伸臂式焊接变位机设计工作台回转机构设计Word文件下载.docx

伸臂式焊接变位机设计工作台回转机构设计Word文件下载.docx

《伸臂式焊接变位机设计工作台回转机构设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《伸臂式焊接变位机设计工作台回转机构设计Word文件下载.docx（73页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

回转机构；

减速器

Abstract

Thedesignofthemovingsystemoftheweldingpositioneristhecorecontentoftheschemedesign,butthesystemdependsonthemovingfreedom`scertainty.Thekeypartofthedesignoftheweldingpositioneristhedesignofthemovingfreedom,accordingtothebestweldingposition.Themainpartsoftheweldingpositionerincludeoverturningmachinery,circumgyratingmachinery,andthebase.Thearm-extendingweldingposionerisusedmostwidely,theloadislessthanoneton.Thearm-extendingweldingpositioneristhemachinewhichmakestheworkpiececircumgyrateandoverturntomaketheweldinglineontheworkpieceparktheleveldirectionandcymbateposition.Theweldingpositioner`smakeupandoperatingprinciplemakeupofthepaper,whichdisseratesthedesignoftheturninggearofthemachine.Thebeltdrivingandtwostageworm–wormwheelretardermaketheturninggearrealizetheman`santicipatingspeed.Theuseofthetechogeneratorwhichwillfeedbacktheinstantspeedtothegeneratorandthenthecontrollerwilladjustthespeedmakessureofthehighweldinglinequality.

Keywords:

weldingpositioner;

techogenerator;

turninggear;

retarder

2.2减速器的设计计算……………………………...…………………………………9

2.3带传动的设计计算…………………………………...…………………………..26

前言

随着现代工业的发展和焊接技术的不断进步，焊接作为一种金属连接的工艺方法。

在金属结构生产中已基本取代了铆接连接工艺。

许多传统的铸锻制品也有焊接制品或铸-焊，锻-焊制品所代替。

焊接结构广泛用于是由于化工工业重型与矿山机械，起重与运输设备，汽车与船舶制造，航空航天技术，建筑结构与国防工业等领域中。

许多产品，例如大型的超高压容器，除采用焊接工艺外，难以设想有更好的方法。

在先进的工业国中，焊接产品的用钢量已达到总用钢量的43%以上，为了制造如此庞大的焊接结构产品，需建立大量专门制造焊接结构的工厂，而其中焊接变位机则是满足其焊接工艺的重要基础。

本次论文主要介绍0.5t伸臂式旋转焊接变位机的总体设计及其装配，其中包括回转机构，倾斜机构，箱体，底座的设计及其计算，重点介绍其中的回转机构的设计，回转机构主要包括工作台，回转主轴，二级蜗轮蜗杆减速器，带传动部分，电动机等。

经过设计计算及其校核各个主轴，所选零件的强度和寿命达到要求的标准。

编者

2009年6月

第1章绪论

1.1伸臂式焊接变位机械概述

近几年来对焊接产品的质量要求也越来越高，传统的手工定位已不能够满足其精度要求，焊接变位机械便应运产生使用，近几年并随着控制理论的成熟发展，将其运用到其机械当中，发挥了越来越大的作用。

伸臂式焊接变位机械主要用于手工焊和筒形工件的自动焊，为了防止侧向倾覆以及不使整机机构尺寸过大，其载重量一般设计在1000千克，最大不超过3000千克。

1.1.1焊接变位机械的组成分类及使用特点

焊接变位机械是焊接工艺设备的一部分，焊接工艺设备的分类见图2-1。

概括地说焊接变位机械由回转机构，倾斜机构及其底座三大部分组成：

回转机构由工作台，回转主轴，二级蜗轮蜗杆减速器，带轮，电动机，箱体等组成；

倾斜机构由伸臂梁，二级蜗轮蜗杆减速器，带轮，电动机，箱体等组成。

通常焊接变位机械可分为变位机、翻转机、滚轮架、升降机等四大类：

一、变位机

变位机是通过工作台的旋转和翻转运动，使工件所有焊缝处于最理想的位置进行焊接，使焊缝质量的提高有了可靠的保证，它是焊接各种轴类、盘类、筒体等回转体零件的理想设备，同时也可用来焊接机架、机座、机壳等非长形工件。

选用变位机时应注意以下几点:

（1）应根据工件的质量、固定在工作台上的工件重心至台面的重心高度、重心偏心距来选用适当吨位的变位机。

（2）要在变位机上焊接圆形焊缝时，应根据工件直径与焊接速度计算出工作台的回转速度；

如变位机仅用于工件的变位，工作台的回转速度及倾翻速度应根据工件的几何尺寸及重量选择，对大型、重型工件速度应慢些。

工作台的倾翻速度一般是不能调节的，如在倾翻时要进行焊接工作，应对变位机提出特殊要求。

（3）工作台应有联接焊接地线的位置，且不受工作台回转的影响。

不允许将焊接地线接在变位机机架上，从而使焊接电流通过轴承的转动零件。

（4）批量生产定型工件时，可选用具有程序控制性能的变位机。

（5）变位机只能使工件回转、翻动，要使焊接过程自动化、机械化，还应考虑用相应的焊接操作机械。

二、翻转机

它是将工件绕水平轴翻转，使之处于有利施焊位置的机械，适用于梁、柱、框架、椭圆容器等长形工件的装配焊接。

焊接翻转机种类繁多，常见的有头架式、头尾架式、框架式、转环式、链条式及油压千斤顶式。

（1）头尾架式翻转机这种翻转机由主动的头架及从动的尾架组成，它们之间的距离可根据所支撑的工件长度调节。

当工作较重时应考虑将头尾架固定在基础上，防止倾倒。

头尾架式翻转机的缺点是工件由两端支承，翻转时头架端要施加扭转力，因而不适用于刚性小，易挠曲的工件；

另外，当设备安装不当，头尾架的两根枢轴不在同一轴线上时，工件会受到过大的扭转力矩使翻转困难，甚至造成工件扭坏或枢轴因发生超负荷而扭断。

对于短工件可以不考虑两端支撑，可仅将工件固定在头架上进行反转，而不用尾架。

（2）框架式翻转机用一根横梁连接在头尾架的枢轴上或工作台上，可构成框架式翻转机。

工作时工件固定在横梁上有横梁带动工件一起翻转。

为减小驱动力矩，应使横梁—工件合成的纵向重心线尽可能与枢轴的轴线相重合。

（3）转环式翻转机这类翻转机使用于长度和重量均较大，截面又多变化的工件翻转。

（4）液压千斤顶式翻转机液压千斤顶式翻转机结构简单，载重量大，通常用于将工件作

的翻转。

三、滚轮架

定位器及定位装置

压夹器及装配装置

装配用工艺装备

推拉装置

焊接变位机

焊接滚轮架

焊接翻转机

装配台架

焊件操作机械

横臂式焊接机

单轨式焊接机

悬架式焊接机

门架式焊接机

爬行式焊接机

电渣焊焊接机

焊接机器人

焊接生产工艺装备

焊接机械

焊接用工艺装备

焊工操作机械

焊丝处理装置

焊剂回收装置

焊剂垫

焊接辅助装置

装配—焊接组

合工艺装备

合辅助装备

检查用工艺装备

图2-1焊接生产工艺装备的分类

它是借助焊件与主动滚轮间的摩擦力带动圆筒形焊件旋转的机械装置。

主要用于回转体工件的装配与焊接，其载重可从几十千克到千吨以上。

按其结构形式可分为三大类：

1、自调式滚轮架

2、长轴式焊接滚轮架。

3、组合式焊接滚轮架。

四、升降机

它是用来将工人及装备升降到所需的高度的装置，主要用于高大焊件的手工焊和半自动焊及装配作业。

其主要结构形式有：

1、管结构肘臂式。

2、管筒肘臂式。

3、板结构肘臂式。

4、立柱式。

1.1.2伸臂式焊接变位机械的工作原理

焊接变位机械主要为焊接工艺提供合适的工作焊点，其具体的实现过程是：

回转机构由电动机拖动，电动机输出一定的转速，经过带轮一次减速后，然后经过二级蜗轮蜗杆减速器两次减速，最后由回转主轴，经过工作台输出焊件所需要的焊接速度，以期达到所需要的焊缝要求；

倾斜机构主要实现工件在空间上的倾斜，本次论文所要研究的是倾斜机构空间四十五度范围内的倾斜，其具体的实现过程：

整个倾斜机构由电动机拖动，电动机输出一定的转速，经过带轮一次减速后，然后经过二级蜗轮蜗杆减速器两次减速，最后其输出轴与锥角四十五度的伸臂梁相连接，伸臂梁与回转机构相连从而实现工作台在空间上的四十五度倾斜。

底座在整个机械工作过程中起到抗振，平衡的作用。

1.2课题研究意义及现状

当前焊接变位机械的研究在国内已经比较成熟，有普通的焊接变位机械，如伸臂式焊接变位机械,座式焊接变位机械等等。

伸臂式焊接变位机械与座式焊接变位机械的区别是：

伸臂旋转时在空间的轨迹为一锥面。

因此在改变工件倾斜位置的同时，将伴随有工件的升高和下降。

其中，有些焊接变位机械将液压系统应用到回转机构和倾斜机构中，实现了比较好的工作效果。

本次论文处于对大学四年所学的知识进行的一次综合性的梳理及应用，对学生的综合能力进行的一次较为实质性的锻炼。

1.3论文主要研究内容

本次论文从整体上对焊接变位机械进行设计，它包括焊接机械当中的倾斜机构，回转机构，以及底座的总体设计，同时对机械当中的回转机构进行了详细的设计描述：

从工作台的设计到回转主轴，二级蜗轮蜗杆减速器，带轮及其传动带的设计计算，电动机的选择，箱体的设计等。

该次论文中回转机构采用了测速发电机（测速发电机是输出电动势与转速