車身涂膠設備保溫系統(tǒng)應用分析

郭海洋

摘 要：文章介紹了汽車車身車間在生產中常用涂膠設備的兩種保溫系統(tǒng)，即水加熱系統(tǒng)和電加熱系統(tǒng)，針對兩種加熱系統(tǒng)從保溫性能、能耗、安全性、維修保養(yǎng)等方面進行了對比分析，研究了兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件，為車身車間涂膠設備的選型和使用提供了參考。關鍵詞：車身車間;涂膠設備;保溫系統(tǒng)中圖分類號：U463.82 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）01-175-03

Abstract： This paper introduces two types of heat-insulation system for body gluing equipment in body shop. It is water temperature conditioner system and electric heater system. The insulation performance， energy consumption， safety and maintenance of the two systems are compared and analyzed in this paper. The advantages， disadvantages and applicable conditions of the two systems are studied， which provides a reference for the selection and use of gluing equipment in body workshop.Keywords： Body shop; Gluing equipment; Insulation systemCLC NO.： U463.82? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）01-175-03

引言

車身用膠是車輛制造環(huán)節(jié)中重要的工藝材料之一，在車身生產中應用十分廣泛，其在車身的密封性、減震性、隔音效果、連結功能，以及優(yōu)化生產工藝、減輕車身總重、促進新型結構材料在汽車上的應用等方面起著非常重要的作用[1]。同時涂膠作為車身車間一項非常重要的工藝，對涂膠有著嚴格的質量要求，要確保出膠尺寸的一致性及出膠量的均勻連續(xù)性[2]。但由于膠的流動性會隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而變差，這就對涂膠設備或作業(yè)環(huán)境的保溫要求較高。為保證膠水的流動性及涂膠工藝所需的加熱效果[3]，涂膠系統(tǒng)需要有一套科學合理的保溫系統(tǒng)用來保證涂膠質量，目前常用的加熱系統(tǒng)分為兩種：電加熱系統(tǒng)和水加熱系統(tǒng)。本文主要從安全性、能耗、保溫性能、維護等方面對兩種系統(tǒng)進行對比分析，闡述了各自的優(yōu)缺點和適用環(huán)境，為相關涂膠設備的選型和使用提供了參考。

1 保溫系統(tǒng)分類

根據(jù)涂膠設備保溫系統(tǒng)加熱方式的不同，常用的涂膠設備保溫系統(tǒng)主要分為：電加熱系統(tǒng)和水加熱系統(tǒng)。

1.1 電加熱系統(tǒng)

電加熱系統(tǒng)是利用焦耳定律：Q=I2Rt，即通過纏繞在膠管內部的電加熱絲產生電熱效應，再通過膠管表面的熱傳導，對膠管內部的膠黏劑進行加熱保溫（圖1）。同時，依靠埋藏在膠管內部的感溫原件對溫度進行感知并反饋至控制系統(tǒng)，從而達到對膠管的溫度進行控制。

1.2 水加熱系統(tǒng)

通過加熱絲對水箱內水的溫度控制，再通過水泵的循環(huán)作用實現(xiàn)將具有固定溫度的水帶到系統(tǒng)所有的溫控單元，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的溫度控制（圖2）。整個系統(tǒng)的溫度傳遞介質為蒸餾水以防止水垢堵塞管路，TCU單元通過對循環(huán)水的加熱或制冷，通過恒溫水在系統(tǒng)中的循環(huán)，達到系統(tǒng)內膠黏劑溫度的恒定。

2 電加熱系統(tǒng)和水加熱系統(tǒng)對比分析

2.1 保溫性能方面

由于電加熱系統(tǒng)（圖3）是通過各保溫部位的電熱絲產生熱量之后，經過膠管表面的直接熱傳導給膠管內部的膠黏劑，因此加熱速度較快，各個部位達到設定溫度的時間約為30分鐘。且涂膠系統(tǒng)的不同部位可以根據(jù)需要設置不同的溫度值，這是電加熱系統(tǒng)的一個優(yōu)點，但其保溫性能方面的缺點是不能實現(xiàn)在高溫環(huán)境條件下的制冷作用。

水加熱系統(tǒng)（圖4）不同的是在水箱部位通過電熱絲將水加熱，然后通過水循環(huán)將熱量帶到膠管部位，再通過膠管將熱量傳導給膠管內部的膠黏劑，從而達到保溫的目的。由于水加熱較慢且需要水循環(huán)將溫度傳導到待加熱區(qū)域，所以整個加熱過程相對電加熱系統(tǒng)要慢，大約需要50分鐘。由于整個水循環(huán)系統(tǒng)中水溫基本是保證一致的，所以很難實現(xiàn)不同部位溫度的差異設置。由于水的保溫特性及散熱過程慢等特性，可以保證溫度控制的穩(wěn)定性，其溫控穩(wěn)定性可控制在± 0.2 ℃，而電加熱系統(tǒng)的溫控穩(wěn)定性為± 1℃。除此之外，水加熱系統(tǒng)的突出特點是可以在高溫環(huán)境下實現(xiàn)對涂膠系統(tǒng)制冷控制，這是水加熱系統(tǒng)的獨有優(yōu)點。

2.2 能耗方面

在能耗方面，目前各個企業(yè)都在積極推動節(jié)約能源行動，一方面可以響應國家節(jié)能減排號召，另一方面可以通過節(jié)能措施有效降低企業(yè)成本。因此，在設備規(guī)劃前期，對設備的能耗分析也是必不可少的。本文涉及的水加熱系統(tǒng)與電加熱系統(tǒng)，由于其加熱系統(tǒng)的差異，在節(jié)約能耗方面，水加熱系統(tǒng)的集中供熱要優(yōu)于電加熱系統(tǒng)的分段供熱。

電加熱系統(tǒng)在不同的加熱部位分段同時用電熱絲進行加熱，電熱絲加熱速度快，但是其缺少液態(tài)保溫介質，散熱速度快，所以要保持設定的溫度就需要電熱絲持續(xù)工作發(fā)熱來補償熱損失，因此電加熱系統(tǒng)耗能較高。圖5以雙膠泵電加熱涂膠系統(tǒng)為例，加熱系統(tǒng)主要耗能部件為膠管（與膠管長度有關）、壓盤、定量機等，總耗能約為8600W。

水加熱系統(tǒng)只在水箱位置通過電熱絲對水進行集中加熱，然后通過水循環(huán)裝置將加熱到設定溫度的水傳輸?shù)奖皿w的各個加熱部位，從而實現(xiàn)對整個涂膠系統(tǒng)的保溫。即水加熱系統(tǒng)產生能耗的部位只有水箱和水循環(huán)裝置，再加上水介質的保溫性較好，因此水加熱系統(tǒng)整體耗能遠低于電加熱系統(tǒng)。圖6以雙膠泵水加熱涂膠系統(tǒng)為例，加熱系統(tǒng)主要耗能部件為水箱和水循環(huán)裝置，總耗能約為2150W。

2.3 安全方面

在安全性能方面，電加熱系統(tǒng)中，膠管等的加熱是通過240V強電包裹于膠管外壁（圖1）通過電熱絲產生熱量，在使用過程中如產生管路磨損或老化等問題時有一定的觸電風險;而對于水加熱系統(tǒng)，膠管外部包有一層夾克衫式包管布，包管布內有可供水路循環(huán)的密集通道，并帶有保溫層，實現(xiàn)管中管式換熱（圖2），如果有管路磨損或老化等問題時僅會產生漏水風險，無觸電風險。因此，對比兩種加熱系統(tǒng)的安全性能方面，水加熱系統(tǒng)相對更加安全可靠。

2.4 維護保養(yǎng)方面

對于電加熱系統(tǒng)，除管路漏膠外，無論是膠管的RTD（電阻溫度探測器）還是加熱絲損壞，都需要換整根膠管;而對于水加熱系統(tǒng)，只需要管路漏膠時更換膠管，若保溫包管布損壞只需更換包管布即可。此外，相同長度的電加熱系統(tǒng)膠管價格約是水加熱系統(tǒng)膠管價格的兩倍，因此從維護保養(yǎng)的單次成本和更換概率上來講，電加熱系統(tǒng)的維修保養(yǎng)成本都高于水加熱系統(tǒng)，且水加熱系統(tǒng)的保養(yǎng)維護更加方便安全。

2.5 對比總結

前文從保溫性能、能耗、安全性等方面對兩種加熱系統(tǒng)進行了對比，通過對上述對比結果的綜合分析，在整體性能

方面水加熱系統(tǒng)優(yōu)于電加熱系統(tǒng);但電加熱系統(tǒng)占用空間更小，且加熱速度要快于水加熱系統(tǒng)。具體對比結果如下表：

3 結語

本文介紹了車身涂膠設備的兩種常見加熱保溫系統(tǒng)：電加熱系統(tǒng)和水加熱系統(tǒng)，并從保溫性能、能耗、安全性、維修保養(yǎng)等方面進行了對比分析，整體性能方面水加熱系統(tǒng)要優(yōu)于電加熱系統(tǒng);但針對占用空間和加熱速度方面，電加熱系統(tǒng)更有優(yōu)點。而對于設備的選型要考慮多方面的實際因素，如成本、與老涂膠設備的共用性等，本文通過以上各方面的對比分析，可為車身車間涂膠設備的選型和使用提供一定的參考。

參考文獻

[1] 郝江，楊光，蔡交華.焊裝車身涂膠現(xiàn)狀淺析及新型膠應用介紹[C]. 2012安徽省汽車工程學會年會論文集. 2012：87-92.

[2] 蘭建新.曲線路徑自動涂膠裝置[J].時代汽車， 2017（4）：98-99.

[3] 邵東生，周春暉.涂膠系統(tǒng)組成及涂膠泵機工作原理[J].設備管理與維修， 2017 （9）：139-140.