張瑞*，倪令華，馮賢平，張月富

（山東山推機械有限公司，山東 濟寧 272000）

1 前言

旋挖鉆機是一種用于樁基礎(chǔ)工程現(xiàn)場灌注樁鉆孔施工的樁工機械，也被稱為桶鉆或鉆斗鉆。它配合不同鉆具，適應(yīng)于干式短螺旋或濕式回轉(zhuǎn)斗、巖層巖心鉆的成孔作業(yè)。這種設(shè)備施工安全、質(zhì)量好、公害低、效率高，目前已成為發(fā)達國家鉆孔灌注樁施工的主要成孔設(shè)備。國內(nèi)旋挖鉆機的研制和施工應(yīng)用始于上世紀(jì)初，近幾年發(fā)展較快，生產(chǎn)企業(yè)一度達20多家。

從國內(nèi)來看，旋挖鉆機目前的市場需求量并不大，銷量最大的2011年也不超過2 000臺。然而，旋挖鉆機與其他工程機械產(chǎn)品相比，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上有其自身的特點。因此，在生產(chǎn)旋挖鉆機過程中，其零部件及整機涂裝不能完全采用與其他工程機械相同的設(shè)備和生產(chǎn)方案。由于其生產(chǎn)批量不大，不宜投入專門的涂裝生產(chǎn)線，工程機械企業(yè)可以用已有的生產(chǎn)其他工程機械的涂裝生產(chǎn)線來對旋挖鉆機進行涂裝生產(chǎn)，但需針對具體零部件及整機結(jié)構(gòu)、外形等制定專門的涂裝方案和工藝。

2 旋挖鉆機零件及整機特點

旋挖鉆機是單臺價值高達數(shù)百萬、甚至上千萬元的工程機械重大裝備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由成千上萬的零件裝配而成，而且外形尺寸龐大(見圖1)，桅桿豎起狀態(tài)高度H最小15 m左右，絕大多數(shù)超過20 m，寬度B一般在5 m左右，長度L在6 ～ 10 m。整機質(zhì)量最小機型也在50 t以上，大機型超過80 t。在裝配后桅桿平置狀態(tài)長度也在20 m左右。

圖1 桅桿豎立狀態(tài)的旋挖鉆機及其主要零件示意圖Figure 1 Schematic diagram of rotary drilling rig in backstay upright status and its main parts

旋挖鉆機不僅整機外形龐大，部分零件的外形尺寸也很大。以扭矩為220 kN·m的機型為例，桅桿(中)的長度達到14 000 mm，而機架質(zhì)量超過5 000 kg，其主要零件、外形尺寸及質(zhì)量列于表1。扭矩為360 kN·m、460 kN·m的大型旋挖鉆機的外形尺寸和質(zhì)量還要大。

表1 扭矩為220 kN·m的旋挖鉆機主要零件尺寸及質(zhì)量Table 1 Sizes and masses of main parts for rotary drilling rig with 220 kN·m torque

3 涂裝難點分析

筆者所在公司已建成其他工程機械的零部件及整機涂裝生產(chǎn)線，其中零部件涂裝采用空中環(huán)鏈葫蘆自動輸送，整機采用鏈板線自動輸送。但是，旋挖鉆機一些零件和整機的尺寸、質(zhì)量超過了已有涂裝生產(chǎn)線的能力范圍。因此，在已有涂裝生產(chǎn)線上實現(xiàn)旋挖鉆機的涂裝存在一定的難度：一是零件或整機能否通過涂裝線各室體，二是輸送線的承載能否承受旋挖鉆機零件或整機的質(zhì)量。

公司已有零件涂裝線的相關(guān)參數(shù)見表2。對比表1、2可以看出，220 kN·m旋挖鉆機的機架、配重、桅桿(中)的零件質(zhì)量超過了零部件涂裝線懸掛輸送的承載量，這些零件采用常規(guī)的吊掛方式和自動輸送方式在現(xiàn)有的零部件涂裝線上生產(chǎn)肯定不行：一是超重零件吊不起來，二是超長件會與設(shè)備造成干涉碰撞。

已有整機涂裝線相關(guān)參數(shù)見表3。對比表1、2和3的數(shù)據(jù)可以看出，旋挖鉆機外形尺寸(長度和高度)都大大超過了整機涂裝線各室體的長度和高度，多數(shù)型號旋挖鉆機的整機質(zhì)量也超出了原來的整機涂裝線的承載范圍，旋挖鉆機整機涂裝線顯然上不了現(xiàn)有的整機產(chǎn)品涂裝線。

表2 已有零件涂裝線主要參數(shù)Table 2 Main parameters of the existing coating line

表3 已有整機噴漆線主要參數(shù)Table 3 Main parameter of existing whole spraying paint line

4 旋挖鉆機涂裝工藝方案

從旋挖鉆機的整機外形尺寸和質(zhì)量及現(xiàn)有整機噴漆線室體內(nèi)部尺寸、輸送承載來看，旋挖鉆機想在現(xiàn)有的整機涂裝線上進行涂裝是不可能的，況且其產(chǎn)量有限，為了旋挖鉆機的整機涂裝再定制一條整機涂裝線顯然是不經(jīng)濟的。旋挖鉆機整機外形龐大，一些較高的位置難以實施涂裝。為此，旋挖鉆機的涂裝方案采用零部件面漆化原則，即所有裝配零部件噴完底漆、面漆，達到整機面漆涂裝要求后進行裝配，裝配后僅對局部進行找補。

在零件涂裝上，不用考慮新增涂裝設(shè)備，而是在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上針對具體零件制定對策，既要考慮低投入，又要考慮涂裝質(zhì)量。

4. 1 零件涂裝

4. 1. 1 工藝方案

前處理是影響涂裝質(zhì)量的關(guān)鍵，因此在零件涂裝工藝方案中，前處理是重點考慮的對象。在扭矩為220 kN·m的旋挖鉆機主要零件(見表1)中，除左、右機罩和駕駛室由薄板焊接而成外，其余都是由中厚板焊接而成。因此，除左、右機罩和駕駛室前處理采用磷化，其余零件均采用拋丸進行處理。同時，受現(xiàn)有拋丸、噴漆設(shè)備能力的影響，不同類型的零件須采取不同的方案。本文根據(jù)工藝流程將零件分為 5類，對超尺寸的零件在工藝及控制上進行特殊處理，見表4。

表4 不同零件類型涂裝工藝流程及處理方法Table 4 Coating process flows and treatment methods for different parts

對于不能直接采用線上已生產(chǎn)的工程機械零部件的吊掛零件，如果采用手工除銹，不僅效率低，而且質(zhì)量較差，難以滿足工程機械的涂裝防腐蝕要求。為此，可采用兩組葫蘆共同吊掛質(zhì)量大的零件，如圖 2所示。在整個拋丸、噴漆過程采用全手動控制，可保證前處理質(zhì)量和噴漆質(zhì)量。對于長度超過室體長度的工件，采用開門作業(yè)，輸送控制采用手動控制。其他工件對應(yīng)措施見表4備注。

圖2 重件吊掛示意圖Figure 2 Schematic diagram of heavy part hanging

4. 1. 2 注意事項

由于旋挖鉆機部分零部件尺寸、質(zhì)量超出了原有涂裝生產(chǎn)線的涂裝能力范圍，因此即使制定了可行的方案，在這些零件涂裝時，制定方案的工藝人員也要到現(xiàn)場進行指導(dǎo)，詳細告知現(xiàn)場工人具體的操作，并及時應(yīng)對可能出現(xiàn)的問題，避免造成涂裝設(shè)備的損壞和安全事故。

4. 2 整機補漆

4. 2. 1 工藝方案

盡管采用了零部件面漆化工藝，將工件噴涂底漆、面漆后裝機，但是由于旋挖鉆機零件尺寸和質(zhì)量大，裝配過程中工件不可避免地會造成磕碰劃傷。因此，整機裝配和整機試驗后必須進行整備和表面補漆。

由于旋挖鉆機補漆不能上整機涂裝線，補漆不得不在空曠的車間內(nèi)進行。由于僅僅是對磕碰劃傷部位進行補漆，噴漆量非常小，因此溶劑揮發(fā)也非常少，只要嚴(yán)格管理，基本上不存在安全問題。

為保證補漆質(zhì)量，將旋挖鉆機桅桿調(diào)到平置狀態(tài)，然后進行高壓水清洗，去除表面灰塵及裝配過程留下的油污、腳印等，并用壓縮空氣吹干，最后將整機開到補漆車間，對漆膜損傷部位周圍進行屏蔽，再(必要時刮涂膩子)打磨、噴漆、自然晾干。由于補漆時涂層只能晾干，因此，生產(chǎn)周期較長，一臺大型旋挖鉆機的補漆需要2 ～ 5 d(視補漆量大小而定)，若有套色的，周期會更長。

4. 2. 2 注意事項

補漆是在車間內(nèi)進行，為保證補漆質(zhì)量并實現(xiàn)安全生產(chǎn)，需要注意以下事項：

(1) 車間內(nèi)應(yīng)保證清潔。膩子打磨后應(yīng)采用壓縮空氣進行吹掃，徹底清理車體表面因打磨產(chǎn)生的粉塵。然后用濕拖布對車間地面進行清掃，避免補漆過程地面粉塵揚起。另外，應(yīng)避免大風(fēng)天氣施工，因為需要開窗作業(yè)，大風(fēng)天氣容易帶入浮塵，造成漆膜弊病。在漆膜晾干期間還應(yīng)避免車間內(nèi)叉車或其他設(shè)備運行，避免產(chǎn)生粉塵或使地面粉塵揚起。

(2) 應(yīng)自上而下進行作業(yè)。旋挖鉆機外形尺寸龐大，即使是桅桿處于平置狀態(tài)，從地面或僅從車體兩側(cè)都難以實現(xiàn)對車體所有表面進行補漆(噴涂距離過遠)，而不得不踩踏一些表面。因此，補漆時，要采用自上而下的順序，且對踩踏部位要進行保護，不能直接踩踏在漆膜表面。

(3) 非補漆部位漆面屏蔽。噴補較高部位時，會有漆霧飛散，并在重力作用下濺落到車體下部部位，造成干噴或虛噴現(xiàn)象，因此，需對相應(yīng)部位進行屏蔽。由于是局部噴補，如果周圍不屏蔽，也會造成干噴或虛噴現(xiàn)象，影響原本完好的漆面。

(4) 安全管理。由于采用的是溶劑型涂料，車間內(nèi)補漆在客觀上存在安全隱患。因此，在作業(yè)期間，要加強輔料管理，做到用多少領(lǐng)多少。由于開關(guān)、接頭等可能產(chǎn)生電火花并導(dǎo)致溶劑發(fā)生爆炸，引起火災(zāi)，因此，補漆車間不應(yīng)該有帶電設(shè)備運轉(zhuǎn)。包括車間內(nèi)起重機，在補漆期間都應(yīng)關(guān)閉供電電源。車間內(nèi)應(yīng)保證良好通風(fēng)狀況，必要時在車間墻壁下部安裝強制排風(fēng)機，將補漆時車間的溶劑濃度降到最低。

5 結(jié)語

旋挖鉆機雖然也屬于工程機械，但是作為一類主機產(chǎn)品，有其自身的特點，其制造工藝和其他大型工程機械產(chǎn)品有相似的地方，但在工藝裝備上有其特定的要求。面對生產(chǎn)批量小的特點，旋挖鉆機的涂裝只能采用已有的設(shè)備。因此，在避免投入的同時，要保證前處理和涂裝質(zhì)量。當(dāng)然，噴漆室開門作業(yè)、在車間內(nèi)進行補漆都不符合相關(guān)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。但是，畢竟旋挖鉆機生產(chǎn)量少，只要提前進行策劃，做好各種預(yù)案，并在涂裝生產(chǎn)期間加強安全管理，安全事故是可以避免的。在產(chǎn)量達到一定規(guī)模且資源等其他條件允許的情況下，還是建議采用專門的涂裝線進行旋挖鉆機的涂裝生產(chǎn)。