ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGUYỄN ĐÌNH OANH THIẾT KẾ QUY TRÌNH SƠN KHUNG VỎ XE BUÝT THACO CITY B60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Đà Nẵng, 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI[.]
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGUYỄN ĐÌNH OANH THIẾT KẾ QUY TRÌNH SƠN KHUNG VỎ XE BUÝT THACO CITY B60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Đà Nẵng, 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGUYỄN ĐÌNH OANH THIẾT KẾ QUY TRÌNH SƠN KHUNG VỎ XE BUÝT THACO CITY B60 Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 85.20.11.6 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS DƯƠNG VIỆT DŨNG Đà Nẵng, 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Mọi kết nghiên cứu ý tưởng tác giả khác có trích dẫn đầy đủ Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Luận văn chưa bảo vệ hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ toàn quốc nước chưa công bố phương tiện thơng tin Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm mà tơi cam đoan Tác giả luận văn Nguyễn Đình Oanh LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng công tác Công ty Cổ Phần Ơ Tơ Trường Hải Được hướng dẫn tận tình thầy Dương Việt Dũng em thực đề tài “Thiết kế quy trình sơn khung vỏ xe buýt Thaco City B60” Trong trình thực đề tài em có học hỏi nhiều kiến thức bổ ích từ kiến thức chun mơn, cách thực đề tài khoa học, điều hỗ trợ em công việc sau Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Cơng Ty Cổ phần Ơ tô Trường Hải tạo điều kiện cho em học tập, cảm ơn anh chị Công ty Thaco Bus hỗ trợ tài liệu Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Dương Việt Dũng người trực tiếp hướng dẫn em suốt trình làm đề tài Em xin cảm ơn thầy Khoa Cơ khí Giao thơng, quý thầy cô Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, Đại học Đà Nẵng giảng dạy em suốt năm qua Em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy để đề tài hồn thiện Trân trọng! MỤC LỤC TĨM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Dự kiến kết đạt Dàn ý nội dung CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SƠN Ô TÔ VÀ XE BUÝT THACO CITY B60 1.1 Tổng quan công nghệ sơn ô tô 1.1.1 Giới thiệu số quy trình sơn .4 1.1.2 Phương pháp sơn khơng khí 1.1.3 Phun sơn cao áp khơng có khơng khí 1.1.4 Phương pháp sơn tĩnh điện .6 1.1.5 Phương pháp nhúng tĩnh điện 1.1.6 Một số hệ thống sấy sơn ô tô 1.2 Giới thiệu xe buýt Thaco City B60 11 1.3 Quy trình sơn xe buýt .14 1.3.1 Thực trạng quy trình sơn 14 1.3.2 Ưu điểm: .16 1.3.3 Nhược điểm: 16 1.4 Kết luận chương 16 CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17 2.1 Cơ sở lý thuyết sơn ô tô 17 2.1.1 Phân loại .17 2.1.2 Thành phần sơn .18 2.1.3 Tính chất lý hóa số loại sơn sử dụng ô tô 20 2.1.4 Yêu cầu kỹ thuật sơn ô tô 20 2.2 Cơ sở lý thuyết quy trình sấy sơn 21 2.2.1 Cơ chế hình thành màng sơn ướt 21 2.2.2 Quá trình sấy khô sơn 22 2.3 Công nghệ nhúng tĩnh điện 24 2.3.1 Giới thiệu công nghệ nhúng tĩnh điện 24 2.3.2 Nguyên lý hoạt động nhúng tĩnh điện 27 2.4 Kết luận chương 29 CHƯƠNG - QUY TRÌNH SƠN KHUNG VỎ XE BUÝT THACO CITY B60 30 3.1 Quy trình sơn tổng thể 30 3.1.1 Tổng thể khung vỏ xe buýt Thaco City B60 30 3.1.2 Sơ đồ bố trí quy trình sơn khung vỏ xe Thaco City B60 31 3.1.3 Diễn giải quy trình sơn khung vỏ xe Thaco City B60 31 3.2 Quy trình sơn khung vỏ xe buýt Thaco City B60 .31 3.2.1 Quy trình tiền xử lý 31 3.2.2 Chuyền nhúng ED 42 3.2.3 Chuyền chuẩn bị bề mặt .49 3.2.4 Chuyền hoàn thiện bề mặt 55 3.2.5 Sơn lót 59 3.2.6 Sơn màu 60 3.2.7 Sơn 62 3.2.8 Sơn bóng 63 3.2.9 Dọn sơn 64 3.2.10 Hệ thống nâng hạ vận chuyển khung xe .64 3.3 Kiểm tra chất lượng sơn 66 3.3.1 Một số lỗi thường gặp 66 3.3.2 Tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng sơn 68 3.4 Kết luận chương 72 CHƯƠNG - TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY SƠN MÀU .73 4.1 Chọn phương pháp sấy .73 4.1.1 Các phương pháp sấy 73 4.1.2 Chọn thiết bị sấy 74 4.2 Chọn tác nhân sấy chế độ sấy 77 4.2.1 Chọn tác nhân sấy 77 4.2.2 Chọn chế độ sấy 78 4.3 Tính tốn kích thước phịng sấy thời gian sấy .78 4.3.1 Kích thước phịng sấy 78 4.3.2 Thời gian sấy 80 4.4 Tính tốn nhiệt thiết bị sấy 80 4.4.1 Khối lượng vật liệu sấy vào 80 4.4.2 Quá trình sấy lý thuyết 81 4.4.3 Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh 84 4.4.4 Tổn thất vật liệu sấy mang .87 4.4.5 Quá trình sấy thực tế 88 4.5 Chọn thiết bị phụ trợ .91 4.5.1 Chọn đầu đốt 91 4.5.2 Tính tốn trao đổi nhiệt 91 4.5.3 Quạt gió 92 4.6 Kết luận chương 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .95 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TÓM TẮT LUẬN VĂN THIẾT KẾ QUY TRÌNH SƠN KHUNG VỎ XE BUÝT THACO CITY B60 Học viên: Nguyễn Đình Oanh, Chun ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 8520116, Khóa: K35, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Cùng với phát triển không ngừng ngành công nghiệp ô tô, kéo theo ngành phụ trợ cho ngành công nghiệp ô tô phát triển nhanh chóng Đặc biệt ngành công nghiêp phụ trợ hỗ trợ cho cơng nghiệp tơ, có ngành sơn tô Sơn ô tô dây chuyền sơn Công ty Thaco Bus cịn nhiều cơng đoạn thực thủ công, lặp lại, không đáp ứng nhu cầu kế hoạch sản xuất cơng ty Vì thiết kế quy trình sơn khung vỏ xe buýt Thaco City B60 để nâng cao suất chất lượng dây chuyền sơn vấn đề cấp thiết Trong đề tài thiết kế quy trình sơn khung vỏ xe trình thiết kế quy trình tổng thể, mơ tả cơng đoạn sơn quy trình, nghiên cứu cơng nghệ nhúng tĩnh điện, thiết kế hệ thống sấy sơn màu nhằm giảm cơng đoạn thủ cơng, hợp lý quy trình sản xuất, nâng cao suất chất lượng sản phẩm, từ giảm chi phí sản xuất, tăng tính cạnh tranh sản phẩm Từ khóa: thiết kế quy trình sơn khung vỏ xe bt, cơng nghệ nhúng tĩnh điện, hệ thống sấy sơn màu THE DESIGN OF PAINTING PROCESS OF THACO CITY B60 BUS FRAME Along with the continuous development of the automobile industry, the supporting industries for the automotive industry have also developed rapidly Especially for the auxiliary industries supporting the automotive industry, including automotive paint The current automotive paint line at Thaco Bus company has many stages of manual implementation, repeating, which does not meet the production need of Thaco Therefore, designing Thaco City B60 bus cover frame painting process to improve the productivity and quality of the paint line is urgent The project of designing cover frame painting process, including the overall process designing, painting stages describing, Electrodeposition technology studying, paint oven system designing to reduce manual stages, rationalize production process, enhance prooductivity and quality of products, thereby reduce production costs and increase the competitiveness of products Key words: The project of designing cover frame painting process, electrodeposition technology, paint oven system DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt ED Tiếng Anh Electrodeposition Tiếng Việt Nhúng tĩnh điện DI Deionized water Nước khử ion RO Reverse osmosis Nước thẩm thấu ngược UF Ultrafilter water Nước siêu lọc DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 1.1 Thông số kỹ thuật xe 13 2.1 Phân loại ưu - nhược điểm loại sơn 17 3.1 Thông số kỹ thuật bể tẩy dầu 33 3.2 Thông số kỹ thuật bể rửa nước 35 3.3 Thông số kỹ thuật bể rửa nước 35 3.4 Thông số kỹ thuật bể định hình 37 3.5 Thơng số kỹ thuật bể phốt phát 39 3.6 Thông số kỹ thuật rửa nước lần 40 3.7 Thông số kỹ thuật bể DI 41 3.8 Thông số kỹ thuật bể ED 43 3.9 Thông số kỹ thuật bể UF 45 3.10 Thông số kỹ thuật bể định hình 47 3.11 Quy trình lắp mảng đầu, 49 3.12 Quy trình liên kết mối ghép 51 3.13 Quy trình rà lướt gió 52 3.14 Quy trình rà lướt gió khung xe 53 3.15 Quy trình chà nhám bề mặt 53 3.16 Quy trình chuẩn bị trước phun Foam 54 3.17 Quy trình phun Foam 55 3.18 Quy trình trét masda 56 3.19 Quy trình xả masda 57 3.20 Quy trình làm mastic 58 3.21 Quy trình sơn lót bề mặt 59 3.22 Quy trình pha màu 61 3.23 Quy trình sơn màu 61 3.24 Quy trình chuẩn bị sơn 62 39 - Thông số kỹ thuật Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật bể phosphate Danh sách Thông số kỹ thuật Acid tự 0,6 ÷ 1,1 Độ acid tổng 15 ÷ 25 Nhiệt độ (C) 45 ÷ 55 Phụ gia 1,5 ÷ 2,8 Áp suất bơm phụ – 104 (Bar) Áp lực bơm tuần hoàn (Bar) Lưu lượng bơm p-104 (m3/h) 280 Thời gian nhúng xe (s) 180 3.2.1.7 Rửa nước - Mục đích Để rửa muối kim loại, hóa chất cịn lại bề mặt khung xe sau công đoạn nhúng phốt phát Sử dụng nước máy bơm từ hệ thống cấp nước nhà máy - Cấu tạo bể rửa nước lần Quy cách bể: 15,1m x 4,3m x 5,545m Thành bể có bề dày 300 mm Hệ thống vịi phun bố trí dọc theo thành bể phun khung xe vòi phun trực tiếp vào bề mặt tăng khả làm cho khung xe Ta dùng ống nước thơng thường Φ27, có khoan lỗ Φ3 Áp suất phun KG/cm² Hệ thống tạo dòng chuyển động nước bể đặt phía đáy hồ Dùng ống nước thơng thường Φ41 rẽ nhánh ống Φ21 Nước ống có áp suất 0,5 KG/cm² Bể chứa nước lọc để rửa lớp axit bám bề mặt xe - Nguyên lý hoạt động bể rửa nước lần Dung dịch bể TK-105 bơm P-105 hút đến lọc dung dịch bể TK-105 lọc cặn bẩn, mà độ chênh lệch áp suất hai đồng hồ đo áp suất đầu vào đầu lọc lêch 0,5 Bar phải vệ sinh lại lọc Sau dung 40 dich tới vịi phun bể q trình tuần hồn liên tục Mực nước bể báo điều chỉnh cảm biến mức hệ thống van Hình 3.8 Sơ đồ cơng nghệ bể rửa nước lần Bể phun nước nóng; Van; Bơm tuần hoàn; Thiết bị đo áp suất đầu bơm; Thiết bị đo áp suất đầu vào lọc; Bộ lọc; Thiết bị đo áp suất đầu lọc; Thiết bị trao đổi nhiệt; Van điều khiển cấp nhiệt lượng; 10 Cảm biến hệ thống van - Thông số kỹ thuật Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật rửa nước lần Danh sách Áp lực bơm tuần hoàn (Bar) Thông số kỹ thuật Độ axit bể < 0,5 Độ PH 8–9 Thời gian nhúng xe (s) 60 3.2.1.8 Rửa nước DI - Mục đích Để rửa hóa chất cịn lại bề mặt khung xe mà công đoạn rửa nước lần chưa thể loại bỏ hết, chuẩn bị cho việc nhúng ED Nước sử dụng tách ion hệ thống xử lý (lọc tạp chất học lơ lửng, tách ion hệ thống xử lý thẩm thấu ngược RO) 41 - Cấu tạo bể rửa nước DI nguyên lý hoạt động bể Về bể rửa nước DI cấu tạo hoàn toàn giống với bể rửa nước thường khác thiết bị cơng nghệ dung dịch bể mà nguyên lý hoạt động bể hoàn toàn giống với bể rửa nước Hình 3.9 Sơ đồ công nghệ bể rưả nước DI Bể phun nước thường; Van; Bơm tuần hoàn; Thiết bị đo áp suất đầu khỏi bơm; Thiết bị đo áp suất đầu vào lọc; Bộ lọc; Thiết bị đo áp suất đầu lọc; Cảm biến hệ thống van - Thông số kỹ thuật bể Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật bể DI Thông số Áp lực bơm (Bar) Lưu lượng bơm (m3/h) Độ pH Độ dẫn điện Thời gian nhúng xe Tiêu chuẩn 280 ÷ 7,5 < 75 ( Ms/cm ) 60 s 42 3.2.2 Chuyền nhúng ED Nhúng khung xe vào bể: bể ED, bể UF, bể rửa nước DI2, sau sấy ED làm nguội 3.2.2.1 Bể ED - Mục đích: Tạo lớp màng mỏng bề mặt kim loại để ngăn cách môi trường kim loại Lớp sơn có tác dụng chống ăn mịn, tăng tính bám dính lớp sơn lót, sơn màu (basecoat) với bề mặt vật liệu nền, tăng độ bền lớp sơn - Cấu tạo bể nhúng tĩnh điện Quy cách bể: 15,1m x 4,3m x 5,45m, thành bể có bề dày 300 mm, hệ thống vịi phun đặt cách mặt bể 0.5m, hệ thống lọc nước lẫn bể, hỗn hợp màu sắc phun vào bể - Nguyên tắc: Dung dịch sơn bơm liên tục vào bể bơm tuần hoàn để tránh tượng sa lắng Các bơm hút sơn từ đáy bể (có bơm, bơm bơm dự phòng) qua hệ hống thiết bị lọc thiết bị trao đổi nhiệt Qua hệ thống lọc tuần hoàn đảm bảo thành phần dung dịch đồng đều, có tính ổn định phân tán tốt Chúng gồm hệ thống 12 cột lọc, gồm cột lọc phụ 9.1 → 9.6 dùng để lọc cặn cột siêu lọc → dùng để lọc sơn Bên cột lọc túi lọc Trên bề mặt bể, bố trí vịi phun để rửa dung dịch sơn bám vào xe sau nhúng + Các thông số độ pH, độ dẫn điện, hàm lượng rắn, binder bể sơn đo phân tích hàng ngày để điều chỉnh hóa chất cho phù hợp với tiêu chuẩn + Hệ thống cực dương anot: Cực dương bể sơn ED chế tạo đặc biệt Chúng gồm cực hình trụ trịn, bên có chứa đầy dung dịch anot Một lớp vi màng mỏng ngăn khơng cho dung dịch anot thấm ngồi bể sơn ED không ngăn cation chạy vào từ bể sơn có dịng điện chiều chạy qua Dung dịch anot chứa bể bơm tuần hoàn đến cực bơm Mức bể điều chỉnh hệ thống van tự động + Hệ thống điều chỉnh điện áp chỉnh lưu: Để cung cấp nguồn chiều với dòng điện lớn cho trình sơn ED, lắp đặt hệ thống ổn định điện áp chỉnh lưu có điều khiển + Ổn định điện áp: Đây máy biến áp tự ngẫu tự động điều chỉnh điện áp tăng tải để đảm bảo điện áp cấp cho chỉnh lưu 200-300V 43 + Chỉnh lưu: Tự động điều chỉnh dòng điện tăng dần từ 0-1000A điện áp 300V - Thông số kỹ thuật bể ED: Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật bể ED Thông số Tiêu chuẩn Độ pH 5.5 ÷ 6.0 Thời gian làm việc (phút) 3÷4 Nhiệt độ (0C) 28-32 Độ dẫn điện (μS/cm) 1100 ÷1800 Hàm lượng rắn 18.5 ÷ 20.5 44 Hình 3.10 Sơ đồ công nghệ bể nhúng tĩnh điện Bảng điều khiển thơng số điện cực; Bình cấp chất kết dính cho bể ED; Tháp làm lạnh; Van phao điều tiết mực nước bể làm lạnh; Hệ thống điều tiết lưu lượng nước lạnh; Máy làm lạnh; Bơm tuần hoàn nước làm mát; Bể nước làm lạnh; Bơm tuần hoàn nước lên vòi phun; 10 Bơm cấp sơn ED từ bể chứa bổ sung; 11 Bể bổ sung ED; 12 Bể chưa dung dich Anolyte; 13 Bảng điều khiển dung dịch Anolyte bơm tuần hoàn Anolyte; 14 Các cực; 15 Vịi phun; 16 Bơm tuần hồn dung dịch ED; 17 Đồng hồ đo áp suất bơm; 18 Bộ lọc dung dịch; 19 Đồng hồ đo áp suất lọc; 20 Hệ thống kiểm soát lưu lượng dung dịch Anolyte; 21 Bộ trao đổi nhiệt; 22 Hệ thống điều tiết nước làm mát 45 3.2.2.2 Bể UF Thân xe sau sơn ED khơng kết tủa dính bên Để rửa thu hồi phần sơn này, người ta nhúng xe vào bể rửa UF - Mục đích Rửa lớp sơn ED khơng liên kết với bề mặt khung xe, thu hồi lượng sơn cho bể ED Bể UF & rửa trôi phần sơn không liên kết Bể UF rửa dạng phun, bể UF rửa dạng ngâm Sau sơn khơng liên kết với bề mặt khung xe thu hồi qua hệ thống siêu lọc (Ultra Filter) Dung dịch sơn ED sau qua hệ thống UF bao gồm dung môi, phụ gia quay ngược trở bể UF chảy tràn qua UF Dung dịch từ UF bơm tự động bể ED Quá trình diễn liên tục nên lượng sơn không liên kết với bề mặt khung xe thu hồi dần cho bể ED - Cấu tạo bể UF Quy cách hồ: 15,1x4x5,45 (m), có bể phụ Thành hồ có bề dày 300 mm Hệ thống lọc sơn lẫn bể Hệ thống tạo dòng chuyển động nước bể đặt phía đáy bể Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ống Φ21 Nước ống có áp suất 0,5 KG/cm² - Nguyên lý hoạt động bể UF Về bể rửa UF giống bể rửa khác, khác dung dịch bể thiết bị công nghệ bể Bơm p-105 hút dung dịch từ bể TK-105 qua lọc đến vòi phun, dịng dung dịch tuần hồn liên tục tránh sa lắng, dung dịch bể UF1 đưa qua hệ thống thu hồi sơn, lọc sau dung dịch tách cặn bẩn, phần nước phần sơn lại sau tách bớt nước đưa trở lại bể ED Dung dich để rửa lớp sơn ED không kết tủa xe gồm hỗn hợp nước DI, Binder nước tách từ bể sơn ED Dung dịch có khả hịa tan phần sơn khơng kết tủa cịn bám khung xe - Thông số kỹ thuật Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật bể UF Thông số Độ pH Độ dẫn điện (ms) Lưu lượng bơm (m3/h) Tiêu chuẩn 5,4 – 6,2 600 – 1400 100 46 Hình 3.11 Sơ đồ công nghệ bể UF Bể dung dịch UF; Van; Bơm tuần hoàn; Đồng hồ đo áp suất bơm; Đồng hồ đo áp suất vô lọc; Bộ lọc; Đồng hồ đo áp suất khỏi bơm; Cảm biến hệ thống van 3.2.2.3 Hệ thống thu hồi sơn Hệ thống thu hồi sơn có tác dụng lọc lại dung dich sơn bể ED lần cấp nước làm mát cho bơm tuần hoàn sơn ED Sơn từ bể ED bơm tuần hồn sơn qua lọc tinh đến tách nước Đây hệ thống gồm cột lọc bao gồm vi màng cho phép phần tử nước thấm qua cịn phần tử khác có phần tử nước lớn phần tử lượng nước không qua Phần dung dịch sơn sau tách bớt nước quay trở lại bể sơn Phần nước tách khỏi sơn đưa vào hai bể T1 T2 chảy vào đầu bể ( UF Rinse 1,2 ) Từ cuối bể UF có đường ống nối thông với bể ED để dẫn phần dung dịch UF tràn Dung dịch bể ED liên tục nước tách từ sơn ED bổ sung làm loãng ra, phần tràn trộn vào bể sơn lại tách nước Để kiểm soát khả tách nước UF, người ta đặt lưu kế, để kiểm soát lưu lượng nước tách lưu lượng tách từ sơn ED nhỏ 10 (l/phút) phải chạy hệ thống chế độ thông rửa tách nước UF Để kiểm soát lưu lượng nước làm mát bạc bơm người ta đặt lưu lượng kế Nếu mực nước bể giảm đột ngột hệ thống cảnh báo cố bạc bơm tuần hồn 47 - Thơng số kỹ thuật Bảng 3.10 Thông số kỹ thuật bể định hình Thơng số Tiêu chuẩn Hàm lượng rắn(phần trăm)