浅谈总装车间保温箱设计及应用

刘雷，任荣华

(长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车安全一体化与智能控制重点实验室，河北 保定 071000)

0 前言

由于天气原因，总装车间部分零部件需要在一定的温度下才能满足要求，尤其是开线初期(早晨、中午休息等)保温箱温度低、不能快速达到温度要求，增加保温箱，将温度控制在20±5℃，有利于零部件的装配。

1 保温箱设计

一种箱内有加热元件，能保持箱内温度在规定范围内(20±5℃)［1］稳定并具有一定密封性能的结构装置，保温箱箱体材料主要有铝皮和铁皮两种，从提高保温效率出发，采用中空双层箱体保温设计方式，保温效果更佳。

保温箱常用规格如表1所示。

表1 常用规格

1.1 加热方式

(1)采用加热板加热，其加热原理主要是通过冷热气流能量交换，根据热气流从下向上流动的原理，加热板一般布置在保温件底部。根据加热板放置的方式，常分为以下3种:后侧部、底部以及悬置中间。根据保温箱需加热空间，加热板常用功率有1200 W和1800 W，为避免保温件局部温度过高产生不良品，加热板与保温件最短距离应大于40 cm，且加热板四周应设计防护装置。

(2)采用红外灯泡加热，通过红外线辐射传递能量，一般安装于保温箱顶部。单个红外灯泡功率为275 W，常4个为一分组，加热快且可作箱内照明。顶部被灯光照射区域温度较高，底部温度较低。为避免保温件局部温度过高产生不良品，红外灯泡与保温件最短距离应大于40 cm。

1.2 控制方式

1.2.1 闭环控制

由温度传感器、加热元件、控制箱以及连接线束组成。控制箱温度可任意设置，当温度传感器检测到箱内温度大于等于设定值时，将自动停止加热，否则继续加热。其工作原理如图1 所示［2］。

1.2.2 开环控制

属于保温箱控制方式的一种，系统的输出端与输入端之间不存在反馈，即控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。其工作原理如图2所示。

1.3 开口方式

(1)单面敞开式

物流送货与线体取件为同一面，保温效果较好。该面取件操作频繁，开口封闭方式易于员工操作且能保温，如窗帘式防火布。

(2)两面敞开式

一面用于物流小车存放，另一面用于线体取件，互不干涉、保证节拍。送件面停留时间较长，基于保温效率，开口封闭方式宜采用半封闭式，如机械门。

1.4 整体布局方式

1.4.1 方案选取原则

根据保温件大小和形状选取箱体规格，宜小不宜大;根据保温件重要程度及员工作业强度选取控制方式，闭环控制优于开环控制;根据线体操作空间选取物流存放方式，采用存放物流小车优于人工转运;根据箱体规格选取加热方式以及加热元件数量，加热板优于红外灯泡;要求设计保温箱能保持箱内温度在5～35℃范围内稳定。

1.4.2 整体布局方式

基于保温效果和成本考虑，保温箱整体布局统一主要有以下两种方式:加热板式、加热板与灯泡组合式，如图3、4所示。

2 保温箱内部温度测试方法

温度测试点选取要求:

根据加热元件在保温箱内部安装的位置，至少应选取15个测试点进行测量(上、中、下各选取5个测试点)，且上、下层测试点与加热元件的距离为10±5 cm。测试点的选取要求如图5、6所示(图中“●”表示选取的测试点)。

经校正的温度范围合适的局部浸入式水银温度计(或其他测试仪表)，其分度值为1℃。将温度计放置于上层中间测试点，5 min后读取数据，并记录于测试记录表中。然后，将温度计放置于上层周边任意测试点，5 min后读取数据，并记录于测试记录表中，其他测试点按此要求进行测量并记录于表格中。如此循环，直到测试完中、下层所有数据为止。

3 结论

通过规范总装车间保温箱的设计思路及设计方式，保证了防擦条、线束、密封胶条、车标、胶管等零部件在适宜温度下装配，保证了零部件的装配质量。

【1】黄锦煌．单片机恒温箱的温控系统制作［J］．电子制作，2010(8):45－48．

【2】陈华．温度控制系统的设计与应用［J］．现代电子技术，2002(9):74－75．