УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКРАСКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE TO PAINT LARGE-SIZE PRODUCTS

Изобретение относится к окрасочной технике, в частности к устройствам для окраски крупногабаритных изделий, и может быть использовано в оборудовании индустриальных камер в индивидуальном и мелкосерийном производстве для окраски и сушки таких изделий, как автомобильные кузова с бортами средней и повышенной длины и других подобных изделий.
Одной из оказывающих значительное влияние на технологичность окрасочной техники характеристик промышленных камер для окраски и сушки изделий является транспортабельность - возможность погрузочно-разгрузочных работ в их оборудовании (см. книгу Мячина В.А., Шабельского В.А. Конструирование оборудования окрасочных цехов. М.: Машиностроение, 1989, с.5).
Для загрузочно-разгрузочных и перегрузочных работ используются подъемники, перегружатели, кантователи, самоходные тележки, рольганги, тележки технологические и т.п. средства механизации для транспортирования окрашиваемых изделий в окрасочных цехах в мелкосерийном и конвеерном производстве (см. книгу Монтаж, наладка и экплуатация оборудования окрасочных цехов. Л.: Химия, 1977, с.24).
Вместе с тем, если требуется окраска крупногабаритного изделия с двух сторон, а разворот этого изделия в камере невозможен, известно устройство для окраски такого изделия, состоящее из двух камер, рабочими (транспортными) проемами направленных в противоположные стороны и соединенных между собой тамбуром, или установка бескамерной окраски крупногабаритного изделия с напольной решеткой (см. книгу Монтаж, наладка и эксплуатация оборудования окрасочных цехов. Л.: Химия, 1977, с.12-13).
Указанная окрасочная техника в первом случае усложнена двумя камерами и тамбуром между ними, во втором случае упрощена с ущербом для обеспечения технологических условий окрашивания изделий.
Кроме того, окраска осложняется, когда необходимо окрашивать платформу и борта автомобильного кузова с различных сторон (см. статью Как покрасить «БелАз». - Новости авторемонта, 2007, №7).
Тенденцией развития окрасочной техники является экономия производственных площадей, достигаемая в комбинированных камерах для окрашивания и сушки изделий, в частности легковых автомобилей, микроавтобусов и малогабаритных грузовиков (см. книгу Мельникова И.В. Автомобиль: покраска и защита от коррозии. Ростов-на-Дону: Феникс, 2006, с.23).
Такая камера оборудована впускным и выпускным воздушными каналами, воздухоподогревателем для поддержания при окрашивании температуры 18-20°С, фильтрующей установкой, вентиляторами и топочной системой для сушки в режиме 60-70°С и позволяет обработать 3-6 автомобилей за сутки. Чередование воздушно-температурных режимов окраски и сушки в одной камере обусловливает повышение требований к герметизации камеры и размещению изделия при сушке в требуемых воздушно-температурных условиях (см. справочник Окрасочные работы в машиностроении. Под общей ред. Е.В.Искры. Л.: Машиностроение ЛО, 1984, с.219).
В связи с изложенным, повышение эффективности решения технической задачи окраски и сушки крупногабаритного изделия в окрасочно-сушильной камере в индивидуальном и мелкосерийном производстве за счет улучшения транспортабельности камеры - технологическая проблема, сохраняющая актуальность в настоящее время.
Известна установка для окраски автомобиля с улучшенной транспортабельностью, содержащая несколько сушильных камер, перед фронтом которых расположены направляющие для возможности обеспечения размещения транспортных тележек на окрасочном посту и перед входами в сушильные камеры (см. патент РФ №2128088, В05В 15/12, 1999).
Однако улучшенная транспортабельность данного аналога приводит к повышению производительности при использовании отдельных окрасочной камеры и нескольких сушильных камер при частичном решении подачи среднегабаритного изделия (легкового автомобиля), из-за требования в этом аналоге, чтобы изделие было самоходным.
В качестве прототипа заявляемого устройства для окраски крупногабаритных изделий выбрана камера без крыши для окраски крупных изделий в цехах мелкосерийного производства с подачей изделия в камеру сверху мостовым краном, поступлением воздуха из цеха через верх камеры и нижней вытяжной вентиляцией (см. справочник Лакокрасочные покрытия в машиностроении. Под ред. М.М.Гольдберга. М.: Машиностроение, 1974, с.448).
Основным недостатком прототипа является транспортабельность камеры, обусловившая негерметичную конструкцию камеры без крыши, исключающую возможность чередования окраски и сушки крупногабаритного изделия в одной камере и ухудшающую воздушно-температурные условия окрашивания изделия.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение эффективности окраски и сушки крупногабаритных изделий за счет улучшения транспортабельности оборудования, приводящего к возможности технологичной и качественной обработки крупногабаритных изделий в окрасочно-сушильной камере.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для окраски крупногабаритных изделий, представляющем собой камеру с верхним притоком воздуха, нижней вытяжной вентиляцией и транспортным проемом для подачи изделий, снабженную подвижным подъемником крупногабаритного изделия и средствами подачи и распыления краски, камера имеет конструкцию закрытого типа периодического действия с фильтрацией поступающего сверху воздуха и необходимым для окраски его подогревом и топочную систему поддержания температуры воздуха внутри камеры в режиме сушки крупногабаритного изделия.
При этом на полу камеры и на загрузочной площадке перед ней выполнена центральная направляющая канавка, расположенная вдоль направления перемещения подвижного подъемника, а последний состоит из двух или более расположенных отдельно друг от друга вдоль указанной канавки опорных рам, установленных на ходовых колесах и несущих каждая свою грузовую платформу, связанную с рамой двумя параллельно расположенными шарнирно-рычажными механизмами подъема платформы типа «нюрнбергские ножницы».
Каждая опорная рама снабжена продольным фиксатором перемещения подвижного подъемника, имеющим по два боковых контактных ролика на своих концах и утопленным в направляющей канавке над ее дном с возможностью фиксационного упора контактными роликами на боковые стенки канавки, пневмоприводом подъема грузовой платформы, выполненным в виде двух параллельно расположенных между указанными шарнирно-рычажными механизмами в вертикальной плоскости, поперечной направлению перемещения подвижного подъемника, силовых механизмов, смонтированных из гибких пневмооболочек, подключенных к источнику сжатого воздуха, и двумя установленными над полом на малом расстоянии от него боковыми каркасно-коробчатыми предохранителями от бокового опрокидывания подвижного подъемника, выполняющими одновременно функцию стабилизатора устойчивости конструкции подвижного подъемника.
Причем опорные рамы связаны между собой раздвижным трубчатым фиксатором расстояния между ними, определяемого длиной крупногабаритного изделия, причем одна из опорных рам снабжена пневмоприводом перемещения подвижного подъемника, а к пневмоприводам подъема грузовых платформ и пневмоприводу перемещения подвижного подъемника подключен общий источник сжатого воздуха через систему пневмоуправления, обеспечивающую режим подачи воздуха, необходимый для синхронизации подъема грузовых платформ.
Для обеспечения стабильного ресурса предлагаемого устройства каждая грузовая платформа снабжена средством защиты подвижного подъемника от окрашивания.
При этом средство защиты подвижного подъемника от окрашивания может быть выполнено в виде прикрепленных к каждой грузовой платформе на горизонтальных натянутых по ее периметру тросиках раздвижных боковых шторок, защищающих от окрашивания оба шарнирно-рычажных механизма подъема грузовой платформы и оба силовых механизма пневмопривода подъема грузовой платформы, или в виде прикрепленных к каждой грузовой платформе съемных вертикальных боковых экранов, защищающих от окрашивания оба шарнирно-рычажных механизма подъема грузовой платформы и оба силовых механизма пневмопривода подъема грузовой платформы.
Для расширения транспортных возможностей продольные фиксаторы перемещения подвижного подъемника выполнены съемными с их креплением к нижним торцам двух угловых выступов под опорными рамами при помощи резьбового соединения.
Для повышения площади окраски нижней поверхности окрашиваемого крупногабаритного изделия на грузовых платформах установлены опорные балки, имеющие сечение, задающее малую опорную площадь контакта опорных балок с крупногабаритным изделием.
В частном конструктивном исполнении каждый из двух шарнирно-рычажных механизмов подъема грузовой платформы имеет с одной стороны неподвижную шарнирную фиксацию первых концов двух рычагов на опорной раме и грузовой платформе и с другой стороны - размещение вторых концов этих рычагов в горизонтальных направляющих выемках опорной рамы и грузовой платформы с возможностью перемещения в них с помощью опор качения, при этом опорная рама снабжена вертикальными профильными опорами для посадки грузовой платформы в исходном нижнем положении и фиксаторами положения грузовой платформы, выполненными в виде ограничителей перемещения подвижных концов рычагов двух шарнирно-рычажных механизмов, вставляемых в отверстия опорной рамы на участке перемещения указанных концов.
При этом каждый силовой механизм пневмопривода подъема грузовой платформы выполнен в виде трехсекционного пневмобаллона сильфонного типа, который закреплен своими нижней и верхней пластинами соответственно в нижней и верхней горизонтальных рамах силового механизма, имеющих в своих плоскостях с двух сторон рамы центральную боковую шарнирную фиксацию соответственно в парах нижних и верхних раздвигающихся полурычагов двух шарнирно-рычажных механизмов подъема грузовой платформы, а на нижней и верхней рамах каждого силового механизма закреплен раздвижной стабилизатор центровки без перекосов нижней и верхней пластин пневмобаллона, выполненный в виде пары вложенных одна в другую двух вертикальных профильных труб.
При конструктивном исполнении подвижного подъемника на двух опорных рамах на ведущей опорной раме с размещенным на ней пневмоприводом перемещения подвижного подъемника в виде пневмодвигателя, имеющего через редуктор кинематическую связь с ходовыми колесами указанной опорной рамы, установлена трубопроводная система пневмоуправления, включающая два пневмораспределителя, подключенных своими входами с выходами пневмотройника, соединенного своим входом с выходом стационарного источника сжатого воздуха с запасом длины гибкого соединительного трубопровода, например шланга, между ними, обеспечивающим рабочее перемещение подвижного подъемника, при этом первый пневмораспределитель соединен двумя выходами с двумя входами пневмодвигателя, задающими направление его оборотов, и второй пневмораспределитель, работающий на впуск и стравливание сжатого воздуха, соединен выходом с входом пневмотройника, соединенного двумя выходами через пневмодросселя, обеспечивающие синхронизацию подъема грузовых платформ, с входами двух пневмотройников, размещенных на двух опорных рамах и обеспечивающих своими выходами, соединенными с входами в нижних торцах двух гибких пневмооболочек на каждой опорной раме, подвод или сброс сжатого воздуха.
Причем на участке шлангового соединения одного из пневмодросселей, расположенных на ведущей опорной раме, с пневмотройником, размещенным на ведомой опорной раме, шланг имеет запас длины на регулирование расстояния между ведущей и ведомой опорными рамами в зависимости от длины крупногабаритного изделия.
Для улучшения условий эксплуатации на участке шлангового соединения одного из пневмодросселей, расположенных на ведущей опорной раме, с пневмотройником, размещенным на ведомой опорной раме, шланг имеет запас длины на регулирование расстояния между ведущей и ведомой опорными рамами в зависимости от длины крупногабаритного изделия или выполнен составным с промежуточным шлангом, имеющим шаговую длину в интервале разбега длин крупногабаритных изделий и вводимым в указанное шланговое соединение с помощью двух быстроразъемных пневмосоединителей, или для транспортного использования одной ведущей опорной рамы на участке шлангового соединения одного из пневмодросселей, расположенных на ведущей опорной раме, с пневмотройником, размещенным на ведомой опорной раме, введен быстроразъемный пневмосоединитель.
Использование предлагаемого подвижного пневматического подъемника в камере для окраски и сушки крупногабаритных изделий позволяет обеспечить повышение качества окрашивания изделий и улучшение воздушно-температурных условий сушки за счет возможности подъема изделия в камере при проведении указанных операций, а также расширить ассортимент поднимаемых крупногабаритных изделий в результате расширения интервала его длин, ограничиваемого лишь длиной окрасочно-сушильной камеры.
На фиг.1 показан общий вид (в аксонометрии) заявляемого устройства для окраски крупногабаритных изделий, представляющего собой камеру для окраски и сушки (дверь камеры не показана) с подвижным пневматическим подъемником; на фиг.2-4 - подвижный пневматический подъемник заявляемого устройства с грузовыми платформами соответственно в исходном (нижнем) и рабочем (верхнем) положении и нагруженными длинным бортовым автомобильным кузовом; на фиг.5 - один из двух силовых механизмов пневмопривода подъема грузовой платформы на опорной раме в составе предлагаемого подвижного пневматического подъемника; на фиг.6 - один из двух шарнирно-рычажных механизмов в рабочем (раздвинутом) положении и две из четырех боковых вертикальных профильных опор для посадки грузовой платформы в исходном нижнем положении на опорной раме предлагаемого подвижного пневматического подъемника; на фиг.7 - один из двух узлов фиксации положения грузовой платформы на опорной раме предлагаемого подвижного пневматического подъемника; на фиг.8 - пневмопривод перемещения предлагаемого подвижного пневматического подъемника на его ведущей опорной раме; на фиг.9 - схема системы пневмоуправления предлагаемого подвижного пневматического подъемника; на фиг.10 - пульт управления с двумя пневмораспределителями на ведущей опорной раме в составе системы пневмоуправления предлагаемого подвижного пневматического подъемника.
Предлагаемое устройство для окраски крупногабаритных изделий (см. фиг.1) содержит закрытую камеру 1 периодического действия с одним въездным-выездным проемом 2, оборудование для верхнего притока воздуха, его фильтрации, необходимого для окраски подогрева, нижней вытяжной вентиляцией, топочную систему поддержания температуры воздуха внутри камеры с закрытой дверью в режиме сушки и средства подачи и распыления краски (на фиг.1 дверь камеры и перечисленное оборудование не показаны).
В состав предлагаемого устройства входит также подвижный пневматический подъемник 3 (см. фиг.1), для фиксированного перемещения которого на полу камеры 1 и на загрузочной площадке перед ней выполнена центральная направляющая канавка 4, расположенная вдоль направления перемещения подъемника 3.
Подвижный пневматический подъемник 3 (см. фиг.1-3) состоит в настоящем примере выполнения предлагаемого устройства из двух расположенных отдельно друг от друга вдоль направляющей канавки 4 опорных рам 5, установленных на ходовых колесах 6.
Каждая опорная рама 5 несет свою грузовую платформу 7, связанную с рамой 5 двумя параллельно расположенными шарнирно-рычажными механизмами 8 подъема грузовой платформы 7 типа «нюрнбергские ножницы».
Причем каждая опорная рама 5 снабжена продольным фиксатором 9 перемещения подъемника 3, имеющим по два боковых контактных ролика 10 на своих концах, утопленным в направляющей канавке 4 над ее дном с возможностью фиксационного упора роликами 10 на боковые стенки канавки 4 и выполненным съемным с креплением к нижним торцам двух угловых выступов 11 под опорной рамой 5 при помощи резьбового соединения.
Кроме того, каждая опорная рама 5 снабжена пневмоприводом подъема грузовой платформы 7 (см. фиг.2-3), выполненным в виде двух параллельно расположенных между шарнирно-рычажными механизмами 8 в вертикальной плоскости, поперечной направлению перемещения подъемника 3, силовых механизмов, смонтированных каждый из трехсекционного пневмобаллона 12 сильфонного типа, который закреплен своими нижней 13 и верхней 14 пластинами (см. фиг.5) соответственно в нижней 15 и верхней 16 горизонтальных рамах силового механизма, имеющих в своих плоскостях с двух сторон рамы центральную боковую шарнирную фиксацию соответственно в парах нижних 17 и верхних 18 раздвигающихся полурычагов двух шарнирно-рычажных механизмов 8.
При этом на нижней 15 и верхней 16 рамах каждого силового механизма закреплен раздвижной стабилизатор центровки без перекосов нижней 13 и верхней 14 пластин пневмобаллона 12, выполненный в виде пары вложенных одна в другую двух вертикальных профильных труб 19 и 20 (см. фиг.6).
Наконец, к каждой опорной раме 5 жестко прикреплены два установленных над полом на малом расстоянии от него боковых каркасно-коробчатых предохранителя 21 от бокового опрокидывания подъемника 3 с крупногабаритным изделием, в частности с длинным бортовым автомобильным кузовом 22 (см. фиг.4).
Каждый из двух шарнирно-рычажных механизмов 8 (см. фиг.2-3) на опорной раме 5 имеет с одной стороны неподвижную шарнирную фиксацию первых концов 23 двух рычагов на опорной раме 5 и грузовой платформе 7 и с другой стороны - размещение вторых концов 24 этих рычагов в горизонтальных направляющих выемках 25 опорной рамы 5 и грузовой платформы 7 с возможностью перемещения в них с помощью опор качения 26.
При этом опорная рама 5 снабжена четырьмя вертикальными профильными опорами 27 (см. фиг.6) для посадки грузовой платформы 7 в исходном нижнем положении и фиксаторами положения грузовой платформы 7, выполненными в виде ограничителей 28 (см. фиг.7) перемещения подвижных концов 24 рычагов двух шарнирно-рычажных механизмов 8, вставляемых в отверстия 29 опорной рамы 5 на участке перемещения концов 24.
Обе опорные рамы 5 подъемника 3 связаны между собой раздвижным трубчатым фиксатором 30 (см. фиг.2-3) расстояния между ними, определяемого длиной крупногабаритного изделия, причем одна из опорных рам 5 (ведущая) снабжена установленным на одном из боковых каркасно-коробчатых предохранителей 21 пневмоприводом перемещения подъемника 3, состоящим из пневмодвигателя 31 и редуктора 32, кинематически связанного с осью одной из пары жестко посаженных на ней ходовых колес 6 (см. фиг.8).
К пневмодвигателю 31 пневмопривода перемещения подъемника 3 и к входу 33 в нижней пластине 13 каждого из четырех пневмобаллонов 12 (см. фиг.5) подключен общий стационарный источник сжатого воздуха через шланговую систему пневмоуправления (на фиг.1-4 не показана), обеспечивающую режим подачи воздуха, необходимый для синхронизации подъема двух грузовых платформ 7 с крупногабаритным окрашиваемым изделием - длинным бортовым автомобильным кузовом 22 (см. фиг.4).
Шланговая система пневмоуправления (см. фиг.9) с пультом пневмоуправления 34 (см. фиг.10) установлена на ведущей опорной раме 5 и включает два пневмораспределителя 35 и 36, снабженных ручками включения-выключения 37 и 38 и подключенных своими входами с выходами пневмотройника 39, соединенного своим входом с выходом стационарного источника сжатого воздуха с запасом длины соединительного шланга между ними, обеспечивающего рабочее перемещение подъемника 3.
Пневмораспределитель 35 соединен двумя выходами с двумя входами пневмодвигателя 31, задающими направление его оборотов, и пневмораспределитель 36, работающий на впуск и стравливание сжатого воздуха, соединен выходом с входом пневмотройника 40, соединенного двумя выходами через пневмодросселя 41 и 42, обеспечивающие синхронизацию подъема двух грузовых платформ 7, соответственно с входами пневмотройников 43 и 44, размещенных по одному на двух опорных рамах 5 и обеспечивающих своими выходами, соединенными с входами 33 в нижних пластинах 13 двух пневмобаллонов 12 на каждой опорной раме 5, подвод или сброс сжатого воздуха.
На участке шлангового соединения пневмодросселя 41, расположенного на ведущей опорной раме 5, с пневмотройником 43, размещенным на ведомой опорной раме 5, шланг имеет запас длины на регулирование расстояния между указанными опорными рамами в зависимости от длины крупногабаритного изделия и быстроразъемный пневмосоединитель для транспортного использования одной ведущей опорной рамы 5 или выполнен составным с промежуточным шлангом 45, имеющим шаговую длину в интервале разбега длин крупногабаритных изделий и вводимым в указанное шланговое соединение с помощью двух быстроразъемных пневмосоединителей 46 (см. фиг.9).
Каждая грузовая платформа 7 может быть снабжена средством защиты подвижного подъемника 3 от окрашивания (на фигурах не показано), выполненным в виде прикрепленных к каждой грузовой платформе 7 на горизонтальных натянутых по ее периметру тросиках раздвижных боковых шторок, защищающих от окрашивания оба шарнирно-рычажных механизма 8 подъема грузовой платформы и оба силовых механизма пневмопривода подъема грузовой платформы 7, или в виде прикрепленных к каждой грузовой платформе 7 съемных вертикальных боковых экранов, защищающих от окрашивания оба шарнирно-рычажных механизма 8 подъема грузовой платформы 7 и оба силовых механизма пневмопривода подъема грузовой платформы.
Для повышения площади окраски нижней поверхности окрашиваемого крупногабаритного изделия на грузовых платформах 7 могут быть установлены опорные балки (на фигурах не показаны), имеющие сечение, задающее малую опорную площадь контакта опорных балок с крупногабаритным изделием.
Эксплуатация предлагаемого устройства для окраски крупногабаритных изделий происходит следующим образом.
Крупногабаритное изделие - длинный бортовой автомобильный кузов 22 (см. фиг.4) с помощью средства погрузки, например автокрана, размещают длинным бортом вдоль направляющей канавки 4 на загрузочной площадке перед въездным/выездным проемом 2 камеры 1 на две грузовые платформы 7, которые находятся в исходном нижнем положении (см. фиг.2), и посредством включения ручки 37 на пульте 34 приводят в действие пневмопривод перемещения подъемника 3, который в результате срабатывания системы пневмоуправления при давлении сжатого воздуха 6 атм обеспечивает закатывание обеих опорных рам 5 в проем 2 камеры 1.
С помощью ручки 38 на пульте пневмоуправления 34 включают пневмопривод подъема грузовых платформ 7, который в результате действия предлагаемой шланговой системы пневмоуправления при давлении сжатого воздуха 6 атм обеспечивает плавный и синхронный подъем двух грузовых платформ 7 с кузовом 22 на высоту, определенную условиями технологии многосторонней окраски кузова с помощью средств механической и ручной окраски (краскопультов и пневматических пистолетов).
После окраски указанного крупногабаритного изделия при поддерживании умеренно теплого (18-20°С) вентилируемого воздуха в камере 1 с закрытой дверью проема 2 устанавливают температуру воздушного потока 70-80°С и проводят сушку кузова на грузовых платформах 7 в рабочем верхнем положении (см. фиг.3).
Выпускаемые в настоящее время отечественные и зарубежные индустриальные окрасочно-сушильные камеры имеют длину: 10, 12, 15, 18, 24, 28, 32 и более метров, а использование пневмобаллонов компании «Norgren» характеризуется стабильным ресурсом их работы при температуре до 115°С, что подтверждает промышленную применимость заявляемого изобретения и перспективы его применения.
Предлагаемое устройство - окрасочно-сушильная камера с подвижным пневматическим подъемником позволяет повысить технологичность и качество окраски и сушки неудобных крупногабаритных изделий за счет их безопасного перемещения и подъема на высоту, выигрышную для доступа при окраске и для поддержания воздушно-температурных условий при сушке.