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旋转电弧传感器机械结构设计开题报告.doc

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旋转电弧传感器机械结构设计开题报告.doc

1南昌航空大学科技学院毕业设计开题报告题目旋转电弧传感器机械结构设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号学生姓名指导教师填表时间2011年04月11日2说明开题报告应结合自己课题而作,一般包括课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。3一.选题的依据焊接在机械制造工业中是一门新兴的科学技术,只有一百多年的历史,但焊接在近代工业的发展中发挥了不可替代的重要作用。然而,传统手工焊接对操作人员的技术要求高,并且在操作过程中往往对操作人员的身体产生不可避免的危害。为此,自动化控制焊接过程应运而生。焊接过程控制系统首先要解决的问题是焊缝跟踪。为此,人们设计开发了各种焊接传感器以满足日益提高的焊接质量要求。在长期的生产实践中,旋转电弧传感器脱颖而出。然而,旋转电弧传感器仍然存在减振、小型化等问题期待解决。此外,诸如偏心方式、冷却方式、密封、绝缘等设计问题也亟待更为完善的方案。另一方面,三维虚拟建模技术的飞速发展,为机械结构的设计带来了新的方法与思路,使设计人员能够更直观地进行设计工作。在本课题中,旋转电弧传感器的小型化设计需求,要求设计人员必须在有限的机构空间内实现各功能部件的合理分配。二.国内外研究概况及发展趋势旋转电弧焊是1959年苏联研究成功的,但进行这种焊接所用的焊机直到70年代才出现。焊机包括电源、高频引弧或辅助电极引弧装置﹑夹具电极、激磁线圈和加压机构液压、机械或手动加压等部分。影响焊接质量的主要工艺参数有电功率、磁场强度、管子装配间隙、电弧旋转速度和时间、顶锻力和顶锻速度。旋转电弧焊的生产效率较高,与闪光对焊见电阻焊和摩擦焊相比,设备体积、耗电量、坯料损耗、焊缝毛刺等都小得多。旋转电弧传感器在实际生产中的应用首见于日本NKK公司关于窄间隙焊接的报道中。虽然这种技术在NKK公司的船舶、锅炉及结构生产中得以应用,且取得了显著4的成效,但是由于这种旋转机构较复杂、体积大、振动大、调节不方便,因此限制了其在实际生产中的广泛应用。图24日本焊缝跟踪传感器的发展趋势1研究与应用表明,旋转方案的选定是旋转电弧传感器实现其突出功能的关键。日本NKK公司的窄间隙焊接首先使用的是野村博一的导电杆转动方案,如图25所示。该方案中,用电动机驱动导电杆转动,利用导电嘴上的偏心孔使焊丝端头和电弧旋转。由于导电杆是处于高速转动状态。焊接电缆与导电杆之间无法直接相连,需要有一个类似电刷的石墨滑块将数百安培的焊接电流传送到导电杆上。这对于焊炬的设计、加工和寿命都是不利的。并且,由于导电杆和导电嘴转动而通过导电嘴的焊丝并不转动,致使导电嘴与焊丝之间存在高速相对运动,大大增加了导电嘴的磨损。此外,导电嘴与导电杆的冷却也难以保证。

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