汽车塑料保险杠喷涂线的工艺平面布置设计

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汽车塑料保险杠喷涂线的工艺平面布置设计

摘要：涂装车间工艺平面布置是一项涉及专业知识面广、技术含量较高的设计工作，需要对涂装工艺、各种涂装设备（含输送设备）及辅助装置、物流/人流、涂装材料和五气动力供应等因素进行优化、组合，并用平面布置图的方式表示出来。以年产60万套塑料汽车保险杠喷涂线为例，介绍了喷涂线工艺平面布置的设计过程。

关键词：汽车 塑料保险杠 喷涂线 工艺平面布置中图分类号：TB481 文献标识码：B

奇瑞汽车股份有限公司 孙小忠

1 塑料件喷涂线工艺平面布置的原则

在进行现代化汽车塑料保险杠喷涂线工艺平面布置的设计工作时，需要考虑以下因素。

a.设备：前处理设备、喷房、烘干炉、漆渣处理设备、喷房空调设备、车间工位供风设备、喷房加热设备和轻型滑架输送设备等。

b.各工序位置：上件、擦净、前处理、吹水、水分烘干、火焰处理、底漆喷涂、面漆喷涂、清漆喷涂、检查/修饰、下件。

c.辅助工装：转运小车、喷涂工装等。d.其他：人流、物流等。

笔者从实际工作中总结了以下一些设计原则。a.根据产能确定车间所需的最小面积或根据车间面积确定最大产能。

b.根据产能、面积及工艺确定厂房的高度及层数。

c.根据工艺流程、机械化运输流程和主要设备的

外形尺寸，从工件进入涂装车间处开始进行设备布置的设计。

d.设备与厂房的立柱或墙壁之间要预留一定的距离（电柜为0.6～1 m，其他设备为1～1.5 m），以便布置公用动力管线、通风管线并供平时检修用。

e.要充分考虑物流通道、设备检修通道、消防通道、安全疏散门和安全疏散楼梯等的预留设计。

f.要考虑料架、料箱和料盒等工位器具的摆放位置以及人员操作空间是否舒适。

g.要考虑预留厂房空调、中央控制室、化验室、车间办公室、材料备品库、工具维修间、厕所、配电间和动力入口等附属设施的面积。

h.要考虑预留可以扩充产能的地方，以便在需要时，能迅速添加设备，提高产能。

2 某塑料保险杠喷涂线工艺平面布置的设计过程

喷涂线工艺平面布置方式有串联式不分区布置和

多层立体分区布置两种。前者由于具有空间利用效率不高、员工操作环境不好和能耗浪费大等诸多缺点，目前已被淘汰，现在大多采用多层立体分区的布置方式。下面以某汽车塑料保险杠喷涂线为例，介绍喷涂线工艺平面布置的设计过程。

2.1 第1次设计方案

某厂要求新建1条汽车塑料保险杠喷涂线。按照年时基数250天、每天工作15 h计算，产能要求达到60 万套/年。车间长216 m、宽36 m，最初的喷涂线工艺平面布置方案见图1。

（a）1层涂装线工艺布置

（b）2层涂装线工艺布置

（c）3层涂装线工艺布置

图1 第1次设计的喷涂线工艺平面布置方案

从图1看出，该喷涂线采用分层立体分区布置方式。主要工艺流程是：1楼上件→前处理→从1号升降机上到2层→水分烘干→火焰处理→底漆喷涂→底漆烘干→色漆喷涂→色漆晾干→清漆喷涂→烘干→强冷→从2号升降机下到1层→检查/修饰→下件，是典型的3C2B工艺。

具体的布置方案是：上件、前处理布置在1层；火焰处理、底漆喷涂、面漆喷涂、清漆喷涂布置在2层；3层主要布置车间工位空调和循环风空调。

该布置方案的主要特点如下。

a.采用这种单线分层布置形式，每个台车装载2套（4只）保险杠，只有生产节拍为40 s/台车时，才能达到60万套/年的产能。

b.厂房1层上件段没有旋转装置，造成单侧上件容易，双侧上件困难。如果不采用双侧上件，则影响产能。

c.喷房漆渣处理装置、烘干炉加热装置等布置在厂房1层。优点是更换滤袋、清理漆渣和维护设备等比较方便；缺点是占用1层空间较多，影响喷涂工装、白件和油漆件等的摆放，现场管理难度大。

d.烘干炉集中分区布置在厂房2层，烘干炉采用风幕直通式。优点是整条喷涂线使用的升降机台数较少，可减少一次性投资成本；缺点是直通式烘干炉的

热量损失较大。

e.车间供风空调和喷房循环风空调布置在厂房3层平台。优点是风机产生的噪声和振动对工作区的影响较小；缺点是对平台的载荷要求较高，一次性投资较大。

2.2 第2次设计方案

在考察了其他的塑料件喷涂线后，对第1次平面布置方案进行了修改，形成了第2次的设计方案（见图2）。

修改后的主要工艺流程是：在厂房1层上件→前处理→从1号升降机上到厂房3层→水分烘干→从2号升降机下到厂房2层→遮蔽→火焰处理→底漆喷涂→从3号升降机上到厂房3层→底漆烘干→从4号升降机下到厂房2层→冷却→色漆喷涂→从5号升降机上到厂房3层→色漆烘干→从6号升降机下到厂房2层储存或下到厂房1层→检查/修饰→下件。

与第1次设计方案相比，第2次设计方案主要对以下几方面进行了调整。

a.在上件段增加了旋转装置，使员工很容易从两侧上件。

b.将烘干炉由直通式改为Π式，炉道调整到3层平台；烘干炉的加热装置也由厂房1层调整到厂房3层平台，布置在烘干炉旁边。这种布置方式降低了烘干

（a）1层涂装线工艺布置

（b）2层涂装线工艺布置

（c）3层涂装线工艺布置

图2 第2次设计的喷涂线工艺平面布置方案

炉的热量损失、缩短了加热装置风管的长度；缺点是平常维护工作量（如更换滤袋等）比调整前稍大。

c.喷漆室空调风机调整到1层厂房外的平台（原来在5.5 m平台）。优点：可以在厂房1层留出摆放喷涂工装、白件或油漆件等物品的场地；缺点：送风管路较长，无用功耗较大。2.3 第3次设计方案

在第2次设计方案准备定稿时发现了一个问题：目前国内塑料件喷涂线设计的生产节拍大多为65～100 s/台车，而第2次设计方案采用单线布置的生产节拍为40 s/台，明显过快，这可能影响设备运行的

稳定性，并导致设备日常维护的难度较大。为此对设计方案进行了第3次调整（见图3）。

第3次设计方案的主要工艺流程是：在厂房1层上件→前处理→从1号升降机上到厂房3层→水分烘干→从2号升降机下到厂房2层→遮蔽→火焰处理→底漆喷涂→底漆晾干→色漆喷涂→从3号升降机上到厂房3层→色漆烘干→从4号升降机下到厂房1层→检查/修饰→下件。

与第2次设计方案对比，第3次设计方案主要对以下几方面进行了调整。

a.采取双线设计，将厂房一分为二，建两条相同

（a）1层涂装线工艺布置

（b）2层涂装线工艺布置

（c）3层涂装线工艺布置

图3 第3次设计的喷涂线工艺平面布置方案

的涂装线，每条线的产能是30万套/年。按年时基数250天、每天15 h计算，产能为30万套/年的生产节拍是79 s/台车。按照这个节拍，生产运行比较稳定。

b.喷漆采用3C1B工艺，不再需要底漆烘干炉。节约了一次性投资，同时降低了能耗。

c.取消了布置在2层的储存线，可释放出2层被占

用的空间。

d.将布置在3层平台上的烘干炉加热装置调整到厂房2层，可节省厂房3层平台的建设成本。

e.将布置在厂房1层外面平台上的喷房空调风机调整到室内，基本没有影响厂房1层有效空间的大小；风机调整到室内有利于延长设备的使用寿命。

3 塑料件喷涂线工艺平面布置设计的几点注意事项

目前，国家提倡“降本增效、保护环境”。为此，在进行有关的设计工作时，需要注意以下几个方面的问题。

a.以“少投入、多产出”为原则。在满足工艺技术要求的前提下，尽量达到投资额度少、投资回收期短、运行成本低的目标，以提高产品的市场竞争力。

b.合理选用年时基数，再根据产能要求确定合适的生产节拍和设备利用率等。

c.提高设备利用率。在设备选型时，要根据产能选定合适功率的设备，避免在实际生产过程中，出现“吃

不饱”的现象，而造成大量人力和动能等资源的浪费。

d.提倡采用涂装新技术。采用3C1B工艺、水性涂料、清洗水的循环再生利用和低温固化等新技术，以降低单位能耗、节约水资源、减少VOC及CO2的排放量。

e.严把白件质量关。杜绝不合格的白件进入涂装车间，否则需要通过很多额外的工作来弥补白件存在的缺陷，因而耗费很多的人力和动能，同时可能影响产品涂装质量，得不偿失。

参考文献：

［1］王锡春.涂装车间设计手册［M］.北京：北京化学工艺出版社，2008.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6yb4.html