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门式行车电镀自动生产线(上)

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-13  浏览次数:919
核心提示:门式行车自动生产线采用门式行车来吊运电镀零件。电镀各工序所需要的各种镀槽平行布置成一条直线或多条直线,行车沿轨道作直线运动,利用行车上的一对或两对升降吊钩吊运,使自动线按要求程序完成加工任务。

门式行车自动生产线采用门式行车来吊运电镀零件。电镀各工序所需要的各种镀槽平行布置成一条直线或多条直线,行车沿轨道作直线运动,利用行车上的一对或两对升降吊钩吊运,使自动线按要求程序完成加工任务。门式行车是国内使用最为广泛的电镀自动行车。这种行车利用对称的两个升降吊钩平衡提升槽内阴极导电杆,传动较平稳,提升力较大,车体刚性较好,行车轨道布置在行车两侧,运行过程中比较平稳,特别适于吊运大型工件。目前应用这种行车的镀槽其宽度(自动线宽度方向)一般在1500~2500mm范围内,吊重设计为500kg以上。吊钩升降速度一般设计在8~12m/min范围内。速度过低会影响自动线产量,速度过高极杆或滚筒就位时的冲击较大,溶液易溅出,零件也易漂落。为了使零件离开电镀槽时带出的溶液较少,挂具在电镀槽上被提升后可延时停留1s左右的时间,以滴净溶液。

门式行车是由车体、吊钩、传动系统、镀槽和控制系统等组成。

(1)车体

门式行车按其行走轮所处部位和轨道高度,分为上轨式、中轨式和下轨式三种。上轨式行车的行走轮和传动机构均安装在行车上部,行走轮运行在行车上侧面(或顶部)的轨道上,使行车前后移动,如图8—26所示。由于这种行车的吊重(电镀零件和阴极杆)在行车轮下面,即重心在支点的下方,当启动和停车时易产生摆动。吊钩行程越大,重心距支点越远,摆动距离越大。由于摆动,容易使主动行走轮抬离轨道,使刹车失灵,降低停位精度,同时产生较大的振动。因此,这种形式的行车运行速度较低,一般在12~20m/min范围以内。

 上轨式行车
图8—26上轨式行车

上轨式的行车优点是电气控制元件可以固定在上部轨道侧面及行车上部,电镀车间内电镀液的飞溅及地面腐蚀性气体对其影响较小,相对地提高了这些元件的工作可靠性。因此,当厂房条件适合于将轨道固定在上部时,使用这种行车较为合适。特别是厂房不太高时(5m左右),上部轨道固定结构较简单,下面没有支柱,厂房内操作区比较开阔,目前国内主要使用此类行车。由于轨道及行车重力全部由建筑物承担,对于旧有厂房应进行结构验算,且安装调整较麻烦,一般在新建工厂采用这种结构。

下轨式行车的四个行走轮固定在行车下部,轨道支持在镀槽两侧的支架或地面上(如图8-27所示),对厂房条件没有严格的荷重要求;而且行车、轨道与镀槽成为一个整体,设备可以在设备制造厂调整后运到现场安装,与建筑物的关系不如上轨式密切;同时,电气控制元件固定到下部轨道上,检修比上轨式方便。由于该类行车的轨道及传送位置较低,机械零件及电气元件受电镀溶液的影响较大,而且行车的重心在行走轮的上部,当行车启动和停车时,由于行车及零件的惯性力作用,产生较大倾覆力矩,当速度过快时有翻车的危险。所以,设计时一般运行速度均限制在较低的范围内(15m/min以下)。该类行车多用于轻型屋架的厂房和厂房条件较差的车间技术改造。当电器元件及机械结构采取必要的防腐措施后,这种行车的优点就能充分发挥出来。

鉴于以上两种行车存在的弱点,特别是为了进一步提高运行速度和便于电气控制元件的维护,中轨式行车得到了推广。这种行车质量重心接近于轨道高度,行车在轨道上的状态比较稳定,当行车在高速运行突然停车时,由于行车重心接近于轨道水平面,因而产生的倾覆力矩最小,从而减小了翻车和摇摆的可能性。大大提高了行车的水平运行速度(36m/min甚至到46m/rain),使生产线的工序间辅助运行时间减少,并缩短了运行周期,从而提高生产线的生产能力。

 下轨式行车
图8—27下轨式行车

由于轨道设置在2m左右高度,既提高了电气元件的工作可靠性,又便于工人在地面上检修更换方便。轨道间的支柱间隔可以取3m、4m及6m,视选用支柱的断面而定。这种设备安装在地面上,对厂房没有承受载荷的要求,所以,安装在任何类型的厂房内都可以生产,搬迁调整也较方便。

为了保证在高速运行情况下迅速停车并保证停位精度。中轨式行车的运行轮只起承重作用,进退传动是由一对链轮与固定在轨道上的链条实现的,因此,没有打滑的可能。为了保证启动和停车平稳,可采用双速电机或者是变频调速电机,在启动初期、停车前的几秒内或水平运行距离很短即需停车的情况下使用低速,其他情况下使用高速。这样既提高了自动线产量,又较好地改进了行车水平运行的平稳性。

(2)吊钩

目前使用的吊钩,在吊钩数量、导轨布置和吊钩钩体结构等方面都有很大差别,各有其特点。

1)吊钩数量

国内应用的门式行车,按吊钩数量可分为单钩(一对吊钩)和双钩(两对吊钩)两种。单钩行车只能一次完成装料或卸料一种工作,因此,行车有往返的空程或多工位槽中需要设空工位,增加了辅助时间,镀槽也不能充分利用。而双钩行车则可同时进行装料和卸料,行车没有往返空程,前一组吊钩先将槽内已有的零件吊出,后一组吊钩即可将事先随行车吊来的零件立即装入镀槽。因此,镀槽和行车的利用率均大大提高,行车的自动控制程序也容易灵活安排。所以大多数工厂使用的自动线均采用双钩行车。对装筐生产和滚镀滚筒的调运工作,由于吊运物宽度或直径较大。采用双钩结构会使吊钩外形尺寸过大,而且镀槽处理时间较长,只要不严重影响镀槽及行车的利用率,仍可采用单钩结构。

2)吊钩导轨的布置

吊钩的运动是为了完成上下吊运零件。为此,绝大多数吊钩的导轨垂直于地面布置。对于双钩行车,现在大多数采用两条相互平行的升降导轨。两组平行导轨的间距视吊运物的大小而定。对于一般中型零件一般为400~600mm。选择导轨间距时应保证两组吊钩同时吊运零件(阴极杆)后互不相撞,但间距过大也会多余地增加行车的外形尺寸和结构质量。另外,确定两钩间距时还应考虑两钩是否有同时工作机会,以便节省行车时间,提高动线产量。

(3)传动系统1)减速结构行车所采用的电动机的转速多为l450r/min。但是行车的运转速度和行车速度多在10~20m/min,最高也不超过46m/rain,传动系统的总速比,一般在10~70范围内。要达到这样高的速比,同时又要结构小巧轻便,一般采用蜗杆减速器。

2)制动机构

行车的停点位置有严格要求,同时电动机在断电后又有惯性,所以要有可靠的制动装置,常采用的制动方式有锥形转子电动机制动,以适应短距离的频繁启动。近年来采用双速或三速电机驱动,有的采用变频调速电机进行无级变速,使停车和启动非常平稳,定位准确,能有效提高行车运行速度,缩短行车在线上的运行周期。为增加行车运行的可靠性,减少运行噪声,多数行车的行走轮外沿压铸上一层聚氨酯橡胶,也有的采用在轨道上加装齿条或链条,在行车车架上安装齿轮或链轮驱动,以提高运行停位精度。

3)水平运行及升降传动方式

行车的平移运行多采用链传动系统将减速器输出轴的动力传送给水平运行轴,平移动作是依靠两个主动水平运行轮与轨道顶面的摩擦来实现的。主动水平轮采用聚氨酯橡胶轮,耐磨、抗振、噪声低。对于高速运行的行车,由于摩擦传动的停位精度不易保证,所以不少厂家采用链轮与轨道旁边的链条啮合来传递平移运动。这时,所有的水平运行轮都是被动轮,只起承担行车重力的作用。

行车的升降结构的传动,在原有的链条拖动的基础上,开始采用尼龙片基增强纤维带拖动,使吊起工件时实现先慢后快,下降时先快后慢的软着陆运动状态。增强纤维带传动利用顶部的卷筒使吊钩上升,而下降则利用自重自然下垂。不仅简化了行车的机械结构,也减少了传动件的受腐蚀程度,提高了行车的使用寿命。

(4)镀槽的布置及尺寸

直线式自动电镀机中镀槽的布置顺序及尺寸的计算是设计制作过程中的重要环节,对提高自动线产量有着重要意义。

1)镀槽布置

直线式自动电镀线,由于行车的运行轨道为直线,因此,镀槽必须沿轨道呈直线布置,以使行车在镀槽上完成工序间的吊运工作。

根据车间平面布置及工艺流程情况,镀槽可分为单行和双行两种布置方式。

单行布置可以在自动线同一端装卸料;也可以在两端装卸料。在一端装卸料的方式可由一组工人同时兼管装卸料,在操作不太繁忙或零件运输路线比较合理的情况下采用较多。当厂房的布置适合于一端装料另一端卸料,并且生产任务较重,一组工人不能同时兼管装卸工作而适宜分开操作时,采用两端装卸布置较为合适。

当厂房长度方向受到限制,而自动线总长度较大时,还可以布置成双行直线方式。采用门式行车时,两行直线的一端可用一个长的清水槽进行横向连接,清水槽上可以设置横向运送小车,阴极杆可以在两列间相互传送。这种方式也是同时在一端装卸料,其装卸位置分别在两列镀槽的端头,操作空间较大。

对于长度较大的自动线,为了提高产量,常采用多台行车分段运行。这时,两台行车运行相交处,应设有交换极杆的工位,一般设置在清水槽或利用其他单工位辅助槽。

在进行直线式自动线镀槽排列时,还应注意各槽液的相互干扰,因直线式自动线吊运零件时难免在其他镀槽上空经过,带有各种化学成分的液体滴入镀槽后,会带来不良影响。因此,对杂质较为敏感的镀液一定不要让或少让挂具在其上空经过。有些镀种成分对其他镀液的影响较大(如镀铬溶液),一般都应设计到接近出料端的位置,这样从镀槽吊出的带有其他化学成分的挂具经过其他镀槽的上空时,经过多次的水洗及回收,对其他镀槽的影响已限制到最低程度。另外,还应注意镀液挥发的有害气体对其他镀槽的干扰,如镀铬槽与其他镀槽一般均用除油、酸洗等辅助槽隔开。

2)镀槽尺寸

因自动线各工序间的镀件传送是由同一尺寸的行车传送的。因此,所有镀槽的宽度均应一致。在镀槽两侧或一侧一般设置有人行过道,过道以下可以安置排风管道、导电汇流排、上下水管道、蒸汽管道、压缩空气管道、阴极移动机构等。过道的高度应根据镀槽高度确定,以便于工人操作为原则。

①镀槽的容积镀槽的容积既要满足产量上的需要,又要保证容纳最大工件,包括挂具。首先根据车间生产纲领、工作制度、设备年时基数、电镀时间、每天净生产时数等,计算各镀槽的单位负荷量,然后根据每米(有效长度)极杆可悬挂镀件的有效面积(一般为60~80dm2)或件数,参考车间宽度,估计每根极杆的长度,从而计算出各槽极杆的根数和每根极杆上挂具和镀件的实挂面积或件数,还要使负荷率不超过90%,留有增产余地。

②镀槽长度的确定镀槽的长度是决定直线式电镀自动线宽度的主要参数。镀槽内部长度的计算公式为

L=l1+2l2+lx

式中L——镀槽的长度,mm;

L1——镀件或挂具边缘的距离,mm;

L2——镀件或挂具边缘与槽壁的距离,一般为60~70mm;

lx——阴极移动的行程,mm,如不用阴极移动,则lx=0

在直线式电镀自动线中,由于行车运载同一尺寸的阴极杆到各槽中进行处理,所以所有

镀槽的长度应相同。镀槽的内部尺寸确定后,加上衬里和镀槽的厚度,即得镀槽的外部尺寸。在施工中,常把镀槽的外部长度制成同一尺寸,把槽体和衬里材料的厚度的差异忽略不计。

③镀槽宽度的确定镀槽宽度的计算公式为

B=nbl+2n13+(n+1)b2+214+yb3+y15

式中B——镀槽的宽度,mm;

n——挂镀件极杆的根数;

b1——镀件或挂具的宽度,mm;

b2——槽中固定电极的厚度,mm;

b3——加热管的外径,mm;

l3——镀件边缘与电极的距离,一般为200mm,没有电极的辅助槽则指与槽壁的距

离,一般为150mm;

L4——电极与槽壁或加热管的距离,一般为50mm,没有电极的槽子l4=0;

L5——加热管与槽壁的距离,一般为50mm;

y——加热管的个数,两侧加热取2,单侧加热取l,不设加热管取0。

L3取决于行车从运行到停止时挂具的晃动程度,只要镀件进出槽口不碰擦,该距离越小越好。镀铬槽的电流密度较大,为了保证镀铬液不发生过热现象,其镀槽的宽度比一般槽要大些,如单阴极镀铬槽的宽度可定为850~900mm。

④镀槽高度的确定槽子高度的计算公式为

H=h1+h2+h3+h4

式中 H——镀槽的高度(即深度),mm;

h 1——镀件的高度,mm;

h 2——液面与槽沿的距离,一般为l00~200mm;

h 3——镀件最高点与液面的距离,一般为20~50mm;

h 4——镀件最低点与槽底的距离,一般为150~300mm。

在自动线中挂具的高度一般比手工槽中的挂具高,所以镀槽的高度多数为ll00~1350mm。装有空气搅拌的镀槽,h4可取350mm,h2可取200mm。

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