1 引言

汽車行業(yè)是中國經(jīng)濟發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在汽車市場快速發(fā)展的同時，我國客車行業(yè)正面臨市場發(fā)展帶來的新機遇。城鄉(xiāng)一體化、村村通道路，使客 車市場成倍擴大，公交都市的政策促進了公交客車的發(fā)展，加上校車等新興市場的出現(xiàn)，客車市場呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的勢頭，客車制造業(yè)的發(fā)展進程加快。新材料、新 工藝、新技術(shù)在客車上得到廣泛應用，對客車性能及外觀的要求越來越高，其涂裝質(zhì)量直接影響客車的使用壽命及外觀，影響著人們對它的評價。所以，客車的涂裝 工

藝在現(xiàn)代的市場競爭中日顯舉足輕重?？蛙囃垦b中，車身的防腐一直是車身品質(zhì)提升的瓶頸?？蛙囍圃齑嬖隗w積大、產(chǎn)量低、工藝落后等問題。涂裝前處理采 用的工藝也很落后，嚴重阻礙著中國客車品質(zhì)的提升。再加上結(jié)構(gòu)復雜、小批量、多品種的特點，使其實現(xiàn)整車電泳的技術(shù)要比轎車困難得多。按照國家客車涂裝技 術(shù)標準要求，客車對涂層功能的要求大致分為：保護功能（防腐、防曬、防水、防氧化、防鹽霧、耐酸雨、抗洗刷、抗石擊，防各種污染物質(zhì)）和裝飾功能（色彩、 鮮艷感、平滑感、立體感等）。漆前處理和底漆層是涂層的基礎，直接影響車身的耐腐性及使用壽命。由于電泳涂裝防腐性能優(yōu)越，國內(nèi)少數(shù)客車涂裝產(chǎn)量較大的廠 家開始在引進消化國外先進的客車涂裝工藝技術(shù)及設備的基礎上,逐漸采用整車電泳涂裝工藝，以提高產(chǎn)品涂裝質(zhì)量和附加值。本項目的產(chǎn)品是以城市客車和校車為 主的中型客車。在規(guī)劃設計階段，工藝方案經(jīng)多方面論證比較選擇，大膽采用整車全浸式前處理及電泳底漆涂裝工藝，并將先進的自動化輸送設備如滑撬等應用于客 車生產(chǎn)線，在生產(chǎn)線布局時做到布置合理、物流順暢、自動銜接，各種消防、環(huán)保輔助設施配置齊全，在國內(nèi)同行業(yè)居于領先水平。該生產(chǎn)線已建成投產(chǎn)一年，設備 運行可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，取得了較好的效果。

2 項目概況

本項目為中輕型客車搬遷技改項目。新建建筑面積為48 537.67m2。由沖壓、焊接、涂裝、總裝四大車間組成聯(lián)合廠房；涂裝車間面積為15 825m2。

2. 1 車間任務和生產(chǎn)綱領

本次設計涂裝車間承擔城市客車、城市迷你巴士、公路客車等車身高級防腐裝飾性涂裝任務。主要有整車前處理、陰極電泳底漆、刮灰、發(fā)泡、噴膠、中涂、面漆、 套色等工序。雙班年產(chǎn)量為50 000 輛。車型主要為6~8m 中型城市客車。有少量8m 以上的客車?？蛙嚠a(chǎn)品外形尺寸(長×寬×高) 為8.0m×2.5m×2.7m,質(zhì)量為1 250kg。

2. 2 工作制度與年時基數(shù)

新建涂裝車間為雙班工作制度：全年工作日250d，設備年時基數(shù)為3820h，工人年時基數(shù)為1790h。

3 涂裝車間工藝方案

3. 1 設計原則

1）涂裝車間按照一次規(guī)劃分期實施的原則進行設計。在設計中充分吸收國內(nèi)外客車行業(yè)涂裝生產(chǎn)線的先進成熟經(jīng)驗，做到工藝上水平、產(chǎn)品上等級，以提高車身涂裝質(zhì)量。

2）根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品特點，整車采取步進通式全浸式前處理、電泳共線生產(chǎn)，噴漆及其他工序分別設置的原則，既優(yōu)化工藝布局，又有效利用涂裝設備，增加了生產(chǎn)組織的柔性及靈活性。

3）采用先進的自動化輸送設備、先進的物流工藝路線，使涂裝車間與焊接、裝配車間以最短的路線有機銜接起來。為提高全線的自動化水平；前處理、電泳線采用 單軌自行葫蘆輸送；電泳后工序全部采用地面滑橇輸送系統(tǒng)組織生產(chǎn)。充分考慮了工件起吊運輸?shù)姆奖慵肮ば蜷g運輸平穩(wěn)、可靠。

4） 建成客車柔性化生產(chǎn)基地。針對長度在8m 以下的客車，中涂及面漆涂裝線設備布置為強制流水連續(xù)方式；長度在8m 以上的客車，涂裝線設備布置為抽屜式，充分滿足不同產(chǎn)品的工藝時間要求。

5）重視涂裝生產(chǎn)中環(huán)保及職業(yè)安全衛(wèi)生，針對不同特性的廢氣、廢渣、廢水等采取相應的三廢治理措施，符合相應排放標準。同時控制生產(chǎn)線噪聲，盡量減少涂裝生產(chǎn)對周圍環(huán)境的影響。

6）充分考慮消防措施。涂裝線設有火災自動報警及自動滅火系統(tǒng)。并與其他生產(chǎn)區(qū)域隔開，設有各種安全標志、安全門、疏散通道等安全措施。

3. 2 主要工藝流程

焊接車間送來合格車身→上線→清理—預脫脂(噴)→脫脂(浸+ 噴)→第一水洗(浸)→第二水洗(浸+ 噴)→表面調(diào)整(浸+ 噴)→磷化(浸+ 噴)→第三水洗(浸+ 噴)→第四水洗(浸+ 噴)→純水洗(噴)→陰極電泳（UF 噴）→UF 水洗（噴）→第二純水洗(浸+ 噴)→純水洗(噴)→瀝水→吹水→下線轉(zhuǎn)地面滑撬→電泳烘干（170~180℃）→強冷→發(fā)泡→自干→噴密封膠→刮灰→烘干（120℃）→打磨→清潔→噴 中涂漆→中涂烘干（100~120℃）→找補缺陷→打磨中涂層→烘干→噴頭道面漆→流平→清潔擦凈→噴二道面漆—流平—面漆烘干（120℃）→噴倉體漆→ 貼花→套色→流平→色漆烘干（120℃）→檢查→貼保護膜→送總裝車間。

3. 3 工藝平面布局

工藝平面布置是工藝設計的重要組成部分。涂裝線的布置，除要完成整個工藝過程外，還應注意物流、分區(qū)、跑空、返修及廠房結(jié)構(gòu)等多方面的內(nèi)容，對平面布置方案應優(yōu)化，選擇最佳效果。

本方案涂裝車間長210.0m，寬69.0m（為一個27.0m 跨、一個24.0m 跨和一個18.0m 跨）；首先，按照一個流的思路，在18m 跨內(nèi)布置前處理電泳線；在24m 和27m 跨布置客車中涂及面漆線；設備采用通過式布局方式，組成強制性生。同時考慮到8m 以上的客車由于刮膩打磨量較大，采用柔性生產(chǎn)模式，中涂、刮膩打磨、噴漆等工序及設備均考慮采取抽屜式布局方式，放在車間的一端，與客車其他生產(chǎn)線既分開 相對獨立，不影響整個生產(chǎn)節(jié)拍，又用滑撬及行移車與其他工序自動連接，方便靈活。工藝平面布置圖如圖1 所示。

3. 4 工藝方案說明

1） 整車前處理電泳生產(chǎn)線為先進的通過式全封閉生產(chǎn)線；進入本車間的車身前處理采用全浸式脫脂、清洗、表調(diào)、磷化、陰極電泳等作業(yè)方式，提高整車耐腐蝕性和產(chǎn)品質(zhì)量。

2）在設計中，采用自行葫蘆輸送系統(tǒng)和滑橇輸送系統(tǒng)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)前處理和涂裝工序間的無縫對接。涂裝線全線采用滑撬和自動行移車組織生產(chǎn)，輸送線均設置在地面上；車間整潔、自動化程度高。

3） 針對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝更趨合理化和精湛化的需求，積極采用步進式流水線生產(chǎn)方式，大大提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時也提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。對8m 以下的客車車身涂裝線采取強制流水通過式組織生產(chǎn)；前處理、電泳設備布置在18.0m 跨

內(nèi)，噴膠、噴漆、套色、油漆烘干等工序布置在24.0m 跨和27m跨。以保證車間功能分區(qū)明確，物流順暢。

4）涂裝噴漆室廢氣采用煙道集中高空排放，對烘干室廢氣采用了先進的蓄熱燃燒式有機廢氣焚化設備(RTO)廢氣處理系統(tǒng)；有機廢氣燃燒后生成二氧化碳和水，得到凈化。同時，烘干爐熱能熱回收率大于95%，既節(jié)能又環(huán)保。

5）涂裝車間采用微正壓、全密閉式送排風，有效保證整個涂裝車間的清潔度。主要涂裝設備如前處理設備、電泳設備、噴漆室、烘干室、發(fā)泡室、噴膠室等分區(qū)設置，粉塵較多的膩子打磨、中涂打磨工序設置在線上，并單獨設立隔間與其他工序分開，避免其他工序的粉塵污染。

3. 5 主要設備選型

關(guān)鍵設備的選型，體現(xiàn)工藝水平的高低。也直接影響投資成本、產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本。涂裝車間的設備特點為地下風道、空中吊掛多且復雜，各線體間轉(zhuǎn)掛多，對工藝設計、設備布局難度大，對土建、公用要求高。

3.5.1 前處理設備

采用步進式前處理、電泳設備， 占地面積小、設備投資少，又能滿足生產(chǎn)綱領的要求。前處理、電泳設備為2 層結(jié)構(gòu)，上層為室體及操作區(qū)域，下層為槽體和水泵、管道、加熱、過濾等輔助系統(tǒng)；上層設置雙側(cè)平臺供操作觀察用，由密封用室體、送排風系統(tǒng)、藥液槽自動補 給系統(tǒng)、溫度自動控制等組成；其中脫脂、磷化、電泳設計置換槽，原則上所有關(guān)鍵設備、電器元件為進口或國內(nèi)合資同等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

3.5.2 烘干爐及廢氣處理

烘干爐系統(tǒng)由烘爐和強冷室兩部分組成，包括電泳、中涂、面涂等烘爐和強冷室烘爐均采用直通式，其中電泳烘干爐采用輻射加對流的加熱方式，其余均采用對流熱風循環(huán)方式。烘干熱源為輕質(zhì)柴油，所有輔助設備布置在烘爐的頂部。

烘爐由室體、平臺、焚燒供熱裝置、換熱裝置、新鮮空氣風管和煙氣排放系統(tǒng)組成。

RTO 廢氣處理系統(tǒng)由陶瓷蓄熱床、自動控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。蓄熱床通過換向閥交替換向，將由燃燒室出來的高溫氣體熱量蓄留，并預熱進入蓄熱床的有機 廢氣；采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量；預熱到一定溫度（≥760℃）的有機廢氣在燃燒室發(fā)生氧化反應，生成二氧化碳和水，得到凈化。裝置中的蓄熱式陶瓷 填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收。

3.5.3 噴漆室

采用水旋式結(jié)構(gòu)，由空調(diào)機組從設備的上部送風，由排風機從設備的底部抽風。漆霧的捕集率在96％以上。由室體、空調(diào)送風裝置、漆霧過濾裝置、抽風裝置四大部分組成。

3.5.4 機械化輸送系統(tǒng)

1)前處理、電泳輸送機系統(tǒng)采用單軌程控自行葫蘆。該設備主要由鋼結(jié)構(gòu)、供電系統(tǒng)、載物車、葫蘆、葫蘆檢修工位、橋架和電控部分組成；可根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍自動控制工件前進、后退、上升、下降，方便靈活。

2）滑橇輸送機系統(tǒng)

包括動力滾床、雙速滾床、軌道移行車、烘干室用的高溫鏈式滑撬輸送機、噴漆室雙鏈輸送機、積放式單鏈輸送機、旋轉(zhuǎn)滾床、控制系統(tǒng)等組成。

機械化全線采用現(xiàn)場總線自動控制方式，現(xiàn)場分區(qū)采集、集中控制。

現(xiàn)場就近設操作站，操作站上設置手動、自動切換，可實現(xiàn)對該設備的單動操作自動運行。

4 工藝方案的特點

1）對長度為8m 及以下的客車，前處理及電泳采用通過式全浸處理，采用單軌自行葫蘆輸送，沿工件長度方向運行，不同于傳統(tǒng)的橫式輸送，并采用整車陰極電泳工藝，在客車行業(yè)屬于國內(nèi)先進水平。

2）車間布局借鑒了汽車涂裝車間的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式，打破了客車生產(chǎn)傳統(tǒng)的挖地坑抽屜式布置形式；以通過式和搖擺式相結(jié)合，全部采用滑撬和自動行 移車組織生產(chǎn)，輸送線均設置在地面上；解決了傳統(tǒng)的客車涂裝車間挖地坑、行移車放在地坑內(nèi)、占地面積大、小車人工轉(zhuǎn)運工件效率低的問題。車間整潔、自動化 程度高，屬于國內(nèi)先進水平。

3）本工藝方案生產(chǎn)線自動化程度高，既先進又有柔性，各工序之間的轉(zhuǎn)運物流時間大大縮短。生產(chǎn)節(jié)拍時間由傳統(tǒng)的40min/ 臺提升為15min/ 臺。提高了生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。

4） 在客車行業(yè)涂裝線上對烘干室廢氣采用RTO 廢氣處理系統(tǒng)。RTO 是目前世界上最有效和最節(jié)能的有機廢氣處理與熱回收設備，即烘干室廢氣通過RTO 系統(tǒng)利用高溫氧化去除廢氣，通過控制溫度，滯留時間，擾流和氧氣量將廢氣轉(zhuǎn)化

為二氧化碳和水氣，并回收廢氣分解時所釋放出的熱量，從而達到環(huán)保節(jié)能的雙重目的。熱回收率≥95%，凈化率≥99%，完全保證達到政府規(guī)定的排放標準，環(huán)保性好。實現(xiàn)了低運行成本和燃料消耗。

5 在行業(yè)中的作用

涂裝車間設計采用步進式整車前處理、電泳底漆一體化的生產(chǎn)模式，解決了目前國內(nèi)客車生產(chǎn)由于大部分未采用整車前處理及電泳底漆，導致客車耐蝕性 差等問題。提高了產(chǎn)品質(zhì)量；同時生產(chǎn)線采用大量的自動化輸送設備，如前處理電泳采用自行程控葫蘆、噴漆及烘干全線采用地面滑撬輸送機、自動行移車機構(gòu)等， 各工序間實現(xiàn)了自動轉(zhuǎn)運，車間不用挖地坑，既大大縮短物流轉(zhuǎn)運的時間，又使整個涂裝車間整潔、美觀，真正體現(xiàn)了現(xiàn)代化客車涂裝自動化、規(guī)?；?、柔性化生產(chǎn) 的設計理念。實現(xiàn)了由傳統(tǒng)的間歇生產(chǎn)模式向現(xiàn)代化的汽車涂裝生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。

6 結(jié)論

通過對國內(nèi)某廠新建的客車涂裝車間的設計，采用科學的規(guī)劃布置、合理完善的工藝流程、先進的涂裝設備、自動化的輸送系統(tǒng)、先進的廢氣處理設施,有效地提高了客車涂裝工藝及技術(shù)制造水平，保證了客車涂裝質(zhì)量，堪稱國內(nèi)最先進的客車生產(chǎn)線。