CN109733056A - 垫片涂覆设备及垫片涂覆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种垫片涂覆设备及垫片涂覆工艺。垫片涂覆设备，包括粘结装置、涂覆装置、硫化装置及传输装置。粘结装置用于将垫片涂覆粘结剂，涂覆装置用于在垫片上涂覆涂料，硫化装置用于将涂覆有涂料的垫片硫化，涂覆装置设于粘结装置和硫化装置之间。粘结装置、涂覆装置及硫化装置之间均设有传输装置以将粘结装置、涂覆装置及硫化装置相连接。

Description

垫片涂覆设备及垫片涂覆工艺

技术领域

本发明涉及发动机垫片的涂覆的技术领域，尤其是一种垫片涂覆设备及垫片涂覆工艺。

背景技术

常规垫片由纤维板、橡胶板或铜等软金属片制成，是一种防止流体泄漏设置在静密封面之间的密封元件。垫片的主要功能是密封以下三种化学性质、物理性能差异极大的流体：温度为1000℃～2000℃、爆发压力为8Mpa～30Mpa的燃气；温度为80℃～110℃、压力为0.3Mpa～0.6Mpa的冷却液；温度可达160℃、压力约为1Mpa的润滑油。因此，垫片在高温、高压和高脉动负荷条件下工作。同时垫片也是一种调整件，用来调整压缩余隙并适当调整发动机的功率及排放。

由于金属气缸垫片(简称金属气缸垫)的机械强度和耐疲劳强度高，能承受高温高压和高脉动负荷，抗灼热损失及耐烧蚀能力强，热变形均匀，耐压性强，对其它零件的影响小，密封面压均匀。另外，燃烧室的密封采用密封筋结构，具有较好的压缩、回弹性，密封更可靠，同时垫片的安装厚度值稳定，使燃烧充分，减小有害气体排放。因此，现代发动机几乎完全采用金属气缸垫片。

现有技术中，为确保金属气缸垫片的密封需在金属垫片表面涂覆涂料，以弥补金属表面的不平度。而在金属垫片涂覆密封涂层是一种繁琐而细微的工艺过程，由于工序多，现有技术采用一个人一道工序操作，浪费了大量人力和时间。同时，人工操作也会造成涂覆不均匀，影响垫片的密封性。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少人工操作的垫片涂覆设备及垫片涂覆工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种垫片涂覆设备，包括粘结装置、涂覆装置、硫化装置及传输装置。粘结装置用于将垫片涂覆粘结剂，涂覆装置用于在垫片上涂覆涂料，硫化装置用于将涂覆有涂料的垫片硫化，涂覆装置设于粘结装置和硫化装置之间。硫化装置的和涂覆装置连接，涂覆装置和粘结装置连接。粘结装置、涂覆装置及硫化装置之间均设有传输装置以将粘结装置、涂覆装置及硫化装置相连接。

可选的，硫化装置有两个，涂覆装置有两个，硫化装置和涂覆装置间隔设置，每个硫化装置为三段式硫化装置。

可选的，粘结装置包括辊涂机和干燥机，干燥机设于辊涂机和涂覆装置之间，辊涂机上设有自动加注器以加注粘结剂。

可选的，涂覆装置包括印刷机、翻转传输机构及位置获取装置，翻转传输机构设于印刷机旁以翻转或传输印刷机上的垫片翻转，位置获取装置置于翻转传输机构旁以获取垫片的位置。

可选的，垫片涂覆设备还包括前处理装置，前处理装置用于对垫片前处理，前处理装置设于粘结装置的远离涂覆装置一侧，前处理装置和粘结装置通过传输装置连接。

可选的，前处理装置包括清洗机，清洗机的一端和粘结装置连接。

可选的，垫片涂覆设备还包括废气处理装置，废气处理装置和硫化装置连接以排出硫化产生的废气。

可选的，垫片涂覆设备还包括主控装置，粘结装置、涂覆装置、硫化装置及传输装置均和主控装置电性连接。

本发明还提供一种垫片涂覆工艺，包括：粘结步骤：将垫片涂覆粘结剂；涂覆步骤：传输装置将垫片送入涂覆装置，在垫片上涂覆涂料；及硫化步骤：传输装置将垫片送入硫化装置，将涂覆有涂料的垫片硫化。

可选的，涂料为氟橡胶涂料，氟橡胶涂料中加有氟碳表面活性剂改性，硫化步骤还包括紫外固化。

综上，本发明提供的垫片涂覆设备分别采用粘结装置、涂覆装置、硫化装置及传输装置来控制垫片的涂覆粘接剂、涂覆涂料、硫化及传输的工作，无需人工操作，降低了人工成本，提高了生产率。同时，完全采用机械化方式涂覆均匀，大大增加了垫片的密封性。其次，在涂覆装置前设有粘结装置，使涂层和垫片之间通过粘结剂粘接，从而增加涂层和垫片之间的粘接强度，提高涂覆的质量。

附图说明

图1是本发明中的实施例提供的垫片涂覆设备的示意图；

图2是本发明中的实施例提供的垫片涂覆工艺的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明中的翻转是指将待涂覆垫片翻面。本发明中的翻面传输机构可以仅有翻转功能，或者仅有传输功能，或者既有传输功能又有翻转功能。

请参考图1。图中黑色箭头的方向指的是垫片涂覆工艺的垫片的走向，附图中的需涂覆零件为垫片1。本发明的实施例提供一种垫片涂覆设备，包括粘结装置4、涂覆装置(涂覆装置有两个，分别为第一涂覆装置51、第二涂覆装置52)、硫化装置(硫化装置有两个，分别为第一硫化装置61、第二硫化装置62)及传输装置2。粘结装置4用于将垫片涂覆粘结剂，涂覆装置51、52用于在垫片上涂覆涂料，硫化装置61、62用于将涂覆有涂料的垫片硫化，涂覆装置51、52设于粘结装置4和硫化装置61、62之间。第一硫化装置61和第一涂覆装置51连接，第一涂覆装置51和粘结装置4连接，第二硫化装置62和第二涂覆装置52连接。粘结装置4、涂覆装置51、52及硫化装置61、62之间均设有传输装置2以将粘结装置4、涂覆装置51、52及硫化装置61、62相连接。

本发明的实施例提供的垫片涂覆设备分别采用粘结装置4、涂覆装置51、52、硫化装置61、62及传输装置2来控制垫片的涂覆粘接剂、涂覆涂料、硫化及传输的工作，无需人工操作，降低了人工成本，提高了生产率。同时，完全采用机械化方式涂覆均匀，大大增加了垫片的密封性。其次，在涂覆装置前设有粘结装置，使涂层和垫片之间通过粘结剂粘接，从而增加涂层和垫片之间的粘接强度，提高涂覆的质量。

于本实施例中，传输装置2为传输带2，但是本发明对传输带2的限定不做任何限定，于其他实施例中，传输装置2还可以是任意其他可以传输零件的装置。

于本实施例中，硫化装置有两个，分别是第一硫化装置61和第二硫化装置62。(附图中第一排中的第一硫化装置61和第二排中的第一硫化装置61为同一个，为了更好地展示第一硫化装置61和其他装置的连接关系，附图中重复出现了第一硫化装置61)，涂覆装置有两个，分别是第一涂覆装置51和第二涂覆装置52。硫化装置61、62和涂覆装置51、52间隔设置。但是本发明对硫化装置和涂覆装置的个数均不做任何限定，于其他实施例中，硫化装置和涂覆装置均还可以是一个、三个或者其他任意个数。对于垫片这类薄片的需涂覆零件来说，需要对其正反面分开进行二次涂覆，因此硫化装置有两个，涂覆装置有两个。对于其他一些立体的零件，如具有六个面的六面体的零件来说，硫化装置可以设置为六个，涂覆装置可以设置为六个，并且六个硫化装置和六个涂覆装置均间隔设置并且按顺序分为六组，每一组涂覆装置和硫化装置用于涂覆并硫化六面体零件中的其中一面。于本实施例中，每个硫化装置61、62为三段式硫化装置(分别为附图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，硫化装置61、62内设有电热鼓风箱，但是本发明对电热鼓风箱的设置不做任何限定，于其他实施例中，硫化装置61、62内还可以设有加热装置和/或风箱。于其他实施例中，硫化装置61、62也可以是二段式硫化装置61、62。由于硫化过程中，会有低分子物质析出，这些低分子物质难以有效排出，而本发明的硫化装置61、62由三段组成，可以在二段硫化和三段硫化时排出低分子物质，并且减少未交联点和半交联点。一段硫化用于线条状的涂料流平、溶剂挥发。于其他实施例中，一段硫化还可以用于片面状的涂料流平、溶剂挥发。本实施例中根据硫化体系的不同选择硫化温度。二段硫化时要注意控制升温和恒温条件。升温过快，会造成气泡、裂缝或变形，还会因金属与橡胶膨胀不一而导致二者脱离。一般采用逐步升温的方式，达到工艺过程要求的温度如150℃～300℃后保持恒温，时间在半小时至数十小时不等。具体的升温条件应根据制品的尺寸、结构和涂料配方等情况而定。二段硫化温度时间对硫化性能的影响很大，一般说来，二段硫化可进一步提高硫化用的交联密度，使其拉伸应力增大，伸缩率与压缩永久变形降低。随着二段硫化温度过的适当提高和二段硫化时间的适当延长，硫化胶的压缩变形显著降低。三段硫化则是对硫化后的印刷涂料吹入冷风予以降温。对垫片进行降温。

于本实施例中，粘结装置4包括辊涂机401和干燥机403，干燥机403设于辊涂机401和涂覆装置51、52之间，辊涂机401上设有第一自动加注器402以加注粘结剂。粘结装置4用于将垫片涂覆粘结剂。于本实施例中，本发明采用硅烷偶联剂粘粘剂来进行粘接，粘接效果好。但是本发明对粘接剂的类型不做任何限定，于其他实施例中，粘接剂还可以是异氰酸酯粘接剂或氟胶专用粘结剂中的任意一中或多种。同时，本发明的实施例采用先粘接后硫化的过程，但是于其他实施例中，还可以是先硫化后粘接，此时采用的粘接剂为环氧类粘接剂为主。干燥机403则是用于将垫片上的粘结剂干燥。第一自动加注器402和主控装置连接，当辊涂机401上分布的粘结剂存量不足时，可以将信号传输给主控装置，主控装置控制第一自动加注器402加注规定量的粘结剂。

于本实施例中，第一涂覆装置51包括第一印刷机512、翻转传输机构及第一位置获取装置404，第二涂覆装置52包括第二印刷机526，翻转传输机构设于第一印刷机512旁以将位于第一印刷机512上的垫片翻转，第一位置获取装置404置于翻转传输机构旁以获取垫片的位置。第一硫化装置61上设有第二位置获取装置611，第二位置获取装置611用于获取第一硫化装置61上垫片的位置。翻转传输机构、第一位置获取装置404及第二位置获取装置611均和主控装置电性连接，主控装置控制翻转传输机构对垫片进行翻转，而第一位置获取装置404将获取垫片的位置信息传输给主控装置，第二位置获取装置611将获取垫片的位置信息传输给主控装置，从而主控装置能控制翻转传输机构找准正确位置的垫片从而对其翻转。因为，垫片上各种直径的孔较多，各种密封筋较密，留给翻转传输机构的面积很小，并且垫片在沿传输带2移动过程中也会有错位现象，所以增加了第一位置获取装置404和第二位置获取装置611的自动智能识别位置“微调”程序，便于快速准确定位，抓吸垫片。

于本实施例中，翻转传输机构可以是机械手511、514、525、528，本实施例中的机械手511、514、525、528设有四个，分别位于两个印刷机512、526的两端，第一个机械手511用于将垫片从干燥机403翻转并抓入第一印刷机512，第二个机械手514用于将垫片从第一印刷机512抓入第一硫化装置61，第三个机械手525用于将垫片从第一硫化装置61翻转并抓入第二印刷机526，第四个机械手528用于将垫片从第二印刷机526抓入第二硫化装置62。第三个机械手525对垫片翻转的方式为：垫片由第三个机械手525的左手从第一硫化装置61的出口取下后，交由第三个机械手525的右手，令垫片翻转180°，转了一个方向，将还未印刷到涂料的下表面改为向上，由右手放入第二印刷机526上对原下表面进行印刷。于本实施例中，第一个机械手511对垫片的翻转方式和第三个机械手525的方式一致。本发明对翻转传输机构不做任何限定，于其他实施例中，还可以采用其他任何可以翻转的装置。同时，翻转传输机构可以设置为一个，只设于第一硫化装置61和第二印刷机526之间，至于干燥机403和第一印刷机512之间，第一印刷机512和第一硫化装置61之间，可以采用传输装置2对垫片进行传输。

于本实施例中，采用印刷的方式来对垫片进行涂覆，但是本发明对垫片的涂覆方式不做任何限定，于其他实施例中，还可以采用喷涂、辊涂、浸涂及淋涂中的任意一种或多种。印刷涂装利用丝网版上图案部分网孔通透、非图案部分网孔不通透的基本原理进行印刷。印刷时在丝网版上一端加上涂料，用有一定倾斜角度的橡胶刮板在丝印版上的涂料部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端刮移。涂料在移动中被刮板从通透的网孔中挤压到被印刷物上。印刷过程中橡胶刮板始终与丝网版和被印刷物呈线接触，接触线随刮板移动而移动。由于丝网版与被印刷物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网版通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，即回弹力。由于回弹力的作用，使丝网版与被印刷物只呈移动式线接触，而丝网版其他部分与被印刷物为脱离状态，使垫片上的涂料与丝网分离。当刮板刮过整个版面后抬起，同时丝网印版也抬起，并将涂料轻刮回初始位置，至此完成一个印刷过程。

印刷涂覆的优点与其他涂覆方法相比有很多优点，它需要的涂料粘度比较高，因此涂料的溶剂比较少，减少了环境污染，同时它的固含量利用率接近100％，而喷涂过程中涂料的利用率最多是60％。这样大大减低了涂料使用成本。而浸涂和滚涂只能对垫片整个面涂装，不能做到局部涂装。印刷涂覆却是很容易做到5mm以下线宽的涂装，并且涂料的厚度一次性可以达到20μm以上，其他涂覆方式难以做到这一点。

在其他实施例中，可以选用喷涂，喷涂的方法具有设备简单、操作方便、涂膜均匀等优点。喷涂的设备可以是由喷枪、空气压缩机和油水分离器等几部分组成的空气喷涂设备，空气喷涂设备利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使涂料从吸管吸入，经喷嘴喷出，涂料喷射到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。并且，对于垫片的较隐蔽部位(如缝隙、凹凸)，也可均匀地喷涂。再者，喷涂生产效率高，可喷涂的涂料范围广。其次，喷涂可以实现机械化、自动化、智能化机器人涂装。但是喷涂施工时涂料损耗大，一般漆料利用率在50～60％，其余的漆料和溶剂都扩散到空气中，污染环境。喷涂施工必须使用专用的喷涂设备和特定的工作场所，对喷涂施工环境的要求较高。

并且，喷涂设备中的喷涂工作台上设有磁力吸附装置，当对磁力吸附装置通电时，垫片可以吸附到喷涂工作台上，当对磁力吸附装置不通电时，可以将置于喷涂工作台上的垫片轻松拿起。由于喷涂工艺中的涂料伴随气流一起被冲到垫片的表面，而垫片的质量较轻、体积很小，因此垫片容易被气流吹跑。而磁力吸附装置可以将垫片固定在喷涂工作台上，保证喷涂的正常进行。

于本实施例中，第一印刷机512上还设有第二自动加注器513，第二印刷机526上还设有第二自动加注器527。第二自动加注器513、527和主控装置连接，当印刷装置的涂料存量不足时，可以将信号传输给主控装置，主控装置控制自动第二加注器513、527加注规定的涂料。

于本实施例中，垫片涂覆设备还包括前处理装置3，前处理装置3用于对垫片前处理，前处理装置3设于粘结装置4的远离涂覆装置51、52一侧，前处理装置3和粘结装置4通过传输装置2连接，传输装置2用于将前处理好的垫片输送到粘结装置4。

于本实施例中，前处理装置3包括喷砂机、超声波机、清洗机302、打磨机、磷化机中的任意一种或多种。前处理的工序包括除油、除锈、磷化及打磨中的任意一种或多种。喷砂机、超声波机、清洗机302主要用于去除垫片表面的污物。于实际操作中，喷砂机需要配合清洗机302或者喷枪的使用以去除垫片表面残留的沙粒或其他用于打磨的颗粒，清洗机302需要配合干燥机403使用以去除垫片因清洗残留下来的水分。同时，清洗机302配合超声波机一起使用，使清洗在超声波环境中进行，垫片表面的污物可以在超声波的震荡下掉落，从而能大大增加清洗的效果。清洗机302中的清洗剂可以是碱液清洗剂、表面活性剂及有机溶剂中的任意一种或多种。干

燥机403可以是烘箱也可以是风箱，使用风箱对垫片进行干燥则可以保证垫片在较低的温度中干燥，防止垫片在较高温度中发生腐蚀。而烘箱的使用则可以将垫片内部的水气排出，保证垫片的干燥度。磷化机则用于对垫片进行磷化处理，以此来增加垫片和涂层间的附着力。打磨机则是用于将垫片表面的粗糙度保持在一个合适的范围，既能保证垫片和涂层间的附着力，又能使垫片的表面保持接近光滑的平面。

未经前处理的基础板材的存在氧化皮、油、锈、灰尘及各种盐份等污物，这些污物对涂层附着力及外观和使用性能影响极大。对垫片进行良好的前处理，可以为进一步涂覆工作提供良好基底，确保涂层质量。

于本实施例中，垫片涂覆设备还包括废气处理装置7，废气处理装置7和硫化装置61、62连接以排出硫化产生的废气，废气处理装置7对废气进行环保无害化处理，使排出的废气无污染。

于本实施例中，垫片涂覆设备还包括主控装置，粘结装置4、涂覆装置51、52、硫化装置61、62及传输装置2均和主控装置电性连接，主控装置用于控制粘结装置4、涂覆装置51、52、硫化装置61、62及传输装置2的运转。

请参考图2，本发明的实施例还提供一种垫片涂覆工艺，包括：S01：将垫片涂覆粘结剂；S02：传输装置2将垫片送入涂覆装置51、52，在垫片上涂覆涂料；S03：传输装置2将垫片送入硫化装置61、62，将涂覆有涂料的垫片硫化。

更具体地，垫片先由传输带2直接送入清洗机的入口301，清洗后经出口303进入辊涂机401辊涂粘结剂，然后直接输送到干燥机403将粘结剂烘干。接着机械手511将垫片送入印刷机512的工作台上的印框内，印刷机512的平移印刷板移至此其上方，下落到工作台印框上，印刷刮板刮印涂料后，平移印刷板移向外侧，机械手514取出上表面已经印好密封涂料的垫片，放入硫化机硫化，机械手525将垫片送入印刷机526，印刷垫片另一面，机械手528将垫片送入硫化机，再由传输带2送到8流水线。

其中，传输带2将垫片直接送到清洗机的入口301，经清洗后，由出口303输入到辊涂机401，在垫片的上下表面均匀地涂上粘结剂后，进入干燥机403，这些输送过程代替了人的操作。机械手511将垫片送入印刷机512；由机械手514将垫片送到硫化机；机械手525将垫片送入印刷机526；由机械手528将垫片送到包装流水线8，机械手代替了人的操作。

本实施例中的涂料为氟橡胶涂料，氟橡胶涂料中加有氟碳表面活性剂改性，硫化步骤还包括紫外固化。在氟橡胶涂料中加入1％的氟碳表面活性剂后，水对氟橡胶的接触角增大，明显改善了氟橡胶涂料的表面张力，从而在丝网印刷以后对于将垫片的截面变成接近圆形，然后通过初步的紫外固化先将形状定型，这样形成圆形垫片或半圆形垫片。如果是半圆形的话，需要对应的垫片亲水或涂有亲水材料，容易密封，然后再进行二段硫化，形成最终的垫片。这样形状的垫片能提供良好的密封性能，进而保证燃烧室的密封防止气缸漏气和水套漏水。

虽然以上提及的垫片涂覆设备只用来涂覆垫片，但是本领域技术人员应理解的是，本发明对垫片涂覆设备的涂覆对象不做任何限定，于其他实施例中，本实施例提供的垫片涂覆设备还可以用于涂覆垫圈、钉子、螺母等其他需要涂覆的零件。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对发明的限制。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (10)

1.一种垫片涂覆设备，其特征在于，包括：

粘结装置，用于将垫片涂覆粘结剂；

涂覆装置，用于在所述垫片上涂覆涂料；

硫化装置，用于将涂覆有涂料的垫片硫化，所述涂覆装置设于所述粘结装置和所述硫化装置之间，所述硫化装置的和所述涂覆装置连接，所述涂覆装置和所述粘结装置连接；及

传输装置，所述粘结装置、所述涂覆装置及所述硫化装置之间均设有传输装置以将所述粘结装置、所述涂覆装置及所述硫化装置相连接。

2.如权利要求1所述的垫片涂覆设备，其特征在于，所述硫化装置有两个，所述涂覆装置有两个，所述硫化装置和所述涂覆装置间隔设置，每个硫化装置为三段式硫化装置。

3.如权利要求1所述的垫片涂覆设备，其特征在于，所述粘结装置包括辊涂机和干燥机，所述干燥机设于所述辊涂机和所述涂覆装置之间，所述辊涂机上设有自动加注器以加注粘结剂。

4.如权利要求1所述的垫片涂覆设备，其特征在于，所述涂覆装置包括印刷机、翻转传输机构及位置获取装置，所述翻转传输机构设于所述印刷机旁以翻转或传输所述印刷机上的垫片翻转，所述位置获取装置置于所述翻转传输机构旁以获取所述垫片的位置。

5.如权利要求1所述的垫片涂覆设备，其特征在于，所述垫片涂覆设备还包括前处理装置，前处理装置用于对垫片前处理，所述前处理装置设于所述粘结装置的远离所述涂覆装置一侧，所述前处理装置和所述粘结装置通过所述传输装置连接。

6.如权利要求5所述的垫片涂覆设备，其特征在于，所述前处理装置包括清洗机，所述清洗机的一端和所述粘结装置连接。

7.如权利要求1所述的垫片涂覆设备，其特征在于，所述垫片涂覆设备还包括废气处理装置，所述废气处理装置和所述硫化装置连接以排出硫化产生的废气。

8.如权利要求1所述的垫片涂覆设备，其特征在于，所述垫片涂覆设备还包括主控装置，所述粘结装置、所述涂覆装置、所述硫化装置及所述传输装置均和所述主控装置电性连接。

9.一种垫片涂覆工艺，采用如权利要求1至8中任一所述的垫片涂覆设备进行涂覆，其特征在于，所述垫片涂覆工艺包括：

粘结步骤：将垫片涂覆粘结剂；

涂覆步骤：传输装置将垫片送入涂覆装置，在所述垫片上涂覆涂料；及

硫化步骤：传输装置将垫片送入硫化装置，将涂覆有涂料的垫片硫化。

10.如权利要求9所述的垫片涂覆工艺，其特征在于，所述涂料为氟橡胶涂料，氟橡胶涂料中加有氟碳表面活性剂改性，所述硫化步骤还包括紫外固化。