重庆科技学院金属材料专业涂装车间设计整理知识点复习题Word文件下载.docx

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t—生产节奏，分钟/件

M—年生产任务，套/年（年生产纲领）

n—每套产品的涂漆件数

ρ—合格率，%

T—年时基数，小时

e—设备利用系数（or称开工率），涂装设备的利用系数一般为80~85%（发达国家>

90%）

注：

生产节奏是涂装车间设计的重要基础数据，可根据它和每套产品的涂装工件量大小来选择涂装车间的生产方式（批量or流水生产方式）和涂装工序间的运输方式。

二、设车间设计的阶段和内容、原则

8、涂装车间设计是一项复杂的综合性的工作，是车间进行基本建设、扩建or技术改造前的全面规划工作。

车间设计包括六大方面的内容，（即：

工艺（设备）设计、厂房建筑设计、通风采暖设计、供排水设计、供电照明设计、动力设计等。

）为了避免考虑不周而造成返工，保证工程顺利的进行，设计工作常常是分阶段进行的。

9、涂装车间设计的程序：

设计的前期工作→项目建议书→可行性研究分析→初步设计→施工图设计

10、涂装车间的生产组织形式有：

1）综合车间。

2）单一工段。

3）多工段。

4）涂装车间。

11、设计原则的确定

为使涂装车间设计能充分体现先进，合理，经济，可靠的原则，在进行方案设计之前，必须根据前述的资料确定设计原则。

1.涂装工作的布点2.工艺水平3.能源政策

4.材料选用5.涂装公害的防治6.近期和发展远景的关系

三、表面处理工艺设计

12、涂装工艺设计通常分为以下四个阶段：

第一阶段：

明确涂装目的（即涂装标准or等级），查清涂装时的条件（底材种类）。

第二阶段：

选择性能和经济上适宜的涂料。

（与零件底材相配套，达到涂层性能要求，且与涂装条件相适应。

）

第三阶段：

根据涂装场所，被涂物形状、大小、材质、产品、涂装品种及涂装标准选定适宜的涂装方法。

第四阶段：

根据涂料，底材，涂装环境，涂装方法，资源利用，污染等制定多种方案进行比较，通过价值工程计算，最后选定作业条件。

13、涂层的分类：

⑴　高级装饰性涂层（一级）

特点:

　表面平整，色泽鲜艳，光亮如镜，涂膜坚硬，耐候性好。

DOI（鲜映度）=0.9~1.0，S.S（耐盐雾）>

1000h，δ（涂层总厚度）>

100μm。

一般由底漆---中间涂层---2~5道面漆---抛光打蜡等工序

主要产品：

高级轿车车身，钢琴，高级家具，家电等。

⑵　装饰性涂层：

（二级）

特点：

装饰性、平整性较一级稍差，有细小的缺陷，但漆膜的机械性能，耐候性等较高。

DOI=0.3~0.5，S.S>

500h，δ>

55μm。

一般1道底漆，2~3道面漆配套组成。

主要产品有：

载重汽车车身，自行车，机车等。

⑶　保护装饰性涂层（三级）：

以保护性为主，装饰性次之。

应具有良好的耐蚀性，耐候性，耐潮湿性。

S.S>

50μm。

一般由一道底漆加1~2道面漆配套而成。

产品主要有工厂设备，集装厢。

⑷　一般保护性涂层：

一般防护腐蚀用，对装饰性无要求。

一般涂1~2道漆，厚度为20~60um。

用于外观无要求，使用条件不十分苛刻的制品。

⑸　特殊保护性涂层：

对物件起特殊保护作用的涂层。

如：

绝缘，耐酸，耐碱，耐化学试剂。

此外，还有美术装饰性涂层（锤纹，键纹，冰纹）以及特种功能涂层（示温，夜光等）

14、名词解释

（1）空气喷涂法：

靠压缩空气的气流及涂料雾化，并在气流的带动下，涂到被涂物表面的一种涂装方法。

（2）高压无空气喷涂：

靠密闭容器内高压泵压送涂料，获得高压的涂料从喷枪小孔中喷起时，速度非常的高（100m/s）随着冲击空气和高压的急速下降，涂料内溶剂急剧挥发，体积骤然膨胀而分散雾化，高速地涂在被涂物上。

（3）静电喷涂：

原理：

接地的工件为阳极，涂料雾化器or电栅作阴极，接上负高压电，在被涂物和涂料雾化器间形成高压静电场，在阴级产生电晕放电，使喷出漆滴带电，并进一步的雾化，按同性相斥异性相吸的原理，带电漆滴在电场作用下，沿电力线的方向被高效地吸附在被涂物的表面上。

（4）电泳涂装：

电泳涂装原理：

利用电泳原理进行涂装，将被涂物浸于水溶性涂料中，作阳极（or阴极），另设一与其相对应的阴极（or阳极），在两极间通直流电，靠电场作用，水溶性涂料中的带电胶体粒子发生定向移动，使涂料涂布在被涂物的表面的一种涂装方法。

（5）粉末涂装：

用喷粉设备把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；

粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异（粉末涂料的不同种类效果）的最终涂层。

（6）阳极电泳：

涂料粒子带负电，工件为阳极，涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳。

（7）阴极电泳：

涂料粒子带正电，工件为阴极，涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阴极电泳。

（8）电化学除油：

利用电解原理，除油速度较碱式高几倍，但由于H2产生，阴极除油易产生氢脆现象

（9）喷丸（砂）：

利用高速飞行的砂子，撞击工件的表面，从而使表面除去毛刺，锈迹，高温氧化皮，旧涂层，飞边和焊渣等。

（利用砂料的冲刷，切削作用）。

（10）化学脱脂：

通过碱或碱性溶液、表面活性剂的皂化和乳化作用清除电镀零件表面的油脂的过程。

15、影响脱脂的工艺因素：

脱脂温度、脱脂时间、机械作用和脱脂剂四个因素。

16、磷化处理：

是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面化学处理方法，所生成的膜称为磷化膜。

涂装前磷化采用薄膜的原因：

薄膜磷化积累率低，力学性能好。

薄的磷化膜吸涂料量少，易获得外观光亮平整的涂膜。

薄膜磷化与电泳涂装工艺配套性好。

因为磷化膜本身电阻较大，膜太厚，电阻太大，影响电沉积。

此外，薄的磷化膜在电泳时溶解量小，对电泳槽液的稳定性比较有利。

薄膜磷化处理时间短，处理温度不高，可使生产设备长度大为缩短，可大量节省能耗和原材料消耗。

四、前处理设备构成及要求

17、前处理设备：

主槽、辅槽、加热系统、循环系统、通风系统

18、浸渍式前处理方法：

是将工件浸泡在盛有槽液的表面处理槽中，经过一定时间的化学反应来完成除油，除锈，磷化等工序。

19、槽液加热的方式：

直接蒸气加热、间接蒸气加热、电热管加热、槽外加热（多数磷化槽加热采用）

20、槽液搅拌方式：

依据方式不同分为：

机械搅拌、槽液循搅拌、压缩空气搅拌

21、溢流装置的作用：

a.控制主槽中的槽液的高度b.排除飘浮物

　　　c.保证槽液的不断循环（设有循环搅拌装置的才有此功能。

五、前处理辅助设备

22、磷化渣的产生：

伴随着磷化膜的生成，磷化沉渣也产生，这是不可避免的，因为钢板上溶解下来的铁只有一部分能参与成膜，另一部分必然会被氧化成三价铁，与磷酸根结合形成不溶性的磷酸铁从溶液中析出。

此外，由于磷化液配比控制的不当，还会导致过量的磷酸锌沉淀出来,形成渣的一部分。

23、磷化渣的危害：

磷化渣在溶液中含量过高：

①就会附着在工件上，影响涂膜的性能。

②沉渣被带入电泳槽，会破坏槽液的稳定性，特别对超滤器使用寿命影响很大。

③对于喷射系统，沉渣过多，易造成喷嘴堵塞。

因此，要求溶液中磷化渣含量不超过一定量。

24、常用的磷化除渣装置：

（1）沉降塔

（2）旋液分离器（3）斜板沉淀器（4）带式过滤器（5）板框压滤机

（6）联合除渣系统

25、联合除渣系统（图1）

上述几种沉渣分离装置中，由于沉降塔、旋液分离器、斜板沉淀器的渣和槽液仍旧同处于一个槽内，只能得到渣浆，含水率很高，一般都大于90％，从环保排放及减少槽液浪费的角度考虑，还需要进一步浓缩。

所以，实际生产线上的连续出渣系统均是将它们与其他除渣形式联合，并将其串联于槽液的循环管路上。

如图是斜板沉淀器、沉降塔、板框压滤机组合，是三级分离浓缩，得到含水量最少的渣饼而排除。

26、热油分离器（图2）

将含油脱脂液送入热油分离器，进行加热使表面活性剂与油污分离而破乳。

油飘浮到槽的液面，经置于表面的吸油回收集送至储油槽。

而脱油后的工作液经液位表面下的挡板，除去较重一些的沉淀物，返回脱脂工作槽。

27、喷丸（砂）除锈系统（图3）

由压缩空气及配气、喷丸（砂）设备，铁丸回收，通风除尘等部分组成。

28、喷淋式前处理设备组成及作用

主要结构：

储备槽，泵，喷淋系统，通风系统及包裹喷淋系统的壳体等

通过式前处理喷淋设备：

1）储液槽：

槽体容易取下列三种情况中的最大的一种：

①每分钟喷射量的三倍

②停止加料时，每小时工件液浓度下降不超过去1/4.

③停止加热时，每分钟液温下降不超过0.3℃。

槽体还设置有：

附槽，挡渣板，排渣口，防水板和过滤网。

2）设备的壳体：

为一整体结构，形状如一封闭隧道，两端留有门洞。

3）喷射系统：

包括喷管，喷嘴和水泵。

整个喷射区的图样应连续完整无空档，保证工件的表面能均匀的接触到处理液。

喷管和喷管，喷嘴和喷嘴之间的距离为250-300应交差排布。

喷嘴与工件的距离≤250mm

4）加热装置：

与浸渍设备相同。

5）通风装置：

作用：

①设备进出口抽风，防止喷射区内槽液蒸汽扩散到车间内；

②在表调和磷化间送风，在磷化后抽风，用于抑制磷化酸雾出现的不良影响。

六、前处理设备计算

29、浸渍处理设备

计算二1.固定槽

长度：

L1=L+2（L1+L2+L3+D）　————（１）

Ｌ：

工件的最大长度（mm）；

Ｌ1：

槽壁衬里距加强筋的距离（mm）；

Ｌ2：

加热器距槽壁的最小距离（mm）。

一般取80~~150mm

Ｌ3：

挂件距加热器or槽壁衬里的最小距离（mm）。

一般取Ｌ3≥３００mm

Ｄ：

加热器外径（mm）.

宽度：

Ｂ＝b+2（b1+b2+b3+D）————（２）

ｂ：

工件的最大宽度（mm）

b1：

槽壁衬里距加强筋外沿的距离（mm）

b2：

加热器距槽衬里的最小距离（mm），一般取８０～１５０mm

b3:

　工件距离加热器的最小距离（mm），一般取：

固定式：

b3≥300mm，

通过式：

b3＝150~200mm。

Ｄ：

加热器外径（mm）

高度：

H=h+h1+h2+h3+h4—————（3）

H：

挂件的最大高度（mm）.

h1:

浸渍槽底面最高点与底座最低点之间的距离。

（mm）

（h1与底面断面形式和底座尺寸有关，应根据具体情况而定）

h2:

最大高度的工件距槽底（槽底最高点）的最小距离（mm）。

一般取：

h2＝200~400mm,对磷化槽的h2可适当加大。

h3:

最大工件高度浸没在槽液中的最小深度（mm），一般取：

h3＝100~~200mm.

h4:

槽沿距液面的距离（mm），一般取h4＝150~200mm

计算三2.通过式浸渍槽

①通过式浸渍槽的长度：

L=l+2×

l1+l2—2×

R×

sinα---

（1）

l：

l1:

悬挂输送机垂直弯曲段的水平投影长度（mm）l1取值按Ｐ6４表3-1-3所列各式计算。

如升角α=30°

时，l1　=1.7321h’+0.5358R；

h’=H2-H1；

H1=h+h1+h2+h5；

（挂件在最底位置时，悬挂输送机的轨顶标高）

H2=H+h+h6+h5+R（1-cosα）；

（挂件在最高位置时悬挂输送机的轨顶标高）　

l2：

悬挂输送机所需的水平长度（mm）。

l2＝V·

t－0.0349Rβ

V：

输送机的速度（mm/min）.t：

前处理工件的处理时间（min）

β=arccos（1-h3/R）（度）

②通过式浸渍槽的槽宽:

（同固定式槽宽一样）

B=b+2（b1+b2+b3+D）——　（２）

工件与加热器的最小距离：

b3=150~200mm（固定式为≥300）其余与固定式相同。

③通过式浸渍槽高度：

（同固定式）

Ｈ=h+h1+h2+h3+h4——　（３）

h1=200~~240mm（槽体底座高度）

h2=200~~250mm（最大高度挂件距槽底的最小距离）

h3＝100~200mm（最大高度挂件浸没在槽液的最小深度）

h4=150~~200mm（槽沿距液面的高度）

还应当注意的两个高度参数：

h5=700~1500mm（最大高度的挂件顶部至悬挂输送机轨顶的距离）。

h6=100~150mm（最大高度挂件底部至槽沿的最小距离。

计算举例：

例：

某车间采用固定式除油除锈“二合一”浸油槽（无搅拌装置）其槽液的主要成份是硫酸和烷基苯磺酸钠，槽液工作温度为70-75℃．处理时间10分钟，生产量为86米2/小时，挂件的长宽高为3626×

556×

1250毫米。

槽液采用0.3Mpa（表压）的饱和蒸气用蛇管（φ60毫米）加热器加热。

计算浸渍槽的尺寸。

解：

1、槽体长度的计算

根据（3）式L=l+2（l1+l2+l3＋D）

考虑在固定式浸渍槽的宽度方向上设置加热器，因此，式中l2=D=0；

取l1=192毫米；

l3=300毫米，则L=2626+2（192+300）=4910（毫米）

2、槽体宽度的计算

根据（4）式B=b+2（b1+b2+b3+D）

取b1=192毫米；

b2=100毫米,b3=300毫米，则B=556+2（192+100+300+60）=1860（毫米）

3、槽体高度的计算

根据（5）式H=h+h1+h2+h3+h4

考虑浸渍槽底座、壁厚及衬里等取h1=370毫米；

h2=300毫米；

h3=150毫米；

h4=150毫米，则

H=1250+370+300+150+150=2220（毫米）

由此可得固定式浸渍槽的外表尺寸为：

4610×

1860×

2220毫米。

计算得到槽子的外形尺寸为4610×

2220mm

得到槽体的容积：

V=4.61×

1.86×

2.22=19.04M3

下面来较验该尺寸是否满足生产纲领86m2/h;

需要：

依题：

工件处理时间为１0分钟，取工件入槽的辅助时间为2分钟，可进行下列计算：

①槽子日装载次数＝每日实际生产时间／（处理时间＋辅助时间）

=7.50×

60/（10+2）=38次

（实行一班制，除去设备的维修时间，实际生产时间为7.5h）

②槽子每次的处理量＝每日处理/每日装载次数

　　　　　　　　　＝８６×

7.50/38

=16.97m2/次

③槽液的处理效率：

一般取0.8~1.5（查表）

这里取1.0（m2/m3）

④槽液的体积＝每次处理量/槽液的处理效率

　　　　　　＝16.97/1.0=16.97m3

⑤槽子的台数＝日处理量×

（1+返修率）／（槽子体积×

日装载次数×

槽液的处理效率）

＝86×

7.5×

（1+10%）/（19.04×

38×

1.0）

=0.98台＝１台

⑥槽子负载率＝日处理量/（槽子体积×

＝８６×

7.5/（19.04×

1.0）×

100%=89%　　　　　　　

注意：

槽子的负载率一般在70～80％之间。

由于生产组织的原因。

设备不可能处于100%的满负荷状态，

现计算的负载率为89%也基本上适合要求，

若要留有余量，可适当增大尺寸。

七、喷漆设备构成,液力旋压喷漆室

30、空气喷涂设备组成：

喷枪、油漆加压桶、油水分离器

高压无空气喷涂设备组成及作用：

高压喷枪：

从蓄压过滤器中引出。

高压泵：

提高漆料的压力

蓄压过滤器：

将提高压力的涂料引入其中

31、喷漆室的作用及设计原则

①作用：

1）防止漆雾飞散2）捕捉回收漆雾

3）清洁车间，防止污染4）防火、防爆保证安全

②设计喷漆室的原则：

（要求）

1）能最大限度地捕捉和回收漆雾。

2）能有效地防止漆雾飞散到车间其它的地方

3）注意防火、防爆。

（电机、电灯均应防爆。

4）安装送风、排风系统。

5）操作者应在喷漆区外，且有新鲜空气的地方操作。

6）应有充足的光线，保证良好的视野。

32、喷淋式喷漆室结构及其优缺点

喷淋式喷漆室：

将喷漆过程中产生的漆雾用喷射的水滴来回收。

结构组成：

室体、喷嘴（喷出水滴）、气水分离器（导流板）、排风装置。

【喷淋式喷漆室的过虑效果，关键是喷淋系统。

一般为增长对漆雾的清洗时间，可设置２～３排喷嘴。

每排喷嘴用挡板隔开，使气流曲折流动，喷嘴的间距为150～200mm】

优点：

灵活性大，不受结构的限制。

缺点：

喷嘴易堵塞，清洗的工作量大。

33、水帘式喷漆室结构及其优缺点

水帘式喷漆室：

是用密实的水帘（水幕）来清洗（捕捉）回收漆雾。

结构包括：

室体、淌水板、注水管、气水分离器、排风装置

室壁不易被污染，处理漆雾的效率好。

用水量大，产生废水较多，且水帘使室内的湿度增加，不适合装饰性高的涂层。

水帘式喷漆室图（4）

34、液力旋压式喷漆室的结构（不考图考结构）

1-全宽度格形地板2-可调节挡风管3-供风装置4-轮廓顶板5-照明装置

6-排风装置7-玻璃壁板8-排渣门9-循环水管10-动力清洗管11-溢水底板

八、喷漆设备计算

计算四

35、计算过程：

喷漆室（主要计算喷漆室的尺寸）

1）死端式：

L=l+2×

l1----

（1）

l---为工件的最大长度（最大回转直径）。

l1---取0.4~~0.6m（工件至两侧壁的距离）

B＝b+b1+b2+b3————

（2）

b---工件的最大宽度（若要回转，则为最大的回转直径）

b1---工件外沿至操作口的距离，一般取b1=0.3~1.2m，对小型旋转喷漆室：

b1=0.3~0.4m，对于操作者在室内进行喷漆的上部送风，底部抽风的喷漆室：

b1=1.2~~1.5m

b2---工件的外沿至漆雾过滤器之间的距离。

取b2=0.5~~1.5m

Ｈ=h+h1+h2-----（3）

h---吊挂后工件的最大高度．

h1---工件的底部至喷漆室底的距离，一般取h1=0.6~~1.0m

h2---工件的顶部至喷漆室的顶部的距离．一般取h2≥0.3m

2）敞开式：

b1取0.5~~1.5m.

b2取值后应根据选用风机进行选择．

3）通过式：

①长度：

（与工件的输送速度v和工件的喷涂时间t1有关，t1与工件喷涂面积F有关，当喷枪选定以后，单位时间内喷涂的面积即可确定。

L=Ｖ×

t1+2×

l1

=Ｆ×

V×

t+2×

l1……（4）

F---挂件的最大喷漆面积（m2）

Ｖ---悬挂输送机的移动速度（m/min）

t----喷枪喷涂1m2表面所需的时间（min/m2）

l1----挂件至出口的距离：

l1=0.6~~0.8m

②宽度:

B=b+b1+b2+b3………（5）

b1=0.5~~0.65m（横向抽风通过式喷漆室）

b2=0.5~~0.85m（工件外沿至漆雾过滤器之间的距离）

b3----为过滤器宽度，（在计算宽度时，可先取b3=1m，待过滤器长度确定以后，再根据过滤器横截面积上允许的空气的流速的对b3校核。

③高度：

Ｈ=h+h1+h2……（6）　

h1=0.6~~1.0m（工件的底部面积较大时，取1.3~~1.6m）

h2=0.7~~1.5m

④门洞尺寸的计算（增加了密闭性减少了漆雾量）

门洞的宽度：

b0=b+2b1……（7）

b为挂件的最大宽度。

b1:

挂件与门洞间距。

取b1=0.1~0.2m

门洞的高度：

h0=h+h1+h2………（8）

h挂件的最大高度。

　　h1:

挂件的下端至门洞底边的距离。

取h1=0.1~0.15m

　　h2挂件顶部至门洞的距离。

取h2=0.08~0.12m.

⑤操作口尺寸计算：

通常依据喷漆室的类型及操作方便来确定，一般在保证操作方便的前提下，宜减少操作尺寸。

推荐尺寸：

长：

0.12~0.16m宽：

0.18~0.22m

36、

（1）喷淋式水过滤器：

过滤器的横截面积Ｆ：

F=1.2×

Q/3600V…（9）

式中：

Ｆ：

喷淋式水过滤器的横截面积（m2）.

　　　Ｑ：

通过水过滤器的空气流速（m2/h）.

Ｖ：

气水分离器的有效截面上的空气流速（m/s）。

一般取Ｖ＝2.5~3m/s.

　　1.2：

气水分离器的有效截面积系数

①水过滤器长度：

L’=F/n×

b1………（10）

　式中:

L’：

水过滤器的长度（m）

　Ｆ：

水过滤器的横截面积（m2）。

n:

喷水管的排数

　b1:

喷水管间距离（m）；

取b1≤0.35m.

②水过滤器的宽度：

b’=n×

b1------（11）

若取水过滤器的长度L’=　L（即喷漆室的长度）

则：

b’=F/L-----（12）

（2）多级帘过滤器的计算

多级过滤器的横截面积可按下列的计算：

F=1.1×

Q/（0.5×

3600v）……（13）

多级水帘过滤器的横截面积（m2）.

　　　Ｑ：

通过式多级水帘过滤器的空气流量（m3/h）。

　　　ｖ：

通过式多级水帘过滤器的空气流速（m/s）。

取V=5~6.5m/s.

　　　1.1：

多级水帘式过滤器的有效截面系数。

0.5:

多级水帘式过滤器的有效截面积减少系数。

多级水帘式过滤器尺寸的计算：

依据喷淋室的