烘房高溫鏈托塊磨損問題的研究與設備改造

張國棟

摘 要：在汽車生產制造領域，涂裝工藝的自動化程度相對較高。作為車身輸送設備的重要環節，油漆烘房高溫鏈一直是日常維護保養的重點對象。其中，高溫鏈條托塊磨損的現象比較突出，對維護保養工作影響較大。本文對烘房輸送系統功能結構進行了研究分析，并介紹一種解決此類問題的設備改造方案。

關鍵詞：油漆車身；高溫鏈；輸送系統；托塊

1 涂裝烘房輸送設備介紹

在我國汽車生產領域，各車企都投入了大量的資金，引進了國外先進的自動化設備，尤其是涂裝自動化程度相對較高。奇瑞汽車大連分公司的涂裝車間采用德國杜爾公司設計的全套涂裝生產設備，能夠自動完成油漆車身的工藝處理和噴涂工序，并由輸送系統自動完成各工序間的車身運轉。油漆烘房是車身漆膜固化的重要工藝設備，車身在烘房內自動化輸送。烘房按區域主要分為入口區、高溫輸送區、強冷區。油漆烘房的主要設備包括高溫工藝鏈、常溫滾床、滑撬及接近開關等。

1）高溫工藝鏈：高溫輸送區配置雙排高溫工藝鏈，單排長度95m，采用帶制動器的減速驅動電機驅動，工藝鏈運行速度0.6m/min，變頻調速。鏈條按照間隔900mm固定一對鏈條托塊，用于承載滑撬，單個烘房的托塊數量為820塊。2）常溫滾床：齒形皮帶傳動，采用帶制動器的減速電機驅動。3）滑撬：用于承載油漆車身，滑撬運行靠兩條牽引高溫鏈驅動，在高溫鏈上運行速度為2.84m/min。4）接近開關：在高溫鏈條、常溫滾床上分別設有接近開關，按照程序設定發出車身占位信號和滾床變頻調速信號。

2 烘房高溫工藝鏈托塊磨損問題

在高溫工藝鏈系統中，鏈條托塊在使用一段時間后，普遍存在磨損的現象。隨著磨損加重，托塊如果失去對滑撬的支撐作用，滑撬將下沉到鏈條，造成卡鏈、車身歪斜甚至車身墜落等事故。因此，我們在日常工作中對托塊進行定期檢查和更換。伴隨產量增加，托塊維護成本不斷增加，這種維保方式已經嚴重妨礙了正常生產秩序，降低了生產效率，給公司的生產管理造成很大影響。

3 托塊磨損原因分析

通過觀察托塊的磨損部位，推斷在鏈條輸送滑撬過程中，托塊與滑撬之間發生了強力摩擦。分析滑撬的烘房輸送過程后，將判斷此強力摩擦發生于滑撬從高溫鏈條（OC030）經過渡滾床（RB032）傳送至強冷區。

如下圖所示，過渡滾床RB032用于將高溫鏈條OC030輸送來的車身過渡到強冷區，RB032設定為變頻雙速（2.74m/min和24m/min），由滾床兩側的兩對接近開關發出的占位信號，按照程序實現調速功能。接近開關（下圖中綠色方框1+2）的設置及實現過程如下圖：

接近開關1：感知到滑撬到位后發出信號，滾床RB032由2.74m/min切換到24m/min運行，將滑撬快速輸送到強冷區。

接近開關2：感知滑撬到位信號后，發出滾床RB032占位信號，高溫鏈條停止，滾床繼續運行。待滑撬通過滾床后，占位信號消失，高溫鏈條恢復運轉，此時，RB032由24m/min切換至2.74m/min，過渡滾床與高溫鏈條同速，接受下—個滑撬。

根據上圖的尺寸標注，在接近開關1感知滑橇時，尚有1500mm的滑撬尾部留在高溫鏈條上，由于相鄰托塊在鏈條上的間距為900mm，會造成1.2個托塊與滑撬發生快速摩擦。

4 對高溫鏈輸送系統的改造

為了解決此問題，我們按照以下步驟進行測算和改造：

首先，對改造可行性進行測算，包括：

1）接近開關1在當前位置后移800mm：假定滑撬到達過渡滾床端部時（接近開關1位置）再進行加速，此時滑撬尾部在高溫鏈條上的長度是700mm。由于滑撬的尾部上翹，通過測量發現滑撬與托塊之間產生了2.3mm的間隙，二者將不會發生摩擦；2） 轉運速度時間變化：過渡滾床RB032的加速是為了提升滑撬的轉運速度，如果將接近開關1后移800mm，則滑撬端部到達過渡滾床尾部的時間變化為：

原到達時間：78s，更改后到達時間：86s，時間差：7s。

按照100臺/班產量計算，總計影響時間100*7s=700s。

結合以上測算結果，我們對此方案進行了10臺車驗證，驗證結果與分析結果一致。

其次，實施硬件改造，包括：

1）對接近開關1的位置固定：考慮接近開關的靈敏度和可靠性，我們對接近開關固定支架進行了特殊設計，要求具有高強度、不易變形的材料，安裝支架要固定在滾床支撐鋼軌上，鋼軌要進行打磨處理，確保支架安裝面平整。接近開關在支架上空間距離可調，開關接線重新布置以適應安裝距離。2）急停保護：為防止接近開關位置更改后，系統出現不可預知錯誤信號，在高溫輸送鏈條與過渡滾床之間的烘房室外設置急停開關和安全繼電器以便快速切斷系統，將安全繼電器信號接入PLC自動控制系統。

最后，通過試機運行和生產陪伴進一步驗證改造效果。通過一個月的試機運行和生產陪伴，托塊磨損現象基本消除，接近開關感應靈敏，未出現因系統改造帶來的衍生問題和異常生產狀況。

5 改造后效果及收益

1）本次改造充分利用現有資源，無新增復雜機械和電氣設備，節省了改造費用，無新增復雜軟件功能，確保系統運行的穩定性；2）本次改造未改變設備系統參數，尤其是工藝參數，能完全保證改造前、后的過程一致性，確保漆膜固化時間和外觀質量；3）大幅降低了設備的維護成本。奇瑞大連涂裝車間的油漆烘房共為6條線，其中電泳烘房2條線、中涂烘房2條線、面漆烘房2條線。本改造方案的實施，可省去托塊數量大于4800塊。

6 結語

隨著近十年我國汽車工業的高速發展，國外的先進生產技術和設備在國內各主機廠得到了廣泛推廣和應用。本次改造項目就是在正常使用和維護設備的同時，結合了企業自身的生產條件和管理要求，挖掘設備潛能，對設備進行再設計再改造，減小了生產消耗，提升了生產效率，為企業的快速向前發展貢獻出一份力量。

參考文獻：

[1]陶柯，蔣佩巖，李丹，等.一種非同步式輸送線的開發應用[J].機械工程師，2006（10）.

[2]吉林工業大學鏈傳動所.中國鏈條、鏈輪產品樣本[M].北京：機械工業出版社，2000.

[3]孟繁忠.鏈條鏈輪產品設計與檢驗[M].北京：機械工業出版社，1999.