侧喷式静电自动喷漆系统构成及应用

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我国摩托车工业起步较晚，从20世纪80年代后期才开始摩托车产品的引进、制造，涂装效率极低。近10多年来，我国摩托车涂装坚持走引进、消化、开发的道路，使摩托车涂装技术逐步跟上现代化。随着摩托车工业的不断发展和人们消费水平的日益提高，市场的竞争也日益激烈，人们不仅要求摩托车的使用性能高，而且对其漆膜的外观装饰性、各项机械性能的要求也越来越高，它是人们对摩托车质量的直观评价。  

　　静电喷涂技术因其具有涂料利用率高、优异的涂装质量、废漆和废漆雾的大幅度减少及对环保危害的降低等特征，该技术已经广泛用于汽车制造行业。1995年以来，我国摩托车涂装技术水平和自动化程度发生了质的飞跃，在当今节省资源、提高涂装生产效率和高环保要求下，喷涂技术已从手工空气喷枪喷涂、手工静电喷枪喷涂发展到现在的自动喷涂机喷涂。  

　　基于上述原因，珠江摩托车工业股份有限公司，在涂装车间的技改项目中引进了“兰氏”侧喷式静电自动喷漆系统，用于摩托车的车架及油箱的涂装。  

　　2　侧喷式自动静电喷漆系统构成  

　　2.1　自动喷枪组件  

　　由3把RA90型自动静电喷枪组成，每把枪涂料最大吐出量为500ml/min，最高施加电压为DC-90KV，空气耗量为100～400L/min。  

　　2.2　　高压发生器及供电系统  

　　由C高压发生器、高电压分电器JB-14型和电源变压器组成。喷漆室内的涂料雾化器作为负极，车架、油箱接地作为正极。喷涂时形成很高的静电场，可以获得优良的静电涂装效果。

　　2.3　控制系统  

　　喷涂机的控制使用程序化自动控制，并具有手动控制功能。涂料的吐出量、喷枪雾化空气、喷枪扇形空气、高电压的调整、防火花装置的调整均通过控制系统来完成。  

　　2.4　供漆系统  

　　由AC涂料定量齿轮泵供应装置进行涂料的恒定传输，这样可以获得膜厚均匀、光泽一致的漆层。  
　　2.5　往复升降机  

　　往复升降机带动静电喷枪进行Y方向的往复运动，升降幅度1800mm，前后方向通过手动方式移动，最大移动幅度500mm。

　　2.6　半自动清洗装置  

　　内设油漆自动循环回路，当停止喷漆时，可以将喷涂开关打到手动位置，完成喷枪的清洗工作。  

　　2.7　X方向跟踪油漆自动吐出系统  

　　根据设置于喷漆室前方光电管检测工件的X方向，运输链与脉冲信号同步，将检出数据传输至控制系统，自动进行X方向的涂料开关控制。

　　3　侧喷式自动静电喷漆系统的应用  

　　3.1　工艺平面布置  

　　由2套侧喷机完成车架及油箱的底涂和面涂，每台侧喷机上均装有3把静电喷枪，当喷涂油箱时，3把枪同时工作，油箱作90°反转；当喷涂车架时，中间静电喷枪不工作，车架作180°反转。布置侧喷机时，应注意喷枪与工件的距离（指车架或油箱在转动时喷枪与其最近和最远的距离）保持在250～300mm之间，仙喷机与后面喷漆室壁板距离不能太近，否则易造成返漆现象，应保持在300mm以上。  

　　3.2　工艺要点  

　　（1）喷漆室风速  

　　静电喷漆室的排风主要是排除静电涂装过程中产生的溶剂蒸气，静电涂装时漆雾飞溅及溶剂挥发量小，因此，静电喷涂时喷漆室的风速、排风量小于一般空气喷涂。风速过大，不仅浪费能源，而且会影响漆雾的吸附力和涂装效果。建议风速为0.5～0.6m/s。  

　　（2）直流静电高压  

　　用90KV直流电。输出电源电压过低时，静电效应和涂料吸附变差，影响涂着效率；电压过高时，则易产生火花放电。因此，在生产过程中，应该注意控制好电压值。  

　　（3）雾化空气压力  

　　雾化空气压力为6×105Pa。静电自动喷枪所需压缩空气压力低于普通喷枪。过高的压力将影响漆雾的形状，影响静电效果。因此，在生产中要将空气压力调节在一个恰当的范围内。

  
　（4）涂料黏度  

　　涂料黏度比空气喷涂略低。不同的涂料品种，施工黏度随着温度、湿度的变化均有所不同，该值应经过一段时间的生产后制定出适合静电喷涂的黏度曲线表，将会更有效地提高雾化效果，使漆粒更好地沿着电力线方向环抱沉积。  

　　（5）涂料电阻值  

　　静电喷涂用涂料电阻值比空气喷涂低，在涂装时应将涂料的电阻值控制在规范内。电阻值太低时，易漏电，电压会显著降低，静电效果则会变差；电阻值过高时，则会降低微粒化效果，涂装机也易弄脏。有关涂料电阻值范围可通过工艺试验及设备供应商的建议来确定。  

　　（6）湿度的影响  

　　珠海地处沿海，霉雨季节湿度较大，有时相对湿度高达95%以上。由于湿度过大，在枪身表面凝结的水珠会使喷涂机工作时产生逆电流，如图2-13-2所示，从而影响涂装效果，污染涂装机，且不利于安全。对此，采取以下2个措施解决该问题。  

　　增强枪体的清洗。气管、枪身、高压发生器、电缆线应保证每天清洗，加强对涂装机的管理。

　　对涂料的成分作适当的调整，可结合现场试验及涂料供应商的建议而使用溶剂挥发较快的涂料。


　　（7）挂具设计  

　　因为该生产线为车架、油箱混线生产，因此挂具应分别设计，同时要保证工件与喷枪的距离在工艺规范内，且工件下端离地面的高度不应小于1m，否则会造成涂料吸附不良甚至不被吸附。在使用中应经常注意挂具的维护，确保挂具接地良好，被涂物吊挂正常。  

　　3.3　技术特性  

　　与普通空气喷涂相比，静电喷涂具有如下特性：  

　　（1）漆膜均匀，流平性好，桔皮现象明显改善。  
　　（2）提高漆膜的鲜映性和光泽度，PGD（鲜映度）值可提高0.1～0.3。  
　　（3）采用静电自动喷涂，有效降低了挥发性有机溶剂的排放量，减轻了涂装公害。  
　　（4）提高涂着效率，节省涂料。由于采用高压静电涂装工艺，车架、油箱悬挂在接地的输送链上（正极），喷涂机的放电极（电极加90KV高压）通负极，从而在被涂物和放电极之间形成很高的静电场，使雾化后的涂料在电场力的作用下具有良好的环抱效应，通过静电喷涂的油箱，涂着效率为72%。涂着效率按以下公式计算：  

　　已知：输送链速率为2m/min；挂具间距为0.8m；涂料吐出量为120ml/min；涂料相对密度按1.15g/cm3计，则涂料吐出量为138g/min；施工固体含量为42%；干漆膜质量通过实测平均为16.7g/台，则据上式计算出涂着效率为72%。  

　　普通空气喷涂涂料浪费大，利用率低，涂着效率只有30%左右，因此，静电自动喷涂的涂着效率比普通空气喷涂提高1.4倍左右，单台耗漆量大大降低，成本也大大低于普通空气喷涂。  

　　3.4　安全措施  

　　（1）设备使用前，应做好如下准备工作：  
　　?确认空气压力在工艺规范内；  
　　?确认喷涂机无异常指示，如有异常情况，找出原因并解除；  
　　?控制柜内的各断路器及电路保护器处于“ON”位置。  
　　（2）往复升降机运行采用连锁控制，即当升降机运行时，高压才向喷涂机供电。  
　　（3）当出现异常动作如高压电异常、喷漆门开启、空气压力不足、高压系统中任何位置发生火花放电，警报器鸣，除指示灯外，全部停止动作。  
　　（4）确保被涂物接地良好，被涂物与接地物之间的绝缘电阻值不应超过1MΩ。  
　　（5）必须保证整个系统安全接地，接地电阻小于1～2 MΩ。  
　　（6）维护、保养、清洗，喷涂机停止工作时，自动喷枪的雾化枪头必须接上带有接地电缆的钩。  

　　4　小结  

　　高压静电自动喷涂系统在车架、油箱上的应用，虽然需要加强设备的维护、保养和安全措施上的管理，但其极大地提高了涂着效率，降低了使用成本，改善了涂膜质量，为企业带来了良好的经济效益和社会效益。