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绪论 1

0.1 工业涂装及其工艺分析 1

0.1.1 工业涂装命名（分类） 1

0.1.2 工业涂装工艺分析 2

0.2 我国涂装设备产业状况 3

0.3 涂装车间设计和建设中常见的问题及解决措施 3

0.3.1 环境保护问题 3

0.3.2 打磨、刮腻子工序问题 4

0.3.3 涂装清洁度问题 4

0.3.4 涂料、槽液等的稳定性问题 5

0.3.5 涂装线的经济规模问题 5

0.4 涂装车间设计 6

第1章 涂装车间（线）的工艺设计 7

1.1 涂装工艺设计内容 7

1.1.1 涂装车间（线）设计基础资料 7

1.1.2 涂装工艺设计过程 8

1.1.3 涂料的选用 10

1.1.3.1 涂料选用原则 10

1.1.3.2 选用涂料的方法 10

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 12

1.2 工艺设计中应树立的新观念 16

1.3 工艺平面布置图设计 17

1.3.1 平面图设计原则 17

1.3.2 平面布置的方式 18

1.3.3 工厂内的物流、人流线路 19

1.3.4 设备平面布置的注意点 19

1.3.5 绘制工艺平面布置图例 19

1.3.6 工艺平面布置图设计的评价方法 21

1.4 涂装车间（线）工艺设计水平的评价 22

1.5 提高涂装车间（线）工艺设计水平的措施 23

1.5.1 影响涂装工艺设计水平的要素 23

1.5.2 涂装工艺设计方面的差距 24

1.5.3 提高涂装工艺设计水平的措施 25

1.5.3.1 工艺设计应有先进的目标值（先进性和可靠性） 25

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 25

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 26

1.5.3.4 涂装车间的安全性和环保性 27

1.5.3.5 涂装工艺设计（平面布置图设计）的技巧 27

1.5.3.6 涂装工艺设计应多方案比较和评审，择优选用 28

1.5.3.7 应培养提高涂装设计人员（团队）的水平 29

1.6 工业涂装工艺实例 30

1.6.1 汽车涂装工艺实例 30

1.6.2 工业制品涂装工艺实例 31

1.6.3 集装箱涂装 32

1.6.4 工程机械涂装工艺技术的探讨 34

1.6.5 铝合金型材涂装工艺 37

第2章 涂装前处理工艺及设备设计 40

2.1 涂装前处理工艺和处理方式 40

2.1.1 涂装前磷化处理工艺 41

2.1.2 环保型无磷涂装前处理工艺（硅烷处理技术） 46

2.1.3 铝及其合金涂装前氧化处理工艺 50

2.1.4 涂装前抛丸（喷砂）处理工艺 52

2.1.5 塑料件涂装前处理工艺 57

2.1.5.1 概述 57

2.1.5.2 聚丙烯塑料表面活化处理 58

2.1.5.3 塑料件涂装前处理工艺及装备 58

2.1.6 火焰硅烷处理工艺（ITRO处理法） 59

2.1.7 涂装前处理方式 63

2.2 连续式前处理喷淋区段的设计 65

2.2.1 喷嘴的种类及特征 66

2.2.2 喷淋处理时必要的能力 67

2.2.3 喷淋室 68

2.2.4 间室 68

2.2.5 喷淋泵 69

2.2.6 处理液槽 69

2.2.7 喷淋配管及喷嘴布置 69

2.2.8 前处理设备的供排风 70

2.3 浸渍式前处理槽的设计 71

2.3.1 浸用槽体 71

2.3.2 槽液循环搅拌系统 71

2.3.3 加热装置 72

2.4 相关装置 73

2.4.1 油水分离装置 77

2.4.2 磷化除渣装置 78

2.4.3 槽液浓度自动管理装置 80

2.5 节水技术和清洗水循环再生利用技术 80

2.5.1 节水技术 81

2.5.2 清洗水循环再生利用技术 83

2.6 涂装前处理设备的发展趋势 84

第3章 电泳涂装工艺及设备设计 85

3.1 电泳涂装 85

3.1.1 电泳涂装主要特征 86

3.1.2 电泳涂装局限性 87

3.1.3 阳极电泳涂装和阴极电泳涂装的比较 87

3.1.4 电泳涂装工艺 89

3.1.5 阴极电泳涂装的工艺条件 89

3.2 电泳涂装专门用语 91

3.2.1 电泳涂装工艺参数用语 91

3.2.2 电泳涂装的泳透力 93

3.2.3 电泳槽液的稳定性和更新期 96

3.2.4 电泳涂装的“L”效果、加热减量、再溶解、湿膜电阻 98

3.3 电泳涂装设备和附属装置的功能 99

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 125

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 198

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

5.5.2 MDF人造板的粉末涂装 220

5.5.2.1 概述 220

5.5.2.2 MDF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

5.5.2.5 MDF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 228

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 251

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 281

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 355

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

9.3.4 ProfiNet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 381

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 403

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 431

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 437

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 475

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

14.2.1 SSC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

14.2.4 SSC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 525

附录 525

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C 531

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15 AQ 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16 ISO 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