喷粉线电气设计

李玲筠 王兴娟

◆摘  要：本文着重介绍了新建喷粉线的原因，在设计过程中充分利用原有一线生产设备进行改造，降低投资成本，实现喷粉线工艺能力的方法。喷粉线投产后，提高了非车厢件和小零件的油漆质量，减少了返修率、废品率，降低了生产成本，提高了生产效率。

◆关键词：喷粉线;电泳槽;烘干室;悬链

非车厢件和小零件的油漆由小零件车间负责完成，采用阳极电泳漆。工件通过电泳槽在直流电压的作用下，油漆吸附在工件上。电泳电流的大小决定着漆膜的厚度。电泳槽从安装使用至今已经几十年，虽经多次改造，但原理不变，设备性能没有改善、提高，工件的表面漆膜厚度达不到工艺要求，电泳漆的光洁度较差。工件经常因为质量原因，返修补漆或焚烧去漆，重新油漆，增加了生产成本，造成环境污染。

1存在的问题

公司现有近三分之一的产值来源于非车厢件，随着东风有限的不断发展壮大，新产品的开发、上市，非车厢件产品的型号、种类也在不断增加，非车厢件的产值和比重在不断增长。

质量是产品的生命。客户对产品的质量要求也越来越高，对出现的产品质量问题要求做到无条件整改、返修。特别是产品的油漆质量，漆膜厚度达不到要求，外观光洁度差，即影响产品内在的质量，又影响产品的外观质量。

非车厢件和小零件的油漆是水性电泳漆，由小零件电泳槽生产。电泳漆的外观光洁度较差，油漆缺乏光泽，影响零件的视觉和整车的装车效果;漆膜厚度也达不到工艺要求。影响漆膜厚度的原因有：通电电流、工件的表面清洁度和电泳时间。

1.1通电电流

电泳漆是由带电油漆离子组成的，在电场力的作用下，向对应电极运动，发生中和反应，吸附在工件表面，形成油漆。在通电时间相同的情况下，通电电流越大，表明单位时间内吸附在工件表面的离子数目越多，漆膜厚度就越厚。

现小零件电泳槽整流柜功率一定，是不能随意调节的，当整流电压调定后，电泳槽的通电电流就已经在一定的范围内固定（随工件的数量和电泳液的电导率而有所变化）。

1.2工件表面清洁度

工件表面的污垢增加了导电电阻，减小了通电电流，降低了工件的漆膜厚度及油漆的附著力，使工件油漆表面出现不平整，视觉效果和手感都很差，甚至出现白件和起皮现象，造成工件油漆彻底报废，需重新处理再次油漆。

1.3电泳时间

在电泳条件相同的情况下，电泳时间越长工件的漆膜厚度就越高。而电泳的时间是由悬链的速度决定的，悬链速度越慢，时间就越长。悬链的速度在很大程度上是由操作人员根据工件的产量、大少等因素人为控制的，造成了电泳时间及漆膜厚度的随意性。

出现油漆质量问题，根据实际情况，解决的方法有：

人工补漆：对部分油漆质量超标不多，经过补漆可以使用的工件，进行人工补漆。在露天状况下进行补漆，条件差，漆雾到处散发、飘落，即伤害操作人员和附近行走、工作人员的身体健康，又污染周围的生态环境。

重新油漆：重新油漆之前，要对工件上的油漆进行处理，一般使用的方法为焚烧。在焚烧过程中，会产生大量有毒有害气体，对人员造成伤害，污染大气环境。重复和额外的劳动浪费了大量人力、物力，增加了制造成本、降低了利润，甚至亏本经营。

2原因分析

2.1通电电流

由于吊具重复使用，表面带有漆膜，漆膜的厚度又直接决定了吊具的导电电阻，漆膜越厚，阻值越大，导电性能越差。吊具在使用一段时间后会进行清漆处理，这样，吊具在使用的过程中由于漆膜厚度不同，阻值差别也很大，造成同一吊具，不同时间段导电性能差别也很大，导致工件的漆膜厚度也不同。

电泳槽的槽体玻璃钢由于槽内经常有工件掉落，对玻璃钢造成损伤，降低了槽体的绝缘性能，使整流柜的电流造成流失，降低了电泳的效果。

2.2工件表面清洁度

工件在成型和运输过程中会造成表面带有油污和杂物等，首先要经过前处理设备进行污垢处理。有些污垢面积较大，附着较厚、较顽固且现有前处理设备老化、陈旧，表调、磷化工序已经报废，未投入运行，应有的工序减少，从而不能很好、有效的清理这些污垢，进入电泳槽的部分工件仍然带有污垢，从而使工件不能电泳上油漆，或漆膜厚度不够，甚至部分工件油漆在烘干后起膜，都需要重新处理后，再次油漆。

2.3电泳时间

电泳槽的长度是一定的，工件有悬链吊着通过电泳槽，通过时间等于槽长除以悬链速度。因此，悬链速度越快，电泳时间就越短。而现悬链的速度是操作人员根据生产的实际状况，在工艺范围内人为调节的，甚至可能在工艺范围之外。因而，随意性很大，不能充分保证工件的电泳时间。

3方案确定

现有一种成熟、清洁、低损耗、可重复回收利用的油漆方式，就是喷粉油漆。油漆的光洁度高，能充分满足工件对油漆漆膜厚度的要求。它是一种全新的油漆方式，不使用电泳油漆，因而也就不需要考虑电泳通电电流和电泳时间，只需要考虑工件的表明光洁度。重新建成一条这样的油漆生产线，需在电气上满足工艺的要求。

3.1悬链

悬链的速度采用滑差电机控制，可根据生产需要调整悬链的速度。在油漆线的几个主要工位设置紧停开关：工件的上线工位、下线工位、喷粉工位、烘干室入口等，当发现异常状况时能迅速停线，确保油漆线的正常、安全的运行。在装配车间的张紧装置上安装了上下限位开关，对悬链进行安全保护，避免出现卡链、堆链情况。在控制柜面板上设置模拟屏，用指示灯显示紧停的位置，方便操作人员及时了解现场出现的状况。同时，安装有蜂鸣器，提醒相关人员。

3.2前处理

前处理工艺设置了：脱脂、热水洗、表调、磷化、水洗1、水洗2、纯水洗等工艺流程，对进行喷粉前的工件进行表面污垢处理，确保工件在喷粉前表面的清洁度。为方便操作人员现场操作，在前处理设备现场合适的位置上增加现场操作按钮站，操作人员可根据实际情况选择在现场进行各项操作或在中央控制间进行操作，避免操作人员在中央控制间操作，不了解现场状况，而发生的意外。

前处理控制柜采用怨你一線面漆前处理控制柜进行改制。多数元件仍使用原有元件，再根据现电气原理图作适当更改，重新配线。

3.3烘干室

油漆烘干室采用远红外辐射器和对流烘干炉两种烘干方式。远红外辐射器升温速度快，辐射温度集中，烘干效果明显。但是，易造成局部温度过高，出现过烘，而其他部位烘不干的现象。对流烘干炉室温升温较慢，但是，可以调节烘干室内的温差，特别是炉内的上下温差，炉内的温度在热风的作用下降低了上下温差，使工件各部位受热均匀，确保烘干效果。

由于热气是向上升的，炉内的远红外辐射器的布置是下多上少，通过辐射器的合理布置调节炉内的上下温差，起到节能高效的效果。

工件在经过前处理去除污垢后，经过最后一道工序纯水洗，工件上带有很多的水分，会影响工件的喷粉效果，直接影响工件的油漆质量，因此，在前处理的最后一室（纯水洗）和喷粉室之间增加一个水分烘干工序。水分烘干室采用对流烘干炉，产生的热风即能吹掉工件上流挂的水分，还能烘干工件上残留的水渍。

远红外辐射器采用原一线底漆烘干室内拆除元件，根据现烘干室需要的数量筛选;对流烘干炉采用原一线面漆烘干室的加热器，更换部分损坏的加热管;烘干室控制柜和电源柜采用原一线对流烘干室控制柜、电源柜改造。保留主要电气元件，更换温度控制器，重新配置部分线路。

3.4动力点

车间各动力点的电源线路由桥架敷设到附近，再根据各动力点的容量走线管。桥架本着递减的原则敷设，即每走完一组线路，桥架规格减小一档。

所有控制系统集中在一个中央控制间内集中控制、操作。本次新建不增加控制间面积，控制间使用原一线面漆喷漆控制间。原有的控制柜安装基础不够用，需新增一排，为保证有足够的操作和检修空间，所有安装基础按控制柜的新排列重新建。

新建喷粉线的电力供应由小零件变压器提供。

小零件变压器容量为2000KVA，使用电流约为3000A。

现小零件变压器带有小零件车间的所有设备（实际使用容量825KW，电流约1020A）、非车厢件点凸焊阵地（设计容量1878KW，实际电流约901A）、一线冷水机组（使用容量167KW，电流约253A）、小零件油漆脱脂槽加热（使用容量120KW，电流约148A），总电流约为：2322A。

喷粉线设计容量为：1516KW，电流约为1906A

总容量约为4506KW，电流约为4228A，超过了变压器的承受范围，必须对其进行整合。将小零件烘干室的4至6区、小零件油漆脱脂槽加热转挂到焊接5#变压器，喷粉线的清洗机、清洗加热（使用容量416KW，电流约为546A）转挂到三线8#变压器。整合后总容量约为3574KW，电流约为2915A。确保小零件变压器满负荷、安全运行，喷粉线电力的正常供应。

3.5照明

根据现场的工艺布置情况，在喷粉线的各个工位安装照明灯具，照明开关箱安装在车间两个主要的出口处，喷粉室、烘干室周围的灯具选用原一线喷漆室的防爆灯具，确保照明的安全使用，降低制造成本;前处理设备附近的照明灯具选用节能灯具，照度高、节能环保。

4方案实施

电气设备的制造、改造、安装都以招标的方式产生供应商、施工方，加上多数元器件、设备设施为公司原有生产线拆除改造、再利用，最大限度地降低喷粉线的建设成本。

4.1效果

电气设计达到了工艺设计要求，节约了制造成本。喷粉线建成、投产后，提高了劳动生产率，非车厢件的油漆质量，降低了生产成本，周围的生产环境也得到了改善。原非车厢件（D530、D310的外发件）的漆膜厚度均不能满足用户的需求，现漆膜厚度经检测完全达到工艺设计要求，油漆的表面光洁度也大大提高。

参考文献

[1]建筑电气安装工程图集.

[2]工厂常用电气设备手册.

[3]工厂供电简明设计手册.