伸臂式焊接变位机设计--工作台回转机构设计

I摘要焊接变位机运动系统的设计是焊接变位机方案设计的核心内容，而焊接变位机运动自由度的确定是其前提条件。焊接变位机的关键是对变位机进行最佳位置焊接所需要的运动自由度的设计，如平动或转动的设计。伸臂式焊接变位机是将工件回转，翻转，以便使工件上的焊缝置于水平和船形位置的机械装置。伸臂式焊接变位机是应用最广泛的一种焊接变位机，载重量一般不超过1吨。其主体部分是翻转机构、回转机构、底座。此次论文论述了焊接变位机械的组成，工作原理，重点讲述了其中的回转机构的设计，回转机构通过带传动，二级蜗杆蜗轮减速器的传动，从而使工作台得到预期的回转速度。回转机构中测速发电机的使用，将其工作台的瞬间速度反馈到电动机，从而调整电动机的转速，进而使工作台的回转速度稳定在某个范围内，保证了焊缝质量。关键词：焊接变位机械；测速发电机；回转机构；减速器IIAbstractThedesignofthemovingsystemoftheweldingpositioneristhecorecontentoftheschemedesign,butthesystemdependsonthemovingfreedom`scertainty.Thekeypartofthedesignoftheweldingpositioneristhedesignofthemovingfreedom,accordingtothebestweldingposition.Themainpartsoftheweldingpositionerincludeoverturningmachinery,circumgyratingmachinery,andthebase.Thearm-extendingweldingposionerisusedmostwidely,theloadislessthanoneton.Thearm-extendingweldingpositioneristhemachinewhichmakestheworkpiececircumgyrateandoverturntomaketheweldinglineontheworkpieceparktheleveldirectionandcymbateposition.Theweldingpositioner`smakeupandoperatingprinciplemakeupofthepaper,whichdisseratesthedesignoftheturninggearofthemachine.Thebeltdrivingandtwostageworm–wormwheelretardermaketheturninggearrealizetheman`santicipatingspeed.Theuseofthetechogeneratorwhichwillfeedbacktheinstantspeedtothegeneratorandthenthecontrollerwilladjustthespeedmakessureofthehighweldinglinequality.Keywords:weldingpositioner;techogenerator;turninggear;retarderIII目录摘要.................................................................................................................IAbstract.......................................................................................................II目录...............................................................................................................Ⅲ前言.................................................................................................................1第1章绪论.................................................................................................21.1伸臂式焊接变位机械概述........................................................错误!未定义书签。1.2课题研究的意义及现状..........................................................................................51.3论文主要研究内容..................................................................................................5第2章回转机构中非标准件的设计计算及校核....................................72.1回转主轴的设计计算和校核……………………………………………...………72.2减速器的设计计算……………………………...…………………………………92.3带传动的设计计算…………………………………...…………………………..26第3章回转机构中标准件的选择及校核..............................................293.1轴承的选择及校核................................................................................................293.2键的选择及校核....................................................................................................343.3电动机·螺纹紧固件·密封圈的选择及校核....................................................36第4章焊接变位机械其它机构的简单设计概述..................................374.1伸臂梁的设计计算................................................................................................374.2倾斜机构中减速器的设计计算............................................................................374.3底座和箱体的设计................................................................................................37结论...............................................................................................................39参考文献.......................................................................................................40致谢...............................................................................................................41附件1............................................................................................................42IV附件2............................................................................................................531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2第1章绪论1.1伸臂式焊接变位机械概述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。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3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