左貞

摘 要：摩托車上的車架、油箱、塑料件、發(fā)動機(jī)等零部件對涂裝品質(zhì)要求高。針對國內(nèi)某廠搬遷技改項目的摩托車涂裝線工藝特點，提出了提高摩托車涂裝生產(chǎn)線的規(guī)劃設(shè)計水平的方法及思路。即采用低能耗、低污染、高質(zhì)量、高效率的涂裝工藝。重點應(yīng)提升涂裝工藝、設(shè)備以及配套管理水平，理順物流關(guān)系；使技改后的涂裝生產(chǎn)線整體水平達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，同時滿足環(huán)保、消防、節(jié)能、職業(yè)安全衛(wèi)生的要求。

關(guān)鍵詞：摩托車；涂裝；工藝；生產(chǎn)線；設(shè)計

1 引言

隨著摩托車工業(yè)的不斷發(fā)展和人們消費水平的提高，人們不僅要求摩托車的使用性能高，而且對其外觀裝飾性、耐蝕性的要求也越來越高。[1]涂裝是摩托車制造中的關(guān)鍵工藝之一；表面涂層是保護(hù)和裝飾摩托車的重要手段，它們可以對摩托車起到保護(hù)、裝飾、標(biāo)識，及特殊的防震、消聲和隔熱作用。摩托車長期暴露在空氣中，受到空氣中的水分、微生物、紫外線等的侵蝕。表面涂層就能起到隔離作用，防止機(jī)件腐蝕，延長其使用壽命。本項目是某摩托車廠搬遷技改項目；通過新建廠房及涂裝生產(chǎn)線、采用先進(jìn)的涂裝工藝及設(shè)備來提升產(chǎn)能及產(chǎn)品質(zhì)量，成為國內(nèi)一流的摩托車制造企業(yè)。

作者針對該項目在規(guī)劃設(shè)計階段的涂裝工藝方案特點、設(shè)備選型、物流組織等進(jìn)行分析，提出了今后現(xiàn)代化摩托車涂裝生產(chǎn)線的規(guī)劃設(shè)計思路。即采用低能耗、低污染、高質(zhì)量、高效率的涂裝工藝。重點應(yīng)提升涂裝工藝、設(shè)備以及配套管理水平，理順物流關(guān)系；使技改后的涂裝生產(chǎn)線整體水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先及國外先進(jìn)水平；同時滿足環(huán)保、消防、節(jié)能、職業(yè)安全衛(wèi)生的要求。

2 車間現(xiàn)狀

現(xiàn)有摩托車車架生產(chǎn)能力為3.0萬/月，油箱生產(chǎn)能力為1.5萬/月；有1條油箱生產(chǎn)線及1條車架陰極電泳生產(chǎn)線。塑料件涂裝單獨在一個車間生產(chǎn)。生產(chǎn)能力為2.5萬/月。目前存在的主要問題是生產(chǎn)場地狹小，生產(chǎn)設(shè)備陳舊。生產(chǎn)工藝落后，車架采用溶劑噴漆；污染大；塑料件采用人工前處理，噴涂采用手工噴涂，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，因此需要進(jìn)行全面的技改。

3 生產(chǎn)任務(wù)及生產(chǎn)綱領(lǐng)

3.1 生產(chǎn)任務(wù)

承擔(dān)車架等鋼件陰極電泳噴涂任務(wù)；

承擔(dān)油箱的前處理及噴涂底漆、刮灰打磨（少量）、噴涂面漆、罩光漆等防護(hù)裝飾性涂裝任務(wù)；

承擔(dān)塑料件的前處理及底面漆、罩光漆等防護(hù)裝飾性涂裝任務(wù)；

承擔(dān)發(fā)動機(jī)鋁件（缸頭、缸蓋、箱體、箱蓋等）的漆前處理、水分烘干、底漆、面漆、罩光漆噴涂及烘干任務(wù)。

3.2 生產(chǎn)綱領(lǐng)

摩托車整車規(guī)劃能力為80萬套；按此計算，車架線80萬套/年；油箱線35萬掛/年；塑料件線45萬掛/年；發(fā)動機(jī)件為500萬件/年；

4 工藝設(shè)計方案

4.1 設(shè)計原則

4.1.1 涂裝設(shè)計要按照一次規(guī)劃、分期實施的構(gòu)想，遵循高質(zhì)量、高水平、低成本的基本原則。采用低能耗、低污染、高質(zhì)量、高效率的涂裝工藝。本次涂裝搬遷改造重點應(yīng)提升涂裝工藝、設(shè)備以及配套管理水平，理順物流關(guān)系。技改后的涂裝生產(chǎn)線的整體狀況達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先及國外先進(jìn)水平。

4.1.2 在設(shè)計中采用新工藝、新技術(shù)、新材料，采用精益生產(chǎn)的思想組織生產(chǎn)，滿足多品種、大批量生產(chǎn)需求。

4.1.3 涂裝均按三班制生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)及產(chǎn)品特點，摩托車涂裝分別設(shè)置8條連續(xù)涂裝生產(chǎn)線；即1條懸掛車架前處理電泳電泳線、1條懸掛油箱前處理線、1條地鏈油箱底面漆涂裝線、1條橫向油箱光固化罩光線，2條塑料件前處理線、2條懸掛塑料件前處理線、2條地鏈塑料件面漆涂裝線、1條發(fā)動機(jī)前處理及涂裝線。其中1條油箱罩光線、1條塑料件前處理線、1條塑料件油漆線預(yù)留。

4.1.4 摩托車涂裝線集中設(shè)置在聯(lián)合廠房的涂裝車間內(nèi)，與其他車間隔離。在涂裝車間內(nèi)部，按照不同功能分區(qū)集中布置的原則，形成相對集中的上下掛區(qū)、前處理區(qū)、噴漆區(qū)、流平區(qū)、烘干區(qū)、空調(diào)送風(fēng)區(qū)、排風(fēng)區(qū)、輔助設(shè)備間。對塑料件涂裝區(qū)及油箱罩光線設(shè)置隔墻封閉，出入口設(shè)置風(fēng)幕，確保該區(qū)域清潔度。噴涂線區(qū)域采取全封閉進(jìn)行并保持微正壓狀態(tài)，并在噴漆室前端設(shè)置風(fēng)淋室。車間墻壁涂不積塵涂料，地面涂環(huán)氧不起灰涂料。

4.1.5車間為全封閉結(jié)構(gòu)，全室用潔凈空氣通風(fēng)換氣。向各操作工位送經(jīng)空調(diào)處理的新鮮空氣，夏季送冷風(fēng)，保證作業(yè)環(huán)境。返修、打磨工序?qū)嵭忻荛]空間作業(yè)，防止影響涂裝系統(tǒng)環(huán)境。減少油箱刮膩打磨量。少部分油箱需要刮膩打磨及拋光的均在生產(chǎn)線下單獨區(qū)域內(nèi)完成。

4.1.6設(shè)計中采用合理的工藝布局，保持物流順暢。摩托車油箱噴漆線摩托車車架及油箱零件上線在焊接車間，發(fā)動機(jī)鋁件上線在機(jī)加工車間，有利于工序間的自動連接、減少物流轉(zhuǎn)運量。塑料件上、下線均放在生產(chǎn)區(qū)外，有利于防塵。在每條涂裝生產(chǎn)線前端均設(shè)置工件自動靜電除塵設(shè)施。

4.1.7充分考慮消防措施。涂裝線噴漆室、流平室、烘干室、調(diào)漆室設(shè)置全淹沒組合分配式CO2滅火系統(tǒng)，并在上述室體內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和有機(jī)溶劑檢測裝置。車間并設(shè)有各種安全標(biāo)志、安全門、疏散通道等安全措施。

4.1.8 重視涂裝生產(chǎn)中環(huán)保及職業(yè)安全衛(wèi)生。針對不同特性的廢水、廢氣、廢渣等采取相應(yīng)的三廢治理措施，符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)輔房設(shè)有工人休息室、男女更衣室、廁所、浴室等公用衛(wèi)生設(shè)施。前處理過程中排放的酸堿廢氣進(jìn)行集中過濾處理。設(shè)置噴漆室集中送排風(fēng)系統(tǒng)。其中噴漆室廢氣經(jīng)過濾后匯集在煙道中集中高空排放。將烘干室廢氣處理和燃燒/空氣換熱合二為一，集風(fēng)機(jī)、過濾、燃燒及廢氣處理裝置為一體，自動化程度及綜合效率高，使車間氣體排放更潔凈環(huán)保。

4.2 主要工藝說明

采用低能耗、低污染、高質(zhì)量、高效率的涂裝工藝。

4.2.1 車架電泳線涂裝

車架采用無銹化生產(chǎn)。取消拋丸工序。為1條環(huán)型強(qiáng)制流水電泳生產(chǎn)線；

車架（含鋼件）產(chǎn)品電泳前處理采用噴浸結(jié)合，以浸為主的方式，采用中溫堿性脫脂、鈦鹽表調(diào)、中溫鋅鹽磷化的前處理及陰極電泳浸漆工藝，清洗采用常溫、逆流清洗方式，節(jié)約用水。陰極電泳后采用超濾水二級清洗，去離子水洗。車架電泳采用環(huán)氧丙烯酸自分層底面合一電泳漆涂裝工藝，利用丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂混合型陰極電泳涂料烘烤時形成2層分離的涂膜，一次電泳后再進(jìn)行表面補(bǔ)噴，并通過二次烘干，獲得具有耐候性與耐蝕性雙層功能的涂膜，提高車架表面質(zhì)量。涂裝前處理加熱，采用天然氣熱水鍋爐加熱。

4.2.2 油箱線

油箱線由前處理線與噴漆線分開的兩條生產(chǎn)線組成。

油箱的前處理均采用通過式全噴淋的方式。采用中溫堿性脫脂、鈦鹽表調(diào)、中溫鋅鹽磷化的工藝，清洗采用常溫、逆流清洗方式，以節(jié)約用水。磷化后的最后一道水洗采用去離子水洗，用壓縮空氣吹嘴自動吹水，并采取水分烘干。

油箱及塑料件、發(fā)動機(jī)鋁件噴涂均采用側(cè)噴往復(fù)機(jī)旋杯自動槍自動噴涂工藝，提高噴涂質(zhì)量及效率，潔凈生產(chǎn)。油箱面漆涂裝采用自動靜電噴涂（95%）+人工空氣補(bǔ)噴方式（5%）工藝方式。采用“濕碰濕”噴涂兩道面漆，經(jīng)流平后一次烘干。油箱面漆后的貼花在線下操作間內(nèi)完成。少量油箱底漆后對油箱表面進(jìn)行局部刮灰、干打磨處理，以獲得平滑的基層，增強(qiáng)涂層間結(jié)合力。刮膩打磨也可放在線下獨立的操作間內(nèi)完成。漆種選用耐蝕性好的環(huán)氧丙稀酸或氨基磁漆。噴漆在密閉式上送風(fēng)、下側(cè)抽風(fēng)的水簾噴漆室內(nèi)完成。烘干采用橋式下送下抽熱風(fēng)循環(huán)烘干方式。

油箱的罩光線為光固化生產(chǎn)線。采用機(jī)器人旋杯自動靜電噴涂+人工空氣補(bǔ)噴方式工藝方式。

4.2.3 塑料件前處理及油漆生產(chǎn)線

根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，設(shè)置兩條塑料件前處理及油漆生產(chǎn)線。塑料件兩條前處理線采用懸掛輸送方式。噴塑料兩條噴涂線采用地面鏈輸送方式。前處理采用全噴淋處理，前處理工藝主要有熱水洗、脫脂、表調(diào)、逆流冷水清洗、純水清洗等，并進(jìn)行水分烘干等。

塑料件噴漆采用三噴一烘工藝，采用自動噴涂+人工噴涂方式。分別噴涂底漆、面漆、罩光漆，經(jīng)流平后一次烘干的工藝。在噴漆前工件表面進(jìn)行手工除塵并噴涂一道導(dǎo)電底漆，以提高附著力。

4.2.4 發(fā)動機(jī)鋁件線

新建一條發(fā)動機(jī)涂裝流水線，完成發(fā)動機(jī)缸頭、箱體等零件的前處理、底漆、面漆、罩光漆、烘干等任務(wù)，涂裝后送機(jī)加工和裝配車間。涂裝線與其他生產(chǎn)區(qū)域隔開，毛坯打磨設(shè)置在涂裝區(qū)前端，工件返修區(qū)設(shè)置在生產(chǎn)線末端，并與生產(chǎn)線隔離。

涂裝線上的鋁件（缸頭、箱體、蓋類）漆前處理均采用通過式全噴淋式熱水洗、中溫弱堿性除油、水洗、化成、磷化、水洗、純水洗等工序；以徹底清除工件表面油污。發(fā)動機(jī)鋁件的前處理采用不含鉻酸的鈍化液進(jìn)行表面活化，避免重金屬污染。由于發(fā)動機(jī)內(nèi)部有鋼件，故在前處理線上增加1個磷化槽及2個水洗槽。油漆采用底漆、面漆、罩光三噴一烘的工藝。采用自動靜電噴涂（95%）+人工空氣補(bǔ)噴方式（5%）工藝方式。即噴涂底漆、面漆后先進(jìn)行流平，再噴涂一道罩光漆后一次烘干，以節(jié)約能源，保證表面漆膜質(zhì)量。

4.3 涂裝主要工藝流程

a.車架線

焊接后上掛至電泳前處理線→陰極電泳底漆→泳后超濾2級清洗→純水洗→電泳漆預(yù)烘干→補(bǔ)噴→電泳漆烘干→下線送總裝

b.油箱線

上線→遮蔽→前處理→水分烘干→倒線→手工除塵→自動噴底漆→人工補(bǔ)噴→流平→自動噴面漆→人工補(bǔ)噴→流平→面漆烘干→下線→打磨→貼花→檢查→轉(zhuǎn)上罩光線→除塵→噴罩光漆（或光固化）→流平→罩光漆烘干→下線送總裝

c.塑料件涂裝線

外來件上線→ 前處理→水分烘干→倒線→噴導(dǎo)電底漆→自動旋杯+人工補(bǔ)噴底漆→流平→自動旋杯+人工補(bǔ)噴面漆→流平→自動旋杯+人工補(bǔ)噴清漆→流平→油漆烘干→下線送總裝

d.發(fā)動機(jī)鋁件線

外來件上線→前處理→水分烘干→自動噴底漆→人工補(bǔ)噴底漆→流平→自動噴面漆→人工補(bǔ)噴面漆→流平→自動噴清漆→人工補(bǔ)噴清漆→流平→油漆烘干→下線送加工

4.4 主要設(shè)備選型

涂裝設(shè)備均為非標(biāo)設(shè)備。采用先進(jìn)的自動噴涂系統(tǒng)和機(jī)械化輸送系統(tǒng)。采用國內(nèi)著名的涂裝設(shè)備制造廠家制作。實現(xiàn)少人化、自動化的高效涂裝。

4.4.1 前處理設(shè)備

前處理采用全噴淋通過式聯(lián)合清洗機(jī)，并設(shè)有油水分離、磷化自動過濾及除渣裝置。各清洗槽體之間采用逆流清洗方式及節(jié)水式設(shè)計。主要有通過式多室聯(lián)合清洗機(jī)、陰極電泳涂裝設(shè)備、泳后清洗機(jī)等。前處理室體上方設(shè)置送排風(fēng)系統(tǒng)，加裝保護(hù)空腔，與毛刷共同形成對懸鏈和軌道有更良好防腐蝕保護(hù)的風(fēng)幕，解決懸鏈軌道對工件的污染問題。

4.4.2 陰極電泳涂裝設(shè)備[2]

主要有陰極電泳系統(tǒng)（含船形槽、循環(huán)攪拌系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、超濾清洗系統(tǒng)、陽極液循環(huán)及自動補(bǔ)加系統(tǒng)、直流電源、熱交換系統(tǒng)、電泳涂料補(bǔ)加裝置、耐酸不銹鋼泵、控制管閥、槽液的PH值、溫度、電導(dǎo)率等參數(shù)在線控制系統(tǒng)、備用電源、凍凍機(jī)等。

4.4.3 電泳烘干爐和油漆烘干爐

均采用多行程橋式烘干爐。采用天然氣加熱的熱風(fēng)循環(huán)加熱方式，可使室內(nèi)溫度均勻性達(dá)到3°C以內(nèi)，熱效率高，節(jié)能。油漆烘干爐排放的有機(jī)溶劑通過RTO得到了治理， RTO廢氣產(chǎn)生的熱量通過換熱器利用到前處理，不僅減少了大氣中VOC的排量，同時還節(jié)約了能源。

4.4.4 噴漆室

采用上送風(fēng)、下側(cè)抽風(fēng)的水簾式噴漆室。結(jié)構(gòu)簡單、投資少、除漆霧效率。送風(fēng)集中布置。冬季送熱風(fēng)（天然氣加熱），夏季送冷風(fēng)（水冷加噴淋）。送風(fēng)采用三級過濾、調(diào)溫調(diào)濕的新風(fēng)，噴漆室上部設(shè)動壓、靜壓室，保證噴漆室內(nèi)氣流均勻。在噴漆室一側(cè)人員進(jìn)出口處設(shè)置風(fēng)淋室，保證室內(nèi)清潔度，從以保證涂裝的最佳環(huán)境條件。

4.4.5 噴涂工具

油箱噴涂采用自動側(cè)噴機(jī)帶旋杯靜電噴槍為主，人工空氣補(bǔ)噴為輔的方式，涂敷效率高、能耗低。并帶有安全接地裝置，能有效防止在噴涂時產(chǎn)生火花。塑料件采用自動側(cè)噴機(jī)帶旋杯空氣噴槍為主，人工補(bǔ)噴為輔的噴涂方式。采用集中調(diào)漆、集中供漆方式。噴涂設(shè)備及輸調(diào)漆系統(tǒng)均采用國外先進(jìn)設(shè)備。

4.4.6 涂裝生產(chǎn)線輸送設(shè)備

采用自動化程度高的空中和地面鏈輸送系統(tǒng)。

車架生產(chǎn)線采用3寸普通懸掛輸送線組成強(qiáng)制流水生產(chǎn)線。油箱、鋁件及塑料件前處理線均采用輕型懸掛輸送線組成強(qiáng)制流水生產(chǎn)線。塑料件油漆線采用地面鏈輸送方式。

4.4.7 環(huán)保設(shè)備

充分考慮三廢治理等環(huán)保措施，采用環(huán)保型涂料，前處理過程中排放的酸堿廢氣高空排放。前處理清洗機(jī)產(chǎn)生的酸堿廢水排放至污水處理站處理。車架線采用綠色環(huán)保的陰極電泳涂裝工藝，無有機(jī)溶劑排放產(chǎn)生。噴漆室下部水池中的含漆渣廢水定期排放至污水處理站處理。部分廢水經(jīng)過脫色、除臭處理后作為中水回用。噴漆室產(chǎn)生的二甲苯、醇、酯等有機(jī)溶劑濃度較低、經(jīng)設(shè)備自帶過濾裝置處理達(dá)標(biāo)后集中高空排放，烘干過程中產(chǎn)生的二甲苯、醇、酯等有機(jī)溶劑廢氣經(jīng)RTO廢氣燃燒裝置處理達(dá)標(biāo)后高空排放。

4.4.8 消防系統(tǒng)

涂裝車間應(yīng)一側(cè)靠外墻布置，便于消防車輛進(jìn)出及人員疏散。

噴漆室、流平室和調(diào)漆室均設(shè)置全淹沒組合分配時CO2自動滅火系統(tǒng)，并設(shè)置溫度感應(yīng)器、火災(zāi)報警器（聲光），由控制系統(tǒng)采用換向針對噴射。噴漆室的通風(fēng)管道設(shè)有集漆裝置，并定期清除，避免管道發(fā)生火災(zāi)。

滅火系統(tǒng)與烘干爐、供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、噴氣系統(tǒng)、輸送機(jī)系統(tǒng)連鎖，滅火時，上述設(shè)備動力全部切斷。

5 結(jié)束語

通過本工程技改，不僅實現(xiàn)了大批量生產(chǎn)條件下的物流順暢，更提高了摩托車涂裝質(zhì)量和產(chǎn)能；由于在工藝規(guī)劃設(shè)計中嚴(yán)格遵循高質(zhì)量、高水平、低成本的基本原則，并在設(shè)計中采用低能耗、低污染、高質(zhì)量、高效率的涂裝工藝，采用了自動化程度高的設(shè)備，因此技改后的涂裝生產(chǎn)線整體水平達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，同時滿足環(huán)保、消防、職業(yè)安全衛(wèi)生的要求。該項目的成功實施也為今后在摩托車涂裝工藝規(guī)劃設(shè)計提供了一些好的思路及方法。

參考文獻(xiàn)

[1]正威.摩托車的涂裝[J].摩托車信息，2007，18.

[2]胡宗武，徐履冰，石來德.非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013：1218-1224.