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      提高中型客車(chē)涂裝車(chē)間工藝設計水平

      點(diǎn)擊次數:更新時(shí)間:2017-7-12 13:48:03打印此頁(yè)

      1 引言

      汽車(chē)行業(yè)是中國經(jīng)濟發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)之一,在汽車(chē)市場(chǎng)快速發(fā)展的同時(shí),我國客車(chē)行業(yè)正面臨市場(chǎng)發(fā)展帶來(lái)的新機遇。城鄉一體化、村村通道路,使客 車(chē)市場(chǎng)成倍擴大,公交都市的政策促進(jìn)了公交客車(chē)的發(fā)展,加上校車(chē)等新興市場(chǎng)的出現,客車(chē)市場(chǎng)呈現出穩步增長(cháng)的勢頭,客車(chē)制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程加快。新材料、新 工藝、新技術(shù)在客車(chē)上得到廣泛應用,對客車(chē)性能及外觀(guān)的要求越來(lái)越高,其涂裝質(zhì)量直接影響客車(chē)的使用壽命及外觀(guān),影響著(zhù)人們對它的評價(jià)。所以,客車(chē)的涂裝 工

      藝在現代的市場(chǎng)競爭中日顯舉足輕重??蛙?chē)涂裝中,車(chē)身的防腐一直是車(chē)身品質(zhì)提升的瓶頸??蛙?chē)制造存在體積大、產(chǎn)量低、工藝落后等問(wèn)題。涂裝前處理采 用的工藝也很落后,嚴重阻礙著(zhù)中國客車(chē)品質(zhì)的提升。再加上結構復雜、小批量、多品種的特點(diǎn),使其實(shí)現整車(chē)電泳的技術(shù)要比轎車(chē)困難得多。按照國家客車(chē)涂裝技 術(shù)標準要求,客車(chē)對涂層功能的要求大致分為:保護功能(防腐、防曬、防水、防氧化、防鹽霧、耐酸雨、抗洗刷、抗石擊,防各種污染物質(zhì))和裝飾功能(色彩、 鮮艷感、平滑感、立體感等)。漆前處理和底漆層是涂層的基礎,直接影響車(chē)身的耐腐性及使用壽命。由于電泳涂裝防腐性能優(yōu)越,國內少數客車(chē)涂裝產(chǎn)量較大的廠(chǎng) 家開(kāi)始在引進(jìn)消化國外先進(jìn)的客車(chē)涂裝工藝技術(shù)及設備的基礎上,逐漸采用整車(chē)電泳涂裝工藝,以提高產(chǎn)品涂裝質(zhì)量和附加值。本項目的產(chǎn)品是以城市客車(chē)和校車(chē)為 主的中型客車(chē)。在規劃設計階段,工藝方案經(jīng)多方面論證比較選擇,大膽采用整車(chē)全浸式前處理及電泳底漆涂裝工藝,并將先進(jìn)的自動(dòng)化輸送設備如滑撬等應用于客 車(chē)生產(chǎn)線(xiàn),在生產(chǎn)線(xiàn)布局時(shí)做到布置合理、物流順暢、自動(dòng)銜接,各種消防、環(huán)保輔助設施配置齊全,在國內同行業(yè)居于領(lǐng)先水平。該生產(chǎn)線(xiàn)已建成投產(chǎn)一年,設備 運行可靠,產(chǎn)品質(zhì)量穩定,取得了較好的效果。

      2 項目概況

      本項目為中輕型客車(chē)搬遷技改項目。新建建筑面積為48 537.67m2。由沖壓、焊接、涂裝、總裝四大車(chē)間組成聯(lián)合廠(chǎng)房;涂裝車(chē)間面積為15 825m2。

      2. 1 車(chē)間任務(wù)和生產(chǎn)綱領(lǐng)

      本次設計涂裝車(chē)間承擔城市客車(chē)、城市迷你巴士、公路客車(chē)等車(chē)身高級防腐裝飾性涂裝任務(wù)。主要有整車(chē)前處理、陰極電泳底漆、刮灰、發(fā)泡、噴膠、中涂、面漆、 套色等工序。雙班年產(chǎn)量為50 000 輛。車(chē)型主要為6~8m 中型城市客車(chē)。有少量8m 以上的客車(chē)??蛙?chē)產(chǎn)品外形尺寸(長(cháng)×寬×高) 為8.0m×2.5m×2.7m,質(zhì)量為1 250kg。

      2. 2 工作制度與年時(shí)基數

      新建涂裝車(chē)間為雙班工作制度:全年工作日250d,設備年時(shí)基數為3820h,工人年時(shí)基數為1790h。

      3 涂裝車(chē)間工藝方案

      3. 1 設計原則

      1)涂裝車(chē)間按照一次規劃分期實(shí)施的原則進(jìn)行設計。在設計中充分吸收國內外客車(chē)行業(yè)涂裝生產(chǎn)線(xiàn)的先進(jìn)成熟經(jīng)驗,做到工藝上水平、產(chǎn)品上等級,以提高車(chē)身涂裝質(zhì)量。

      2)根據生產(chǎn)規模和產(chǎn)品特點(diǎn),整車(chē)采取步進(jìn)通式全浸式前處理、電泳共線(xiàn)生產(chǎn),噴漆及其他工序分別設置的原則,既優(yōu)化工藝布局,又有效利用涂裝設備,增加了生產(chǎn)組織的柔性及靈活性。

      3)采用先進(jìn)的自動(dòng)化輸送設備、先進(jìn)的物流工藝路線(xiàn),使涂裝車(chē)間與焊接、裝配車(chē)間以最短的路線(xiàn)有機銜接起來(lái)。為提高全線(xiàn)的自動(dòng)化水平;前處理、電泳線(xiàn)采用 單軌自行葫蘆輸送;電泳后工序全部采用地面滑橇輸送系統組織生產(chǎn)。充分考慮了工件起吊運輸的方便及工序間運輸平穩、可靠。

      4) 建成客車(chē)柔性化生產(chǎn)基地。針對長(cháng)度在8m 以下的客車(chē),中涂及面漆涂裝線(xiàn)設備布置為強制流水連續方式;長(cháng)度在8m 以上的客車(chē),涂裝線(xiàn)設備布置為抽屜式,充分滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的工藝時(shí)間要求。

      5)重視涂裝生產(chǎn)中環(huán)保及職業(yè)安全衛生,針對不同特性的廢氣、廢渣、廢水等采取相應的三廢治理措施,符合相應排放標準。同時(shí)控制生產(chǎn)線(xiàn)噪聲,盡量減少涂裝生產(chǎn)對周?chē)h(huán)境的影響。

      6)充分考慮消防措施。涂裝線(xiàn)設有火災自動(dòng)報警及自動(dòng)滅火系統。并與其他生產(chǎn)區域隔開(kāi),設有各種安全標志、安全門(mén)、疏散通道等安全措施。

      3. 2 主要工藝流程

      焊接車(chē)間送來(lái)合格車(chē)身→上線(xiàn)→清理—預脫脂(噴)→脫脂(浸+ 噴)→第一水洗(浸)→第二水洗(浸+ 噴)→表面調整(浸+ 噴)→磷化(浸+ 噴)→第三水洗(浸+ 噴)→第四水洗(浸+ 噴)→純水洗(噴)→陰極電泳(UF 噴)→UF 水洗(噴)→第二純水洗(浸+ 噴)→純水洗(噴)→瀝水→吹水→下線(xiàn)轉地面滑撬→電泳烘干(170~180℃)→強冷→發(fā)泡→自干→噴密封膠→刮灰→烘干(120℃)→打磨→清潔→噴 中涂漆→中涂烘干(100~120℃)→找補缺陷→打磨中涂層→烘干→噴頭道面漆→流平→清潔擦凈→噴二道面漆—流平—面漆烘干(120℃)→噴倉體漆→ 貼花→套色→流平→色漆烘干(120℃)→檢查→貼保護膜→送總裝車(chē)間。

      3. 3 工藝平面布局

      工藝平面布置是工藝設計的重要組成部分。涂裝線(xiàn)的布置,除要完成整個(gè)工藝過(guò)程外,還應注意物流、分區、跑空、返修及廠(chǎng)房結構等多方面的內容,對平面布置方案應優(yōu)化,選擇最佳效果。

      本方案涂裝車(chē)間長(cháng)210.0m,寬69.0m(為一個(gè)27.0m 跨、一個(gè)24.0m 跨和一個(gè)18.0m 跨);首先,按照一個(gè)流的思路,在18m 跨內布置前處理電泳線(xiàn);在24m 和27m 跨布置客車(chē)中涂及面漆線(xiàn);設備采用通過(guò)式布局方式,組成強制性生。同時(shí)考慮到8m 以上的客車(chē)由于刮膩打磨量較大,采用柔性生產(chǎn)模式,中涂、刮膩打磨、噴漆等工序及設備均考慮采取抽屜式布局方式,放在車(chē)間的一端,與客車(chē)其他生產(chǎn)線(xiàn)既分開(kāi) 相對獨立,不影響整個(gè)生產(chǎn)節拍,又用滑撬及行移車(chē)與其他工序自動(dòng)連接,方便靈活。工藝平面布置圖如圖1 所示。

      3. 4 工藝方案說(shuō)明

      1) 整車(chē)前處理電泳生產(chǎn)線(xiàn)為先進(jìn)的通過(guò)式全封閉生產(chǎn)線(xiàn);進(jìn)入本車(chē)間的車(chē)身前處理采用全浸式脫脂、清洗、表調、磷化、陰極電泳等作業(yè)方式,提高整車(chē)耐腐蝕性和產(chǎn)品質(zhì)量。

      2)在設計中,采用自行葫蘆輸送系統和滑橇輸送系統相結合的方式,實(shí)現前處理和涂裝工序間的無(wú)縫對接。涂裝線(xiàn)全線(xiàn)采用滑撬和自動(dòng)行移車(chē)組織生產(chǎn),輸送線(xiàn)均設置在地面上;車(chē)間整潔、自動(dòng)化程度高。

      3) 針對產(chǎn)品結構與工藝更趨合理化和精湛化的需求,積極采用步進(jìn)式流水線(xiàn)生產(chǎn)方式,大大提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)也提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。對8m 以下的客車(chē)車(chē)身涂裝線(xiàn)采取強制流水通過(guò)式組織生產(chǎn);前處理、電泳設備布置在18.0m 跨

      內,噴膠、噴漆、套色、油漆烘干等工序布置在24.0m 跨和27m跨。以保證車(chē)間功能分區明確,物流順暢。

      4)涂裝噴漆室廢氣采用煙道集中高空排放,對烘干室廢氣采用了先進(jìn)的蓄熱燃燒式有機廢氣焚化設備(RTO)廢氣處理系統;有機廢氣燃燒后生成二氧化碳和水,得到凈化。同時(shí),烘干爐熱能熱回收率大于95%,既節能又環(huán)保。

      5)涂裝車(chē)間采用微正壓、全密閉式送排風(fēng),有效保證整個(gè)涂裝車(chē)間的清潔度。主要涂裝設備如前處理設備、電泳設備、噴漆室、烘干室、發(fā)泡室、噴膠室等分區設置,粉塵較多的膩子打磨、中涂打磨工序設置在線(xiàn)上,并單獨設立隔間與其他工序分開(kāi),避免其他工序的粉塵污染。

      3. 5 主要設備選型

      關(guān)鍵設備的選型,體現工藝水平的高低。也直接影響投資成本、產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本。涂裝車(chē)間的設備特點(diǎn)為地下風(fēng)道、空中吊掛多且復雜,各線(xiàn)體間轉掛多,對工藝設計、設備布局難度大,對土建、公用要求高。

      3.5.1 前處理設備

      采用步進(jìn)式前處理、電泳設備, 占地面積小、設備投資少,又能滿(mǎn)足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求。前處理、電泳設備為2 層結構,上層為室體及操作區域,下層為槽體和水泵、管道、加熱、過(guò)濾等輔助系統;上層設置雙側平臺供操作觀(guān)察用,由密封用室體、送排風(fēng)系統、藥液槽自動(dòng)補 給系統、溫度自動(dòng)控制等組成;其中脫脂、磷化、電泳設計置換槽,原則上所有關(guān)鍵設備、電器元件為進(jìn)口或國內合資同等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

      3.5.2 烘干爐及廢氣處理

      烘干爐系統由烘爐和強冷室兩部分組成,包括電泳、中涂、面涂等烘爐和強冷室烘爐均采用直通式,其中電泳烘干爐采用輻射加對流的加熱方式,其余均采用對流熱風(fēng)循環(huán)方式。烘干熱源為輕質(zhì)柴油,所有輔助設備布置在烘爐的頂部。

      烘爐由室體、平臺、焚燒供熱裝置、換熱裝置、新鮮空氣風(fēng)管和煙氣排放系統組成。

      RTO 廢氣處理系統由陶瓷蓄熱床、自動(dòng)控制閥、燃燒室和控制系統等組成。蓄熱床通過(guò)換向閥交替換向,將由燃燒室出來(lái)的高溫氣體熱量蓄留,并預熱進(jìn)入蓄熱床的有機 廢氣;采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預熱到一定溫度(≥760℃)的有機廢氣在燃燒室發(fā)生氧化反應,生成二氧化碳和水,得到凈化。裝置中的蓄熱式陶瓷 填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收。

      3.5.3 噴漆室

      采用水旋式結構,由空調機組從設備的上部送風(fēng),由排風(fēng)機從設備的底部抽風(fēng)。漆霧的捕集率在96%以上。由室體、空調送風(fēng)裝置、漆霧過(guò)濾裝置、抽風(fēng)裝置四大部分組成。

      3.5.4 機械化輸送系統

      1)前處理、電泳輸送機系統采用單軌程控自行葫蘆。該設備主要由鋼結構、供電系統、載物車(chē)、葫蘆、葫蘆檢修工位、橋架和電控部分組成;可根據生產(chǎn)節拍自動(dòng)控制工件前進(jìn)、后退、上升、下降,方便靈活。

      2)滑橇輸送機系統

      包括動(dòng)力滾床、雙速滾床、軌道移行車(chē)、烘干室用的高溫鏈式滑撬輸送機、噴漆室雙鏈輸送機、積放式單鏈輸送機、旋轉滾床、控制系統等組成。

      機械化全線(xiàn)采用現場(chǎng)總線(xiàn)自動(dòng)控制方式,現場(chǎng)分區采集、集中控制。

      現場(chǎng)就近設操作站,操作站上設置手動(dòng)、自動(dòng)切換,可實(shí)現對該設備的單動(dòng)操作自動(dòng)運行。

      4 工藝方案的特點(diǎn)

      1)對長(cháng)度為8m 及以下的客車(chē),前處理及電泳采用通過(guò)式全浸處理,采用單軌自行葫蘆輸送,沿工件長(cháng)度方向運行,不同于傳統的橫式輸送,并采用整車(chē)陰極電泳工藝,在客車(chē)行業(yè)屬于國內先進(jìn)水平。

      2)車(chē)間布局借鑒了汽車(chē)涂裝車(chē)間的現代化生產(chǎn)方式,打破了客車(chē)生產(chǎn)傳統的挖地坑抽屜式布置形式;以通過(guò)式和搖擺式相結合,全部采用滑撬和自動(dòng)行 移車(chē)組織生產(chǎn),輸送線(xiàn)均設置在地面上;解決了傳統的客車(chē)涂裝車(chē)間挖地坑、行移車(chē)放在地坑內、占地面積大、小車(chē)人工轉運工件效率低的問(wèn)題。車(chē)間整潔、自動(dòng)化 程度高,屬于國內先進(jìn)水平。

      3)本工藝方案生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化程度高,既先進(jìn)又有柔性,各工序之間的轉運物流時(shí)間大大縮短。生產(chǎn)節拍時(shí)間由傳統的40min/ 臺提升為15min/ 臺。提高了生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。

      4) 在客車(chē)行業(yè)涂裝線(xiàn)上對烘干室廢氣采用RTO 廢氣處理系統。RTO 是目前世界上最有效和最節能的有機廢氣處理與熱回收設備,即烘干室廢氣通過(guò)RTO 系統利用高溫氧化去除廢氣,通過(guò)控制溫度,滯留時(shí)間,擾流和氧氣量將廢氣轉化

      為二氧化碳和水氣,并回收廢氣分解時(shí)所釋放出的熱量,從而達到環(huán)保節能的雙重目的。熱回收率≥95%,凈化率≥99%,完全保證達到政府規定的排放標準,環(huán)保性好。實(shí)現了低運行成本和燃料消耗。

      5 在行業(yè)中的作用

      涂裝車(chē)間設計采用步進(jìn)式整車(chē)前處理、電泳底漆一體化的生產(chǎn)模式,解決了目前國內客車(chē)生產(chǎn)由于大部分未采用整車(chē)前處理及電泳底漆,導致客車(chē)耐蝕性 差等問(wèn)題。提高了產(chǎn)品質(zhì)量;同時(shí)生產(chǎn)線(xiàn)采用大量的自動(dòng)化輸送設備,如前處理電泳采用自行程控葫蘆、噴漆及烘干全線(xiàn)采用地面滑撬輸送機、自動(dòng)行移車(chē)機構等, 各工序間實(shí)現了自動(dòng)轉運,車(chē)間不用挖地坑,既大大縮短物流轉運的時(shí)間,又使整個(gè)涂裝車(chē)間整潔、美觀(guān),真正體現了現代化客車(chē)涂裝自動(dòng)化、規?;?、柔性化生產(chǎn) 的設計理念。實(shí)現了由傳統的間歇生產(chǎn)模式向現代化的汽車(chē)涂裝生產(chǎn)模式的轉變。

      6 結論

      通過(guò)對國內某廠(chǎng)新建的客車(chē)涂裝車(chē)間的設計,采用科學(xué)的規劃布置、合理完善的工藝流程、先進(jìn)的涂裝設備、自動(dòng)化的輸送系統、先進(jìn)的廢氣處理設施,有效地提高了客車(chē)涂裝工藝及技術(shù)制造水平,保證了客車(chē)涂裝質(zhì)量,堪稱(chēng)國內最先進(jìn)的客車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)。


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