潤滑油用量對氣缸泄漏和油漆縮孔的影響

引言

隨著BC6型氣缸的正式生產(chǎn),該型號氣缸出現(xiàn)的質(zhì)量問題越來越多,氣缸泄漏超標(biāo)和油漆縮孔這兩個問題集中出現(xiàn)在這個型號的氣缸上,而其他各規(guī)格的氣缸上這些問題并不多見。雖然出現(xiàn)問題的實(shí)物數(shù)量僅為1%左右,但一旦出現(xiàn),現(xiàn)場操作人員的返工作業(yè)量就會相當(dāng)繁重。因此,筆者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),論證了潤滑油用量對氣缸泄漏和氣缸外表面油漆縮孔的影響,以保證產(chǎn)品品質(zhì)為前提,提高生產(chǎn)效率。

1論證議題

本文主要論證以下幾個問題:

(1)造成氣缸外表面出現(xiàn)油漆縮孔現(xiàn)象的原因是什么。

(2)造成氣缸泄漏超標(biāo)的原因是什么。

(3)潤滑油與前面兩個問題之間有什么關(guān)聯(lián),還有沒有其他影響因素。

(4)真正能夠從根本上解決這些問題的方法是什么。

下面就將著重對上述幾個議題進(jìn)行深入、詳細(xì)的分析和說明。

2實(shí)驗(yàn)論證過程

2.1論證潤滑油用量過多是造成油漆縮孔的主要原因

在正式生產(chǎn)BC6型氣缸后,最先出現(xiàn)的問題是氣缸噴漆后外表面出現(xiàn)小批量的油漆縮孔現(xiàn)象,且出現(xiàn)縮孔的位置都集中在氣缸底部面(Base)的封蓋(Cover)和氣缸筒(Pipe)連接處,如圖1所示,畫圈區(qū)域就是油漆縮孔嚴(yán)重的位置。

圖1油漆縮孔嚴(yán)重的位置

造成這一問題的主要原因顯然就是Cover和Pipe表面粘附了異物,影響了油漆的附著力。那么這些異物從何而來?從氣缸裝配完成到上線噴漆之前,每一件成品氣缸都由人工使用99%純度的酒精進(jìn)行整體擦拭清潔,且目視沒有任何雜質(zhì)粘附在外表面,所以基本可以排除外界因素的干擾。因此問題出現(xiàn)的時段基本就可以鎖定在上線噴漆到下線這個過程中。

深入了解整個噴漆流程:上線保護(hù)—噴底漆—烘干—噴面漆—烘干—下線收尾,烘干溫度設(shè)置為60℃。跟蹤噴漆房的每一步工序不難發(fā)現(xiàn),剛噴完底漆,氣缸外表面還是濕潤狀態(tài)的時候,沒有出現(xiàn)油漆縮孔的現(xiàn)象。底漆經(jīng)過烘干后,發(fā)現(xiàn)有部分氣缸外表面出現(xiàn)少量油漆縮孔的現(xiàn)象。接著由人工繼續(xù)噴涂面漆,發(fā)現(xiàn)原先出現(xiàn)油漆縮孔的位置被面漆全部覆蓋了。此時氣缸外表面還是濕潤狀態(tài),整體包括被面漆覆蓋的部位都沒有出現(xiàn)油漆縮孔現(xiàn)象。最后面漆經(jīng)過烘干后,發(fā)現(xiàn)有部分氣缸外表面出現(xiàn)了更多的油漆縮孔現(xiàn)象,出現(xiàn)油漆縮孔問題的不一定是原來出現(xiàn)過底漆縮孔現(xiàn)象的氣缸,也不一定在原來出現(xiàn)過底漆縮孔現(xiàn)象的位置。

在經(jīng)過一系列跟蹤和觀察以后,可以推斷Cover和Pipe連接處涂抹在o型密封圈上的潤滑油就是造成油漆縮孔的主要原因。其成因機(jī)制是:常溫時,潤滑油完全附著在氣缸內(nèi)的密封圈上:經(jīng)過第一道底漆烘干時,有部分潤滑油因?yàn)楦邷貜腃over和Pipe的某個或多個接縫處溢出:經(jīng)過第二道面漆烘干時,有更多的潤滑油從更多的接縫處溢出。而潤滑油與油漆接觸會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),嚴(yán)重影響油漆的附著力,從而產(chǎn)生油漆縮孔現(xiàn)象。

為了驗(yàn)證潤滑油從Cover和Pipe接縫處溢出的可能性,同時拆解了噴漆下線后的這兩個部件,發(fā)現(xiàn)Cover和Pipe接觸的表面有深淺不一的油漆印記,且每個角區(qū)域的印記并不均勻。進(jìn)一步測量Pipe表面的平面度,發(fā)現(xiàn)最高處和最低處的落差有2mm,與油漆滲入深淺的印記一致。這就驗(yàn)證了潤滑油在高溫條件下從Cover和Pipe接縫處溢出的可能性。

在實(shí)驗(yàn)過程中,還發(fā)現(xiàn)另一個可能的影響因素。如果用油漆配比機(jī)器配套的噴槍(俗稱大槍)來噴漆,出現(xiàn)油漆縮孔的概率更高,問題更嚴(yán)重:但如果用人工配比配套的噴槍(俗稱小槍)來噴漆,出現(xiàn)這一問題的概率較低,問題較輕微。原因在于小槍的噴漆密度和壓強(qiáng)要遠(yuǎn)大于大槍,可以適當(dāng)改善油漆縮孔的問題。

此外,在和油漆供應(yīng)商溝通之后,可以通過調(diào)整油漆配方的方式改善這一問題,目前正在嘗試中。

在發(fā)現(xiàn)潤滑油用量過多會導(dǎo)致出現(xiàn)油漆縮孔問題之后,便提取了30件同型號的BC6氣缸試驗(yàn)潤滑油用量銳減后是否能消除油漆縮孔的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所有氣缸都沒有再出現(xiàn)油漆縮孔的問題。這一結(jié)論沿用至今,沒有再出現(xiàn)油漆縮孔問題,故該論證完全成立。潤滑油用量的前后對比如圖2畫圈區(qū)域所示。

圖2潤滑油用量的前后對比

2.2論證潤滑油用量增多是解決氣缸泄漏超標(biāo)的方法之一

在通過減少潤滑油用量解決油漆縮孔問題之后,又出現(xiàn)了一個新的問題—?dú)飧仔孤┏瑯?biāo)現(xiàn)象增多。一開始并沒有把這個問題和潤滑油聯(lián)系起來,只是考慮到上述所提的Pipe基材平面度問題,o型密封圈問題甚至是人工操作問題。

對于Pipe基材平面度問題,同時拆開了30件BC6型氣缸的Pipe和Cover部件,其中包括l5件泄漏達(dá)標(biāo)的氣缸和15件泄漏超標(biāo)的氣缸,發(fā)現(xiàn)這30件Pipe都存在平面度不好的問題,各個角區(qū)域的油漆印記深淺不一,驗(yàn)證了這一論點(diǎn),說明Pipe基材平面度問題不是氣缸泄漏超標(biāo)的關(guān)鍵因素。

對于人工操作問題,猜測可能和現(xiàn)場操作員工在鎖緊Cover和Pipe結(jié)合處的緊固螺栓的手法有關(guān)。如果直接將一角的螺栓用電動槍鎖緊的話,很有可能導(dǎo)致Cover面翹起,無法再均勻緊固,造成縫隙過大。在監(jiān)管現(xiàn)場員工操作的過程中,要求必須分兩次對角鎖緊固定螺栓。試驗(yàn)了30件氣缸,結(jié)果仍然有部分氣缸泄漏超標(biāo),說明人工操作問題也不是氣缸泄漏超標(biāo)的關(guān)鍵因素。

在查證o型密封圈的過程中,得知密封圈的線徑設(shè)計(jì)尺寸是2.5mm,但實(shí)測結(jié)果都在2.3mm左右。由于密封圈是軟質(zhì)橡膠材料,故常規(guī)的尺寸測量方式不是很精確。

在詢問了供應(yīng)商后,得知供應(yīng)商從未供應(yīng)過線徑2.5mm的o型密封圈。由于追溯o型密封圈的歷史原因耗時較長,故暫未得到結(jié)論,但這是一個很重要的方向,后續(xù)會繼續(xù)跟進(jìn)這條線索。

在目前沒有更好的方法解決氣缸泄漏超標(biāo)問題的前提

下,生產(chǎn)現(xiàn)場嘗試了在噴漆下線的氣缸出現(xiàn)泄漏超標(biāo)的時候,拆解Cover和Pipe,在Pipe的o型密封圈上補(bǔ)涂適量的潤滑油后,不做其他任何變動,重新進(jìn)行裝配并測試泄漏情況,發(fā)現(xiàn)所實(shí)驗(yàn)氣缸全部解決了泄漏超標(biāo)問題,說明潤滑油可以對密封起到一定的補(bǔ)償作用。

3結(jié)語

上述兩個問題的出現(xiàn)給氣缸生產(chǎn)制造了難題,因?yàn)闈櫥陀昧窟^多會造成油漆縮孔,而潤滑油用量過少又會造成氣缸泄漏超標(biāo)。在目前沒有更好的解決方案之前,只能兩害相較取其輕。如果油漆縮孔,需要花費(fèi)大量的人工來打磨縮孔區(qū)域并重新補(bǔ)漆:而如果泄漏超標(biāo),則只需要繞過高溫烘干后,拆解Pipe和Cover,在o型密封圈上補(bǔ)涂潤滑油,再重新裝配并測試泄漏情況。同樣是返工,更適用于生產(chǎn)現(xiàn)場操作的是補(bǔ)涂潤滑油,因?yàn)楣ぷ髁枯^小。

經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)論證后,能夠同時解決氣缸泄漏超標(biāo)和油漆縮孔問題的方法是更換適合的o型密封圈。目前推測應(yīng)該是正在使用的密封圈尺寸過小,不能完全補(bǔ)償Pipe和Cover之間的縫隙,導(dǎo)致密封不可靠。今后我們會從這個關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā),嘗試尋找尺寸更適合的密封圈。如果o型密封圈選型正確,理論上可以完全省去涂抹潤滑油這一工藝步驟。這樣無論是從氣缸產(chǎn)品品質(zhì),還是節(jié)省制造產(chǎn)品工時來看,都是一次質(zhì)的飛躍。