涂装车间设计手册（第三版）

图书标准信息

• 作者 吴涛 主编；王锡春
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2019-07
• 版次 3
• ISBN 9787122338983
• 定价 198.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 575页
• 字数 1千字

【内容简介】

本书是一部阐述新理念、总结新技术的实用涂装车间设计手册，系统介绍了涂装车间的工艺设计，前处理、电泳、喷漆室、粉末涂装、喷涂机器人和烘干室等涂装设备设计，机械化输送设备设计，电控设计和环保安全设计。新版以第二版为基础，对各章进行了全面修订，滚动充实近5年开发应用的绿色涂装工艺技术，全面阐明“绿色涂装”理念。为使读者了解涂装车间设计全流程需要考虑的方方面面，增编了第14章“涂装车间（线）整体设计案例”。本手册是主编和参编人员半个多世纪以来收集的专业资料和工作经验的总结，可作为涂装设备和涂装车间设计的工作指南。
  本手册可作为从事汽车、轨道车辆、摩托车、农机、工程机械、轻工、家用电器、建材和其他工业涂装专业人员，涂装车间设计人员和涂装设备及输送设备制造厂商专业人员的工具书；可作为涂装现场工程技术人员、涂装工和涂装材料公司科研及销售服务人员的参考读物；也可作为涂装专业培训班和大专院校的教材。

【作者简介】

王锡春，中国一汽集团有限公司教授级高级工程师，中国涂装行业专业带头人，曾任中国一汽集团有限公司涂装技术中心总工程师、中国汽车工程学会涂装专业委员会主任，在促进中国工业涂装技术进步和知识传承方面，做出了重大贡献。从上世纪60年代开始从事汽车涂装方面的研究和工程应用，研发、建设了一大批涂装生产线。从一汽退休后，在多家设计单位担任顾问，至今仍活跃在我国涂装行业的一线，指导有关公司的设计与开发。

【目录】

绪论

0.1工业涂装及其工艺分析001

0.1.1工业涂装命名（分类）001

0.1.2工业涂装工艺分析002

0.2我国涂装设备产业状况003

0.3涂装车间设计和建设中常见的问题及解决措施003

0.3.1环境保护问题003

0.3.2打磨、刮腻子工序问题004

0.3.3涂装清洁度问题004

0.3.4涂料、槽液等的稳定性问题005

0.3.5涂装线的经济规模问题005

0.4涂装车间设计006

第1章涂装车间（线）的工艺设计

1.1涂装工艺设计内容007

1.1.1涂装车间（线）设计基础资料007

1.1.2涂装工艺设计过程008

1.1.3涂料的选用010

1.1.3.1涂料选用原则010

1.1.3.2选用涂料的方法010

1.1.4轿车车身涂装车间各线的输送速度计算和3C3B典型涂装工艺流程实例012

1.2工艺设计中应树立的新观念016

1.3工艺平面布置图设计017

1.3.1平面图设计原则017

1.3.2平面布置的方式018

1.3.3工厂内的物流、人流线路019

1.3.4设备平面布置的注意点019

1.3.5绘制工艺平面布置图例019

1.3.6工艺平面布置图设计的评价方法021

1.4涂装车间（线）工艺设计水平的评价022

1.5提高涂装车间（线）工艺设计水平的措施023

1.5.1影响涂装工艺设计水平的要素023

1.5.2涂装工艺设计方面的差距024

1.5.3提高涂装工艺设计水平的措施025

1.5.3.1工艺设计应有先进的目标值（先进性和可靠性）025

1.5.3.2关于年时基数（工作制）、生产能力、设备利用率等设计基础资料的科学合理选定025

1.5.3.3涂装工艺设计应重视涂装车间的生产·经济性（投资和运行涂装成本）和经济规模生产026

1.5.3.4涂装车间的安全性和环保性027

1.5.3.5涂装工艺设计（平面布置图设计）的技巧027

1.5.3.6涂装工艺设计应多方案比较和评审，择优选用028

1.5.3.7应培养提高涂装设计人员（团队）的水平029

1.6工业涂装工艺实例030

1.6.1汽车涂装工艺实例030

1.6.2工业制品涂装工艺实例031

1.6.3集装箱涂装032

1.6.4工程机械涂装工艺技术的探讨034

1.6.5铝合金型材涂装工艺037

第2章涂装前处理工艺及设备设计

2.1涂装前处理工艺和处理方式040

2.1.1涂装前磷化处理工艺041

2.1.2环保型无磷涂装前处理工艺（硅烷处理技术）046

2.1.3铝及其合金涂装前氧化处理工艺050

2.1.4涂装前抛丸（喷砂）处理工艺052

2.1.5塑料件涂装前处理工艺057

2.1.5.1概述057

2.1.5.2聚丙烯塑料表面活化处理058

2.1.5.3塑料件涂装前处理工艺及装备058

2.1.6火焰硅烷处理工艺（ITRO处理法）059

2.1.7涂装前处理方式063

2.2连续式前处理喷淋区段的设计065

2.2.1喷嘴的种类及特征066

2.2.2喷淋处理时必要的能力067

2.2.3喷淋室068

2.2.4间室068

2.2.5喷淋泵069

2.2.6处理液槽069

2.2.7喷淋配管及喷嘴布置069

2.2.8前处理设备的供排风070

2.3浸渍式前处理槽的设计071

2.3.1浸用槽体071

2.3.2槽液循环搅拌系统071

2.3.3加热装置072

2.4相关装置073

2.4.1油水分离装置077

2.4.2磷化除渣装置078

2.4.3槽液浓度自动管理装置080

2.5节水技术和清洗水循环再生利用技术080

2.5.1节水技术081

2.5.2清洗水循环再生利用技术083

2.6涂装前处理设备的发展趋势084

第3章电泳涂装工艺及设备设计

3.1电泳涂装085

3.1.1电泳涂装主要特征086

3.1.2电泳涂装局限性087

3.1.3阳极电泳涂装和阴极电泳涂装的比较087

3.1.4电泳涂装工艺089

3.1.5阴极电泳涂装的工艺条件089

3.2电泳涂装专门用语091

3.2.1电泳涂装工艺参数用语091

3.2.2电泳涂装的泳透力093

3.2.3电泳槽液的稳定性和更新期096

3.2.4电泳涂装的“L”效果、加热减量、再溶解、湿膜电阻098

3.3电泳涂装设备和附属装置的功能099

3.4电泳涂装设备设计要点100

3.4.1电泳槽、备用槽100

3.4.2电泳槽液循环系统和过滤装置102

3.4.3热交换器106

3.4.4超滤（UF）装置107

3.4.5电泳用直流电源和阳极系统107

3.4.6涂料补加装置109

3.4.7电泳涂装室109

3.4.8电泳后清洗设备110

3.4.9电泳涂装设备设计实例111

3.5电泳涂膜弊病（缺陷）及其防治113

3.6电泳涂装生产线设备管理要点118

3.7电泳涂料的发展动向119

3.8自泳涂装及其设备设计要点121

3.8.1自沉积机理121

3.8.2自泳涂装工艺流程122

3.8.3自泳涂装设备设计要点123

第4章喷漆室及其相关设备设计

4.1喷漆室的功能和分类125

4.2喷漆室系统中的设备及其组成127

4.2.1喷漆室本体131

4.2.2供风系统132

4.2.3漆雾捕集和排风系统133

4.2.4循环水系统134

4.3喷漆室设计参数的选择134

4.3.1喷漆室大小及布置134

4.3.2风速和供排风量的平衡136

4.3.3湿式喷漆室的总供水量计算137

4.3.4照明138

4.4相关装备的设计要点139

4.4.1供风装置139

4.4.2漆雾捕集装置141

4.4.2.1干式漆雾捕集装置（干式喷漆室）142

4.4.2.2干式漆雾捕集装置的结构设计144

4.4.2.3对干式漆雾捕集装置的标准组合件（厢式单元）的技术要求148

4.4.2.4湿式漆雾捕集装置148

4.4.3废漆清除装置149

4.4.4喷涂设备的材质150

4.4.5喷漆室系统用过滤材料151

4.4.5.1空调供风系统用过滤材料151

4.4.5.2干式喷漆室漆雾过滤材料的选用及案例154

4.5喷漆室的安全与环保措施158

4.6喷漆室设计、使用中的注意事项160

4.7完善喷漆室系统设备应关注的课题161

4.8喷漆室节能、削减CO2排出量的技术动态162

4.8.1喷漆室节能减排的技术措施163

4.8.2喷漆室排风循环利用163

4.8.2.1传统的喷漆室供/排风系统165

4.8.2.2喷漆室排风循环利用的技术基础166

4.8.2.3喷漆室排风循环利用实例（5个）168

4.8.2.4喷漆室排风循环利用技术小结174

4.8.3喷漆室空调采用热泵大幅度消减CO2排放量的实例176

4.9油漆循环供漆系统的设计与选型178

4.9.1油漆循环系统概述178

4.9.2油漆循环方式的选择179

4.9.3循环系统内的设备选择181

4.9.4油漆循环系统的监控186

4.9.5油漆循环系统（PCS）管路设计及质量控制189

4.9.6汽车水性漆供漆系统与智能电动泵的应用191

4.9.7走珠式供漆系统195

4.9.8结论197

第5章粉末涂装工艺与设备设计

5.1粉末涂装工艺方法198

5.2粉末涂装的基本知识199

5.2.1粉末概述199

5.2.2设计时须知的粉末涂装用语199

5.3粉末涂装法及其设备构成200

5.3.1流动床浸渍法及其设备构成200

5.3.2静电粉末喷涂法及其装置构成201

5.3.3静电粉末喷涂设备的设计实例208

5.3.4静电流动床浸渍法210

5.3.5静电粉末振荡涂装法211

5.4粉末涂装的防火防爆212

5.5粉末涂装应用实例212

5.5.1车厢“粉漆共线”生产线实例212

5.5.1.1车厢涂装工艺现状213

5.5.1.2车厢粉漆共线喷涂线的规划设计213

5.5.1.3车厢涂装自动输送系统设计214

5.5.1.4喷涂系统及粉房设计216

5.5.1.5粉末喷涂创新点217

5.5.1.6经济效益及社会效益219

5.5.1.7粉漆共线技术展望219

5.5.2MDF人造板的粉末涂装220

5.5.2.1概述220

5.5.2.2MDF粉末涂装技术原理220

5.5.2.3工艺流程222

5.5.2.4装备设计方案223

5.5.2.5MDF板式家具粉末涂装应用案例224

5.6粉末涂装的前景226

第6章机器人静电喷涂技术的规划设计

6.1喷涂机器人的主要优点228

6.2专用术语229

6.3喷涂机器人的选用和配置232

6.3.1喷涂机器人的选型232

6.3.2喷具的喷涂流量233

6.3.3喷具相对工件的喷涂移动速度234

6.3.4喷涂相关的元器件的配置234

6.3.5喷涂机器人站的控制方式235

6.4喷漆机器人喷涂轨迹的设置235

6.5喷漆机器人离线编程技术236

6.6自动喷涂工艺和设备的新动向237

6.6.1底色漆喷涂工艺237

6.6.2新型旋杯系统240

6.6.3换色阀系统242

6.6.4机器人自动喷涂车身内表面的设备配置242

6.6.5自动喷涂降级模式244

6.6.6喷涂机器人系统的数字化&智能化245

6.7喷涂施工自动化实例245

第7章固化(干燥)的基础知识和涂装用烘干室设计

7.1涂膜固化机理251

7.2烘干方面的专门用语252

7.3水分干燥及烘干室的设计257

7.3.1水分干燥的基础知识257

7.3.2水分烘干室的设计程序258

7.3.3新型的水分烘干室259

7.4烘干室的组成及其功能259

7.4.1热风式烘干室260

7.4.2辐射式烘干室264

7.4.3强冷室267

7.5涂膜烘干室的设计与计算268

7.5.1设计依据（必要条件）268

7.5.2烘干室实体尺寸的计算269

7.5.3烘干室的热量计算270

7.5.4循环风量的计算270

7.5.5烘干室区域的划分和排气271

7.5.6烘干室设计和计算方法举例272

7.6烘干室的维护保养274

7.7烘干室的节能减排技术措施274

7.7.1烘干时加热方法多样化，加热方式复合化275

7.7.2烘干室加热能源混合化276

7.7.3开发新的节能高效的涂膜固化技术276

7.8烘干室精益化设计276

7.8.1择优选用烘干室的类型277

7.8.2烘干室紧凑化278

7.8.3烘干室的经济规模279

7.8.4优化活用晾干室和烘干室升温段设计及新风量计算279

7.8.5其他精益化措施279

第8章涂装用机械化运输设备的设计

8.1概述281

8.1.1涂装生产中机械化运输设备的作用和意义281

8.1.2涂装生产中机械化运输设备的选择要点283

8.2架空运输机284

8.2.1悬挂输送机及其组成部分285

8.2.2积放式悬挂输送机289

8.2.2.1积放式悬挂输送机的结构特点及积放原理289

8.2.2.2积放式悬挂输送机的主要部件294

8.2.3摆杆输送机296

8.2.4全旋反向输送机298

8.2.5多功能穿梭输送机300

8.3地面输送机301

8.3.1地面反向积放式输送机301

8.3.1.1地面反向积放式输送机的积放原理301

8.3.1.2地面反向积放式输送机的主要部件302

8.3.2滑橇输送机307

8.3.2.1滑橇输送机系统的基本单元及其作用307

8.3.2.2滑橇输送机系统设计参数的选择320

8.3.3鳞板式地面输送机321

8.3.4普通地面推式输送机321

8.3.5特种地面输送机322

8.3.6反向轨道输送机322

8.4摩擦传动输送机324

8.4.1摩擦传动输送机的标准部件及结构特点324

8.4.2摩擦传动输送机运行原理326

8.4.3摩擦传动输送机的使用范围及链条传动326

8.5起重运输设备326

8.5.1电动葫芦326

8.5.2单梁起重机327

8.5.3自行葫芦输送机328

8.5.4前处理电泳专用起重机330

8.6吊具332

8.7机械化运输设备的设计与计算335

8.7.1确定设计计算的原始资料335

8.7.2载荷小车组技术参数的确定335

8.7.3滑架与链条的选择338

8.7.3.1垂直弯曲段与水平回转段通过性校核339

8.7.3.2吊挂间距与弯轨半径的选择340

8.7.3.3垂直弯轨与水平弯轨的连接342

8.7.4输送机生产率、链条速度及生产节拍的计算342

8.7.4.1链速的确定342

8.7.4.2升降装置（含升降机）生产节拍的计算343

8.7.5输送机系统中载荷小车组（或滑橇）数量的确定345

8.7.6输送机最大牵引力及电机功率的计算346

8.8输送机的维护与管理349

8.8.1润滑油的选取及供油装置349

8.8.2输送系统的保养简介350

8.8.3输送链的异常状况350

8.9前处理、电泳涂装用输送设备的新进展350

第9章涂装车间的电控设计

9.1概述355

9.2需求识别355

9.2.1业主需求355

9.2.2工艺设备需求355

9.2.3其他需求357

9.3总体方案357

9.3.1典型二层网络方案357

9.3.2面向数字化管理的方案358

9.3.3经济型方案359

9.3.4ProfiNet方案359

9.3.5其他方案360

9.4系统划分360

9.4.1需要考虑的因素360

9.4.2参考实例360

9.5统一技术措施361

9.6元件及材料选择362

9.7原理设计363

9.7.1总则363

9.7.2前处理设备电控设计要则365

9.7.3电泳设备电控设计要则365

9.7.4喷漆室系统设备电控设计要则366

9.7.5烘干设备电控设计要则366

9.7.6其他小型设备电控设计要则367

9.7.7滑橇输送设备电控设计要则367

9.7.8积放链输送系统电控设计要则368

9.7.9程控行车输送系统电控设计要则368

9.7.10转运车输送系统电控设计要则369

9.7.11垂直地面链等小型输送系统电控设计要则369

9.7.12自行葫芦输送系统电控设计要则369

9.7.13识别系统(AVI)370

9.7.14中央控制室370

9.8控制柜（箱、台）布置372

9.9端子接线373

9.10外部管线373

9.11系统操作使用说明书375

9.12软件375

9.13智能化设计377

9.13.1非标设备电控系统377

9.13.2中控系统379

9.14电控系统设计评价380

9.15参照标准380

第10章劳动量、动力、涂装用材料的设计计算

10.1劳动量计算及操作人员确定381

10.1.1工时定额及专用工位数的计算381

10.1.2人员数量的计算383

10.1.3劳动量的计算384

10.2动力计算384

10.2.1水耗量的计算384

10.2.2电耗量的计算385

10.2.3蒸汽（热水）、煤气（天然气）等耗量的计算385

10.2.4空调机热损耗的计算389

10.2.5压缩空气耗量的计算389

10.2.6能源汇总390

10.3材料消耗计算、物流及辅助部门设计393

10.3.1材料消耗及废料排放量计算393

10.3.2物流及辅助部门设计396

10.3.3工业涂装线能源、涂装材料消耗和环保状况分析及评价案例397

第11章涂装车间安全和环保设计

11.1概述403

11.2涂装车间安全和环保专业用语404

11.2.1防火防爆404

11.2.2爆炸范围407

11.2.3有机溶剂蒸气的相对密度407

11.2.4粉尘爆炸407

11.2.5静电和避雷407

11.2.6防苯中毒408

11.2.7高空和箱内涂装作业的安全409

11.2.8防噪声、防振动411

11.2.9涂装公害“三废”411

11.3涂装车间的安全设计412

11.3.1土建、公用设施的安全设计412

11.3.2涂装车间工艺设备的安全设计413

11.3.3涂装车间安全管理设计414

11.4涂装车间的环保（三废处理）设计416

11.4.1废气处理设计417

11.4.2废水处理设计424

11.4.3废弃物处理设计427

11.4.4涂装车间排水再利用循环技术428

第12章工艺概算及技术经济指标

12.1工艺概算431

12.2技术经济指标433

12.3能耗和环保指标435

第13章创建绿色涂装车间

13.1绿色涂装理念与绿色涂装车间437

13.1.1绿色涂装理念437

13.1.2绿色涂装车间438

13.2水性涂料的特性及其涂装技术441

13.2.1水的特性给水性涂装带来的难点443

13.2.2水性涂装的关键条件447

13.2.3制约水性涂料发展的因素及水性涂料涂装技术发展现状450

13.2.4优化涂装工艺，调整膜厚，减少涂料耗用量452

13.3提高涂装效率（涂着效率）的措施453

13.3.1涂装效率（涂着效率）及其增效措施453

13.3.2采用机器人全自动（智能化）静电喷涂技术455

13.3.3依靠技术进步，加强管理，削减洗净溶剂用量455

13.4节能减排、低碳化绿色涂装工艺技术456

13.4.1涂装前处理和电泳涂装方面的节能减排工艺技术458

13.4.2在喷漆室方面的节能减排技术459

13.4.3在涂膜固化（烘干）方面的节能减排工艺技术460

13.4.4开发采用热泵技术和可再生能源，削减CO2排放量463

13.5无害化绿色涂装工艺技术463

13.5.1涂装前处理方面464

13.5.2涂料方面465

13.5.3涂装车间的废弃物处理方面465

13.6加强科学管理，向涂装管理要效益465

13.6.1抓好涂装工艺及设备设计465

13.6.2全员开展涂装零缺陷活动，创建零缺陷的汽车涂装线——开展无颗粒化（废止打磨作业）活动466

13.6.2.1涂膜颗粒缺陷弊病的分析466

13.6.2.2打磨作业的利弊分析467

13.6.2.3开展无颗粒化（废止打磨作业）活动467

13.6.2.4涂装管理是实现涂装零缺陷化的另一半支柱473

13.6.3加强环保和涂装材料管理474

13.6.4加强涂装设备管理和生产现场管理474

13.6.5加强人员培训，健全规章制度，提高企业的管理水平474

第14章涂装车间(线)整体设计案例

14.1汽车车身的最新环保型打底涂装工艺设计方案475

14.1.1薄膜无磷环保型前处理工艺及材料应用状况476

14.1.2环保型前处理电泳线应用实例479

14.1.3推广应用注意事项481

14.2涂装车间按SSC（小型、简练、紧凑）理念设计案例481

14.2.1SSC理念概述482

14.2.2涂装车间SSC的优势482

14.2.3涂装车间SSC具体实现方法探索483

14.2.4SSC理念的其他体现487

14.3微型面包车车身涂装车间工艺设计优化案例488

14.3.1设计基础资料488

14.3.2设计计算490

14.3.3依靠技术进步，精益优化设计，创建绿色涂装车间490

14.3.4工艺流程491

14.3.5工艺平面设计493

14.3.6主要涂装设备清单及说明496

14.3.7对厂房土建改动的建议500

14.3.8环保评估501

14.3.9五气动能消耗503

14.3.10劳动量计算及操作人员确定503

14.3.11材料消耗计算504

14.4车身喷涂线和灌蜡线设计案例505

14.4.1中涂、面漆喷涂车间505

14.4.1.1工艺流程布局505

14.4.1.2干式喷漆室506

14.4.1.3直通式烘干室和级联强冷室509

14.4.2灌蜡生产线511

14.4.2.1工艺流程布局511

14.4.2.2热工设备511

14.4.2.3灌蜡机械和卡具512

14.4.2.4输送设备512

14.4.2.5自动控制系统513

14.4.3案例总结513

14.5乘用车车身涂装车间扩初工艺设计案例513

14.5.1涂装工艺流程514

14.5.2新设计涂装车间采用的绿色涂装工艺技术516

14.5.3工艺平面布置517

14.6汽车车身套色涂装工艺设计探讨519

14.6.1套色涂装工艺分析519

14.6.2套色涂装工艺设计案例519

14.7轿车车身涂装更高效、自动化、智能化案例520

14.7.1新型滚浸式车身输送系统（RoDip E）521

14.7.2焊缝密封胶、车底涂料、中涂·面漆线全面采用机器人，实现无人化521

14.7.3采用EcoDryScrubber型干式喷漆室522

14.7.4首次应用创新型EcoInCure烘干室522

14.7.5智能化的电控系统522

14.7.6废气净化523

参考文献

附录

附录1各种黏度标准换算表525

附录2各种细度换算表526

附录3涂装用的砂纸、砂布、水砂纸规格一览表526

附录4不同温度下的露点温度527

附录5干湿球温度计换算表528

附录6水在不同温度时的物理常数529

附录7饱和水蒸气的基本常数530

附录8水的温度与蒸汽压力关系530

附录9每平方米液面每小时散热量531

附录10某些液体在0～100℃的平均比热容C531

附录11干空气在P=101325Pa大气压时的物理常数531

附录12涂装与气温、湿度的关系532

附录13计量单位换算表533

附录14法定计量单位表534

附录15AQ 5201—2007《安全生产行业标准——涂装工程安全设施验收规范》537

附录16ISO 146441洁净室和洁净区空气洁净度等级541

附录17《机械工业工程设计基本术语标准》（涂装部分用语）541

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