挖掘機涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
課題: 挖掘機涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計
專 業(yè) 汽車服務(wù)工程
學 生 姓 名
班 級
學 號
指 導(dǎo) 教 師
專 業(yè) 系 主 任
發(fā) 放 日 期 2011年2月20日
一、設(shè)計內(nèi)容
涂裝流水線主要包括:前處理設(shè)備、噴粉系統(tǒng)、噴漆設(shè)備、烘爐、熱源系統(tǒng)、電
控系統(tǒng)、懸掛輸送鏈等七大組成部分。本設(shè)計任務(wù)為涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計,其
主要設(shè)計內(nèi)容如下:
1)涂裝生產(chǎn)線總體工藝方案的確定;
2)水分烘干室總體設(shè)計;
3)排風系統(tǒng)的設(shè)計;
4)相關(guān)零部件設(shè)計。
二、設(shè)計依據(jù)
1、產(chǎn)量:96掛/天
2、生產(chǎn)班制:三班,每班7小時,每周6天
3、廠區(qū)公用動力:
A、Electrical電: 380 V AC 3ph, 50Hz. 控制電壓不高于220V,單相,50HZ
B、Compressed Air壓縮空氣:設(shè)備設(shè)計壓力按 60 PSIG / 4.1 Bar
C、Factory Water工業(yè)水:壓力36 PSIG / 2.5 Bar
4、Part
工件重量:2,495 Kg;吊具重量:635 Kg
工件尺寸:7010mm x 1372mm x 1891mm
5、rocess Temperatures工序溫度:
Ovens烘干室400° F. / 205° C Maximum Part Temperature
三、設(shè)計要求
1.應(yīng)能滿足工況要求;
2.應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn),工作可靠,結(jié)構(gòu)簡單,裝卸方便,便于維修、調(diào)整;
3.應(yīng)符合行業(yè)標準,盡量采用通用件以便降低制造成本;
4.各動力部件用電氣控制;
5.設(shè)計圖樣總量:折合成A0幅面在3張以上;工具要求:應(yīng)用計算機軟件繪圖;
6.畢業(yè)設(shè)計說明書按照學校規(guī)定的格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印,字數(shù)不少于1萬字;
7.查閱文獻資料10篇以上,并有不少于3000漢字的外文資料翻譯;
8.到相關(guān)單位進行畢業(yè)實習,撰寫不少于3000字實習報告;
9.撰寫開題報告。
四、畢業(yè)設(shè)計物化成果的具體內(nèi)容及要求
1.設(shè)計成果要求
1)畢業(yè)設(shè)計說明書 1 份
2)工藝平面布置圖 A0 1張
3)水分烘干室總體 A0 1張
4)排風系統(tǒng)圖 A0 1張
5)零件圖 不少于7張(折合1 張A0以上)
2.外文資料翻譯(英譯中)要求
1)外文翻譯材料中文字不少于3000字。
2)內(nèi)容必須與畢業(yè)設(shè)計課題相關(guān);
3)所選外文資料應(yīng)是近10年的文章,并標明文章出處。
五、 畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃
起訖日期
工作內(nèi)容
備 注
2月20日~2月21日
布置任務(wù)
2月21日~3月5日
調(diào)查研究,畢業(yè)實習
3月5日~3月19日
方案論證,總體設(shè)計
3月20日~4月7日
技術(shù)設(shè)計(部件設(shè)計)
4月7日~5月7日
工作設(shè)計(零件設(shè)計)
5月8日~5月25日
撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書
5月26日~5月27日
畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯
5月28日~6月6日
修改資料
6月7日~6月8日
評閱材料
6月9日~6月10日
畢業(yè)答辯
6月11日~6月15日
材料整理裝袋
六、 主要參考文獻
1、蔡學熙. 現(xiàn)代機械設(shè)計方法實用手冊. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2004.
2、趙汝嘉等. 機械設(shè)計手冊(軟件版R2.0). 北京: 機械工業(yè)出版社. 2003.
3、徐灝. 機械設(shè)計手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2001.
4、手冊編委會. 現(xiàn)代機械傳動手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2002.
5、
6、
七、其他
八、專業(yè)系審查意見
系主任:
年 月 日
九、汽車工程學院意見
院長:
年 月 日
5
文 獻 資 料
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
學 生 姓 名 劉峰
班 級 B機制075
學 號 0710101527
指 導(dǎo) 教 師 邢 青 松
文 獻 資 料
[1] 單國良. 輕型客車客車廠涂裝車間設(shè)計[J]. 涂料工業(yè),2006,(9):54-58.
[2] 黃奏美. 國內(nèi)挖掘機涂裝生產(chǎn)線設(shè)計簡介[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2005,(11):68-70.
[3] 王宗文,蔣艷軍.汽車車身涂裝設(shè)備及分析[J].涂料工業(yè),2003,(2):27-30.
[4] 楊昀,楊鳳軍. 涂裝烘干設(shè)備室體設(shè)計探討[J].中原工學院學報,2008,(6):72-74.
[5] 范巧變,劉慶領(lǐng),吳志剛,賈鎮(zhèn)豪.底盤涂裝生產(chǎn)線烘干設(shè)備設(shè)計研究[J].工業(yè)加熱.2009,(6):73-74.
[6] 黃奏美. 發(fā)動機涂裝生產(chǎn)線設(shè)計[J].涂料工業(yè),2005,(10):37-40.
[7] 王慧忠.涂裝生產(chǎn)線的設(shè)備及常見問題[J].輕工機械,2008,(4):99-102.
[8] 張京生,梁煒,馮建祥.農(nóng)用車涂裝生產(chǎn)線的技術(shù)改造[J].涂料工業(yè),2000,(4):9-11.
[9] 陳清,楊璐,吳偉玲.熱回收式和蓄熱式熱力焚燒系統(tǒng)在涂裝線烘干室中的應(yīng)用[J].電鍍與裝飾,2009,(8):67-72.
[10] 王錫春.水分干燥及烘干室的設(shè)計[M].涂裝車間設(shè)計手冊,2011:148-150.
[11] 萬永.鐵路機車涂裝生產(chǎn)線的工藝設(shè)計[J].涂料工業(yè),2002,(11):24-27.
畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書
挖掘機涂裝生產(chǎn)線
水分烘干室設(shè)計
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
學生姓名
班 級
學 號
指導(dǎo)教師
完成日期 2011年6月6日
畢業(yè)設(shè)計
開題論證報告
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
學生姓名
班 級
學 號
指導(dǎo)教師
完成日期 2011年3月19日
課題名稱:挖掘機涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計
一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
1.課題來源:生產(chǎn)實際 課程或?qū)嶒炇医ㄔO(shè),產(chǎn)品名稱:挖掘機涂裝生產(chǎn)線水分烘干室
2.課題研究的主要內(nèi)容:水分烘干室的組成及其功能,烘干設(shè)備的烘干溫度,干燥時間,加熱方式,熱量計算,爐體的設(shè)計,送風循環(huán)方式的討論,循環(huán)量(供風機的風量),供風機,燃燒器,溫度調(diào)節(jié),平面布置問題,以及投產(chǎn)時間;產(chǎn)品設(shè)計的中應(yīng)能滿足工況要求;應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn),工作可靠,結(jié)構(gòu)簡單,裝卸方便,便于維修、調(diào)整;應(yīng)符合行業(yè)標準,盡量采用通用件以便降低制造成本;各動力部件用電氣控制。
3.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀:
(1).發(fā)展歷程
我國涂裝生產(chǎn)線的發(fā)展經(jīng)歷了由手工到生產(chǎn)線、到自動生產(chǎn)線的發(fā)展過程。我國的涂裝工藝可以簡單歸納為;前處理→噴涂→干燥或固化→三廢處理。我國的涂裝工業(yè)真正起源于50年代蘇聯(lián)技術(shù)的引進之后。一些援建的項目中開始建立了涂裝生產(chǎn)線,但這些生產(chǎn)線一般是鋼板焊的槽子加鋼結(jié)構(gòu)的噴(涂)漆室和干燥室(爐)組合的,由電葫蘆手工吊掛工件(少數(shù)用懸掛輸送機)運行。當時的酸洗槽一般均為鋼板襯鉛,隨著時代的發(fā)展,出現(xiàn)了襯玻璃鋼或全部采用玻璃鋼的槽子。從60年代開始,由于輕工業(yè)的發(fā)展,首先在自行車制造行業(yè)出現(xiàn)了機械化生產(chǎn)的流水線和自動化生產(chǎn)的流水線,以及在原有槽子流水線生產(chǎn)的基礎(chǔ)上加上程序控制的小車形成的程控流水線,這些主要是在上海和天津地區(qū)。這期間我國涂裝工業(yè)的主要任務(wù)還是以防腐為主。但隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,以及國外涂裝技術(shù)的發(fā)展,通過技術(shù)引進和與國外技術(shù)的交流,我國涂裝技術(shù)開始飛速的發(fā)展,在涂裝自動化生產(chǎn)方面,靜電噴涂和電泳涂漆技術(shù)的推廣應(yīng)用、粉末噴涂技術(shù)的研制及推廣,特別是我國家電行業(yè)、日用五金、鋼制家具,鋁材構(gòu)件、電器產(chǎn)品、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,使涂裝事業(yè)有了明顯的進步,在涂裝生產(chǎn)線中還出現(xiàn)了智能化的噴涂機器人。為前處理技術(shù)來說,最初前處理的傳統(tǒng)方式為槽浸式,按工藝流程逐槽浸漬。隨著工藝的改進和發(fā)展,出現(xiàn)了二合一(即除油、除銹)和三合一(即除油、除銹、鈍化)工藝。目前,國外及國內(nèi)的家電行業(yè)多采用噴淋式前處理,其特點是生產(chǎn)效率高,操作簡便,易于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化或半自動化,脫脂效果好,磷化膜致密均勻。但是不管怎么發(fā)展,表面處理的前處理工藝都是必須的,針對不同的涂層要求及對抗腐蝕的要求,除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。當然,在前處理工藝中,噴砂、拋丸或打磨工藝也在不同行業(yè)的不同部門按需要選擇應(yīng)用。時代的發(fā)展,表面處理工藝在發(fā)展,就水洗來說最初一般使用自來水,但是隨著工藝要求及發(fā)展,現(xiàn)在水洗已采用蒸餾水或純凈水;前處理也有采用超聲波的處理工藝。
(2).不足之處
目前我國涂裝生產(chǎn)線已成規(guī)模的估計有幾千條,引進的大型涂裝生產(chǎn)線幾乎占了一半左右。從我國現(xiàn)有的涂裝生產(chǎn)線來看,主要存在以下問題:
①設(shè)計水平不高
其一是我國在涂裝設(shè)備研制方面投入不多,很少有先進成熟的涂裝設(shè)備占領(lǐng)市場,即便是國內(nèi)自行建設(shè)的涂裝生產(chǎn)線,生產(chǎn)線上的一些關(guān)鍵設(shè)備也是引進為多。其二是我國一些基礎(chǔ)元器件及控制元件質(zhì)量不過關(guān),經(jīng)受不住長期考驗。因此,盡管生產(chǎn)線設(shè)計先進,但卻無設(shè)備的充分保證。同時國內(nèi)對生產(chǎn)線的投資盲目降低,不能按要求選取設(shè)備。由于諸多原因反映出生產(chǎn)線水平不高,牽涉到設(shè)計水平變化。實際我國自行設(shè)計制造的一些生產(chǎn)線結(jié)合國情,工藝及設(shè)備水平也不遜于國外的一些生產(chǎn)線,但常為元器件的可靠性和壽命所困擾。
②制造水平粗糙
國內(nèi)行業(yè)布局分散,企業(yè)規(guī)模一般比較小,綜合實力薄弱,在很大程度上依賴于手工操作,所以制造工藝粗糙、技術(shù)落后、設(shè)備外觀拙劣,直接影響了設(shè)備的性能指標和使用可靠性,也導(dǎo)致了國內(nèi)涂裝生產(chǎn)線價位低下的局面。
③使用水平低下
操作人員對涂裝知識欠缺,不按操作規(guī)程,不按工藝條件,無視操作環(huán)境,對環(huán)境保護不重視。
④安全水平堪優(yōu)
我國一些涂裝生產(chǎn)線由于一次性投資的限制,以及對安全問題的不夠重視,有大量的涂裝生產(chǎn)線不符合涂裝作業(yè)安全規(guī)程,對照國家涂裝作業(yè)安全規(guī)程系列標準,在防毒、防塵、防火、防爆等方面存在諸多隱患,如何達到綜合防護,促進涂裝生產(chǎn)線向有利于工人健康、保證安全的方向發(fā)展不夠重視、不下功夫。
1.一些國外涂裝技術(shù)水平不高的生產(chǎn)線魚龍混雜地流入中國市場。
2.引進無序,重復(fù)引進同類型的生產(chǎn)線。
3.引進的先進涂裝生產(chǎn)線沒有很好地消化吸收。
4.國內(nèi)自行設(shè)計研制的一些自動涂裝生產(chǎn)線未能廣泛地交流和推廣。
5.近年來國內(nèi)一些單位對涂裝生產(chǎn)線所用的設(shè)備、新技術(shù)的研制雖有一定重視,并取得一定成果,但由于研制投入受到人力、資金等限制,往往模仿多,獨立開發(fā)少,創(chuàng)新少,所以成效不顯著。
二、本課題擬解決的問題
涂裝流水線主要包括:前處理設(shè)備、噴分系統(tǒng)、噴漆設(shè)備、烘爐、熱源系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、懸掛輸送鏈等七大組成部分。本設(shè)計任務(wù)為涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計,其主要設(shè)計內(nèi)容為:
1)涂裝生產(chǎn)線總體方案的確定;
2)水分烘干室總體設(shè)計;
3)排風系統(tǒng)的設(shè)計;
4)相關(guān)零部件設(shè)計
三、解決方案及預(yù)期效果
解決方案:
1涂層烘干方式
涂層烘干方式可分為對流烘干,輻射烘干、對流加輻射烘干等多種形式。對流加熱干燥方式是以熱空氣為媒介,采用強制對流對工件涂層進行加熱。其優(yōu)點是烘干室內(nèi)溫度場均勻,溫度控制精度高。適合于質(zhì)量要求高、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件表面涂層的烘干。
輻射烘干通常是使用各種紅外線對工件進行加熱,能量的傳遞不需要任何中間媒介,即可由熱源直接傳遞至工件。輻射加熱的特點是升溫速度快,熱效率高,對水性涂料和粉末涂料固化效果更佳,但有效加熱區(qū)內(nèi)溫差較大,易出現(xiàn)照射陰影及照射盲點等缺陷,適用于結(jié)構(gòu)簡單和涂層要求不高的底盤類工件的烘干。對流加輻射復(fù)合加熱是上述兩種烘干方式的結(jié)合,在烘干室內(nèi)既有輻射烘干,又采用熱風對流烘干,烘干效果好,熱效率高。
2烘干熱源的選擇
烘干設(shè)備的加熱能源可選用的種類很多,目前常用的有蒸汽、燃油、燃氣、電等。蒸汽加熱適用于烘干溫度要求較低的場合,主要用于自干和低溫烘干型涂料的干燥,系統(tǒng)控制簡單,運行成本低;燃氣、燃油加熱干燥適用于各種涂層的干燥,烘干室升溫速度較快,系統(tǒng)的控制及管理要求較高,運行成本與當?shù)貧庠?、油價有關(guān),但干燥設(shè)備投資較高;電能加熱適用于多種涂層的干燥,烘干室升溫速度快,系統(tǒng)的控制精度高,操作、維護簡單,運行成本高。能源的選用要根據(jù)涂層所需的干燥溫度、工件的材質(zhì)、工件的形狀、涂層的質(zhì)量要求,現(xiàn)場能源配置狀況及運行成本等多方面因素綜合確定。
3烘干設(shè)備的形式
連續(xù)生產(chǎn)線上的烘干爐根據(jù)現(xiàn)場場地情況,可設(shè)計為單行程和多行程;根據(jù)烘干室形狀可分為直通式、橋式等。直通式烘干室結(jié)構(gòu)簡單,占地面積狹長。連續(xù)通過直通式烘干室,工件進出口門洞始終敞開,進出口門洞熱量損失大。為防止熱空氣流出和冷空氣流人,通常需在進出口門洞處設(shè)計空氣幕裝置。橋式烘干室,由于受工件上下坡角度的影響,占地面積大,但可通過進、出料端橋板的阻留作用,有效防止烘干室門洞熱量的外逸。
預(yù)期效果:所設(shè)計的流水線能夠滿足工況要求;運轉(zhuǎn)平穩(wěn),工作可靠,結(jié)構(gòu)簡單,裝卸方便,便于維修、調(diào)整;制造成本大大降低。
四、課題進度安排
2月21日~3月5日.畢業(yè)實習階段。
畢業(yè)實習,查閱資料,到多個公司實踐,撰寫實習報告。
3月5日~3月19日.開題階段。
提出總體設(shè)計方案及草圖,填寫開題報告。
3月20日~5月7日. 設(shè)計初稿階段。
完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。
5月8日~5月25日. 中期工作階段。
完善設(shè)計圖紙,編寫畢業(yè)設(shè)計說明書,中期檢查。
5月26日~5月27日.畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。
5月28日~6月6日.畢業(yè)設(shè)計整改。
圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿,材料復(fù)查。
6月7日~6月8日.畢業(yè)設(shè)計材料評閱。
6月9日~6月10日.畢業(yè)答辯。
6月11日~6月15日.材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見
簽名
年 月 日
六、專業(yè)系意見
簽名
年 月 日
七、學院意見
簽名
年 月 日
6
鹽城工學院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2011
1.前言
固化(干燥)是工業(yè)涂裝線的三大基本工序之一,是涂膜形成的重要工序,所用裝備(烘干室)是工業(yè)涂裝線的關(guān)鍵設(shè)備,其耗能量的大小直接影響涂裝成本。所以固化方法及裝備的選用是否合理,烘干規(guī)范的選用和執(zhí)行是否正確,會直接影響涂層質(zhì)量和涂裝成本。還有,地球的溫室效應(yīng)和節(jié)能省資源等已經(jīng)成為關(guān)系人類生存的課題,因而也不能忽視烘干室的高溫造成作業(yè)環(huán)境惡化和排氣對環(huán)境的污染等問題。
涂裝線用的烘干室(又稱干燥爐)大致可以分為兩大類:
①前處理、洗凈后的水分烘干室;
②涂膜(涂裝后的)烘干室。
兩者的目的和功能完全不同,前者僅水分蒸發(fā),使潮濕的工件變成干燥的工件。后者使涂膜固化(干燥),將被涂物加熱到固化溫度。隨涂料(樹脂、油等漆膜形成物)的固化(干燥)機理不同,涂膜固化可分為揮發(fā)干燥、氧化聚合、催化劑固化、熱固化等。在揮發(fā)干燥、氧化聚合和催化劑固化場合,熱不是涂膜固化的必要條件,而僅為縮短干燥時間,所使用干燥室稱為強制干燥室。熱固化(烘烤型)涂料的固化成膜,是靠涂料樹脂的熱固化反應(yīng)所需要的溫度和時間(例如140℃ 20min)等為必要條件,所用烘干室一般俗稱烘烤爐。
我國涂裝生產(chǎn)線的發(fā)展經(jīng)歷了由手工到生產(chǎn)線、到自動生產(chǎn)線的發(fā)展過程。我國的涂裝工藝可以簡單歸納為;前處理→噴涂→干燥或固化→三廢處理。我國的涂裝工業(yè)真正起源于50年代蘇聯(lián)技術(shù)的引進之后。一些援建的項目中開始建立了涂裝生產(chǎn)線,但這些生產(chǎn)線一般是鋼板焊的槽子加鋼結(jié)構(gòu)的噴(涂)漆室和干燥室(爐)組合的,由電葫蘆手工吊掛工件(少數(shù)用懸掛輸送機)運行。當時的酸洗槽一般均為鋼板襯鉛,隨著時代的發(fā)展,出現(xiàn)了襯玻璃鋼或全部采用玻璃鋼的槽子。從60年代開始,由于輕工業(yè)的發(fā)展,首先在自行車制造行業(yè)出現(xiàn)了機械化生產(chǎn)的流水線和自動化生產(chǎn)的流水線,以及在原有槽子流水線生產(chǎn)的基礎(chǔ)上加上程序控制的小車形成的程控流水線,這些主要是在上海和天津地區(qū)。這期間我國涂裝工業(yè)的主要任務(wù)還是以防腐為主。但隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,以及國外涂裝技術(shù)的發(fā)展,通過技術(shù)引進和與國外技術(shù)的交流,我國涂裝技術(shù)開始飛速的發(fā)展,在涂裝自動化生產(chǎn)方面,靜電噴涂和電泳涂漆技術(shù)的推廣應(yīng)用、粉末噴涂技術(shù)的研制及推廣,特別是我國家電行業(yè)、日用五金、鋼制家具,鋁材構(gòu)件、電器產(chǎn)品、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,使涂裝事業(yè)有了明顯的進步,在涂裝生產(chǎn)線中還出現(xiàn)了智能化的噴涂機器人。為前處理技術(shù)來說,最初前處理的傳統(tǒng)方式為槽浸式,按工藝流程逐槽浸漬。隨著工藝的改進和發(fā)展,出現(xiàn)了二合一(即除油、除銹)和三合一(即除油、除銹、鈍化)工藝。目前,國外及國內(nèi)的家電行業(yè)多采用噴淋式前處理,其特點是生產(chǎn)效率高,操作簡便,易于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化或半自動化,脫脂效果好,磷化膜致密均勻。但是不管怎么發(fā)展,表面處理的前處理工藝都是必須的,針對不同的涂層要求及對抗腐蝕的要求,除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。當然,在前處理工藝中,噴砂、拋丸或打磨工藝也在不同行業(yè)的不同部門按需要選擇應(yīng)用。時代的發(fā)展,表面處理工藝在發(fā)展,就水洗來說最初一般使用自來水,但是隨著工藝要求及發(fā)展,現(xiàn)在水洗已采用蒸餾水或純凈水;前處理也有采用超聲波的處理工藝。
目前我國涂裝生產(chǎn)線已成規(guī)模的估計有幾千條,引進的大型涂裝生產(chǎn)線幾乎占了一半左右。從我國現(xiàn)有的涂裝生產(chǎn)線來看,主要存在以下問題:
(1)設(shè)計水平不高
其一是我國在涂裝設(shè)備研制方面投入不多,很少有先進成熟的涂裝設(shè)備占領(lǐng)市場,即便是國內(nèi)自行建設(shè)的涂裝生產(chǎn)線,生產(chǎn)線上的一些關(guān)鍵設(shè)備也是引進為多。其二是我國一些基礎(chǔ)元器件及控制元件質(zhì)量不過關(guān),經(jīng)受不住長期考驗。因此,盡管生產(chǎn)線設(shè)計先進,但卻無設(shè)備的充分保證。同時國內(nèi)對生產(chǎn)線的投資盲目降低,不能按要求選取設(shè)備。由于諸多原因反映出生產(chǎn)線水平不高,牽涉到設(shè)計水平變化。實際我國自行設(shè)計制造的一些生產(chǎn)線結(jié)合國情,工藝及設(shè)備水平也不遜于國外的一些生產(chǎn)線,但常為元器件的可靠性和壽命所困擾。
(2)制造水平粗糙
國內(nèi)行業(yè)布局分散,企業(yè)規(guī)模一般比較小,綜合實力薄弱,在很大程度上依賴于手工操作,所以制造工藝粗糙、技術(shù)落后、設(shè)備外觀拙劣,直接影響了設(shè)備的性能指標和使用可靠性,也導(dǎo)致了國內(nèi)涂裝生產(chǎn)線價位低下的局面。
(3)使用水平低下
操作人員對涂裝知識欠缺,不按操作規(guī)程,不按工藝條件,無視操作環(huán)境,對環(huán)境保護不重視。
(4)安全水平堪憂
我國一些涂裝生產(chǎn)線由于一次性投資的限制,以及對安全問題的不夠重視,有大量的涂裝生產(chǎn)線不符合涂裝作業(yè)安全規(guī)程,對照國家涂裝作業(yè)安全規(guī)程系列標準,在防毒、防塵、防火、防爆等方面存在諸多隱患:
1.一些國外涂裝技術(shù)水平不高的生產(chǎn)線魚龍混雜地流入中國市場。
2.引進無序,重復(fù)引進同類型的生產(chǎn)線。
3.引進的先進涂裝生產(chǎn)線沒有很好地消化吸收。
4.國內(nèi)自行設(shè)計研制的一些自動涂裝生產(chǎn)線未能廣泛地交流和推廣。
5.近年來國內(nèi)一些單位對涂裝生產(chǎn)線所用的設(shè)備、新技術(shù)的研制雖有一定重視,并取得一定成果,但由于研制投入受到人力、資金等限制,往往模仿多,獨立開發(fā)少,創(chuàng)新少,所以成效不顯著。
本次畢業(yè)設(shè)計課題是挖掘機涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計,本課題來源于生產(chǎn)實踐。涂裝流水線主要包括:前處理設(shè)備、噴粉系統(tǒng)、噴漆設(shè)備、烘爐、熱源系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、懸掛傳送鏈等七大組成部分。本設(shè)計任務(wù)為涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計,應(yīng)能滿足工況要求,應(yīng)運行平穩(wěn)、裝卸方便、便于維修、調(diào)整。
2.涂裝生產(chǎn)線總體工藝布置方案的確定
工藝平面布置是涂裝車間工藝設(shè)計的最關(guān)鍵項。它要將涂裝工藝、各種涂裝設(shè)備(含輸送設(shè)備)及輔助裝置、物流人流、涂裝材料、五氣動力供應(yīng)等優(yōu)化組合,并表示在平面布置圖和截面圖上,它是涉及專業(yè)知識面廣、技術(shù)含量高的設(shè)計工作。
平面布置設(shè)計在整個涂裝車間設(shè)計中是一項極為重要的部分,它是根據(jù)工藝過程的需要把機械化設(shè)備、熱非標設(shè)備等合理地結(jié)合起來,布置在涂裝廠房內(nèi)。確保最大的工作便利,最好的工位和設(shè)備之間的運輸聯(lián)系,最小的車間內(nèi)部物流量。它是工藝設(shè)計文件的主要部分,是所有計算結(jié)果的綜合,它須對生產(chǎn)用設(shè)備及用具的數(shù)量和特征、工作人員的數(shù)量、特種作業(yè)組織方式和車間內(nèi)及相鄰車間之間運輸關(guān)系等方面給予明確的說明。總之,它可以形象的反映涂裝車間全貌。這是一個復(fù)雜的工作,應(yīng)從多方案中選擇最佳方案,需要反復(fù)幾次后才能最后完成。
涂裝工藝設(shè)計是根據(jù)被涂物體的特點、涂層標準、生產(chǎn)綱領(lǐng)、物流、用戶的要求和國家的各種法則,結(jié)合涂裝材料及能源和資源狀況等設(shè)計基礎(chǔ)材料,通過涂裝設(shè)備的選用,經(jīng)優(yōu)化組合多方案評選,確定出切實可行的涂裝工藝和工藝平面布置的一項技術(shù)工作,并對廠房、公用動力設(shè)施及產(chǎn)生輔助設(shè)施等提出相應(yīng)要求的全過程。
涂裝車間的設(shè)計包括工藝設(shè)計、設(shè)備設(shè)計、建筑及公用設(shè)計等。工藝設(shè)計貫穿整個涂裝車間的項目設(shè)計。一般在擴初設(shè)計階段,注意進行工藝設(shè)計(或稱為概念設(shè)計)。在對擴初設(shè)計方案進行審查論證后,方進入施工圖設(shè)計階段。在施工圖設(shè)計階段,工藝設(shè)計師要求對擴初期設(shè)計方案進行優(yōu)化、深化,然后向其他專業(yè)設(shè)計人員提出設(shè)計任務(wù)書及相應(yīng)的工藝資料(有時要向有關(guān)的專業(yè)公司提出招標書)。在各專業(yè)完成總圖設(shè)計后,要對各專業(yè)的設(shè)計進行審核對簽,必要時要把各專業(yè)的設(shè)計在平面圖上匯總,發(fā)現(xiàn)問題及時反饋給相應(yīng)專業(yè)設(shè)計人員,進行調(diào)整。當某種原因不能滿足工藝要求時,工藝設(shè)計師應(yīng)及時拿出調(diào)整方案。此外,工藝設(shè)計師還要負責各專業(yè)之間互提資料的協(xié)調(diào)工作。在所有專業(yè)設(shè)計完成后,工藝設(shè)計師要繪制最終的安裝施工平面圖。
2.1平面布置圖設(shè)計原則
平面圖布置的主要依據(jù)是車間任務(wù)、設(shè)計原則、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料及對機械化設(shè)備、非標設(shè)備的計算數(shù)據(jù),一般正常設(shè)計要遵守以下原則:
⑴根據(jù)車間規(guī)模,選擇平面圖尺寸,一般比例為1:100,用零號或零號加長圖樣繪制。
⑵在老廠房改造的情況下,首先按廠房原有資料,繪制好廠房平面圖,加新建廠房,則應(yīng)按照總布置的設(shè)計要求,結(jié)合工藝要求確定廠房長、寬、高尺寸。
⑶根據(jù)工藝流程表、機械化運輸流程圖及有關(guān)的設(shè)備外形尺寸計算數(shù)據(jù),從工件入口端開始進行設(shè)備布置設(shè)計。
⑷布置時要注意不能使設(shè)備主體距廠房柱子或墻壁太近,要預(yù)留出公用動力管線、通風管線的安裝空間以及涂裝設(shè)備安裝維修空間。在老廠房改造,或因某種特殊情況不能保證留出必要的間隙時,要盡可能想辦法使公用動力管線避開設(shè)備。
⑸要充分考慮附屬設(shè)備(如運輸鏈的驅(qū)動站和張緊裝置、前處理、電泳、噴涂設(shè)備的輔助設(shè)備等)所需面積。原則上附屬設(shè)備應(yīng)盡可能地靠近主體設(shè)備,其中供料及廢棄物排出設(shè)備要考慮足夠的操作面積,并且要有運輸通道。
⑹敞開的人工操作工位,除要保證足夠的操作面積外,還要考慮工位器具、料箱、料架的擺放位置及相應(yīng)的材料供應(yīng)運輸通道。
⑺從車間總體上要充分考慮物流通道、設(shè)備維護檢修通道、安全消防通道及安全疏散門,如果是多層廠房,要考慮布置安全疏散樓梯。
⑻按照工序的不同功能、對工作環(huán)境的不同要求或清潔度的不同要求,可把整個涂裝車間按底漆、封閉線、中涂及面漆噴涂區(qū)、烘干區(qū)、人工操作區(qū)、輔助設(shè)備區(qū)等進行分區(qū)布置,便于設(shè)備、生產(chǎn)管路和車間清潔度的控制,也便于熱能回收利用等。
⑼對公用專業(yè)設(shè)備及一些附屬裝置所需要的面積應(yīng)預(yù)留出了(如廠房采暖空調(diào)機、中央控制室、化驗室、車間辦公室、各種材料及備品庫、設(shè)備及工具維修間、廁所、配電間、動力入口等)。
⑽在布置遠近結(jié)合的過渡性方案時,平面布置圖上應(yīng)充分考慮將來擴建改造容易,原則上擴建部分可與已有部分隔開,不能因擴建而影響正常生產(chǎn),要在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)過渡。
⑾在老廠改造、利用老廠房的情況下,設(shè)備布置圖要充分考慮原廠房的結(jié)構(gòu)特點,盡可能不對原廠房進行改動,必須改動時,要考慮改動的可能性。
⑿平面圖中各種設(shè)備的外形尺寸、定位尺寸要清楚,一般的定位基準線是軸線或柱子中心線,有時也可以以墻面為基準(不提倡),各設(shè)備都應(yīng)編號(稱平面圖號)。機械化運輸設(shè)備要注明運行方向,懸鏈要注明軌道頂?shù)臉烁摺?
⒀由于平面圖上反映的內(nèi)容較多,所以必須使用標準符號,各地區(qū)設(shè)計部門均有自己習慣采用的圖例。每個平面圖上必須有圖例,可在圖上說明欄中加以說明。
⒁平面布置圖應(yīng)包括平面圖、立面圖和剖面圖,必要時要畫出涂裝車間在總圖中的位置。如果1張樣圖不能完全反映布置情況,可用2張或者3張圖,原則是使看圖的人能夠很容易了解車間全貌,對在圖中表示不清楚的部分,可在圖上說明欄中加以說明。
在布置工位和設(shè)備時,作業(yè)區(qū)域、人行通道和運輸通道可參照下列尺寸設(shè)計。
設(shè)備主體距廠房柱子或墻壁的距離為1~1.5m;作業(yè)區(qū)域?qū)挾葹?~2m;維修和檢修設(shè)備的人行通道寬度為0.8~1m;人行通道寬度為1.5m;能推小車的運輸通道寬度為2.5m;人工搬運距離一般不宜大于2.5m;從工位到最近的安全疏散口或樓梯口的距離一般不要大于75m,在多層建筑內(nèi)不應(yīng)大于50m。
2.2平面布置的方式
平面布置方式由一般串聯(lián)式不分區(qū)布置發(fā)展到現(xiàn)代的單層平面分區(qū)布置和多層立體分區(qū)布置。
單層平面布置方式是設(shè)備主體基本布置在一個平面上,前處理、電泳及噴漆室等的附屬設(shè)備分別布置于主體設(shè)備的旁邊或地下,分區(qū)化不是很明顯。
多層立體分區(qū)布置方式是結(jié)合涂裝設(shè)備龐大且輔助設(shè)備多的特點,在按工藝布局需要的多層次結(jié)構(gòu)廠房內(nèi),將輔助設(shè)備分別布置于主體設(shè)備的上方或者下方,將主要工藝操作區(qū)與輔助系統(tǒng)操作區(qū)分開,布置的分區(qū)化十分明顯。“分區(qū)”的概念是將環(huán)境清潔度、溫度要求相同的工序相對集中,主體設(shè)備與輔助設(shè)備分層布置,例如按清潔度分為一般清潔區(qū)、清潔區(qū)和高清潔區(qū),將噴漆室相對集中在一個高度清潔的區(qū)域,并在四周設(shè)置供清潔的空調(diào)的潔凈間,又如將烘干室相對布置在一個區(qū)域(或一層上),以減少散熱對車間內(nèi)作業(yè)環(huán)境氣溫的影響。
兩種布置方式相比,多層次立體分布方式的占地面積少,充分利用空間,地下工程少,在物流和作業(yè)環(huán)境方面比較合理先進。
2.3工廠內(nèi)的物流、人流線路
被涂物搬運到涂裝車間,進入涂裝線,再將涂裝成品從涂裝車間送往下個車間的流動路線稱為“物流線路”,線路越短、升降和迂回越少,效率越高。在被涂物入口側(cè)要設(shè)緩沖、保養(yǎng)和存放吊掛具的場所。
在出口側(cè)要設(shè)必要的冷卻、包裝等工序的設(shè)備場所。為設(shè)計好工藝平面布置圖,設(shè)計單位應(yīng)和客戶一起探討設(shè)備和作業(yè)的最大功率。
人流路線指作業(yè)人員在涂裝線中日常作業(yè)的距離范圍,最短的場合,效率最好。因此應(yīng)分析被烘涂物和輔助材料的搬運,被涂物與輸送鏈間的裝、卸等作業(yè)內(nèi)容,將作業(yè)集中在同一場所附近較為理想。還有人員的安全疏散距離要符合有關(guān)規(guī)定。
從人員的作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)場所的關(guān)系來決定人員配置,也是經(jīng)營方面的重要設(shè)計點。還有,借助于平面布置圖的優(yōu)化設(shè)計來省人員,與靠機械裝置的自動化同樣重要。
2.4設(shè)備平面布置的注意點
在繪制涂裝線的平面布置圖時,主要注意點是輸送鏈路線在平面上彎曲和里面上的升降處理情況,起判斷基準是其對涂裝品質(zhì)和功能、能源效率等影響。舉主要設(shè)備的實例說明如下:
前處理設(shè)備能直線布置最好,不得已轉(zhuǎn)彎的場合,也要保證磷化工序前后的水洗工序呈直線布置。處理工序意外的出入口室、工序間的過度間室應(yīng)盡可能的小。
前處理后設(shè)水分烘干室場合,出前處理設(shè)備就應(yīng)立即進入烘干室,時間長了易導(dǎo)致生銹。
噴粉室、粉末涂裝的自動與手動噴涂之間,晾干區(qū)段、電泳涂裝與后清理之間都希望是直線布置。
在采用懸掛輸送式的熱風烘干場合,烘干室出入口呈橋式,且是多行程往復(fù)型。為使從輸送鏈上落下的塵埃最少,轉(zhuǎn)彎越少越理想。最低限度為最初的5min(升溫段)應(yīng)保持直線。
輸送系統(tǒng)的布置除工程上必需的空間(場所)外,所占空間越少越好。引導(dǎo)線要短,如果徒勞部分15%,則對徒勞無效部分要重新優(yōu)化。
2.5工藝平面布局圖設(shè)計的評價方法
平面布局設(shè)計的優(yōu)劣直接影響涂裝線的經(jīng)營,其優(yōu)劣的評價基準如下:
① 輸送鏈的有效利用率。在輸送鏈的全長中各工序所需要的長度所占的比例(輸送鏈的有效利用率)高,有效利用率就好,一般是80%~90%,85%以上的場合為優(yōu)。
被涂物高度大的場合,輸送鏈的升降多,因而該數(shù)值就低。
② 面積(平面)的有效利用率。涂裝生產(chǎn)線(涂裝車間)所占的面積中,個裝置所占必要面積的比例(平面有效利用率)高為優(yōu),一般為70%~90%,空地的活用很重要,不然成為不含物流線路和死角場所的場合就多。
③ 空間的有效利用率。參觀涂裝線,常見噴漆室、烘干室下空間寬暢的場合較多。
在涂裝車間空間中各裝置的容積所占的比例(空間利用率)一般是40%~70%,空間多的場合,不僅提高了兩個建筑物的造價,也成為在涂裝車間生產(chǎn)必不必要的氣流、能源損失、涂裝塵埃缺陷等的原因。
④ 高溫區(qū)集中化(水分烘干室、油漆烘干室同屬高溫區(qū))。
⑤ 涂裝室作業(yè)性、被涂物與人流的關(guān)系良好(暢通)。例如,通過平面布置,盡力提高噴漆室的有效利用率,減少噴漆室空運轉(zhuǎn)時間。在大量流水式的生產(chǎn)線上主要客服“大馬拉小車”的現(xiàn)象(如L15m×W5.5m的車身噴漆室僅布置2~4個噴漆工操作)。應(yīng)充分利用作業(yè)面、噴涂工位數(shù)和生產(chǎn)節(jié)拍時間來選用長度合適的噴漆室。另外,在生產(chǎn)節(jié)拍時間長(大于10min/臺)的場合,通過精心設(shè)計改變生產(chǎn)方式和平面布置(如優(yōu)化輸送被涂物的方向和方式)來提高噴漆室的有效利用率。
⑥ 輔助裝置的配置。涂裝生產(chǎn)線的輔助裝置有純水裝置、噴涂裝置、脫臭裝置、掛具脫漆裝置、熱水鍋爐等。也可以理解為涂裝車間空間有效利用率,利用50%左右的空間,下功夫配置在主設(shè)備的附近。
⑦ 不同涂裝方式工藝平面布置圖比較。上述工藝平面布置圖設(shè)計是最一般的懸掛式運輸鏈的連續(xù)流水涂裝線,隨采用的運輸方式和被涂物的裝掛方式不同,工藝平面布置圖會產(chǎn)生大的變化,因此應(yīng)多方案比較。
按照以上評價基準評價工藝平面設(shè)計的結(jié)果列于表2-1。
表2-1 工藝設(shè)計的評價
項目
基準
評價
輸送鏈的有效利用率
80%~90%
85%
面積(平面)有效利用率
70%~90%
85%
空間有效利用率
40%~70%
85%
高溫區(qū)分離
分區(qū)布局
烘干室區(qū)
涂裝室作業(yè)性
人流物流
靠近裝卸工位
輔助(附帶)裝置的場所
空間確保
有余地
涂裝工藝平面布局圖設(shè)計必須多方案比較。前述工藝平面布置圖設(shè)計是采用最一般的懸掛式輸送鏈連續(xù)流水生產(chǎn)線的場合,可是隨輸送鏈的方式和被涂物搬送方式可作出很大的變更。因此必須認真的優(yōu)化組合,多種工藝平面布置圖方案,經(jīng)過專家審核,評選出各項經(jīng)濟指標最佳、物流人流合理暢通,如表2.5.1所列評價基準優(yōu)良的工藝平面布置圖。
2.6繪制工藝平面布置圖
被涂物生產(chǎn)量
(月產(chǎn)量)
搬運方法:裝掛、裝掛間距、掛數(shù)量/月
搬運速度
輸送鏈速度(m/min)
設(shè)計
各工序
涂料涂
裝方法
各設(shè)備·裝置
(L×W×H)
工藝平面
布置圖
圖2-1 工藝布置設(shè)計順序
按照圖2-1所示順序繪制最一般的涂裝線(懸掛式輸送鏈)平面布置圖。
(1) 確定被涂物的搬運方式、生產(chǎn)節(jié)拍和輸送速度 按被涂物的尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀、材質(zhì)等以及適應(yīng)被涂裝工藝要求確定被涂物通過涂裝生產(chǎn)線時的輸送方式(裝掛空間)和裝掛間距;根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)(M)、工時基數(shù)(t)和設(shè)備有效利用率(k)計算生產(chǎn)節(jié)拍(T)。
式中T—生產(chǎn)節(jié)拍,如被涂物是總成,大型件,如汽車車身,則以min/臺表示,如被涂物是小型零部件,則以min/掛(筐)表示,當某產(chǎn)品由多種或幾十見零部件組成,則按每套(臺)產(chǎn)品占用掛具(筐)數(shù)來換算;
t -工時基數(shù),min;
k-設(shè)備有效利用率;
M-生產(chǎn)綱領(lǐng)。
間歇式生產(chǎn)就按生產(chǎn)節(jié)拍運行;連續(xù)式生產(chǎn)按下式計算所得鏈速:
V=L/T
式中V-鏈速,m/min;
L-裝掛間距,m;
T-生產(chǎn)節(jié)拍,min/臺。
生產(chǎn)節(jié)拍是涂裝車間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),可根據(jù)它的每套產(chǎn)品的涂裝工作量的大小,來選擇涂裝車間的生產(chǎn)方式(間歇生產(chǎn)或流水線連續(xù)生產(chǎn)方式)和涂裝工序間的運輸方式。
(2) 確定涂裝工藝流程及工藝參數(shù)(處理方式、工藝時間和溫度等),同時選定涂裝材料的類型和涂裝設(shè)備(裝置)的類型、規(guī)格型號(L×W×H)。
(3) 繪制工藝平面布置和截面圖 按上述確定的工藝流程和用戶提供的的現(xiàn)場條件(如廠房、氣候、能源等)繪制工藝平面布置圖。設(shè)計順序如圖2.5.1所示。工藝平面布置圖至少應(yīng)有三版:擴初設(shè)計、施工設(shè)計、安裝施工。
2.7工藝流程確定
表2-2 工藝流程表
名稱
備注
手工清理室
型鋼自支撐結(jié)構(gòu)
密封防水
骨架用型鋼,采用鋼管或彎曲槽鋼,以便外觀平整,內(nèi)部構(gòu)件支撐
所有外部碳鋼骨架須清理,涂底、面兩道環(huán)氧涂層防止腐蝕
磷化清理室
型鋼自支撐結(jié)構(gòu)
采用304不銹鋼做側(cè)、頂板
所有地面采用強化玻璃鋼板格柵。格柵厚度38mm,格柵外形尺寸不超過610 mm x 1200 mm,防滑。格柵支撐與室體材料配套
室體連續(xù)焊接,防止蒸汽及液體外溢
加熱工位室體采用50 mm厚保溫層。采用可靠的方式防止保溫層脫落
保溫層外板采用滲鋁板,在長度方向上連續(xù),消除水平接縫
人行門、風管及其它穿洞處另外加強
骨架用型鋼,采用彎曲槽鋼,以便外觀平整,內(nèi)部構(gòu)件支撐
所有外部碳鋼骨架須清理,涂底、面兩道環(huán)氧涂層防止腐蝕
瀝水接水盤采用304不銹鋼,密封防水焊接。有足夠支撐防止變形。瀝水板要求有一定斜度
設(shè)有進出口氣動門,與輸送機聯(lián)鎖。材料與室體匹配
手工吹水室
模塊結(jié)構(gòu),每個單元可自支撐,盡量減少現(xiàn)場加工、安裝工作量
室體壁板用滲鋁板制作
防水,堅固
整體結(jié)構(gòu)骨架用型鋼,采用鋼管或彎曲槽鋼,外表平滑,內(nèi)襯支撐
室體外采用的碳鋼型鋼預(yù)先清理,涂底、面漆,以及環(huán)氧表層防腐
水分烘干室
采用對流加熱,有保溫層的室體。進出口有風幕,循環(huán)風管,排風系統(tǒng)(含排風機,煙囪),燃燒機加熱裝置,防爆口
室體密封
對工件進行適度的烘干
室內(nèi)溫度均勻,無死角
準備室
底層噴粉室
提供一套高質(zhì)量全方位的粉體涂層系統(tǒng),配備所有輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠生產(chǎn)出一流質(zhì)量的粉體涂層部件
任何工作場所杜絕出現(xiàn)含有硅或潤滑劑成分的材料
所有生產(chǎn)設(shè)備、卸料斗、風扇、軟管、過濾器和所有其他相關(guān)的設(shè)備都必須在系統(tǒng)啟動前徹底清潔干凈。確保所有用于清潔的化學產(chǎn)品都與整個粉體噴房系統(tǒng)工程使用的所有材料(包括所有部件和合成橡膠)相容。嚴格按照廠家建議的清潔程序,在清潔前向業(yè)主和涂料供應(yīng)商提交書面的清潔計劃
粉體噴房系統(tǒng)的設(shè)計考慮到可以輕易拆卸和更換系統(tǒng)的各個零部件,比如傳送泵、噴槍、過濾器,和其他可更換的零部件,而無需修改設(shè)備或返工。最重要的是能夠到達指定場所進行正常的功能維護(潤滑、風扇帶檢查和過濾器更換等)
兩間粉體噴房,一間用于底層噴粉,另一間用于面層噴粉。每間噴房的長度大約為9145mm。粉體噴房系統(tǒng)的設(shè)計、施工與安裝符合本說明書中列出的以下的功能要求:
可以噴涂零部件,使其達到均勻一致的2千分之一寸的最低有機粉固化膜的厚度。噴房可以容納設(shè)計范圍內(nèi)所有尺寸的零部件。
設(shè)計緊湊,其配置具備卷上、卷下的功能,用以改變顏色和日常維護。噴房是一個封閉式的系統(tǒng),可以利用一個集成筒式過濾器組件來回收粉末。
可拆卸式筒式過濾器/收集器的組件,帶有垂直排列的過濾器,以便于清潔和更換。筒式過濾器帶有一個自動連續(xù)后脈沖操作系統(tǒng),可以連續(xù)不斷地清除吸住的粉末,使得筒式過濾器在受控靜態(tài)壓降穿過介質(zhì)時可以透氣。
收集器帶有一個流動的傳送裝置,以自動回收粉末。
排氣扇推動的氣流將粉末封閉在噴房的內(nèi)倉中。排氣扇通過噴房的開口(即零件開口、槍孔、傳送帶口、簡修口)將含有噴涂外溢粉末的空氣吸住。排氣扇帶有一個進氣葉片控制節(jié)氣閘。
通過筒式過濾器,從噴房內(nèi)倉排出的空氣被送入大小適宜的終端過濾器。終端過濾器被用來去除至少百分之九十五的0.3微米(.00012”) 和更大的顆粒。過濾后的清潔空氣被排放到干凈的室內(nèi)空氣中。
粉體噴房系統(tǒng)可以用人工模式操作。
噴槍控制系統(tǒng)能夠完全控制粉體噴涂功能。這個系統(tǒng)的參數(shù)可以調(diào)整,包括送粉速度、噴涂方式和高壓靜電充電。
每支噴槍可以用單獨的電/氣槍控制模式來控制。
粉體噴房系統(tǒng)可以自動回收噴涂外溢的粉末,將其送入一個主要進料斗。進料斗安裝有一個旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。這個濾網(wǎng)可以在把粉末送回進料斗之前,將大顆粒從回收的粉末中分離出。
每個粉體噴房有兩個人工噴涂站,便于操作工在噴房內(nèi)進行人工噴涂。每個噴涂站有一個固定高度的高架便攜式工作平臺,便于操作工進行操作,以實現(xiàn)最大范圍的人工操作區(qū)域。平臺可以承載一個操作工的重量。
底層烘干室
粉體底層凝膠固化爐系統(tǒng),包括所有的輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠生產(chǎn)出一流質(zhì)量的烤漆零部件。凝膠爐有一套紅外線加熱系統(tǒng)
這個粉體凝膠固化爐包括隔熱烘箱、進出自動門、紅外線輻射器、新風過濾器、排風管道、排風扇和煙囪以及防爆管
粉體凝膠固化爐完全密封,并帶有防水板,可以避免煙氣泄漏和空氣滲入
這個粉體固化凝膠爐可以使粉末在產(chǎn)品上適當?shù)亟Y(jié)成凝膠
核定所有氣流速度、風扇靜態(tài)壓力、發(fā)動機尺寸、加熱器尺寸和所有其他設(shè)備的尺寸。設(shè)備安裝之前,提交完整的系統(tǒng)計算給業(yè)主,以征得業(yè)主的批準
設(shè)計考慮到能夠輕松拆卸和更換各個元件,如過濾器、風扇、加熱元件,和其他所有可更換的元件,而無需修改設(shè)備或返工。最重要的是能夠到達指定區(qū)域進行正常的維護(加熱元件檢查和更換,潤滑等)
所有爐內(nèi)的區(qū)域能連續(xù)監(jiān)控,以明確控制系統(tǒng)PLC/SLC控制器所用的實際百分比的動力。 控制系統(tǒng)能夠識別適宜的加工條件,如果合適的加工參數(shù)沒有達到,就發(fā)出警報
預(yù)留強冷室
強冷室包括所有輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠在二十分鐘內(nèi)將最大的零部件從375°F冷卻到175°F
冷卻管道的尺寸在長度上大約為9100mm
底層強冷室
強冷室包括所有輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠在二十分鐘內(nèi)將最大的零部件從375°F冷卻到175°F
冷卻管道的尺寸在長度上大約為9100mm
面層噴粉室
提供一套高質(zhì)量全方位的粉體涂層系統(tǒng),配備所有輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠生產(chǎn)出一流質(zhì)量的粉體涂層部件
任何工作場所杜絕出現(xiàn)含有硅或潤滑劑成分的材料
所有生產(chǎn)設(shè)備、卸料斗、風扇、軟管、過濾器和所有其他相關(guān)的設(shè)備都必須在系統(tǒng)啟動前徹底清潔干凈。確保所有用于清潔的化學產(chǎn)品都與整個粉體噴房系統(tǒng)工程使用的所有材料(包括所有部件和合成橡膠)相容。嚴格按照廠家建議的清潔程序,在清潔前向業(yè)主和涂料供應(yīng)商提交書面的清潔計劃
粉體噴房系統(tǒng)的設(shè)計考慮到可以輕易拆卸和更換系統(tǒng)的各個零部件,比如傳送泵、噴槍、過濾器,和其他可更換的零部件,而無需修改設(shè)備或返工。最重要的是能夠到達指定場所進行正常的功能維護(潤滑、風扇帶檢查和過濾器更換等)
兩間粉體噴房,一間用于底層噴粉,另一間用于面層噴粉。每間噴房的長度大約為9145mm。粉體噴房系統(tǒng)的設(shè)計、施工與安裝符合本說明書中列出的以下的功能要求:
可以噴涂零部件,使其達到均勻一致的2千分之一寸的最低有機粉固化膜的厚度。噴房可以容納設(shè)計范圍內(nèi)所有尺寸的零部件。
設(shè)計緊湊,其配置具備卷上、卷下的功能,用以改變顏色和日常維護。噴房是一個封閉式的系統(tǒng),可以利用一個集成筒式過濾器組件來回收粉末。
可拆卸式筒式過濾器/收集器的組件,帶有垂直排列的過濾器,以便于清潔和更換。筒式過濾器帶有一個自動連續(xù)后脈沖操作系統(tǒng),可以連續(xù)不斷地清除吸住的粉末,使得筒式過濾器在受控靜態(tài)壓降穿過介質(zhì)時可以透氣。
收集器帶有一個流動的傳送裝置,以自動回收粉末。
排氣扇推動的氣流將粉末封閉在噴房的內(nèi)倉中。排氣扇通過噴房的開口(即零件開口、槍孔、傳送帶口、簡修口)將含有噴涂外溢粉末的空氣吸住。排氣扇帶有一個進氣葉片控制節(jié)氣閘。
通過筒式過濾器,從噴房內(nèi)倉排出的空氣被送入大小適宜的終端過濾器。終端過濾器被用來去除至少百分之九十五的0.3微米(.00012”) 和更大的顆粒。過濾后的清潔空氣被排放到干凈的室內(nèi)空氣中。
粉體噴房系統(tǒng)可以用人工模式操作。
噴槍控制系統(tǒng)能夠完全控制粉體噴涂功能。這個系統(tǒng)的參數(shù)可以調(diào)整,包括送粉速度、噴涂方式和高壓靜電充電。
每支噴槍可以用單獨的電/氣槍控制模式來控制。
粉體噴房系統(tǒng)可以自動回收噴涂外溢的粉末,將其送入一個主要進料斗。進料斗安裝有一個旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。這個濾網(wǎng)可以在把粉末送回進料斗之前,將大顆粒從回收的粉末中分離出。
每個粉體噴房有兩個人工噴涂站,便于操作工在噴房內(nèi)進行人工噴涂。每個噴涂站有一個固定高度的高架便攜式工作平臺,便于操作工進行操作,以實現(xiàn)最大范圍的人工操作區(qū)域。平臺可以承載一個操作工的重量。
面層烘干室
粉體固化爐系統(tǒng),包括所有輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠生產(chǎn)出一流質(zhì)量的烤漆零配件。固化爐設(shè)置有電子紅外線升溫區(qū)和對流保持區(qū)
粉體固化爐包括隔熱的烘箱、進出自動門、內(nèi)外供給室、回收和排氣管道、排氣扇和煙囪、加熱箱和防爆閥
粉體固化爐完全密封,帶有防水板,以避免煙氣泄漏和空氣滲入
粉體固化爐能正確地固化產(chǎn)品
核定所有氣流速度、風扇靜態(tài)壓力、發(fā)動機尺寸、加熱器尺寸和所有其他設(shè)備的尺寸。在設(shè)備安裝之前,提交完整的系統(tǒng)計算給業(yè)主,以征得業(yè)主批準
固化爐的設(shè)計要考慮到能夠輕松拆卸和更換各個元件,如過濾器、風扇、加熱元件,和其他所有可更換的元件,而無需修改設(shè)備或返工。最重要的是能夠進入指定區(qū)域進行正常的維護(加熱元件檢查和更換,潤滑等)
所有爐內(nèi)的區(qū)域都必須能連續(xù)監(jiān)控,以明確控制系統(tǒng)PLC/SLC控制器所用的實際百分比的動力。 控制系統(tǒng)必須能夠識別適宜的加工條件,如果合適的加工參數(shù)沒有達到,就發(fā)出警報
固化爐必須在一個小時之內(nèi)從冷的啟動溫度達到指定的操作溫度
粉體固化爐的尺寸在長度上大約為17070mm。 紅外線升溫區(qū)的長度為7925mm,能用二十分鐘使加工的部件升溫。對流保持區(qū)的長度為9145mm,二十分鐘的保持時間
固化爐升溫區(qū)利用電子紅外線加熱元件。每個區(qū)有不同的電平功率。 根據(jù)不同加工部件的尺寸和重量,需要有幾個不同的烘烤配方
粉體面層固化爐的紅外輻射區(qū)室體共分為內(nèi)外兩層,外層面板50mm厚的保溫板,模塊組裝結(jié)構(gòu),內(nèi)外板用滲鋁板,覆蓋在彎曲槽鋼上,與水份烘干室一致;內(nèi)層為150mm厚保溫板,內(nèi)外板也用滲鋁板,覆蓋在彎曲槽鋼上。內(nèi)層安裝紅外線輻射器,內(nèi)外層之間的夾層作為隔離層,安放輻射器的接線裝置,并設(shè)有冷卻風以延長輻射器的使用壽命,有效防止熱量的散失。在室體的側(cè)面外層設(shè)保溫有檢修門,以便于維修人員的日常檢修工作
為確保烘干室內(nèi)溫度的均勻性,對流區(qū)熱風循環(huán)次數(shù)為每分鐘3.2次;為確保烘干室的安全性和提高涂層的光澤度等表面質(zhì)量,全室的換氣次數(shù)為每小時57次,以限制易燃氣體的濃度,使其始終低于爆炸極限的25%
面層強冷室
強冷室包括所有輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠在二十分鐘內(nèi)將最大的零部件從375°F冷卻到175°F
冷卻管道的尺寸在長度上大約為9100mm
預(yù)留強冷室
強冷室包括所有輔助設(shè)備、零部件、加工設(shè)備和控制器,能夠在二十分鐘內(nèi)將最大的零部件從375°F冷卻到175°F
冷卻管道的尺寸在長度上大約為9100mm
3.水分烘干室的設(shè)計
3.1水分烘干的基本原則
在水系處理劑前處理被涂物,被涂物表面上殘留的水分,其狀態(tài)隨被涂物的形狀和前處理最終工序的液溫而變化。各部位的附著水量隨形狀和表面處理的多少有增減(水平面100L/m2,斜面75mL/m2,垂直面50mL/m2,轉(zhuǎn)角1000mL/m2)。表面的附著水量是水分烘干室設(shè)計上基本數(shù)值,一般取平均值為100mL/m2。。
水在大氣壓下的沸點為100℃,一般考慮烘干室要使水的溫度達到100℃才能蒸發(fā),實際上垂直面在50℃左右就已有大半蒸發(fā),被涂物不到100℃就干燥。
前處理工藝的熱水洗的液溫為50℃,2~3min就干了。就是為保持熱水洗的水洗,需大量水更新,隨之加熱能量增大。
在處理后的水質(zhì)差的場合,在被涂物下部的凹面上會產(chǎn)生污染物雜質(zhì)的濃縮,導(dǎo)致涂裝后起泡(涂膜剝離)。
水分烘干室的干燥規(guī)范為80~150℃,5~10min,要使水平面和凹面積留的水完全蒸發(fā),因此被涂物的溫度要上升50~100℃,達到噴涂條件還需要冷卻時間。
設(shè)定水分干燥的時間、溫度是以干燥、滯留的水為基準。假如用吹干等物理方法除去滯留的水,僅是表面涂膜的水分和銳邊部附著的水分,只需要1min左右就可能干燥。
吹干有采用壓縮空氣和鼓風機吹風兩種方式。在涂裝線上一般使用壓空機??墒窃谑褂脡嚎s空氣場合,必須使用通過干燥器除濕過的空氣。
吹水空氣壓與距離的平方成正比,因此被涂物凹陷部分和里面難吹干,要注意空氣壓過高,會使得輕的被涂物從掛具上掉落。在吹干場合還要注意防止結(jié)露問題,吹干的溫度應(yīng)略高于室溫。
被涂面水分未除盡,對涂裝質(zhì)量有較大的影響,在溶劑型、粉末型涂裝場合,殘留的水分是使涂裝后產(chǎn)生漆膜起泡、針孔的原因。在水性涂料場合,殘存的濕氣雖可被吸收為水性涂料的水分,但成為水滴程度后,就成為起泡等涂膜缺陷的原因。
3.2烘干室的組成及其功能
烘干室的加熱方式為熱風式和輻射式。
烘干室一般由室本體、進出口端部(氣封室)、熱風循環(huán)系統(tǒng)(含循環(huán)風機、排風風機、循環(huán)風管、吸風口和吹風口)、加熱裝置(加熱器或燃燒爐、熱交換器等)、測溫系統(tǒng)等組成。
3.2.1烘干室實體
它是一個保溫的廂式體,應(yīng)具備以下功能:
①優(yōu)良的熱絕緣性、保溫性,沒有“熱橋”;具有熱膨脹性。
②無泄漏,內(nèi)壁的氣密性好;便于維修與清理。
③總質(zhì)量要輕,熱容量要小。
④應(yīng)有自行裝卸的功能。能承載輸送系統(tǒng)和風管的負荷。
⑤不發(fā)生塵埃、灰塵、銹等。能進行快速、清潔地安裝。
烘干室室體一般是鑲板式結(jié)構(gòu),有的公司設(shè)計的烘干室,在工廠焊接成一定長度(如4m、6m、9m)的室體模段(內(nèi)壁板硅青銅密封焊接),再運到現(xiàn)場焊接成烘干室整體。如何輕量化,又能耐輸送系統(tǒng)的荷重,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上十分重要??捎幂p質(zhì)量的鋼梁,內(nèi)外壁板夾絕熱材料組裝制成壁板的方法。還有烘干室受熱膨脹,考慮有吸收收縮的結(jié)構(gòu)也不可缺。為防止油煙和熱氣外溢,壁板間和風管連接頭間隙的密封也十分重要。
根據(jù)使用溫度等,烘干室本體內(nèi)外壁板、絕熱材料的選用如表3-1所示。
表3-1 烘干室室體得材質(zhì)
溫度/℃
用途
保溫/min
內(nèi)壁板②/mm
外壁板①/mm
風管③保溫/mm
60以下
自然烘干
50巖棉
1鍍鋅鋼板
0.4鋼板
不需要
60~120
強制烘干
75巖棉
1鍍鋅鋼板
0.6鋼板
50隔熱層
120~180
烘干
100玻璃棉
1鍍鋅鋼板
0.6鋼板
50隔熱層
180~240
粉末涂料和含氟涂料
150玻璃棉
1鍍鋁鋼板
0.8鋼板
100隔熱層
240以上
氟涂料
200玻璃棉
1鍍鋁鋼板
1.0鋼板
150隔熱層
① 外壁板涂裝可用銀灰色、指定色或用彩板。
② 在烘干水性涂料的場合,內(nèi)壁板可選用不銹鋼板。
③ 風管用材與內(nèi)壁板相同,高溫風管采用耐熱不銹鋼板。
圖3-1 水分烘干室的原理圖
烘干室骨架和支撐架用型鋼制作,表面經(jīng)噴丸或酸洗除銹后涂防銹漆,安裝結(jié)束后涂面漆。烘干室內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)部件不允許涂涂料,應(yīng)鍍鋅防銹。
烘干室外壁板如果選用鍍鋅鋼板,在制造、安裝過程應(yīng)注意保護,不宜和不需涂涂料。在鍍鋅板上涂涂料,如果底漆選用不當,在使用過程中使涂膜老化、剝落,反而成為涂裝車間的塵源。
3.2.2烘干室的出入口部(氣風室)
由于烘干室有效空間的氣溫高于外界和周圍設(shè)備的溫度,為防止熱空氣散發(fā)出來和冷空氣的進入,烘干室的被烘干物的出入口部必須設(shè)置保溫裝置(如氣封室),其方式有三種:
①設(shè)置上下升降或左右開的爐門(僅適用于間歇式烘干作業(yè))。
②設(shè)置傾斜式(橋式)或垂直升降進出口端(氣溫室)。使烘干室地面高于進出口端得上沿,利用熱空氣比冷空氣輕來達到氣封隔熱的效果。
③設(shè)置風幕間隔區(qū)段(氣封室)。
3.2.3熱風循環(huán)系統(tǒng)
熱風式烘干室是靠循環(huán)空氣的對流傳遞熱,被烘干物的升溫速度和烘溫分布的均布性取決于熱風循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計。因此熱風循環(huán)是烘干室設(shè)計的關(guān)鍵。它是由風機、循環(huán)風管、吹風口和吸風口、循環(huán)風加熱裝置等組成。
烘干室一般裝備有循環(huán)風機和排風機。循環(huán)風機是從烘干室內(nèi)抽氣,經(jīng)加熱裝置(加熱器或熱交換器)加熱后,再送回到烘干室內(nèi);排風機是從烘干室內(nèi)排除烘干過程中產(chǎn)生的溶劑蒸氣和油煙。
被涂物在烘干室內(nèi)應(yīng)處于同一溫度下,這點十分重要,需保持烘干室的風速均勻,設(shè)計采用調(diào)節(jié)風口的風速。當被涂物的形狀是平面狀等均一的場合時,高速吹風,能大幅度地縮短升溫時間,使用靜壓2MPa以上的噴嘴。吹風口得出口風速3~15m/s。
在采用噴嘴吹風的場合,設(shè)計要點是使整條送風管道靜壓相同。因噴嘴主要靠靜壓送風,這樣才能使各噴嘴的出口風速相同,為此主風管須配置必要風量為2~5被容量的靜壓室。
被涂物的部分烘干不均勻、過烘干等缺陷,多為吹風口調(diào)整不良造成。供吹風的方法有下吹風、側(cè)吹風和上吹風等方法。選用何種方法,取決于被烘干物體的形狀、輸送和吊裝掛式;也有兩種方法的結(jié)合式(下吹和側(cè)吹,上吹和側(cè)吹)。
循環(huán)式吸風管一般與吹風管對稱設(shè)置,可是也有從烘干室體直接吸風的場合。
① 熱風循環(huán)量與溫度的關(guān)系。烘干的基本條件是將被涂物升溫到所規(guī)定的溫度,在該溫度下保持規(guī)定的時間。為此,烘干室內(nèi)空氣的溫度必須是從入口到出口整體均一的溫度,為使上下及左右方向的溫度差小,就需要一定的風速。
特別是上下方向希望有0.3m/s以上的風速。實際上循環(huán)風機要大于0.1m/s的速度。還有,以烘干室的內(nèi)容為基準,應(yīng)選用每分鐘循環(huán)2~3次風量的循環(huán)風機。
本方式要注意以下幾點:
a.被涂物底材厚度不同的場合,升溫時間的差別較大。在同一烘干室中,由于底材厚度不同產(chǎn)生烘干狀態(tài)的差異。一般溫度設(shè)置低和涂膜厚的部分烘干不透,反之,溫度設(shè)定高和涂膜厚度薄的部位容易產(chǎn)生過烘干。
b.隨被涂物表面循環(huán)空氣的速度的變化,升溫時間、溫度也有差異,因此,烘干室內(nèi)的風速必須均一化。
c.烘干室上下的溫度差,在風速慢的場合,沿高度方向每米約差10℃。
d.大量空氣循環(huán)加熱,漏氣和排氣過多等易造成熱能損失。為此,烘干室的設(shè)計要有現(xiàn)場同時確認的必要。
② 循環(huán)空氣的加熱裝置。它是熱風式烘干室的循環(huán)系統(tǒng)的重要組成部分。它的類型和構(gòu)造隨所選用熱源和加熱方式而不同,如以電為熱源的加熱裝置與燃油燃氣(天然氣、液化石油氣)等的不同:前者構(gòu)造簡單,可直接加熱;以燃油燃氣為熱源的加熱裝置較復(fù)雜,由燃燒爐、燃燒裝置(燃燒噴嘴)和燃燒風機(向燃燒噴嘴壓送新鮮空氣用),以及僅間接加熱場合用的熱交換器等組成。現(xiàn)今一般是由循環(huán)風機、燃燒爐、熱交換器等組成的、布局緊湊的三元體或四元體(含烘干室廢氣處理功能)的熱風循環(huán)加熱裝置。根據(jù)循環(huán)風量、熱源類型、加熱溫度等選擇加熱裝置的類型、規(guī)格型號。
③ 循環(huán)空氣的加熱方式。在使用天然氣、液化石油氣、燃油、城市煤氣等熱源場合,烘干室循環(huán)空氣的加熱方式分直接加熱和間接加熱兩種。在烘干品質(zhì)(如外觀裝飾性)要求高的場合,采用間接加熱方式,即燃燒氣體(煙道氣)通過換熱器加熱烘干室的循環(huán)空氣的方式;燃燒氣參與與熱風循環(huán),直接加熱被涂物的方式稱為直接加熱,用于烘干品質(zhì)要求不高的場合。他們在涂膜品質(zhì)、成本方面的優(yōu)缺點如表3-2所示。
表3-2循環(huán)空氣的加熱方式的比較
項目
直接加熱
間接加熱
間接輻射
熱源
液化石油氣、液化天然氣、煤油、電
柴油、煤油、液化石油氣、蒸汽
柴油、煤油、液化石油氣
設(shè)備費用
低
增加熱交換器、燃燒風機
增加熱交換器、燃燒風機
燃燒費
低
增高20%~30%
增高20%~30%(隨形狀有差異)
涂膜品質(zhì)
不完全燃燒、醛類、NOx的影響,特別是淺色
無問題
被涂物部位不同有溫差(內(nèi)部的溫度差)
排氣體
多
少(爐內(nèi)氣、燃燒氣體)
少(爐內(nèi)氣、燃燒氣體)
為確保烘干室循環(huán)空氣的清潔度,在循環(huán)空氣系統(tǒng)設(shè)有過濾器;在烘干裝飾性要求高的涂膜場合,在烘干室內(nèi)的吹風口增設(shè)過濾層。
3.2.4電控系統(tǒng)
本系統(tǒng)電源采用三相五線制380V,50Hz交流電源,設(shè)備控制電壓為單相220V,50Hz交流電源,信號電壓為直流24V電源。照明及報警采用單相220V,50Hz交流電源和單相36V,50Hz交流電源。
設(shè)備上位機用ROCKWELL-羅克韋爾公司利用intel PC機組成系統(tǒng),而所有在PC機上運行的工控軟件與接口通訊軟件所要求的軟件環(huán)境都是Windows,操作站用中文版(如下圖)。
圖3-2電控系統(tǒng)原理圖
設(shè)備工位控制站采用PLC+人機界面形式控制,產(chǎn)品都選用德國西門子公司的產(chǎn)品,現(xiàn)場采集信號輸入開關(guān)量均為直流24V,模擬量均采用4—20mA的電流環(huán)閉系統(tǒng),以防止信號干擾;輸出信號均為晶體管信號,通過中間繼電器及固態(tài)繼電器進行信號隔離,以保證控制器不被電壓沖擊而造成損壞。人機界面是現(xiàn)場工人同機器溝通的橋梁,利用觸摸式控制和可視化觀察達到模擬屏顯示、現(xiàn)場按鈕盒操作、儀表顯示的功效。
現(xiàn)場的風機、水泵、電機等都采用變頻控制,在每一道工序都可達到自身的閉環(huán)控制,通過信號的采集和處理,在由本地控制器發(fā)出指令,既可以實現(xiàn)局部的DCS系統(tǒng)控制,又可以通過BUS總線實現(xiàn)全局聯(lián)網(wǎng)控制及信號采集反饋。變頻器均采用德國西門子440系列產(chǎn)品。
輻射烘干采用遠紅外加熱方式,現(xiàn)場通過可控硅連接移相調(diào)功和觸發(fā)板實現(xiàn)溫度調(diào)控,數(shù)據(jù)可采集的效果。
3.3烘干室的設(shè)計與計算
3.3.1烘干室實體尺寸的計算
(1) 通過式烘干室的實體長度的計算 通過式烘干室的實際長度按下式計算:
L=l1+l2+l3=10m+1.5m+1.5m=13m
式中 L-通過式烘干室的長度,m;
l1-烘干室加熱區(qū)和保溫區(qū)得長度,m;
v-輸送機速度,m/min;
t-烘干時間,min;
R-輸送機的轉(zhuǎn)向輪半徑,m,應(yīng)注意被烘干物在轉(zhuǎn)彎處得通過性;
n-行程數(shù),當單行程時n=1,則l1=vt 。
l2和l3分別為烘干室的進、出口端,直通式一般為l2=l3=1.5~2.5m,橋式或“”字型烘干室,l2和l3應(yīng)根據(jù)輸送機升降段得水平投影來確定。
(2) 烘干室實體寬度的計算 烘干室的實體寬度按下式計算:
B=b+(n-1)×2R+2(b1+b2+)
=1.372m+2×(0.55+0.3+0.15)
=3.372m
式中 b-被烘干物的最大寬度,m;
b1-被烘干物與循環(huán)風管的間距,m;
b2-風管的寬度,m;
-烘干室保溫壁板的厚度,一般取=0.08~0.15m。
n和R與烘干室實體長度計算相同。
(3)烘干室實體高度的計算 烘干室實體的總高度按下式計算:
H=h+h1+h2+h3+h4+2
=1.891m+0.8m+0.4m+0.5m+0+0.15m×2
=3.891m
式中 h-被烘干物的最大高度,m;
h1-被烘干物的頂部至烘干室頂板間距,m;
h2-被烘干物的頂部至烘干室底板間距,一般h2=0.3m~0.4m;
h3-在底部安設(shè)風管或地面輸送機場合的通過高度,如果底部不設(shè)風管和無地面輸送機,則h3=0;
h4-橋式和“”字型烘干室離地面的高度,一般h4=3~3.2m,如果是直通式,則h4=0;
-烘干室頂板和底板所選用保溫壁板的厚度,一般=0.08~0.15m。
(4) 烘干室進、出口端門洞尺寸的計算
門洞寬度 b0(m)b0=b+2b3=1.372m+0.2×2m=1.772m
門洞高度 h0(m)h0=h+h5+h6=1.891m+0.2m+0.12m=2.211m
式中 b-被烘干物的寬度,m;
h-被烘干物的高度,m;
b3-被烘干物門洞側(cè)邊的間隙,一般b3=0.1~0.2m;
h5-被烘干物與門洞下側(cè)邊的間隙,一般h5=0.1~0.2m;
h6-被烘干物與門洞上側(cè)邊的間隙,一般h6=0.08~0.12m。
3.3.2烘干室的熱量計算
烘干室的熱量計算基本上是求出必要的熱量。需計算升溫時間(從啟動到達到設(shè)定溫度的時間)內(nèi)的熱量,和生產(chǎn)運行每小時必要的熱量,根據(jù)計算結(jié)果決定加熱器(如燃燒器)的容量和循環(huán)風機的容量。
(1) 升溫時的熱量 使得烘干室內(nèi)溫度達到設(shè)定溫度的升溫時間在運轉(zhuǎn)上是必要的,升溫時的熱量計算如下:
①干室本體加熱量Q1=鐵的比熱容×與烘干室有關(guān)的質(zhì)量×(室體平均溫度-室溫)
=0.46×103J/(kg×℃)×(3.891×0.0024×2
+15×3.372× 0.0024+3.372×3.891×0.0024×2
-1.772×2.211×0.0024)×7.8×103kg×100℃
=0.46kJ/(kg×℃)×0.6267kg×100℃×103
=2.88×104kJ
②風管系統(tǒng)加熱量 Q2=鐵的比熱容×與風管有關(guān)的質(zhì)量×(風管平均溫度-室溫)
=0.46×103J/(kg×℃)×0.992×103kg×100℃
=4.56×104kJ
③烘干室內(nèi)輸送鏈加熱量 Q3=鐵的比熱容×輸送鏈質(zhì)量×(烘干室內(nèi)溫度-室溫)
=0.46×103J/(kg×℃)×60×0.2×0.1×7.8
×103kg×100℃
=4.31×105kJ/h
④烘干室內(nèi)空氣加熱量Q4=空氣的比熱容×烘干室內(nèi)空氣的質(zhì)量×(室體平均溫度-室溫)
=1.004×103J/(kg×℃)×3.372×3.891×13
×11.691×100℃
=2×105kJ/h
⑤排出空氣加熱量Q5=空氣的比熱容×升溫時排出空氣質(zhì)量×(烘干室內(nèi)溫度-室溫)
=1.004×103J/(kg×℃)×3.372×3.891×13×11.691
×100℃
=2×105kJ/h
升溫時所需要的總熱量QH=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5
=(2.88×104+4.56×104+4.31×105 +2
×105 +2×105)kJ/h
=9.054×105kJ/h
升溫時間在冬天和夏季期間有較大的不同,因此有必要隨季節(jié)變動烘干室的啟動(點火)時刻。
(2) 生產(chǎn)運行時的熱量
①涂物加熱量 Qa=鐵的比熱容×每小時被涂物的質(zhì)量×(烘干室內(nèi)溫度-室溫)
=0.46×103J/(kg×℃)×4.6掛/h×2495kg×100℃
=5.28×105kJ/h
②掛具加熱量Qb=鐵的比熱容×每小時通過的掛具質(zhì)量×(烘干室內(nèi)溫度-室溫)
=0.46×103J/(kg×℃)×4.6掛/h×635kg×100℃
=1.34×105kJ/h
③涂料蒸發(fā)的加熱量 Qc=溶劑蒸發(fā)量
=4.2×103J/(kg×℃)×4.6掛/h×1kg×100℃
=0.1932×104kJ/h
④烘干室實體散熱量Qd=實體面積×散熱系數(shù)×(風管外壁溫度-室溫)
=(1.372×7.01+7.01×1.891+1.372×1.891)×2
×0.8×100℃
=0.41×104kJ/h
⑤風管散熱量Qe=風管面積×散熱系數(shù)×(風管外壁溫度-室溫)
⑥排氣的熱損失量 Qf=空氣的比熱容×每小時排放的空氣質(zhì)量×(烘干室內(nèi)溫度-室溫)
⑦烘干室出入的熱損失量 Qg=空氣的比熱容×平均風速×開口部面積×(烘干室內(nèi)溫度-室溫)
生產(chǎn)運行時所需要的總能量QR=Qa+Qb+Qc+Qd
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挖掘機涂裝生產(chǎn)線水分烘干室設(shè)計
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