孫述

摘 要：隨著大型選礦設(shè)備的廣泛應(yīng)用及選礦設(shè)備行業(yè)涂裝技術(shù)要求不斷提高，為了解決大型選礦設(shè)備涂裝技術(shù)難題，北礦機電科技有限責任公司自主研發(fā)設(shè)計了一種大型選礦設(shè)備涂裝一體化環(huán)保平臺。本文主要闡述該平臺的設(shè)計依據(jù)和工藝參數(shù)，介紹平臺涂裝工藝流程，分析平臺工作原理，并對系統(tǒng)組成進行詳細論述。

關(guān)鍵詞：大型選礦設(shè)備;涂裝一體化;環(huán)保平臺

中圖分類號：TD45文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）26-0090-03

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求日益增加，選礦廠的生產(chǎn)規(guī)模也日益擴大。大型選礦設(shè)備具備高效節(jié)能、自動化程度高的特點，可顯著提高選礦處理能力和技術(shù)指標，降低消耗，獲得更高的經(jīng)濟效益，因此，其具有廣闊的市場前景。涂裝不僅能對產(chǎn)品起到防護作用，而且能反映產(chǎn)品的外觀裝飾性能，是構(gòu)成產(chǎn)品價值的重要因素。隨著大型選礦設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對大型化選礦設(shè)備的涂裝技術(shù)提出了更高的要求。

為了解決大型選礦設(shè)備涂裝技術(shù)難題，北礦機電科技有限責任公司自主研發(fā)設(shè)計了一種大型選礦設(shè)備涂裝一體化環(huán)保平臺。本文就該大型選礦設(shè)備涂裝一體化環(huán)保平臺的設(shè)計進行論述與介紹。

1 設(shè)計依據(jù)和目標

涂裝一體化環(huán)保平臺的設(shè)計必須滿足如下要求[1，2]：①具備噴砂拋丸除銹作業(yè)能力;②噴砂除銹和噴漆等工藝要一氣呵成，形成涂裝流水化作業(yè)能力，提高自動化技術(shù)水平;③實現(xiàn)涂裝設(shè)備機械化、自動化運行;④實現(xiàn)涂裝作業(yè)過程環(huán)?；腿旌蜃鳂I(yè)能力，實現(xiàn)無害處理和零污染;⑤工藝設(shè)備能滿負荷長時間無故障運行;⑥滿足工藝設(shè)備系統(tǒng)操作簡單、自動化程度高的要求。

2 設(shè)計技術(shù)工藝參數(shù)

2.1 噴砂技術(shù)參數(shù)

噴砂設(shè)備工作尺寸（長×寬×高）：9 500mm×7 500mm×7 000mm;最大工件尺寸：9 000mm×4 500mm×4 500mm;工件材質(zhì)：鑄鐵、碳鋼、不銹鋼;工件最大重量：5～6t;壓縮空氣壓力：0.6～0.8MPa;除銹等級：Sa2.5;表面粗糙度：20～50μm;磨料種類：鋼砂、不銹鋼丸;工作方式：機器人自動噴砂;工件運轉(zhuǎn)：工作平車輸送;磨料回收方式：砂地板氣體輸送形式;環(huán)保要求：設(shè)備噪聲：≤85dB;粉塵排放濃度：≤70mg/m3;工作環(huán)境溫度：0～45℃。

2.2 噴漆技術(shù)參數(shù)

噴漆設(shè)備工作尺寸（長×寬×高）：9 500mm×7 500mm×7 000mm;最大工件尺寸：9 000mm×4 500mm×4500mm;工件材質(zhì)：鑄鐵、碳鋼、不銹鋼;工件最大重量：5～6t;漆霧過濾方式：干式折流方式;室內(nèi)光照度：≥500Lux;系統(tǒng)運行噪音：≤85dB（A）;噴漆方式：機器人自動噴涂。

2.3 工藝流程

基本工藝流程：沖砂→清砂→自檢→結(jié)構(gòu)修理→復沖砂→清砂、清潔→表面處理報檢→清理、刮第一道膩子→膩子烘干→打磨、清理→刮第二道膩子→膩子烘干→打磨、清理→刮第三道膩子→膩子烘干→打磨、清理、屏蔽→噴中涂漆→流平→中涂漆烘干→修整→噴面漆→流平、去屏蔽→面漆烘干→檢查→下件。

3 涂裝一體化平臺工作原理

3.1 噴砂系統(tǒng)工作原理

噴砂系統(tǒng)的工作原理是：砂料儲存在噴砂罐內(nèi)，噴砂罐上的組合閥動作，噴砂罐充壓。與此同時，噴砂罐下面的砂閥和助推閥打開，砂料從砂閥的進砂口壓出到出砂口，通過助推氣流，將砂閥出砂口的砂料加速，加速后的砂料氣流混合流通過噴砂管至高速噴砂槍，被加速的砂料以很高的速度噴射到被處理工件的表面，實現(xiàn)噴砂作業(yè)的表面清理及強化。砂料回收、分離及除塵部分的工作原理：噴砂房外的氣流經(jīng)噴砂房頂部的粗效過濾器進入噴砂房內(nèi)，之后通過噴砂房頂部的勻流板進入噴砂內(nèi)的噴砂工作室，在噴砂房的橫斷面形成自上而下的氣流，把噴砂房內(nèi)的砂料、粉塵、清理物等通過蜂窩式吸砂地板進入磨料分離系統(tǒng)中，通過磨料分離器，將磨料及粉塵污物分開，有用的砂料進入噴砂罐內(nèi)繼續(xù)循環(huán)使用，粉塵及污物則隨氣流進入除塵系統(tǒng)內(nèi)。經(jīng)過除塵系統(tǒng)的過濾，干凈空氣排入大氣，粉塵及污物則儲存在粉塵筒中等待定期清理。噴砂系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

3.2 噴漆系統(tǒng)的工作原理

根據(jù)設(shè)備的長度及寬度，采用2組送排風機組，置于設(shè)備的1側(cè)。噴漆室工作溫度為20℃，每套送排風機組采用4臺風機，其中2臺為送風，2臺大葉片風機為排風。噴漆時，啟動所有送排風機，室外新風由此進入風道，經(jīng)初效過濾、送風系統(tǒng)，再經(jīng)送風道送至均壓室。均壓室將風量均勻分布于室頂，經(jīng)頂部過濾后，以有載大于0.3m/s左右的截面風速均勻地送入室體內(nèi)，自上而下，將工件置入具有一定風速的均流層中。室內(nèi)噴漆、漆霧和噴涂過程中揮發(fā)的有機廢氣（二甲苯），被迅速吸入格柵下部的活性炭漆霧處理系統(tǒng)，通過活性炭漆霧處理后的空氣符合國家標準排入大氣。

4 涂裝一體化平臺設(shè)備組成

4.1 噴砂系統(tǒng)

噴砂系統(tǒng)由噴砂房房體、吸砂風機、煙筒、除塵器、砂塵分離器、粉塵筒、噴砂主機支架、噴砂主機、工作臺車、蜂窩式吸砂地板、吸塵除塵器和電控系統(tǒng)等13部分組成。噴砂主機采用高效大容量噴砂機，噴砂罐裝料位檢測開關(guān)，可實現(xiàn)砂料的限位報警。噴砂房體具有消音功能和保溫隔熱功能。噴砂房頂部裝空氣均流室，均布初效過濾器，保證噴砂作業(yè)時噴出的砂料不會通過進氣口飛濺到噴砂設(shè)備體的外面，還起到進氣消音的作用。在噴砂房兩側(cè)裝電動卷簾大門，用于工件進出，大門上留有觀察窗。

采用蜂窩式吸砂地板，地板的底部均勻布滿了蜂窩式的小斗，與小斗下的分氣管路連接，分氣管路與風機的主管路連接，分氣管路與主管路的風速均大于砂料的懸浮速度;當噴砂作業(yè)時，噴出來的砂料全部落到蜂窩式的小斗中，再從小斗落入分氣管中，最后通過主管路回到磨料分選器中。

砂塵分選器選用多級分離型，第一級為獨特的慣性分離器，第二級為氣流清洗，第三級為篩網(wǎng)式分離器，能有效地將回收系統(tǒng)中不滿足工藝要求的異物、磨料、粉塵分離，分離后的完整砂料回到噴砂機主機繼續(xù)循環(huán)使用，粉塵及碎砂則被送到除塵器中經(jīng)過濾后儲存在除塵器中等待定期清理。

除塵系統(tǒng)包括吸、排塵管道、沉降室、除塵器、風機等，其核心是除塵器。選用濾筒式結(jié)構(gòu)，采用脈沖反吹清灰方式的除塵器。

電控系統(tǒng)設(shè)有過載、反向、缺相、漏電保護功能。

選用可調(diào)溫式工作服，由呼吸過濾器、呼吸調(diào)溫器、防護頭盔、工作衣組成?？烧{(diào)溫式噴砂防護服的呼吸過濾器能過濾空氣中的油霧、水分、粉塵等。

4.2 噴漆系統(tǒng)

噴漆系統(tǒng)主要由噴漆室室體、加熱送風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、漆霧處理系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)、安全檢測報警系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等組成。

噴漆室室體保溫、隔熱、隔聲性能優(yōu)良，熱傳熱系數(shù)小;室頂設(shè)有靜壓室，從供風系統(tǒng)送來的新鮮風進入靜壓室，經(jīng)過高效型空氣過濾棉，氣流流向操作間更平穩(wěn)，避免了紊流現(xiàn)象的產(chǎn)生。在室體縱向設(shè)置向外開啟的人行門，以方便人員進出及緊急情況時人員的疏散撤離。人行門尺寸（寬×高）為800mm×1 800mm。安全門帶機械壓力鎖及自動閉門器，當室內(nèi)壓力超過100Pa時能自動往外打開人行門泄壓，起到泄爆的作用。

送風系統(tǒng)由空調(diào)機組、送風風管等組成。空調(diào)機組中設(shè)有新風段、初效過濾段、中效過濾段、風機段和送風段。送風管采用鍍鋅鋼板制作，空調(diào)進風口設(shè)置金屬擋網(wǎng)，以防止異物進入產(chǎn)生故障。風機采用雙聯(lián)FSW型離心風機，共2組。送風機座采用槽鋼、角鋼工焊接成框架，承載1臺送風機重量及工作時的振動。送風管路均采用厚度為1.2mm的優(yōu)質(zhì)鍍鋅鋼板制作。噴漆室頂部動壓室進風口設(shè)計均流擴散裝置，這可以讓風量充滿整個動壓室。

排風系統(tǒng)由排風機、風管和排風塔等組成。排風機安裝在噴漆室地坑排風口活性炭過濾箱后。噴漆室配置2臺B4-82型防爆離心風機。風機座采用槽鋼、角鋼工業(yè)型材焊接成框架。排風管道全部采用熱軋鍍鋅板制作而成。排風塔采用鍍鋅板制作。

空氣凈化系統(tǒng)包括進風過濾器、頂部過濾材料、頂棉托網(wǎng)和連接板等。在噴漆室地面設(shè)置左、右兩道排風溝，在風溝中安裝有漆霧過濾裝置，用以吸附過噴漆霧中的樹脂等固體成分。漆霧過濾裝置由過濾纖維托網(wǎng)及過濾纖維棉構(gòu)成，折流過濾纖維棉放置在托網(wǎng)上。更換時，將上部地板格柵移開，取出平鋪過濾棉及托網(wǎng)，即可更換立鋪過濾棉，然后再鋪設(shè)新的過濾棉。飽和的過濾底棉送進焚燒爐焚燒，以防止污染環(huán)境。采用抽屜式結(jié)活性炭吸附箱做進一步凈化。

安全報警系統(tǒng)隨時對室內(nèi)的可燃氣體濃度進行監(jiān)測，并發(fā)出報警信號，同時，廢氣監(jiān)測報警系統(tǒng)與控制系統(tǒng)聯(lián)動，報警信號發(fā)出的同時，控制系統(tǒng)自動切斷電源確保安全。

三維工作平臺：室體兩側(cè)各配置一臺底部軌道承載式防爆三維工作臺。

噴漆室采用PLC組成的控制系統(tǒng)，通過觸摸屏可以控制整臺漆室的啟動和停止，也可以設(shè)定和控制運行時間和溫度等參數(shù)，又能對噴漆室的各機組設(shè)備進行控制，可以即時顯示各主要設(shè)備的工作狀態(tài)。整個系統(tǒng)設(shè)有缺相保護、欠壓和過壓保護，送排風機設(shè)有過載保護、電機接地保護、風機故障報警。當設(shè)備出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動檢測故障，能自動關(guān)掉設(shè)備，在故障時不允許開機。過濾棉前后端設(shè)有數(shù)顯低壓壓差計傳感器檢測口，過濾棉達到終阻時發(fā)出聲光報警?？扇夹詺怏w報警儀與電控連鎖，當可燃性氣體超過規(guī)定濃度時會發(fā)出聲光報警信號，同時斷開電源[3]。

5 結(jié)語

涂裝一體化環(huán)保平臺將涂裝作業(yè)全部工藝集中成一個操作平臺，具有全天候處理、涂裝能力。將噴砂和噴漆等工藝一氣呵成，對整個涂裝作業(yè)進行集約化管理，縮短各個流程之間的轉(zhuǎn)運時間，降低生產(chǎn)成本，更易掌握整個生產(chǎn)進度，能更加科學合理地安排生產(chǎn)，有益于加強質(zhì)量管理。全密閉、全天候的處理能力使生產(chǎn)力得到更大提升，不受外界條件影響，將對產(chǎn)能的提高和縮短生產(chǎn)流程時間起到極大作用。

涂裝一體化環(huán)保平臺將采用全自動化運行管理。工件從涂裝作業(yè)開始一直到結(jié)束整個過程采用機械化運輸，所需設(shè)備全自動化管理，所有設(shè)備相關(guān)參數(shù)預先設(shè)定，一旦開始作業(yè)不需任何停頓修改，相關(guān)設(shè)備只需通過控制面板進行操作。將大大提高生產(chǎn)效率，對產(chǎn)能的提高起到?jīng)Q定性作用。

參考文獻：

[1]盧家鑫，趙玉蘭.大型機床鑄件涂裝車間工藝設(shè)計研究[J].新技術(shù)新工藝，2007（11）：98-100.

[2]王錫春.工業(yè)涂裝工藝設(shè)計的若干問題探討[J].汽車工藝與材料，2006（1）：29-33.

[3]沈國方.大型噴漆烘干兩用設(shè)備的設(shè)計[J].涂料工業(yè)，2002（12）：30-31.