電泳自動(dòng)接電裝置

1、電泳自動(dòng)接電裝置 電泳是一個(gè)電化學(xué)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(yùn)行中，通過接電裝置，自動(dòng)地將集電銅排上的電導(dǎo)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(dòng)的過程中，（對(duì)步進(jìn)式電泳而言）或工件在電泳槽內(nèi)的連續(xù)運(yùn)行過程中，（對(duì)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(jìn)行，從而談不上工件將會(huì)泳上底漆。因而，在電泳設(shè)備設(shè)計(jì)中，對(duì)電泳的自動(dòng)接電裝置，一定要慎之又慎。對(duì)電泳接電裝置總的要求是：接電與脫開自動(dòng)進(jìn)行，不打火花，導(dǎo)電面

2、積滿足要求，運(yùn)行靈活可*，接電器與集電銅排間的壓緊力不宜過大，以免導(dǎo)電的青銅石墨片（粉末冶金壓制而成）碎裂和加大工件在運(yùn)行中的阻力。但也不宜過小，以免運(yùn)行中，因工件的擺動(dòng)而使接觸部分發(fā)生跳動(dòng)，造成打火花。當(dāng)然，其中最主要的是自動(dòng)接電的穩(wěn)定可*。辦有穩(wěn)定可*，電泳生產(chǎn)才能正常進(jìn)行。一、步進(jìn)式電泳的自動(dòng)接電裝置 1、步進(jìn)式電泳自動(dòng)接電裝置，一般是采用帶電入槽方式。根據(jù)工件剛進(jìn)入電泳槽時(shí)為白件，電阻小，以此泳涂電壓應(yīng)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(shè)有電壓自動(dòng)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(jìn)式電泳自動(dòng)接電裝置結(jié)構(gòu)實(shí)例如圖九·一，步進(jìn)式電泳線主運(yùn)輸一般采用自行小車，吊架通過吊點(diǎn)吊在自行小車的電葫蘆上。吊架下部的四個(gè)吊點(diǎn)聯(lián)接工件，利用吊架兩側(cè)面的兩個(gè)各為50mm的銷軸，在工件下降到一定距離后，與導(dǎo)桿上伸出的帶喇叭口半園形的集電銅瓦進(jìn)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(shí)現(xiàn)集電銅瓦與吊架上的銷軸自動(dòng)接電。 圖九·一步進(jìn)式電泳自動(dòng)接電裝置結(jié)構(gòu)簡圖 1、導(dǎo)電座及導(dǎo)桿 2、導(dǎo)電銅瓦 3、導(dǎo)向管 4、導(dǎo)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

4、鉆孔通過線鼻子與帶有接電夾頭的電纜線相接，電纜夾頭可根據(jù)與工件的接觸部位做成相應(yīng)形狀，以夾緊至工件上。該聯(lián)接在工件前處理上線前，就應(yīng)由人工聯(lián)接好。導(dǎo)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(dǎo)桿，導(dǎo)桿的一端焊有U形導(dǎo)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(dǎo)管兩頭各焊有如圖示園環(huán)，既取導(dǎo)向作用，又方便導(dǎo)桿上下移動(dòng)。工件的運(yùn)行通過PLC控制，在電泳槽上方再通過行程開關(guān)，使工件準(zhǔn)確停住，在設(shè)計(jì)位置。當(dāng)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(duì)運(yùn)動(dòng)而打火花。當(dāng)電泳完畢，工件上行，則因?qū)U上

5、的滑輪和配重，使導(dǎo)桿上的U形銅瓦仍緊密壓著導(dǎo)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(duì)碳質(zhì)金屬而言（例如青銅石墨）按有關(guān)資料推薦值3安培計(jì)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(yàn)值計(jì)算，上述結(jié)構(gòu)接電面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電泳工作時(shí)的實(shí)際電流。（步進(jìn)式生產(chǎn)，工件面積85，電泳時(shí)實(shí)際工作電流小于1000安）。 在已投產(chǎn)的步進(jìn)式的另一條電泳線上，也有完全依照上述工作原理，而結(jié)構(gòu)略有不同的自動(dòng)接電裝置。它的不同之處就在于：用導(dǎo)向架代替導(dǎo)向套。上述導(dǎo)向套焊接在電泳罩殼料頂棚的兩邊，而導(dǎo)向架則焊接在電泳槽兩側(cè)的槽沿

6、上。利用吊具上的接電銅瓦與集電器接電，吊具在電泳槽內(nèi)的上、下用導(dǎo)向輪導(dǎo)向，也設(shè)計(jì)有滑輪、鋼絲繩、配重、吊具上的導(dǎo)向輪、接電銅瓦如圖九·二所示。 圖九·二 具有導(dǎo)向架的步進(jìn)式電泳接電吊具相關(guān)部位圖 1、導(dǎo)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(dòng)接電裝置1、連續(xù)式電泳自動(dòng)接電裝置概述對(duì)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(jìn)式電泳一樣，在電泳施工時(shí)，其工作電壓不應(yīng)是恒定的，而應(yīng)是分段：在工件剛進(jìn)入電泳槽時(shí)，因工件為金屬白件，電阻小，此時(shí)工件電壓相應(yīng)應(yīng)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(jìn)行，工件因泳上電泳漆而使

7、電阻增大，電壓應(yīng)隨之升高，使工件得到足夠厚度、光潔、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(duì)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(duì)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(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 圖九

8、·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 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(duì)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(gè)區(qū)內(nèi)的極管，接同一整流器出來的同電壓，以達(dá)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)颍繀^(qū)電壓對(duì)該區(qū)才取作用，而別區(qū)的電壓對(duì)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(huì)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(yīng)用，近來應(yīng)用很普遍。筆者新設(shè)計(jì)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

9、二月正式驗(yàn)收投產(chǎn)，就是用此法進(jìn)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(dòng)接電裝置結(jié)構(gòu)實(shí)例1）需要電極循環(huán)鏈的電泳自動(dòng)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(jìn)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(dāng)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(dòng)運(yùn)行至電泳槽入口前，供

10、下一輪使用。 圖九·五 運(yùn)行主鏈與電極鏈 在這里要特別說明的是：電極鏈的運(yùn)行必須與主鏈的運(yùn)行同步，且電極鏈上的接電器數(shù)，應(yīng)與主鏈上的吊具數(shù)一一對(duì)應(yīng)。如果二者不同步，則電極鏈上隨吊具工件運(yùn)行的電極塊或電夾鉗，將會(huì)從工件上脫開，無法實(shí)現(xiàn)接電。同步的實(shí)現(xiàn)，可是電氣也可是機(jī)械式的。電極及電極運(yùn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)，見圖九·六。 相對(duì)應(yīng)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(yùn)行軌跡相對(duì)應(yīng)。以保證電極在整個(gè)電泳運(yùn)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(jié)構(gòu)簡圖圖九·七與接電電極相匹配的集電銅排1、支承架

11、 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(diǎn)分析 優(yōu)點(diǎn)：隨工件運(yùn)行的磁性電極塊或接電夾，不需要在整個(gè)主運(yùn)行鏈上的每一個(gè)工件吊具上均于安裝，可大大節(jié)省磁性電極塊或接電夾個(gè)數(shù)。 如某汽車廠涂裝線生產(chǎn)汽車件，主運(yùn)輸鏈為推桿鏈，設(shè)計(jì)產(chǎn)量34臺(tái)/小時(shí)，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(jì)算電極此套數(shù)能否滿足生產(chǎn)要求。 計(jì)算：鏈速1.789米/分，則48套電極運(yùn)行一個(gè)電極循環(huán)需時(shí)=80分鐘，1小時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)量34臺(tái)，80分鐘生產(chǎn)臺(tái)數(shù) ×34=45.3臺(tái)。45.3臺(tái)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(chǔ)存23

12、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(gè)主推桿鏈運(yùn)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(gè)吊具上都必須安裝一套磁性接電塊或接電夾，其數(shù)量將是上述計(jì)算值的若干倍。 缺點(diǎn)：需要設(shè)計(jì)一條與主運(yùn)輸鏈同步運(yùn)行的電極循環(huán)鏈，且進(jìn)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(dòng)接電裝置。結(jié)構(gòu)實(shí)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(dòng)接電裝置結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡介及幾個(gè)值得注意的問題 *序號(hào)2連接板焊接在推桿鏈槽鋼鋼軌

13、上， 序號(hào)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，電壓分段在陽極管的分區(qū)上。由于集電銅排為整體，并與三臺(tái)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(gè)別零件，在運(yùn)行中偶與彎板接觸，從而引起偶發(fā)性電火花，此時(shí)應(yīng)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(guān)件處在同一電位，即使接觸也不會(huì)打火花。 *設(shè)

14、計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格保證主鏈的運(yùn)行軌跡與集電銅排軌跡的對(duì)應(yīng)性。即在任何時(shí)候，主鏈運(yùn)行時(shí)，把接在吊具上的接電器，不能脫開集電銅排。當(dāng)電泳過程中，因車身等箱形零件排氣需要，電泳主運(yùn)輸鏈，在電泳槽內(nèi)中部的直線段，設(shè)計(jì)有上下100mm的泳動(dòng)量時(shí)，要注意集電銅排在工件泳動(dòng)區(qū)的相應(yīng)加寬。以免與吊具連接的接觸器，因吊具隨軌道的跳動(dòng)而跳動(dòng)，而接不上電。 *序號(hào)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(guān)鏈成份及性能：鈹1.92.2%，鎳0.20.5%，比重8.23，線脹系數(shù)16.6×10-6，抗拉強(qiáng)度：b=13v140kg/c。它是極其優(yōu)良的合金，經(jīng)調(diào)質(zhì)后，有高機(jī)械強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、高硬度、高耐磨性

15、和高耐蝕性，更主要的是受沖擊時(shí)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(jià)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(shè)計(jì)者不通過試驗(yàn)很難予以確定，故筆者在設(shè)計(jì)時(shí)摒棄了用鈹青銅的想法。通過試驗(yàn)，找到了既能耐腐蝕，又有高度彈性，和解決高導(dǎo)電性，受沖擊時(shí)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(yùn)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(dǎo)電量，可按實(shí)際接觸面積每mm2為34安，實(shí)際接觸面積為理想接觸面積15%計(jì)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(dòng)，擺動(dòng)等相對(duì)運(yùn)動(dòng)處，應(yīng)用耐酸堿外皮

16、的軟電纜進(jìn)行過渡，以免相對(duì)運(yùn)動(dòng)處引發(fā)電火花。軟電纜截面積的選取，應(yīng)通過有關(guān)樣本進(jìn)行選擇與核算。 *安裝調(diào)試是所有電泳自動(dòng)接電裝置投產(chǎn)前主要的一環(huán)，圖九·八結(jié)構(gòu)的安裝調(diào)試程序，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，建議為：帶工件的吊具，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(guān)零件，最后將T形極點(diǎn)焊于吊具圖示相關(guān)位置，共做6臺(tái)車，然后在每臺(tái)車接電器的金屬石墨上刷上紅丹，經(jīng)運(yùn)行，由于集電銅排與金屬石墨的彈性接觸，將會(huì)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3

17、0%。然后在試驗(yàn)的6臺(tái)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(shí)的相對(duì)位置尺寸，并焊接余下的各臺(tái)車。因連續(xù)式生產(chǎn)線涂裝工件數(shù)量大，運(yùn)行吊具多，所需裝接電器的吊具數(shù)也多，筆者主管設(shè)計(jì)的某涂裝線電泳設(shè)備共80臺(tái)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(dāng)長時(shí)間后，接電器上的金屬石墨因磨損會(huì)變薄，此時(shí)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(dòng)接電裝置。結(jié)構(gòu)實(shí)例二，圖九·九用于普通整鏈。當(dāng)連續(xù)式電泳的運(yùn)輸方式為普通整鏈時(shí)，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

18、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(dòng)接電裝置結(jié)構(gòu)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(diǎn)分析 優(yōu)點(diǎn)：不需要與主運(yùn)輸鏈同步運(yùn)行的電極循環(huán)鏈，省去了人工裝、卸電極，完全可實(shí)現(xiàn)工件運(yùn)行中在電泳槽區(qū)的自動(dòng)接電。 缺點(diǎn)：在貫穿整個(gè)前處理、電泳、甚至電泳烘干段的主運(yùn)輸鏈上，每個(gè)工件吊點(diǎn)處，均應(yīng)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(gè)環(huán)形全長220米，吊具間距1.6M，如圖九·十，試計(jì)算新需接電器數(shù)。 計(jì)算： 全線可吊工件數(shù)N= =137

19、.5。每個(gè)工件需4個(gè)吊點(diǎn)，每個(gè)吊點(diǎn)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(dǎo)至工件過程中，有轉(zhuǎn)動(dòng)及擺動(dòng)處，故還需550根軟電纜線進(jìn)行過濾。 由以上計(jì)算知，上述接電方式需大量接電器相關(guān)零件的制作。三、電泳電源整流器容量的幾種計(jì)算方法1、國內(nèi)某進(jìn)口汽車車身陰極電泳涂裝線，連續(xù)生產(chǎn)，二段電壓 計(jì)算依據(jù)：產(chǎn)量：35.2臺(tái)/小時(shí)，工件面積41/臺(tái)。 計(jì)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10000為1=(100cm)2=10000c 峰值電流I峰=1.5I=1.5×56.2=685安培)。 計(jì)算方法2 連續(xù)