浅析成都分厂车架涂装线生产能力提高的改造措施

1、浅析成都分厂车架涂装线产能提高的改造措施徐青梅（一汽解放青岛汽车厂）摘要：本文简要介绍了一汽解放青岛汽车厂成都分厂车架、小件混流涂装线产能提高的改造措施，使车架涂装线的产能由原设计的单班1万辆提高至单班2万辆。首先，通过理论计算，找出影响生产线产能提高的瓶颈环节，然后围绕各绕 删去此字瓶颈环节分别制定改造措施，逐步进行改造。本文主要从直流电源扩容、更换高泳透力的阴极电泳漆、改造自行葫芦系统、设计改造过线器具、优化工艺过线方式等几个方面进行论述。并对改造后的工件质量及改造后所产生的效益进行了分析总结。关键词：成都分厂；车架涂装线；产能提高；改造措施1、前言：成都分厂车架涂装线为车架、小件的混流涂

2、装线，按08年3、4月份统计，平均日产60台车架、6000件小件。要完成这些生产任务，除白班外，夜班平均生产时间为7.4小时,而且与铆焊总装等车间生产不同步。为了解决这些问题，适应工厂发展，降低能源消耗，急需提高车架线产能。为进一步提高成都分厂车架涂装线的生产能力和产品质量水平，通过分析，决定以最小的改造投入，将车架、小件混流涂装线由原来的两班生产，改为单班生产，即：生产能力由原来的单班1万辆提高至单班2万辆。通过改造，节省了人工成本及能源消耗，提高了产品质量，满足了生产需求。2、车架涂装线工艺改造方案：对车架涂装线进行产能改造，由两班生产改为单班生产，涂装线的单位时间工件的通过量就要增加一倍

3、，并且还要保证产品质量，要做到这一点，首先要对现有的工艺设备及各项工艺参数进行计算与通过性验证，根据计算与验证结果，确定改造方案。2.1、各槽液工艺参数及烘干炉的通过性验证：2.1.1、前处理、电泳各槽液液位：各槽体有效液位均为1600mm，工件最上面距离槽子上液面200 mm，槽底喷射管高度200 mm，挂具至槽底喷射管的距离200 mm，即：工件过线最大高度为1000 mm，成都分厂现生产的所有车架均可以实现每吊点2根过线。2.1.2、前处理、电泳各喷嘴喷淋量：改造后，各槽被处理工件的高度发生了变化，喷淋量重新计算如下：以水洗槽为例进行计算（原有喷管数为每侧41支，每支喷管上有喷嘴2个）：

4、喷淋管数量计算：N=V t/P+1=12×1/0.3+1=41喷管上喷嘴数计算：n1=H/P1+1=1/0.3+1=4其中：N为喷管数；V为输送链链速（m/min）；t为工艺处理时间（min）；P为喷管相邻间距（m）。n1为喷管上喷嘴个数；H为工件高度（m）；P1为喷嘴上喷管间距。由上述计算可见，改造后，链速及工艺时间不变，因此水洗槽每侧面的喷管数没有发生变化。但由于过件高度增加，每支喷管上的喷嘴数由原来的2个增加为4个，喷管长度也相应进行了加长改造。改造后泵容量的计算：泵容量(m3/h)=喷嘴总数×喷嘴工艺压力下的流量（L/min）×60/1000=（41

5、15;4×2）×5.6×60/1000=110m3/h。原来泵的流量为100 m3/h，部分进行喷淋，部分进行槽底循环，为满足改造后的喷淋量要求，该泵专门用于喷淋，另外一台备用泵进行槽底循环。其它水洗槽的改造也是如此。2.1.3、UF系统UF液产量：过线面积增加后，需要的UF液最大量重新计算为：UF液量（m3/h）=泳涂面积（m2/h）×1.21.5（L/m2）×系数（一般取1.21.3）=90×10×1.5×1.3=1.76 m3/h。车架涂装线原有UF设备UF液最大产量为2m3/h，能满足要求。2.1.4、电泳

6、烘干炉高度及热量方面： 高度方面的通过性：烘干炉炉门起升最大高度为1460 mm，经实际测量，能满足小车架（截面240 mm以下）4根/吊点过烘干炉，但大车架（240 mm以上）3根/吊点总高度为1475mm，超出烘干炉门最大起升高度15mm。本着以最小的改动得原则，将烘干炉门上框高度上提50mm，满足了大车架3根/吊点通过烘干炉。 热量方面通过性：改造后工件烘干需要热量计算如下：根据工件加热所需要的热量与散热损失的热量来计算出改造后工件烘干需要的热量（按最大的车架计算），改造后大车架3根一摞进烘干炉，一炉烘6根，所需要烘干炉的热容量计算如下： 所需热量=（加热所需热量+散热损失热量）

7、5;1.5Q总=（ Q工件+Q挂具等+Q炉壁散热+Q风管散热+Q排气散热+Q开口热损失）×1.5Q工件= M工件× C铁×(t2-t1)= =697728 KJ/hQ挂具= M挂具× C铁×(t2-t1)= =58880 KJ/hQ炉壁散热=A炉壁外表面积×r1×(t2-t1)= 31440 KJ/hQ风管散热= A风管表面积×r2×(t2-t1)= 600KJ/hQ排气散热=V排气量×273÷(273+180) ×C空气×(t2-t1)= =14489 KJ/hQ

8、开口热损失= A开口部分总面积×273÷(273+160) ×C空气×(t2-t1)= 10331 KJ/hQ总= 120.6×104 KJ/h，现有烘干炉热容量为375×104 KJ/h，直通式烘干炉，热效率按15%计算，实际有效热量为Q实际=56.25×104 KJ/h，不能满足烘干要求，需要增加热量为：Q不足=（120.6 -56.25）×104 KJ/h =64.35×104 KJ/h的热量。考虑以最小的改动量及升温加热效果快的原则，决定新增部分采用远红外辐射器。64.35×104 KJ

9、/h的热量折算成电加热功率为：P1=Q不足/860=64.35×104 ×0.24/860=180KW。因此在车架烘干炉两侧内壁均匀增加了功率为180KW的远红外辐射器。其中上述公式中各参数代表的意义如下：t2工件烘干时最高温度：180 C，t1平均室温：20 C ，C铁钢材的比热容：0.46，C空气空气的比热容1.026，r1炉壁散热系数：一般取1.5r风管散热系数：一般取1.5M工件车架质量：1580×6=9480 Kg，M挂具车架器具质量：400×2=800 Kg，A炉壁外表面积(28×2+2.5×2+28×2.5)

10、×2=131 m2A风管表面积2.5 m2V排气量28×2×2.5=140 m2P1远红外加热器的最大功率，千瓦Q不足需要增加部位的热量，千卡/小时，8601千瓦小时的热当量。2.2、电泳泳透力及阴、阳极面积比例：2.2.1、电泳漆泳透力：改造后，因单位时间内过线工件面积增加，为保证电泳质量，电泳漆的泳透力需要提高。为此，除增加了阳极的面积量外，车架电泳漆由原来的EH2092更换为其升级换代产品EK3000，EH2092的泳透力为18cm（Ford法），EK3000的泳透力为20cm。另外，EK3000阴极电泳漆的固化温度为150-160，为低温产品，可以大大节省

11、烘干成本。2.2.2、阴、阳极面积比例：阳极面积计算：改造后电泳槽过件面积最大为90m2，按照阴、阳极的面积比4：1，计算出阳极的面积为90÷4=22.5m2。车架电泳槽改造前实际阳极面积为70支×0.2 m2/支=14 m2，需要增加8.5 m2的阳极面积。同时结合提高工件底部的电泳效果，增加了25支L型阳极（每支面积0.33 m2），满足了改造后阴、阳极的面积比例要求。2.2.3、直流电源扩容改造：改造前：车架涂装线直流电源为原青岛总厂车架涂装线更换下来的，最大容量为700 A，至今服务年限已超过15年。改造后直流电源容量计算：车架涂装线最大过件面积为90 m2，按照经

12、验，每平方米泳涂面积的电流强度为10-20 A，可以计算出直流电源容量的容量需要增加至900 A1800 A。本着既能满足生产需要，又能降低设备投资费用的角度，成都分厂直流电源改造后容量扩展为1200 A。2.3、自行葫芦系统改造：对车架涂装线进行产能改造，由两班生产改为单班生产，涂装线的单位时间工件的通过量就要增加一倍，自行葫芦的装挂起重量也要增加一倍，因此自行葫芦也要进行相应改造。改造前，自行葫芦起重量为前后各1000 Kg，超过1000 Kg的车架每吊点只能单挂一根过线。通过改造，要满足所有车架都实现每吊点2根过线，成都分厂现生产的车架重量范围为420 Kg1580 Kg，车架最大重量为

13、1580 Kg，过线器具与链条的总重量为400 Kg，二者总重1980 Kg，因此，选择新葫芦的起重量为2000 Kg。行走电机的改造：单位吊点工件重量增加后，需要相应增加行走部分的驱动力。一般有两种办法，一种是更换驱动力大的电机，但成本较高，而且更换下来的行走电机没有其他用途，造成了设备闲置。另外一种方案是增加一台与现有行走电机相同型号的行走电机，改为双驱动模式，第二种方案投资小，而且原有设备参数保持不变，相比之下更为有利。因此，改造时车架自行葫芦行走系统采用了双驱动模式。2.4、过线器具设计改造及工艺优化： 改造前过线方式为：车架放在器具上，葫芦吊着器具过线，器具高度700 mm，因烘干炉

14、高度限制，截面大于240 mm的大车架一个吊点只能放一根过线，两个吊点一摞（2根车架）过烘干炉，烘干炉节拍为17分钟，单根大车架节拍为8.5分钟。改造后：车架器具高度提高500 mm，同时在葫芦悬链上设计挂钩，可以直接挂在车架纵梁的孔内过线，实现了大车架（截面大于240 mm）3台份/吊点过烘干炉，小车架（截面小于240 mm）4台份/吊点过烘干炉。过线方式为：前一个吊点用器具吊2台车架过线，紧接着后一个吊点不用器具，自行葫芦单挂1台车架（小车架2台）过线，在烘干炉前转挂工位，后一个吊点的车架直接落到前一个吊点的器具上，一起进烘干炉烘干。单根大车架节拍为5.67分钟（17÷3=5.6

15、7）,小车架为4.25分钟(17÷4=4.25)。具体过线方式见下图： 前一个吊点：用器具吊2台车架过线（见图1、图2） 图1：车架装挂 图2：葫芦吊着器具进入前处理线 紧跟的下一个吊点：不用器具，自行葫芦单挂1台车架过线（见图3、图4，图5，本图片为Q142A大车架） 图3：装挂（新增挂钩，直接挂在纵梁孔内） 图4：上件（葫芦直接挂单根车架上件） 图5（单根上件时，为防止脱落， 图6：后面吊点单根车架落到前一吊点上两挂钩之间采用弹簧和细铁链装挂） 烘干炉前的转挂工位：后一个吊点的单台车架直接落到前一个吊点的器具上，一起进烘干炉烘干。（见图6、图7、图8） 图7：烘干前转挂工位 图8

16、：三根车架一摞进烘干炉2.5、小件挂具改造：根据车架改造经验，小件器具借鉴车架器具进行了改造。改造前：挂具高度700 mm，长度8000 mm，单层挂钩，挂件数量平均约为300件/挂。（见下图9、10） 图9：单层挂钩挂具 图10：单层挂钩挂具挂件情况改造后：将现用小件挂具的高度增加500 mm，由原来的单层挂钩改为上下两层，宽度不同以降低屏蔽。挂件数量平均约为600件/挂，小件生产能力提高2倍。（见图11、12） （图11：改造后挂具，下层为新增部分） 上层 下层 （图12：改造后挂具挂件情况） 3、改造总投资：约50万元。4、改造后的效果：4.1、产品质量得到提高：改造后，通过实际验证，脱脂、磷化、水洗、电泳、烘干等各道工序质量均达到工艺要求，工件外观质量及漆膜厚度均有了明显提高。具体数据如下：漆膜厚度：由以前的18 um 提高至22±2 um。光泽（60°）：由以前的4070提高至6090。4.2、生产能力提高： 单台大车架生产节拍由现在的8.5分钟/台提高到5.67分钟/台，小车架由6分钟提高至4.25分钟，每挂小件数量由平均300件提高至600件，实现了大车架生产能力