Лекция № 16 Проектирование цехов покрытий, консервации и упаковки

Проектирование окрасочных цехов

Цель окраски:

• придание изделию товарного вида;

• нанесение защитных покрытий.

Окраска литых деталей производится также и для ликвидации пористости отливок и закрепления на них поверхности остатков формовочных материалов с тем, чтобы при эксплуатации они не попадали на трущиеся поверхности сопрягаемых деталей

Основные этапы процесса окраски:

1. Подготовка поверхностей (очистка от масел, грязи, окалины, химическая обработка);

2. Грунтовка поверхности;

3. Окраска;

4. Сушка;

5. Отделочные работы (полировка и т.д.).

Технологический процесс окраски включает три основных этапа:

1. подготовку поверхности деталей под покраску;

2. нанесение покрытий;

3. сушка окрашенных поверхностей.

Грунтовка заключается в том, что на поверхность наносят слой грунта, который защищает поверхность от коррозии и обеспечивает хорошее сцепление с металлом. На загрунтованную поверхность наносится краска.

В машиностроении применяют следующие методы окраски: кистью, воздушным распылением, безвоздушным распылением, окунанием, обливанием и т.д.

1. Кистью – универсальный, но трудоемкий способ;

2. Окраска с воздушным распылением (пневматическим) имеет широкое распространение;

Недостаток: большой расход краски, высокая пожароопасность и токсичность.

3. Безвоздушное распыление используют специальные установки, в которых краска нагревается в замкнутой системе до 70…100  и под давлением 40 -60 кг/ см³ подается к соплу распылителя.

4. Окраска окунанием применяется для мелких деталей. Этот метод легко поддается автоматизации. Для более равномерного распределения краски по поверхности детали после извлечения из ванны с краской детали выдерживают в парах растворителя.

5. окраска обливанием производится в проходных камерах, где изделия при транспортировке пересекают струи краски, вытекающей из сопел. Стекающая краска собирается внизу в баке и с помощью насоса и фильтров вновь направляется к соплам. Данный метод целесообразно применять в массовом производстве для окраски громоздких решетчатых конструкций. Окраска в барабанах применяется для мелких деталей массового производства.

Детали, окрашенные различными способами, подвергаются искусственной и естественной сушке. Для этого используются специальные сушильные камеры:

• конвекционная сушка ­ - сушка горячим воздухом;

• терморадиационная сушка – излучением;

• индукционная сушка – вихревыми потоками высокой частоты.

При конвекционной сушке передача тепла окрашенной поверхности осуществляется горячим воздухом. Нагрев воздуха производится с помощью калориферов, нагреваемых горячей водой или паром.

Недостатком конвекционной сушки является значительная продолжительность сушки, громоздкость сушильного оборудования, а также образование корки, замедляющей испарение растворителя. При конвекционной сушке в первую очередь нагревают и высыхают наружные слои краски, поэтому образовавшаяся корочка краски препятствует высыханию нижних слоев.

При терморадиационной сушке передача тепла осуществляется излучением. В этом случае невидимые инфракрасные лучи поглощаются не столько слоем краски, сколько металлом, поэтому прежде всего нагревается металл и от него направляется поток тепла на окрашенный слой. Краска начинает твердеть от металла, благодаря чему обеспечивается высокое качество покрытия при значительном сокращении времени сушки.

При индукционной сушке нагрев окрашенной детали осуществляется вихревыми токами высокой или промышленной частоты. Для этого в камерах устанавливаются индукторы, изготавливаемые по форме окрашенных деталей. Слой краски прогревается от металла наружу, т.е. в наиболее благоприятном направлении. Недостатком этого метода является непригодность индуктора для разнотипных изделий, а также невозможность сушки изделий сложной формы. Применяется данный метод в массовом производстве.

В зависимости от характера выпускаемых заводом изделий, а также от масштаба их выпуска относительный объем работ по окраске в общем технологическом процессе может быть разным. В соответствии с этим в составе завода могут быть цехи, отделения или участки окраски отдельных деталей и узлов при основных производственных цехах, цехи общей окраски собранных изделий. Такая схема характерна для заводов крупносерийного и массового производств. В условиях серийного производства обычно организуют лишь участки окраски деталей и собранных изделий в основных производственных цехах.

Несмотря на различные формы организации процесса окраски на заводе, состав цехов (отделений), а также и методы их проектирования остаются общими. В состав окрасочных цехов (отделений) входят производственные и вспомогательные отделения и участки, а также административные и бытовые помещения. К производственным относятся отделения (участки) подготовки поверхностей под окраску, грунтования, окраски, сушки отделки окрашенных поверхностей. Вспомогательными являются следующие отделения (участки): краскоприготовительное и краскораздаточное; приготовления водных растворов, очистки подвесок от краски; ремонта оборудования; кладовые деталей, инструментов и приспособлений, химикатов, лакокрасочных материалов и эксперсс-лаборатория для проверки качества красок и уже выполненной окраски изделий.

Проектирование окрасочных цехов (отделений) ведется с использованием общемашиностроительных норм проектирования. Исходными данными для проектирования является:

• чертежи деталей и изделий с техническими условиями на их окраску:

• годовая производственная программа выпуска изделий.

На основании этих данных составляется ведомость, где указываются наименования деталей, виды покрытий, цвет, масса деталей и площадь окраски. В ведомостях детали делятся на группы, однородные по условиям эксплуатации, цвету и техническим условиям. Для каждой группы деталей проектируется технологический процесс окраски, где определяется вид подготовки поверхности, количество слоев грунта и краски, метод окраски и метод сушки.

Потребное количество основных видов оборудования для фосфатирования, окраски и сушки изделий определяется на основе заданной программы выпуска и производительности этих агрегатов:

где F_г – годовой выпуск окрашенной поверхности в м² ,

F_ч – производительность агрегата в м² /ч,

Ф_о – действительный фонд времени работы оборудования.

При выполнении операций вручную потребное количество оборудования (окрасочных камер, ванн окунания и др.) определяется:

,

где t _уд – норма времени на окраску (обработку) 1м² поверхности в мин.

Количество производственных рабочих (маляров, шлифовщиков, операторов автоматических агрегатов и др.) определяется исходя из количества рабочих, необходимых для обслуживания каждого агрегата.

Количество вспомогательных рабочих (рабочие по приготовлению растворов, по очистке подвесок, по раздаче краски, по обслуживанию санитарно-технического оборудования, кладовщики, транспортные рабочие и др.) определяется в процентном отношении от числа производственных рабочих и принимается равным от 26 до 48 % в зависимости от уровня автоматизации работ и количества производственных рабочих в цехе.

При детальном проектировании площадь отделений окрасочного цеха определяется планировкой оборудования в соответствии с технологическим процессом и принятой формой организации производственного процесса. При этом следует соблюдать следующие минимальные расстояния между агрегатами, а также между агрегатами и элементами конструкций здания:

• между колоннами агрегатами подготовки поверхности, окраски и сушки 100 – 1200 мм; между колоннами и окрасочными камерами при размещении между ними рабочего места 2000 мм;

• между соседними рядами оборудования с включением рабочего места пульверизаторщика 1800 – 200 мм;

• между соседними рядами оборудования с включением двух рабочих мест пульверизаторщиков 200 – 2500 мм;

• между сушильной камерой и соседним рядом оборудования 2500 – 2800 мм.

Ширина проездов между поточными линиями или отдельными рядами оборудования, при одностороннем движении, принимается равной 2-2.5 м; ширина основного цехового проезда 3 – 4 м. При наличии вдоль проезда подвесного конвейера ширина проезда увеличивается на максимальную ширину транспортируемых деталей и дополнительно еще на 400 мм.

Ориентировочно общую площадь окрасочного цеха можно определить по общей площади производственного оборудования, увеличенной в 5 – 5.5 раз.

Окрасочные цехи часто размещаются в одном здании с другими производственными цехами. В этом случае располагать их следует у наружной стены здания с оконными проемами и верхним фонарем и изолировать от других производственных цехов несгораемыми перегородками.

Основные отделения цеха размещаются в последовательности технологического процесса окраски.

Краскоприготовительное и краскораздаточное отделения (участки) должны, как правило, располагаться в специальном помещении с несгораемыми ограждениями у наружной стены и иметь отдельный выход. Транспортирование лакокрасочных материалов осуществляется с помощью напольного транспорта, а при большом их потреблении (более 200 – 250 кг в смену) – централизованным способом по трубам, прокладываемым в каналах ниже уровня пола.

Широкое применение для межоперационного транспортирования деталей и изделий в процессе окраски находят подвесные конвейеры, обеспечивающие транспортировку самых разнообразных деталей и изделий. Для транспортирования тяжелых изделий при окраске (станки, двигатели и др.) применяют горизонтально-замкнутые тележечные конвейеры и рамные напольные конвейеры. Транспортировка мелких деталей на склад и к месту окраски в барабанах и др. специальных установках осуществляется в унифицированной таре с помощью электрокар. Расчет конвейеров и количества единиц другого подъемно-транспортного оборудования проводится так же, как и при проектировании механических и сборочных цехов.