40t焊接滚轮架设计 毕业设计.doc
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1、摘要 随着现代工业的高度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钉连接工艺。焊接产品质量的好坏不仅取决于焊接工艺质量,与备料、装配等工序也有密切联系。因此,在整个焊接生产过程中,不论产品的质量要求和批量的大小,均应考虑采用生产工艺装备。其中,焊接滚轮架是借助于主动轮与工件间的摩擦力带动筒形工件旋转的焊接变位机械,其主要应用于筒形工件的装配与焊接。本文主要研究了以下内容: 在已知筒形工件的重量与旋转转速的前提下,考虑到传动过程中存在的摩擦效率以及最终的输出功率,确定电动机型号。再以选定的转速为基础,求出传动装置的传动比,从而进一步确定选用减速器的传
2、动形式、数量等。再根据总体上对轴、轴承、联轴器等的刚度、寿命要求、综合位移要求等,确定其余零部件。关键词: 焊接;生产工艺质量;焊接滚轮架;筒形工件Abstract With the high level of modern industrial development and the continuous advancement of welding technology, welding metal as a way to connect the technology in the production of metal structures has basically replaced
3、the rivets connecting process. The quality of welding quality depends not only on the quality of welding technology, but also on the preparation and assembly processes are closely linked. Hence, throughout the welding process, regardless of the quality of the product requirements and batch size,we s
4、hould consider the use of production technology and equipment. Among them, the wheel frame is welding driving wheel with the workpiece by means of friction between the cylindrical workpiece driven welding positioner rotating machinery, mainly used in the cylindrical workpiece and welding assembly. T
5、his paper studys the following: Cylindrical workpiece in a known weight and rotation speed under the premise of the process of taking into account the transmission efficiency of the existence of friction and, ultimately, the output power to determine the motor type. Then selected based on speed, cal
6、culated the transmission gear ratio, so as to further determine the selection of the drive reducer form, quantity, and so on. On the basis of the whole shaft, bearings, couplings, such as stiffness, longevity requirements, integrated displacement requirements, etc., we could determine the remaining
7、components.Key words: welding; production process quality; welding wheel frame; cylindrical workpiece目录摘要IABSTRACTII目录第1章 绪论11.1 课题研究的意义及现状11.2 论文主要研究内容1第2章 滚轮架概述22.1 本文滚轮架适用范围22.2 滚轮架的分类22.3 中心角与驱动力、支反力的关系32.4 型号标志方法42.5. 正常使用条件及技术要求52.6. 检验与验收及标志、包装、运输及保管72.7. 滚轮驱动方案及轴向窜动的问题9第3章 滚轮架的设计与校核133.1 电动机
8、、带轮的选择133.2 减速器的确定153.3 主动滚轮的设计163.4 从轮滚轮的设计24结论28参考文献29致谢30附件131附件241第1章 绪论1.1 课题研究的意义及现状随着焊接生产技术的高速发展,对焊接生产的机械化和自动化提出了越来越高的要求,焊接机械设备的需求量也越来越大。焊接滚轮架设备正是为满足市场需求而设计生产的,它是借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形焊件的焊接与装配。近年来,在筒形工件内外环缝的焊接中,组合式焊接滚轮架取代长轴式、固定式等焊接滚轮架,获得了广泛的应用。现实生产中,应用最多的标准组合是由两个主动轮座配两个从动轮座来驱动和支承工件。但是主、从动轮座在支架上
9、的布置有两种方案 一种是两个主动轮座和两个从动轮座分别布置在两个支架上,另一种是每个支架上各布置一个主动轮座和从动轮座。前者宜用于壁厚较大刚性较好的工件,后者宜用于长度较大刚性较差的工件。1.2 论文主要研究内容 本论文主要对焊接滚轮架的分类以及应用进行阐述,对焊接滚轮架的主动轮、从动论进行相应的定量分析。全文的主要内容包括以下几个方面: (1) 滚轮架分类 (2) 滚轮架中心角与驱动力、支反力的关系 (3) 滚轮架驱动方案及轴向窜动的问题 (4) 主动滚轮中减速器、转轴、轴承等的设计 (5) 从动滚轮中转轴、圆锥滚子、滑动轴承等的设计第2章 滚轮架概述2.1 本文滚轮架适用范围本章内容阐述了
10、焊接滚轮的分类、技术要求、试验方法和检验规则等内容。本章焊接滚轮架适用于通用型滚轮架。对于有特殊要求的滚轮架或专用机可参考本章内容,由制造厂与用户双方协商处理。2.2 焊接滚轮架的分类滚轮架由滚轮和基座组成。2.2.1 滚轮型式分类基本滚轮、交换滚轮、差动滚轮、可调中心高滚轮及可偏转轴线滚轮五种。2.2.2 滚轮架分类长轴式滚轮架和组合式滚轮架两大类。(1)长轴式滚轮架多个滚轮沿筒体类工件两侧成两行同轴排列,一侧均为主动轮,另一侧为从动轮,且主动轮与从动轮数相同。用于细长筒体工件的装配和焊接。(2)组合式滚轮架组合式滚轮架由两个滚轮支承在同一个基座上组成滚轮架,可根据工件的重量和长度由两架或多
11、架任意组合。按组合滚轮类别可分为基本式滚轮架、交换式滚轮架、自调式滚轮架、可调中心高滚轮架和可偏转轴线滚轮架五种。(3)交换式滚轮架由交换滚轮和基本滚轮组成,变换交换轮的位置可获得不同的中心距,以适应不同直径的工件。(4)自调式滚轮架由差动滚轮组成的滚轮架。自调式滚轮架可随工件直径不同,滚轮随摆架自动调整滚轮中心距使工件获得平衡支承。自调式滚轮架通过差动齿轮系统驱动主动滚轮。(5)可调中心高滚轮架由可调中心高滚轮和基本滚轮组成,通过调节一个滚轮的中心高使筒体类工件在旋转时产生一个与工件窜动方向相反的轴向分力来消除工件的轴向窜动。(6)可偏转轴线滚轮架由可偏转轴线滚轮和基本滚轮组成,通过调节可偏
12、转轴线滚轮轴线与筒体类工件母线的夹角获得一个与工件窜动方向相反的轴向分力来消除工件的轴向窜动。滚轮架的传动方式和机构示意图见表2。2.3 中心角与驱动力、支反力的关系 证两滚轮对筒体的包角大于45,小于110。2.5.8.9 筒体类工件在防轴向窜动滚轮架上进行焊接时,在整个焊接过程中工件的轴向窜动量应。2.5.8.10 主动滚轮驱动电动机最小功率建议按表2-3选取。表2.5.2中所列功率值为一台电动机驱动一对主动滚轮时的功率。如果用两台电动机分别驱动两个主动滚轮时,电动机的功率值应为表2-3中所列数值的一半。表2-3 主滚轮电动机的最小功率载重量0.626102560100160250最小功率
13、0.40.7511.41.42.22.82.85.62.5.8.11 电气控制系统的安全指标应符合GB 4064 要求。2.5.8.12 焊接滚轮架应采用优质钢制造,如用焊接结构的基座,焊后必须进行消除应力热处理。2.5.8.13 出厂前,滚轮架非工作面应喷漆。2.5.8.14 焊接滚轮架应在适当位置设有固定的起吊钩。2.6 检查与验收及标志、包装、运输及保管2.6.1 出厂检验滚轮架出厂前应按2.6.4所提项目和精度检查制造和装配质量,并进行空载试车。2.6.1.1 按GB/T 10095、GB/T 10089中8 级精度及检查方法检查齿轮、蜗轮副等传动零件的质量。2.6.1.2 将滚轮架置
14、于平台上用高度尺测量滚轮架基座下基准面至滚轮中心尺寸,应满足2.6.4.2 要求。2.6.1.3 用百分表测量滚轮的圆跳动,应满足2.6.4.3 要求。2.6.1.4 将滚轮架置于平台上用高度尺测量各滚轮两端中心高的差,即为滚轮轴线与基座底面的平行度;用平尺、方箱、高度尺测量滚轮两端到基座上和地轨侧面配合面的水平尺寸差,即为两滚轮轴线平行度及滚轮轴线与地轨侧面平行度,其值应满足6.4.4 要求。2.6.1.5 用平尺和外径百分表测量两滚轮的中心距,应满足2.6.4.5 要求。2.6.1.6 空载试车2.6.1.6.1 空载试车时间应不少于1 h。检查各主动轮旋转有无卡死现象,减速箱、变速箱有无
15、异常声。2.6.1.6.2 电动机调至最高和最低转速时,用线速度测定仪分别检查滚轮的最大和最小圆周速度,应满足2.6.2 要求,圆周速度波动量应达到2.6.3要求。2.6.2 型式试验型式试验可由供需双方协商确定,必要时,应由用户配合进行。2.6.2.1 负载试车2.6.2.1.1 滚轮架在额定载重下(对50 t以上的滚轮架试验载重量由用户在额定载重量以下选择)进行负载试车。2.6.2.1.2 在室温20自然通风条件下,在达到热平衡后用电阻法测量驱动电动机的温升应小于表2.6.1所列数值。表2-4 电动机的允许升温绝缘等级ABBFH允许温度6075801001252.6.2.1.3 用线速度测
16、定仪检测筒体工件表面线速度,应达到2.6.3 要求。2.6.2.1.4 对于防窜动滚轮架在负载试车全部时间内,测量工件总的轴向窜动应满足2.6.9 要求。2.6.3 标志、包装、运输及保管2.6.3.1 焊接滚轮架的标牌上应有型号、额定载重量、滚轮线速度范围、筒体工件直径范围、电动机功率、网路额定电压、滚轮架自重、滚轮架外形尺寸、出厂编号、出厂日期、制造厂名等。2.6.3.2 包装箱应坚固,能防雨水,便于起重。可分部件包装。2.6.3.3 包装时应同时装入产品合格证、使用说明书、安装图、装箱单等技术文件。2.6.3.4 在运输过程中不允许倾倒和强烈振动。2.6.3.5 焊接滚轮架出厂前和到货后
17、使用厂不立即安装时,存放场地应符合2.5.22.5.4 要求。2.7 滚轮驱动方案及轴向窜动的问题2.7.1 滚轮驱动方案 为使焊接滚轮架的滚轮间距调节方便可靠,组合便利,采用主动轮单独驱动的设计方案,即每个主动轮单独利用一台电动机和减速机构驱动。不过要注意解决好各主动轮的同步问题,在选用电动机和减速机结构上要尽量选用特性一致且经过实测的使用。 因为长轴式滚轮架是用户根据焊件特点自行设计制造的,市场可供选用的定型产品很少,已不常用,所以本次设计的4吨级滚轮架采用组合式设计它的主动滚轮架,从动滚轮架,混合式滚轮架都是独立的,使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合,其组合比例也不仅是1与1的组合
18、。因此,使用方便灵活,对焊件的适应性很强,是目前应用最广泛的结构形式。2.7.2. 关于滚轮架轴向窜动的问题 如果滚轮和焊件都是理想的圆柱体,且各滚轮尺寸一致,并且其转动轴线都在同一水平面内并与焊件轴线平行时,放在滚轮架上的焊件是不会产生轴向窜动的,这是理想情况。但实际上是不可能做到的,尤其是焊件就不可能做到理想中的圆柱体。 多次试验证明将主、从滚轮架在水平和轴向上的位置找好,固定下来,下次再用时仍会窜动。即便是同一个焊件,此时调整后已不再窜动,但换个方向旋转或将该焊件吊起移动位置后再放到滚轮架上,该焊件又会窜动了,更不用说换另外一个焊件了。图2-3 滚轮架传动示意图 国内一些工厂采用在焊件端
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