固且現(xiàn)有前處理設備老化、陳舊，表調(diào)、磷化工序已經(jīng)報廢，未投入運行，應有的工序減少，從而不能很好、有效的清理這些污垢，進入電泳槽的部分工件仍然帶有污垢，從而使工件不能電泳上油漆，或漆膜厚度不夠，甚至部分工件油漆在烘干后起膜，都需要重新處理后，再次油漆。

2.3電泳時間

電泳槽的長度是一定的，工件有懸鏈吊著通過電泳槽，通過時間等于槽長除以懸鏈速度。因此，懸鏈速度越快，電泳時間就越短。而現(xiàn)懸鏈的速度是操作人員根據(jù)生產(chǎn)的實際狀況，在工藝范圍內(nèi)人為調(diào)節(jié)的，甚至可能在工藝范圍之外。因而，隨意性很大，不能充分保證工件的電泳時間。

3方案確定

現(xiàn)有一種成熟、清潔、低損耗、可重復回收利用的油漆方式，就是噴粉油漆。油漆的光潔度高，能充分滿足工件對油漆漆膜厚度的要求。它是一種全新的油漆方式，不使用電泳油漆，因而也就不需要考慮電泳通電電流和電泳時間，只需要考慮工件的表明光潔度。重新建成一條這樣的油漆生產(chǎn)線，需在電氣上滿足工藝的要求。

3.1懸鏈

懸鏈的速度采用滑差電機控制，可根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整懸鏈的速度。在油漆線的幾個主要工位設置緊停開關：工件的上線工位、下線工位、噴粉工位、烘干室入口等，當發(fā)現(xiàn)異常狀況時能迅速停線，確保油漆線的正常、安全的運行。在裝配車間的張緊裝置上安裝了上下限位開關，對懸鏈進行安全保護，避免出現(xiàn)卡鏈、堆鏈情況。在控制柜面板上設置模擬屏，用指示燈顯示緊停的位置，方便操作人員及時了解現(xiàn)場出現(xiàn)的狀況。同時，安裝有蜂鳴器，提醒相關人員。

3.2前處理

前處理工藝設置了：脫脂、熱水洗、表調(diào)、磷化、水洗1、水洗2、純水洗等工藝流程，對進行噴粉前的工件進行表面污垢處理，確保工件在噴粉前表面的清潔度。為方便操作人員現(xiàn)場操作，在前處理設備現(xiàn)場合適的位置上增加現(xiàn)場操作按鈕站，操作人員可根據(jù)實際情況選擇在現(xiàn)場進行各項操作或在中央控制間進行操作，避免操作人員在中央控制間操作，不了解現(xiàn)場狀況，而發(fā)生的意外。

前處理控制柜采用怨你一線面漆前處理控制柜進行改制。多數(shù)元件仍使用原有元件，再根據(jù)現(xiàn)電氣原理圖作適當更改，重新配線。

3.3烘干室

油漆烘干室采用遠紅外輻射器和對流烘干爐兩種烘干方式。遠紅外輻射器升溫速度快，輻射溫度集中，烘干效果明顯。但是，易造成局部溫度過高，出現(xiàn)過烘，而其他部位烘不干的現(xiàn)象。對流烘干爐室溫升溫較慢，但是，可以調(diào)節(jié)烘干室內(nèi)的溫差，特別是爐內(nèi)的上下溫差，爐內(nèi)的溫度在熱風的作用下降低了上下溫差，使工件各部位受熱均勻，確保烘干效果。

由于熱氣是向上升的，爐內(nèi)的遠紅外輻射器的布置是下多上少，通過輻射器的合理布置調(diào)節(jié)爐內(nèi)的上下溫差，起到節(jié)能高效的效果。

工件在經(jīng)過前處理去除污垢后，經(jīng)過最后一道工序純水洗，工件上帶有很多的水分，會影響工件的噴粉效果，直接影響工件的油漆質(zhì)量，因此，在前處理的最后一室（純水洗）和噴粉室之間增加一個水分烘干工序。水分烘干室采用對流烘干爐，產(chǎn)生的熱風即能吹掉工件上流掛的水分，還能烘干工件上殘留的水漬。

遠紅外輻射器采用原一線底漆烘干室內(nèi)拆除元件，根據(jù)現(xiàn)烘干室需要的數(shù)量篩選;對流烘干爐采用原一線面漆烘干室的加熱器，更換部分損壞的加熱管;烘干室控制柜和電源柜采用原一線對流烘干室控制柜、電源柜改造。保留主要電氣元件，更換溫度控制器，重新配置部分線路。

3.4動力點

車間各動力點的電源線路由橋架敷設到附近，再根據(jù)各動力點的容量走線管。橋架本著遞減的原則敷設，即每走完一組線路，橋架規(guī)格減小一檔。

所有控制系統(tǒng)集中在一個中央控制間內(nèi)集中控制、操作。本次新建不增加控制間面積，控制間使用原一線面漆噴漆控制間。原有的控制柜安裝基礎不夠用，需新增一排，為保證有足夠的操作和檢修空間，所有安裝基礎按控制柜的新排列重新建。

新建噴粉線的電力供應由小零件變壓器提供。

小零件變壓器容量為2000KVA，使用電流約為3000A。

現(xiàn)小零件變壓器帶有小零件車間的所有設備（實際使用容量825KW，電流約1020A）、非車廂件點凸焊陣地（設計容量1878KW，實際電流約901A）、一線冷水機組（使用容量167KW，電流約253A）、小零件油漆脫脂槽加熱（使用容量120KW，電流約148A），總電流約為：2322A。

噴粉線設計容量為：1516KW，電流約為1906A

總?cè)萘考s為4506KW，電流約為4228A，超過了變壓器的承受范圍，必須對其進行整合。將小零件烘干室的4至6區(qū)、小零件油漆脫脂槽加熱轉(zhuǎn)掛到焊接5#變壓器，噴粉線的清洗機、清洗加熱（使用容量416KW，電流約為546A）轉(zhuǎn)掛到三線8#變壓器。整合后總?cè)萘考s為3574KW，電流約為2915A。確保小零件變壓器滿負荷、安全運行，噴粉線電力的正常供應。

3.5照明

根據(jù)現(xiàn)場的工藝布置情況，在噴粉線的各個工位安裝照明燈具，照明開關箱安裝在車間兩個主要的出口處，噴粉室、烘干室周圍的燈具選用原一線噴漆室的防爆燈具，確保照明的安全使用，降低制造成本;前處理設備附近的照明燈具選用節(jié)能燈具，照度高、節(jié)能環(huán)保。

4方案實施

電氣設備的制造、改造、安裝都以招標的方式產(chǎn)生供應商、施工方，加上多數(shù)元器件、設備設施為公司原有生產(chǎn)線拆除改造、再利用，最大限度地降低噴粉線的建設成本。

4.1效果

電氣設計達到了工藝設計要求，節(jié)約了制造成本。噴粉線建成、投產(chǎn)后，提高了勞動生產(chǎn)率，非車廂件的油漆質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，周圍的生產(chǎn)環(huán)境也得到了改善。原非車廂件（D530、D310的外發(fā)件）的漆膜厚度均不能滿足用戶的需求，現(xiàn)漆膜厚度經(jīng)檢測完全達到工藝設計要求，油漆的表面光潔度也大大提高。

參考文獻

[1]建筑電氣安裝工程圖集.

[2]工廠常用電氣設備手冊.

[3]工廠供電簡明設計手冊.