车架电泳线设备说明.doc
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1、车架底漆线设备说明一.基本要求1 设计依据根据山东凯马公司提供的车间尺寸,厂房建筑图有关工艺资料。2生产纲领年生产车架总成10万辆份。3输送方式采用积放链加升降葫芦方式输送。4 产品特点车架的最大外形尺寸 lbh,mm:76001200400车架的最大质量:800 kg工件最大表面积:25 m25 工作制度和年时基数工作制度和年时基数:251天,双班制。6设计原则和主要工艺说明a. 车架总成采用阴极电泳涂装工艺,耐盐雾试验腐蚀500h;漆膜厚度控制在255m。b. 根据产品的特点及生产纲领,确定涂装生产线采用步进式生产方式,工件进行组挂后进入前处理及电泳设备。c. 表调前和阴极电泳工艺槽材质采
2、用碳钢,其他采用不锈钢槽,并设有排风系统。7工艺流程工艺流程表序号工序名称处理方式时间(min)温度()区段长度(m)输送方式备注1清理人工RT线下处理2上件人工高压热水洗喷淋255603预脱脂喷淋255604脱脂浸+出槽喷淋36555水洗1浸+出槽喷淋1.5RT6水洗2浸+出槽喷淋1.5RT7表调浸1RT8磷化浸35059水洗3循环喷淋1.5RT10水洗4浸+出槽喷淋1.5RT11纯水洗浸+出槽喷淋1.5RT12吹水人工0.5RT13阴极电泳浸+出槽喷淋329114UF液清洗一浸+出槽喷淋1RT15UF液清洗二浸+出槽喷淋1RT16纯水洗浸+出槽喷淋1RT17吹水人工1RT18空工位19转挂
3、二 设备叙述1输送方式方案一:积放链加挂电动葫芦采用“积放链加挂电动葫芦”的输送方案使工件在前处理电泳工位改为步进式横向移动输送。这种组合是将积放链的水平运动与电动葫芦的垂直运动叠加,即:积放链负责工件前行或停止,而电动葫芦负责工件垂直升降。方案可将积放链使工件方便停止、存放的优势与电动葫芦使工件灵活升降的特点相结合,最大限度的满足工艺要求。a.纲领分析本车架电泳涂装线生产纲领为100000辆/年。按6分钟/件的节拍式生产,每挂3件,每小时可生产30件;若按双班制,设备负荷90%计算,全年3810小时可年生产电泳车架102870个。完全满足纲领要求。 “积放链加挂电动葫芦” 输送方案还具有如下
4、优势:1)电动双轨悬挂输送系统,其厂房占地面积大于积放链,其原因是:尽管在工位上方都是横向输送工件,但积放链的载物车回程却是纵向移动,不需很宽的距离。2)积放链加挂电动葫芦造成本远小于其它步进式输送。3)若积一台电动葫芦故障可推到检修线上检修,不会全线停线 ,而采用程控行车一台故障全线停产。4)输送设备简介根据工艺需要全线设载物车十三台。载物车采用四车组结构形式。其中前承载组,由前后小车加承载梁组成一组承载小车,后承载小车同样由前后小车加承载梁组成后承载小车;在前后承载梁之间增加平衡承载梁。此结构形式可保证单组承载小车组运行过程平稳可靠、并能使安装在承载梁上的集电装置平稳取电。在平衡承载梁两端
5、下方各悬挂一只额定负荷为2吨的电动葫芦,两葫芦水平相距3500。电动葫芦单速起升,升降速度6m/min。设备启动前,十台载物小车均停在单轨返回线的积放段上,组成载物车的前后小车以及与之连接的平衡承载梁为纵向排列。设备启动后,当上件工位发出放车指令后,第一台载物车驶离积放段。在进入双轨段时,前后小车分别进入左、右各自轨道,前后小车组变前、后状为左、右并列状,其下方与之连接的平衡承载梁则由纵向变为横向;在双链左右推头驱动下,横向前进。随后,集电器也随之进入滑触线槽。当到达上件工位后,停止器使载物车停止,电气控制系统通过滑触线控制电动葫芦下降。在完成该上件工序后,电动葫芦升起。工件再运行到下一工位。
6、以后每到一个工位,工件均按事先编好的程序完成:停止下落上升前进,直至在积放链十七个工位的最后工位,电泳后工件落至地面输送链上,由地面输送链完成电泳后的烘干和冷却。而载物车的左、右两端小车又回到单轨返回线上,重新恢复为前后状小车,并停止在积放段上等待下一循环。电气控制系统采用PLC集中控制方式,为便于对系统进行调试、监控、和生产过程中的动态模拟,系统配触摸屏。在程序设计上有系统互锁、系统自检、故障诊断、报警及警示和系统联控。系统设置工位按钮站,按钮站按钮包括行走机构控制按钮和急停开关。此外还有控制方式转换开关,使系统可任意在自动和手动控制两种状态下转换。工位按钮站设置在以下五工位:工件上、下件,
7、脱脂工位、磷化工位以及电泳工位。同时,每停车工位都留有信号接口,供前处理电泳控制柜和烘干冷却控制柜使用。方案二:程控行车该方案主要由行走机构(大车)、升降装置、吊具系列(与升降装置和工件之间联接的机构)、轨道系统、附属钢结构,及电控系统(控制台,控制柜,按钮站、显示屏等)等组成。1)工位数:15处理工位+4个转接工位+2个上下件工位=21工位。2)程控行车长度:约12m(设计时最终确定)3)重载运行速度:6m/min4)空载运行速度:24m/min,运行电机减速器:FA77/GDV100M4/BMG/HF/ES1R(带编码器)P=22.2kW,N=21RPM 5)升降速度:10m/min,升降
8、电机:R147DV160L4/BMG/HF(变频)P=15kW,N=22RPM6)程控行车数量:5台7)生产节拍:7min/挂,8)每挂的外形尺寸:9000*1200*1600mm,9)每挂的质量:3200kg;总起重量:5000kg10)工艺概要及技术要求各工位槽体上沿(包括空工位)设置V形座,用于吊具转接。吊具吊钩结构满足电泳工位导电的绝缘性要求。工件垂直升降入、出槽。上下件行车采用地面操纵方式,备用手控电门。程控行车以PLC为系统控制核心,PLC根据各控制装置和采集传感器提供的状态信息,按照相应 的程序和指令,通过现场总线发出控制信号至5台行车的主控制箱再通过现场模块控制变频器和控制装置
9、,并由它们控制动作执行机构完成制定的动作。11)输送线布局方案本方案采用直轨道行车,双绳提升机构升降模式,线路总长度为61.1m,全程共设5台行车、7副吊具、10个前处理工位、5个电泳、1个上件工位、1个下件工位、4个空区工位等组成。12)行车系统运行描述程控行车输送系统主要用于工件的上件、前处理、电泳、及下件等工作。工件通过单梁起重机放到地面电平车上,由电平车将工件输送到上件转挂工位,程控行车(带吊具)运行到工件上方,人工将工件挂在吊具上。5台程控行车间歇运行于前处理、电泳各工位之间,工件从地面平车上人工转挂到程控行车,每台程控行车负担数个工位间工件的入槽、出槽,及空吊具返回,完成后工件由人
10、工从程控行车转挂到地面板式输送机。程控行车输送系统由钢结构框架系统、程控行车、各工位吊具支撑件、轨道系统、吊具、电泳取电装置、电控系统等组成。其中程控行车为主梁、行走和提升机构、提升导向机构、防撞装置等组成。上件:本工位是程控行车输送系统车架上线的接口位置。车架输送线(地面)将车架输送至上件工位,行车带空吊具到达工件上方,通过人工调整吊具上的挂钩而满足不同车架吊点的要求, 自动/人工发转挂完成信号,行车系统自动将装有车架的吊具带入前处理电泳线,完成行车系统上件工作。前处理、电泳工艺槽:由行车系统与槽体,药物及地面设备配合完成。行车系统在得到地面设备如液位,温度等适合生产条件信号后,程控行车根据
11、前处理、电泳等工艺编制的程序,自动将吊具输送至各工艺处理工位使固定在吊具上的工件完成各工序。为使工件能连续生产,行车自动搬送工件至某工艺工位时,它还要将该吊具准确地固定在该工艺工位特制的支撑上,待该工件依工艺要求处理完成后,行车再来自动将该吊具搬送至下一工艺处理工位。13)行车是用来输送吊具到槽体线。行车示意图:程控行车采用四轮双驱动双向运行方式,行走传动系统备有编码器,左右驱动可实现同步,行走、提升降落、停止各节拍速度、时间自动控制并可调节。程控行车配置两套提升机构,由滚筒、钢索、动滑轮、定滑轮、驱动装置等组成。提升运动由带变频的提升装置控制,行车抓具通过吊钩提起或放开吊具。抓具设有导向装置
12、,使升降过程平稳,工件落位准确。电动提升 双索提升系统提升高度 4 m提升速度 10 m/min移动速度 624m/min (变频控制)行车控制 自动、手动14)吊具吊具是用来在生产中输送工件的。吊具横梁有吊耳以便用链条来固定工件。有效载荷: 4000 kg 固定4 个点。吊具由挂钩、框架、吊耳、吊索、取电杆、电缆夹钳等组成。吊具图形如下图所2 前处理电泳设备前处理电泳设备主要由:高压热水槽、洗预脱脂槽、脱脂槽、水洗1槽、水洗2槽、表面调整槽、磷化槽、水洗3槽、水洗4槽、泳前去离子水洗槽、加料系统(预脱脂、脱脂、表调、磷化、电泳加料)、磷化除渣系统、磷化酸洗系统、电泳槽、一次超滤喷淋槽、二次超
13、滤浸槽、泳后纯水洗槽、密封水槽以及泵和管路组成 (超滤、纯水、管式阳极等设备另购) 。设密封室、送排风系统、水泵、管道、加热、过滤等组成,设有循环搅拌、温度自动控制等。清洗采用逆工序补水,并设有自来水、纯水二套供水管路。所有水泵均采用卧式泵。考虑同时挂3件的需要,槽体有效长度为8600,有效高度为3000。1)高压热水:由槽体及管路组成 槽子由型钢立柱不锈钢板(sus304)加强筋组成外包50厚的保温层及0.5的镀锌波纹板b.管路:管路由喷淋管路、加热管路及供水管路组成加热为外置式,由温控阀、板式热交换器组成,温度人工设定自动控制,管路保温。供水管路:人工补水泵出口设有过滤器,并内置高强磁棒以
14、去除铁屑和灰粉。考虑喷淋时蒸汽飞溅大,为保护设备,槽体加盖。并采用双层槽体,平时高温液体储在下层,以减少热量散失。喷淋管只在工件下到槽底时,并盖自动盖好后才开始喷淋。工艺时间到后,先停止喷淋,盖再打开,工件升起,沥水后运行到下工位。槽体前端下部设锥形沉渣槽。2)预脱脂:由预脱脂槽及管路组成a预脱脂槽槽子由型钢立柱不锈钢板(sus304)加强筋组成外包50厚的保温层及0.5的镀锌波纹板b.预脱脂管路:管路由喷淋管路、加热管路及供水管路组成加热为外置式,由温控阀、板式热交换器组成,温度人工设定自动控制,管路保温。供水管路:人工补水泵出口设有过滤器。考虑预脱脂工况与前工位相同,喷淋时蒸汽飞溅大,为保
15、护设备,槽体加盖。也采用双层槽体,平时高温液体储在下层,以减少热量散失。喷淋管只在工件下到槽底时,并盖自动盖好后才开始喷淋。工艺时间到后,先停止喷淋,盖再打开,工件升起,沥水后运行到下工位。槽体结构与前工位相同。c.油水分离设备,选用日本帕卡技术生产的设备,除油效果好,但价格较高。为省钱也可去掉,槽液定期更换。国产设备效果不好。3)脱脂a脱脂槽槽子由型钢立柱+不锈钢板(sus304)加强筋,外包50厚的保温层及0.5的镀锌波纹板b脱脂管路管路由循环管路、加热管路、补液管路及供水管路组成循环管路设有阀门,以便调节流量加热为外置式,由温控阀、板式热交换器组成,温度人工设定自动控制,管路保温。泵出口
16、设有过滤器。 供水管路:人工补水槽体前端下部设锥形沉渣槽。脱脂工位设加料管路。4)水洗1(水洗2)a水洗槽槽子由型钢立柱+不锈钢板加强筋b水洗管路管路由喷淋管路及供水管路组成供水管路:人工补水5) 表调a槽体槽子由型钢立柱加强筋不锈钢板(sus304)组成,槽内设搅拌和层流喷管。b管路管路由加热管路、循环管路及供水管路组成。供水管路:人工补水。表调工位设加料管路。6)磷化a槽体槽子由型钢立柱加强筋不锈钢板(sus304)组成,槽内设搅拌和层流喷管。槽体前端下部设锥形沉渣槽。b管路管路由加热管路、循环管路及供水管路组成。加热系统有两级换能组成:前一级用热水箱,后一级用板换。由电动阀严格控制温度,
17、使产生膜细密均匀。供水管路:人工补水。c.设磷化除渣装置,板换酸洗管路。磷化工位设加料管路。7)水洗3、水洗4、纯水洗1水洗工序采用逆工序补水,以节约水资源。a水洗槽槽子由型钢立柱加强筋不锈钢板(sus304)组成, b水洗管路管路由喷淋管路及供水管路组成供水管路:人工补水8)电泳槽电泳槽宽度为2500.结构:型钢立柱及加强筋+钢板,内衬6mm厚环氧树脂玻璃钢,干态下保证耐电压20000伏。槽体端头设辅槽,主、辅槽间有连通管,所有槽体的转角均圆弧过渡,减少涂料沉积,杜绝搅拌死角。 槽内部搅拌喷管与外部循环接管采用绝缘连接,搅拌喷嘴为文丘里型增效喷嘴,所有搅拌喷嘴均设在搅拌喷管的底部,在搅拌喷管
18、的末端亦设有搅拌喷嘴,减少在搅拌喷管内部的涂料沉积。 槽体两侧及底部设管状隔膜电极,密封可靠,无泄漏,拆卸维修方便。 槽内喷管上方及电极外侧均设有保护架,防止工件擦挂电极膜管。9)电泳槽液循环及温控系统电泳循环及温控系统(包括后水洗系统)均采用卧式不锈钢离心泵,根据电泳槽液特殊要求选用专用型号产品,密封采用双端面机械密封,超滤透过液通过轴封系统强制外冲洗,密封可靠,维修方便。泵、阀、管道及管道附件材质:SUS304,电泳漆循环管道和所有排放口的阀门均选择密封可靠不易泄漏的球阀,在水洗工位等次要工序要求进行流量的调节的部分采用蝶阀。电泳槽的循环采取全过滤方式,电泳主循环及温控系统的循环泵出口均采
19、用25m精密过滤器,超滤系统前级过滤采用25m精密过滤器,所有过滤器的出、入口装有压力表,顶盖装有排气阀,底部装有排空阀。温控系统采用板式换热器间接换热,温度控制均采用自动控制,冷冻机组与热交换系统连锁,利用温感探头,通过电动三通调节阀自动控制漆液温度,保证控温精度1,温度异常时发出报警信号。在电泳循环管道最低处均装有放空阀,保证所有管道及槽内存漆均能排尽,尤其在电泳漆倒槽期间,能够最大限度减少浪费。 10)转移槽单独设转移槽,与电泳槽共用热交换循环系统。11) 阳极液循环阳极面积和工件面积为1:4,共设75阳极管62支,单支阳极管有效长度为2000。阳极液槽为不锈钢板+型钢的结构。设极液循环
20、泵,使极液从槽中吸出送到隔膜电极中,进行极液的循环,带走槽内工作时产生的杂质离子,控制漆液状况,提高工件的漆膜质量。极液循环泵出口设电导率控制仪,监控极液电导率,根据极液电导率自动进行极液的排放及纯水的补加,及时地控制极液的电导率在正常范围内(极液控制参数可根据涂料要求进行设定调整)。极液槽设溢流排放管,上方有DI水自动补水气动阀,气动阀的动作由液位计和电导率仪的信号控制。极液循环管上有防止极液从电极中倒流的措施。极液循环的管道、阀门、管件材质均为不锈钢材质。每支极管的极液供给管路上均有流量计,可以随时控制及观察电极的极液状况;装有电流表,可在工作时观察每支电极的工作状况。 涂料补给系统用空气
21、动力泵从树脂桶及颜料桶 将原漆打入。 12)超滤装置超滤装置产水量为1.6T/H 。为减少对超滤装置的投资和提高电泳漆的回收率,采取两级超滤水洗,即设置两个超滤水洗槽,新鲜超滤透过液从电泳槽液中分离出后,补充至UF2槽,超滤水经过两级回流最终回到电泳槽,通过电泳后的超滤封闭逆流水洗循环,对电泳涂料进行回收。全套装置安装成为独立单元,将超滤泵,过滤器,超滤膜组,超滤水槽,轴封槽,清洗槽,轴封泵,清洗泵,控制柜全部安装在一个钢制框架上,集中布置,单独控制。采用卷式超滤装置,占地面积小,能耗低,自控程度高,在一支膜组出故障的情况下,系统可继续运行,同时可不停机进行清洗。电泳漆液从电泳槽前端吸出口直接
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