電泳自動接電裝置

1、電泳自動接電裝置 電泳是一個電化學過程。交流電源經(jīng)整流后，送出的直流電一極接電泳槽內(nèi)的極管，一極接電泳槽上方的集電銅排。工件在運行中，通過接電裝置，自動地將集電銅排上的電導至工件。在電泳槽內(nèi)，電源的兩極形成電場，工件在垂直向下，在下部停留及擺動的過程中，（對步進式電泳而言）或工件在電泳槽內(nèi)的連續(xù)運行過程中，（對連續(xù)式電泳而言）。漆液在電場的作用下，將沉積在工件上而形成漆膜。接電裝置是涂裝線前處理及電泳工序中最重要的部件，沒有它，電泳將無法進行，從而談不上工件將會泳上底漆。因而，在電泳設備設計中，對電泳的自動接電裝置，一定要慎之又慎。對電泳接電裝置總的要求是：接電與脫開自動進行，不打火花，導電面

2、積滿足要求，運行靈活可*，接電器與集電銅排間的壓緊力不宜過大，以免導電的青銅石墨片（粉末冶金壓制而成）碎裂和加大工件在運行中的阻力。但也不宜過小，以免運行中，因工件的擺動而使接觸部分發(fā)生跳動，造成打火花。當然，其中最主要的是自動接電的穩(wěn)定可*。辦有穩(wěn)定可*，電泳生產(chǎn)才能正常進行。一、步進式電泳的自動接電裝置 1、步進式電泳自動接電裝置，一般是采用帶電入槽方式。根據(jù)工件剛進入電泳槽時為白件，電阻小，以此泳涂電壓應小，以免高電壓產(chǎn)生大的沖擊電流，使涂膜出現(xiàn)粗糙，針孔甚至產(chǎn)生桔皮等現(xiàn)象。為此，電源整流裝置設有電壓自動斜升裝置，即從工件入槽，接觸上電泳漆液開始，要求整流電源輸出的電壓是：30秒內(nèi)由零電

3、壓升至工作電壓。2、步進式電泳自動接電裝置結構實例如圖九一，步進式電泳線主運輸一般采用自行小車，吊架通過吊點吊在自行小車的電葫蘆上。吊架下部的四個吊點聯(lián)接工件，利用吊架兩側(cè)面的兩個各為50mm的銷軸，在工件下降到一定距離后，與導桿上伸出的帶喇叭口半園形的集電銅瓦進行園弧接觸。整流電源擊來的直流電的一極，通過電纜線送到半園形集電銅瓦上，徑而實現(xiàn)集電銅瓦與吊架上的銷軸自動接電。 圖九一步進式電泳自動接電裝置結構簡圖 1、導電座及導桿 2、導電銅瓦 3、導向管 4、導電軸接電板 5、配重塊 6、多股鋼線繩 7、軟電纜銅線 8、滑輪及支架 9、滑輪軸銷軸上焊有接電板，接電板上有鉆孔通過線鼻子與帶有接電

4、夾頭的電纜線相接，電纜夾頭可根據(jù)與工件的接觸部位做成相應形狀，以夾緊至工件上。該聯(lián)接在工件前處理上線前，就應由人工聯(lián)接好。導向管用Dg65不銹鋼管焊接在罩殼斜頂面上，其內(nèi)有外徑50的不銹鋼管作導桿，導桿的一端焊有U形導電銅瓦，另一端用鋼絲繩與滑輪及另一側(cè)的配重相聯(lián)接。導管兩頭各焊有如圖示園環(huán)，既取導向作用，又方便導桿上下移動。工件的運行通過PLC控制，在電泳槽上方再通過行程開關，使工件準確停住，在設計位置。當工件下行，吊架上的銷軸壓向U形集電銅瓦并與工之接觸，因工件的重量，使銷軸與U型集電銅瓦間能緊密接觸，不致二者間因有相對運動而打火花。當電泳完畢，工件上行，則因?qū)U上的滑輪和配重，使導桿上的

5、U形銅瓦仍緊密壓著導桿上的銷軸，并隨工件上行而上行。接電裝置的接觸面積，按理想接觸面積的15%。而每mm2容許電流，對碳質(zhì)金屬而言（例如青銅石墨）按有關資料推薦值3安培計算，即可算出接電面板的允許電流值。銷軸外徑50mm，理想接觸長度100mm，按上述經(jīng)驗值計算，上述結構接電面積遠遠大于電泳工作時的實際電流。（步進式生產(chǎn)，工件面積85，電泳時實際工作電流小于1000安）。 在已投產(chǎn)的步進式的另一條電泳線上，也有完全依照上述工作原理，而結構略有不同的自動接電裝置。它的不同之處就在于：用導向架代替導向套。上述導向套焊接在電泳罩殼料頂棚的兩邊，而導向架則焊接在電泳槽兩側(cè)的槽沿上。利用吊具上的接電銅瓦

6、與集電器接電，吊具在電泳槽內(nèi)的上、下用導向輪導向，也設計有滑輪、鋼絲繩、配重、吊具上的導向輪、接電銅瓦如圖九二所示。 圖九二 具有導向架的步進式電泳接電吊具相關部位圖 1、導向輪 2、接電銅瓦 3、吊具框架 4、電葫蘆吊鉤二、連續(xù)式電泳自動接電裝置1、連續(xù)式電泳自動接電裝置概述對汽車駕駛室，轎車車身等涂層質(zhì)量要求高的汽車零件，和前述步進式電泳一樣，在電泳施工時，其工作電壓不應是恒定的，而應是分段：在工件剛進入電泳槽時，因工件為金屬白件，電阻小，此時工件電壓相應應低一些，以免大的沖擊電流，使漆膜表面粗糙和不均勻。隨著電泳的進行，工件因泳上電泳漆而使電阻增大，電壓應隨之升高，使工件得到足夠厚度、光

7、潔、平整而均勻的漆膜。電泳電壓的分段，在連續(xù)式電泳槽內(nèi)一般為23段。2、連續(xù)式電泳電壓分段的方式1）分段集電銅排接電方式，如圖九三。此種電壓分段前期用得較多。如電壓分三段，則用三套不同電壓的整流電源，輸出的直流電分別接至集電銅排的一段，因而三段集電銅排將具有三段不同的電壓，以滿足工件在不同泳涂階段對電壓的要求。而直流電源的另一極，則并聯(lián)接在電泳槽側(cè)面的極管上。該分段法的主要問題是：對集電銅排而言三段電壓，每相鄰兩段之間因電壓的不同，工件在該過濾處因電壓差而易打火花。雖然在電氣上用等電壓原理，可以解決打火花問題，但畢竟結構較復雜。 圖九三分段集電銅排接電方式示意圖 1、整流電源 2、分段集電銅排

8、 3、陽極管區(qū) 4、電泳槽2）整體集電銅排接電方式，圖九四 集電銅排為整根，接三套整流器出來的陰極（對陰極電泳而言）而電壓的分段，則依賴于陽極管的分區(qū)，每個區(qū)內(nèi)的極管，接同一整流器出來的同電壓，以達到電壓分段的目的。極管區(qū)與區(qū)之間有二極管，二極管單向?qū)?，每區(qū)電壓對該區(qū)才取作用，而別區(qū)的電壓對該區(qū)的不取作用，從而保證了區(qū)與區(qū)之間，因電壓的不同，而不會發(fā)生電力線的相互干擾，影響漆膜質(zhì)量。此種電壓的分段方式，因二極管的應用，近來應用很普遍。筆者新設計的一條年產(chǎn)十二萬輛轎車與卡車車身混流生產(chǎn)的陰極電泳線，于2002年二月正式驗收投產(chǎn)，就是用此法進行電壓分段的，生產(chǎn)效果良好。 圖九四整體集電銅排接電方

9、式示意圖 1、整流電源 2、二極管 3、整體集電銅排 4、陽極管區(qū) 5、電泳槽3、連續(xù)式電泳自動接電裝置結構實例1）需要電極循環(huán)鏈的電泳自動接電裝置在電泳段主鏈的一側(cè)有電極鏈，主鏈貫通前處理、電泳、電泳后沖洗，甚至底漆烘干等工區(qū)，而電極鏈，則只需在電泳段循環(huán)。工件在進入電泳槽前，由人工將帶磁性的電極塊或不帶磁性的電夾鉗，吸附或夾緊在工件上，通過它將由整流器送來的直流電，通過集電銅排送至工件。當電泳完畢，工件出電泳槽后，再由人工將電極塊或電夾鉗，由工件取下，并通過電極循環(huán)鏈，自動運行至電泳槽入口前，供下一輪使用。 圖九五 運行主鏈與電極鏈 在這里要特別說明的是：電極鏈的運行必須與主鏈的運行同步，

10、且電極鏈上的接電器數(shù)，應與主鏈上的吊具數(shù)一一對應。如果二者不同步，則電極鏈上隨吊具工件運行的電極塊或電夾鉗，將會從工件上脫開，無法實現(xiàn)接電。同步的實現(xiàn)，可是電氣也可是機械式的。電極及電極運行相關結構，見圖九六。 相對應的集電銅排剖面圖如圖九七，該集電銅排在電泳槽上方的布置，與主鏈在電泳槽上方運行軌跡相對應。以保證電極在整個電泳運行過程中，不脫開與之相接觸的集電銅排。 圖九六循環(huán)電極鏈接電電極結構簡圖圖九七與接電電極相匹配的集電銅排1、支承架 2、絕緣瓷瓶 3、集電銅排 4、連接角鋼 5、壓板上述接電裝置優(yōu)缺點分析 優(yōu)點：隨工件運行的磁性電極塊或接電夾，不需要在整個主運行鏈上的每一個工件吊具上均

11、于安裝，可大大節(jié)省磁性電極塊或接電夾個數(shù)。 如某汽車廠涂裝線生產(chǎn)汽車件，主運輸鏈為推桿鏈，設計產(chǎn)量34臺/小時，懸鏈工件吊具節(jié)距3.048米，鏈速1.789米/分，其電極循環(huán)鏈上總電極數(shù)為48套，計算電極此套數(shù)能否滿足生產(chǎn)要求。 計算：鏈速1.789米/分，則48套電極運行一個電極循環(huán)需時=80分鐘，1小時設計產(chǎn)量34臺，80分鐘生產(chǎn)臺數(shù) 34=45.3臺。45.3臺需46套接電電極，現(xiàn)有48套接電電極，故可仍在維修線上儲存23套接電電極作備用，故48套電極完全能滿足生產(chǎn)要求。如不用電極循環(huán)鏈，則整個主推桿鏈運行的區(qū)域，包括前處理、電泳、電泳后沖洗，甚至電泳烘干，其上所有吊具，每個吊具上都必須

12、安裝一套磁性接電塊或接電夾，其數(shù)量將是上述計算值的若干倍。 缺點：需要設計一條與主運輸鏈同步運行的電極循環(huán)鏈，且進出電泳槽都需要人工安電極與卸電極。 2）不需要電極循環(huán)鏈的電泳自動接電裝置。結構實例一，圖九八用于推桿鏈 圖九八不需要電極循環(huán)鏈的電泳自動接電裝置結構一 1、主鏈軌道 2、連接板 3、集電銅排 4、接電器 5、C型鉤 6、接油盤 結構簡介及幾個值得注意的問題 *序號2連接板焊接在推桿鏈槽鋼鋼軌上， 序號3為集電銅排用埋頭螺釘把接在彎板上，彎板用螺釘把接在連接板上，把接輥釘孔用長孔，便于調(diào)節(jié)集電銅排與推桿鏈中心線的距離。 *該接電裝置用于陰極電泳的三段電壓，集電銅排為整體，電壓分段在

13、陽極管的分區(qū)上。由于集電銅排為整體，并與三臺整流器出來的同一極并聯(lián)相接，從而很好地避免了因存在電壓差而發(fā)生的打火花現(xiàn)象。但這里值得提出的是：筆者在現(xiàn)場調(diào)試中，卻遇到了推桿鏈上的個別零件，在運行中偶與彎板接觸，從而引起偶發(fā)性電火花，此時應將彎板上與推桿鏈零件相接觸處磨掉一些，避免接觸。如通過此法仍無法消除，可將集電銅排在打火花的區(qū)段接地，將與處于零電位的推桿鏈有關件處在同一電位，即使接觸也不會打火花。 *設計中應嚴格保證主鏈的運行軌跡與集電銅排軌跡的對應性。即在任何時候，主鏈運行時，把接在吊具上的接電器，不能脫開集電銅排。當電泳過程中，因車身等箱形零件排氣需要，電泳主運輸鏈，在電泳槽內(nèi)中部的直線

14、段，設計有上下100mm的泳動量時，要注意集電銅排在工件泳動區(qū)的相應加寬。以免與吊具連接的接觸器，因吊具隨軌道的跳動而跳動，而接不上電。 *序號4接電器內(nèi)彈簧片的材料，據(jù)資料推薦用鈹青銅QBez，其關鏈成份及性能：鈹1.92.2%，鎳0.20.5%，比重8.23，線脹系數(shù)16.610-6，抗拉強度：b=13v140kg/c。它是極其優(yōu)良的合金，經(jīng)調(diào)質(zhì)后，有高機械強度、高導電性、高硬度、高耐磨性和高耐蝕性，更主要的是受沖擊時不產(chǎn)生火花，它是作此處所用彈簧片的理想材料。但因其價貴，很難買到真正的鈹青銅合金，再加上其合適彈性所需極的厚度，設計者不通過試驗很難予以確定，故筆者在設計時摒棄了用鈹青銅的想

15、法。通過試驗，找到了既能耐腐蝕，又有高度彈性，和解決高導電性，受沖擊時不產(chǎn)生火花等問題的一種較簡單而又全家的解決方式，經(jīng)現(xiàn)場將近一年的生產(chǎn)運行，效果良好，完全能滿足生產(chǎn)要求，且節(jié)約了資金。 *接電器上的金屬石墨其導電量，可按實際接觸面積每mm2為34安，實際接觸面積為理想接觸面積15%計算。 *接電器由集電銅排取得電量后，由接電器至被泳工件途經(jīng)的線路，凡有轉(zhuǎn)動，擺動等相對運動處，應用耐酸堿外皮的軟電纜進行過渡，以免相對運動處引發(fā)電火花。軟電纜截面積的選取，應通過有關樣本進行選擇與核算。 *安裝調(diào)試是所有電泳自動接電裝置投產(chǎn)前主要的一環(huán)，圖九八結構的安裝調(diào)試程序，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗，建議為：帶工件

16、的吊具，在未投漆的電泳槽上方集電銅排入口的喇叭口處，按圖紙壓縮量的要求，調(diào)整好各相關零件，最后將T形極點焊于吊具圖示相關位置，共做6臺車，然后在每臺車接電器的金屬石墨上刷上紅丹，經(jīng)運行，由于集電銅排與金屬石墨的彈性接觸，將會清晰地在涂有紅丹的金屬石墨上留下因磨擦而產(chǎn)生的印痕。根據(jù)印痕的大小，判斷二者間的接觸面積，如不夠理想，可在T形極與彈簧片間，加不同形狀的金屬墊片，保證接觸面積30%。然后在試驗的6臺車中，選一接觸面積最好的，根據(jù)它作胎具，固定金屬石墨在接觸面最好時的相對位置尺寸，并焊接余下的各臺車。因連續(xù)式生產(chǎn)線涂裝工件數(shù)量大，運行吊具多，所需裝接電器的吊具數(shù)也多，筆者主管設計的某涂裝線電

17、泳設備共80臺車，故現(xiàn)場制作胎具是保證質(zhì)量和提高調(diào)試速度的最好途徑。 *生產(chǎn)相當長時間后，接電器上的金屬石墨因磨損會變薄，此時可通過加熱片來調(diào)節(jié)。 3）不需要電極循環(huán)鏈的電泳自動接電裝置。結構實例二，圖九九用于普通整鏈。當連續(xù)式電泳的運輸方式為普通整鏈時，可將集電銅排，直接把接在與軌底等高的金屬廣塊上，接電器把接在滑架(頭吊)上。這樣，集電銅排很容易做到與輸送鏈的軌底平行，從而保證接電的平衡可*。 圖九九 不需要電極循環(huán)鏈的電泳自動接電裝置結構2 1、主鏈軌道 2、等高墊塊 3、集電銅排 4、接電器 5、軟電纜上述接電裝置優(yōu)缺點分析 優(yōu)點：不需要與主運輸鏈同步運行的電極循環(huán)鏈，省去了人工裝、卸

18、電極，完全可實現(xiàn)工件運行中在電泳槽區(qū)的自動接電。 缺點：在貫穿整個前處理、電泳、甚至電泳烘干段的主運輸鏈上，每個工件吊點處，均應安裝接電器，接電器需求量大。 如某汽車車架廠陰極電泳線，主循環(huán)鏈為穿過前處理、電泳、電泳烘干兩條環(huán)形，同步普鏈。每個環(huán)形全長220米，吊具間距1.6M，如圖九十，試計算新需接電器數(shù)。 計算： 全線可吊工件數(shù)N= =137.5。每個工件需4個吊點，每個吊點上需一套接電器，故全線需接電器數(shù)為4N，即550套。 將電器接電極導至工件過程中，有轉(zhuǎn)動及擺動處，故還需550根軟電纜線進行過濾。 由以上計算知，上述接電方式需大量接電器相關零件的制作。三、電泳電源整流器容量的幾種計算方法1、國內(nèi)某進口汽車車身陰極電泳涂裝線，連續(xù)生產(chǎn)，二段電壓 計算依據(jù)：產(chǎn)量：35.2臺/小時，工件面積41/臺。 計算方法1 主電流I=A：涂裝面積c D：25微米厚(0.001英寸)的漆膜密度3.556毫克/c T：工件漆膜厚度1520mm Y：庫侖效率25毫克/庫侖 I= =456.2安培 (其中1