升降式焊接变位机机械结构设计

升降式焊接变位机机械结构设计

升降式焊接变位机机械结构设计

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
  • 原价: ¥305
  • 活动价: ¥200 (活动截止日期:2024-03-30)
  • (到期后自动恢复原价)
升降式焊接变位机机械结构设计

升降式焊接变位机机械结构设计

摘要

 在中国,焊接变位机是应用于拖动待焊接的工件,拖动待焊接的物体达到理想位置进行焊接工作的设备。成为制造业不可缺少的设备,在焊接领域内被划为焊接辅机。最近十年内在我国有了极大的发展,并得到了广泛的应用。使用焊接变位机可以缩短焊接时间,节省人力,提高生产劳动力,而且可以保证焊接的质量,充分发挥各种焊接的功能。随着计算机技术不断地发展,使用信息技术在生产中会达到意想不到的结果,焊接变位机不断地朝向智能化,多功能化,高精度的方向发展。本设计主要针对于大型工件的装配以及焊接,由此说明了升降式焊接变位机的结构组成,当然包括最主要的核心部分——回转机构和倾斜机构,涉及到齿轮的传动设计以及轴的设计与校准等。

关键词:焊接辅机; 焊接变位机 ;升降式焊接变位机

Abstract

In China, the Hummer changer is used to drag the workpiece to be welded and drag the object to be welded to the ideal position to carry on the welding work. As an indispensable equipment in the manufacturing industry, it is classified as a welding auxiliary in the welding field. In the last ten years, there has been a great development in our country, and has been widely used. The use of welding positioner can shorten the welding time, save manpower, improve the production labor force, and ensure the quality of welding, give full play to the functions of all kinds of Hummer joints. With the continuous development of computer technology, the use of information technology in production will achieve unexpected results, welding positioner is constantly towards intelligent, multi-functional, high-precision direction of development. This design is mainly for the assembly and welding of large workpieces, which explains the structure composition of the up-and-down Hummer changer, of course, including the main core part, the rotary mechanism and the tilting mechanism, It relates to the gear transmission design and shaft design and calibration and so on.

目    录

第一章  绪 论 4

1.1 焊接变位机的概述 4

1.1.1 焊接变位机的定义及用途 4

1.1.2 焊接变位机的结构形式 4

1. 2 国内外焊接变位机的发展现状和趋势 6

1.3  升降式焊接变位机 7

第二章 焊接变位机总体方案的制定 8

2.1 变位机的驱动系统 8

2.2 变位机的结构形式 9

第三章  回转机构的设计 10

3.1 回转轴的设计 10

3.1.1 回转轴的强度计算 10

3.1.2 回转轴的支反力与力矩计算 12

3.1.3回转轴的刚度校核 13

3.1.4 回转轴驱动功率计算 13

3.2 回转机构传动方案的设计 15

3.2.1 传动方案的确定 15

3.2.2 电动机的选择 15

3.2.3 计算总传动比和分配各级传动比 15

3.3 各传动部件的设计 15

3.3.1 V带设计 15

3.3.2 第一级蜗杆传动设计 16

3.3.3 第二级蜗杆传动设计 17

3.4  滚动轴承 18

3.4.1 轴承的选择 18

3.4.2 圆锥滚子轴承的校核 18

3.4.3 轴承的配合 19

3.4.4 轴承的润滑和密封 19

3.5  其他部件的设计 19

3.5.1 回转工作台 19

3.5.2 焊接导电装置 20

3.5.3 测速装置 20

3.5.4 联轴器 20

第四章  倾斜机构的设计 21

4.1 倾斜机构传动方案的设计 21

4.1.1 传动方案的确定 21

4.1.2 电动机的选择 21

4.1.3 传动比的分配 21

4.1.4 传动装置的运动和动力参数 21

4.2 各传动部件的设计 22

4.2.1 V带设计 22

4.2.2 各传动轴的设计 22

4.2.3 蜗杆传动设计 22

4.2.4 齿轮传动设计 23

4.3 轴承设计 23

第五章  焊接变位机支承件的设计 24

第六章  结论 25

6.1 本文主要研究工作 25

6.2 本文的创新之处 25

参考文献 27

致 谢 28

第一章 绪论

1.1焊接变位机的概述

焊机变位机主要用来拖动焊接没有焊接的工件,使其达到自己所需要的理想位置来进行焊接工具的一种装备。大体上讲,生产焊接操作机,滚轮架,以及焊接系统。当然,这种见识明显是不全面的,尤其在焊接日益复杂的今天,对于焊接要求更加的严谨。传统的焊接变位机的功能,作用以及范围将适应现代生产方式得到进一步的发展,加强。在中国,焊接变位机已经渐渐成为制造业必不可少的一种高技术设备,其表现与焊接领域内一种为焊接辅机。最近几年来,这种产品在我国机械领域内取得了很大的发展,并且得到了极大的应用。它有利于实现焊接生产机械化,自动化,有利于提高焊接装配生产,促进焊接生产快速发展等。

本课题主要是针对于大型工件装配和焊接设计高技率的升降式焊接变位机。

1.1.1焊接变位机的定义和用途

焊机变位机主要是用来拖动需要焊接的部件使其达到理想的工作位置,目的是达到要求焊接精度的一种高科技设备,称之为焊接变位机。也就是说,把夹具放在一个设备上,进行施焊作业。这样通过回转变位运动后,完成这个功能的设备称焊接变位机。它兼有使工作台倾斜和绕其自身回转,可以搭配氩弧焊机,熔化极气体等一些焊接电源等。焊接变位机主要由旋转机头和变位机构组成,其中,焊接旋转机头可以自己用手去调它的转速,具备独立的调速控制。而且能够正反转,例如,电子模板,手机芯片等,可以使大多数焊件完成一次装夹后焊接,这样一来,就可以极大的缩短时间,有效的提高工作效率,节省劳动力等。焊接变位机与机器人可以更好地配合,完成人类所想要的产品。

⑴变位作用:焊接变位机需要和机器人相互配合工作,将需要焊接的部件朝着某一方向轨迹去工作,到达最合适的位置。

⑵定位作用:对焊接接头进行全面性的包装,使其达到正确的定位和夹装要求。

焊接变位机在生产社会中已经不可缺失,发挥着重要的作用,既可以提高效率,又可以打到客户的要求。

1.1.2焊接变位机的结构形式

焊接变位机的分类范围随着焊接变位机定义和作用的变化更加广泛,它既涵盖了传统意义上分类的焊接变位机械,合理使用焊接变位机可以节省时间、人力、有效的提高焊接效率,改善焊接部件的质量要求,并减轻焊接的疲劳强度等,。更好地满足客户的要求。

焊接变位机结构形式主要有伸臂式、座式、双座式等。

伸臂式焊接变位机:伸臂式焊接变位机的结构形式包含回转工作台、伸臂、倾斜轴、转轴和底座等主要部件。其回转工作台绕回转轴旋转,同时需要安装在其伸臂的一端,伸臂一般会绕着轴或者某一角度来工作,这样的话轴的角度是固定的,但是并不是所有的都是这样,会存在一定的角度,范围在100°左右。这两种工作状态都改变了回转轴的位置,就会使变位机范围扩大,更好地适应工作。伸臂式焊接变位机更多的体现于手工操作。

座式焊接变位机:座式焊接变位机主要应用于最为普遍的变位机结构形式。

当焊接部件安放在工作台上,并且由相配夹具用来加紧,保证回转时,工作台不松动。

这种工作台的特点是结构比较紧凑,承载能力比较强(最大承受为400t),最主要的是比较稳定,移动也十分方便,操作也简单。

当然,这种变位机也有缺陷,就是对焊接部件的长度会有局限性,重心距离不能超过一定的标准。针对于这种现象,我国采取了有效的措施,更好地扩大焊接变位机的适应范围,改成升降式的焊接变位机,提升它的稳定性,又或者是利用丝杆导轨形式来解决这一难题。

双座式焊接变位机:双座式焊接变位机的结构特点是将工作台安装在形架上。

在现代社会中,应用焊接变位机进行工作时,应当根据具体的工件重量来选择合适的焊接变位机,当然要考虑工作台上的工件重心,高度,以及重心偏距外在因素等。

焊接变位机的种类越来越多,需要更好地适应生产的要求,当然需要赋予它一个特殊的定义、它可以改变生产质量的焊接动作,升降式焊接变位机一般由工作台回转机构和翻转机构、通过调节工作台的升降、翻转以及回转将工件达到理想的位置,就会得到自己所需要的焊接速度,就可以使工件进行各个方位的焊接,具体

的焊接变位机可能功能有所不同,但是基本上都是为了更好的将工件加工,有的是可以调节一些较小的工件,有的则是针对于大型重机器,社会生产日益复杂,更加减少人力的投入,高操作机器的精准度,疲劳度更加适应生产。

还有一些工位变位机,是为了适应工件的加工工艺要求。

1.2国内外焊接变位机的发展状况及趋势

在外国,焊接变位机已经正式融入到生产设备中去,因为人家发展比较快,已经标准化、多样化,而且有很多专门的厂家去大量生产、术指标非常先进,种类功能齐全,社会中不仅有着各式各样的通用焊机变位机,还有着专门用来解决高精度工件的焊接变位机。就目前为止,比较有名的国外公司有:瑞典的ESAB、美国的AROSON、日本松下公司的机器人等。

他们生产的先进产品我国都有引进过,其中以引进ESAB公司的较多。现在我国生产焊接变位机厂家越来越多,但是大部分规模不全。以变位机为主导产品发展起来的企业,少之又少、还没有成型。这几年,我国生产了好多不同种类的焊接变位机,在技术上有比较普通型的、还有无隙传动伺服控制的,更好地去满足生产中的需要。

从整体上,和外国先进的产品差距还是很大的,不管是功能上,范围上以及质量要求上都还是不齐全。尤其是对于一些大吨位焊接变位机,在速度上、变为精度,以及操作联动上差距较大。

随着我国经济日益增长的发展,人力成本比较高,更多的用机器来取代一些人力,这样可以节省不少的花费,而且焊接工件比较简单还精准等。并且我国的焊接变位机是没有和外国相比的。

根据这一现象,我国也做出了相应的调整,已制定了焊接变位机的行业标准(ZBJ/T33002-1990),规定变位机的回转机构应实现可以调整的,而且在最大的负荷下不能够颠倒;导电装置的容量应能满足额定电流要求等。标准中还明确规定了焊接变位机的主要技术参数,功能等。

随着计算机技术不断发展,社会生产朝着信息化,数字化方向涌动,当然焊接变位机也朝着智能化,多功能化发展。

1.3 升降式焊接变位机

升降式焊接变位机是通过调整插销位置和电动调高来调节工作台的高度,范围比较广泛,能够保持负载平衡,也不会倾倒,稳定性好。就目前为止,我国的升降式焊接变位机基本的型式有:伸臂式、C型双回转式以及双立柱单回转式等。由于受到回转机构自由度的限制,这几种型号的焊接变位机不能自由的将大型焊件在空中任意角度施工,不能够使各种焊接运动达到自己想要的理想目标,工件加工不是那么的精准,会出现一些小的误差等。

这对于上述描述的这种现象,好多不足之处,带给人们一些不必要的麻烦。本课题就是为了解决上述诸多问题,采取了一种比较新颖的焊接结构型式——升降式焊接变位机,此焊接变位机弥补以前机型的不足,本焊接变位机是可以上下垂直运动的,可以通过调节工作台的升降、回转,翻转能够使固定在工作台上的工件达到所需要的焊接,装配角度以及焊接缝隙达到合适回转速度,完美的将工件加工精密等。

稍微比较优良的升降式焊接变位机,有遥控器控制的,保证了施工人员的安全等。这种功能的焊接变位机可以满足大型工件焊接的要求:可以避免一些焊道上工件碰撞,一次性夹装完成焊接等、焊接操作简单方便、安全可靠等。

这种焊接变位机有三种工作台功能,可以回转、倾斜、翻转等。而且每个驱动的装置又是相互独立的,相对的力源也是可调节的,其优点就是解决了现实中一些大型焊接工件的需求。

第二章 焊接变位机总体方案的制定

   焊接变位机设计的基本要求:(1)保证施工质量要求、(2)有效的提高生产效率,节约成本、(3)操作也要简单易懂,省时省力,安全可靠、(4)最主要的是工艺加工性良好,好制作,也方便保养维修等。

   确定焊接夹具的结构形式,而且主要内容分为以下几种:骨架与夹具之间的连接、定位基准的选择,以及骨骸形式的选择,当然还有夹具器。本设计主要针对于焊接变位机的翻转机构。

2.1焊接变位机的驱动系统

焊接变位机的回转运动大多数采用直流电机驱动,无级变速工作台的倾斜运动有两种驱动方式:一种是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动,另一种则是采用液压缸直接推动工作台倾斜等。以上两种驱动方式在生产中都有应用,尤其是小型变位机在电机驱动上居多。

在回转系统中,为了避免因齿轮间隙所导致的焊接误差,在实施焊接工作时,应设有抗齿间隙机构等保护。当然,一些提供弧焊的焊接变位机,为了减少焊接过程中的传动误差,保证焊接的精度要求,也设置了此装备。

最近几年,焊接变位机在我国发展日益强大,要求的焊接技术也更加严格,该升降式焊接变位机适用于一些大型焊接零件的装配以及焊接,它的工作台功能很多,相比较于其他的焊接变位机,是相当不错的,其工作台兼有回转、倾斜和升降三个运动等。由于直流电动机具有良好的调节速度性能,能够在比较宽的范围内平滑调速,而交流电动机就没有此优点,即使交流电动机已经解决了调速问题,但是在速度调节上要求正反转,启动上还不能够满足人类想要的那种标准等 。

电机驱动工作台上的回转运动,非常方便的实行无级调速,这样一来工作台上的回转运动的调速范围可实现1:30的好处,而且速度比较平稳均匀。

通过上述的介绍,让我对于升降式焊接变位机有了很大的了解,不管是对于一些小型焊接或者大型焊接都需要极大的生产要求,不能草草了事,要严格把控。

参考文献                         

[1] 王政.焊接工装夹具及变位机械――性能、设计、选用.北京:机械工业出版社,2001.6

[2] 何瑞芳、陈裕川.焊接工作者信息手册.北京:机械工业出版社,1995.6

[3] 赵熹华.焊接方法与机电一体化.北京:机械工业出版社,2001.7

[4] 郑永强.焊接变位机型式与系列的论述.

[5] 吴宗泽机.械设计师手册.2002.1

[7] 机械设计手册编委会编.机械工业出版社,2004.8

[8] 机械传动装置选用手册编委会著.机械传动装置选用手册.北京:机械工业出版社,1999.9

[9] 齿轮手册编委会.齿轮手册.北京:机械工业出版社,2002

[10] 寇尊权.机械设计课程设计.吉林:吉林科学技术出版社,1999.9

[11] 冯辛安.机械制造装备设计[M],1999

[12] 成 大先.机械设计手册.单行本.机械传动[M].北京,2004



  • 关键词 升降 焊接 变位机 机械 结构设计
  • 上一篇:基于UG的台灯产品设计与3D打印
  • 下一篇:起重量10吨起升高度 6 m 桥式起重机起升机构的设计
  • 暂无购买记录

    暂时没有评论

    真实

    多重认证,精挑细选的优质资源 优质老师。

    安全

    诚实交易,诚信为本。

    保密

    所有交易信息,都为您保密。

    专业

    10年专业经验,10年来帮助无数学子。