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Jounalmatenals的加工技术881886631997年关于焊接滚轮架轴向窜动的实验研究沈峰刚,希德潘,锦雪焊接研究机构所,西安交通大学.西安.陕西省710049.p.r.中国摘要文章引入焊接滚轮架轴向窜动的基本理论,并同时在焊接滚轮架的实验模型上进行了试验研究.结果表明,焊接滚轮架轴向窜动的主要原因在于工件的翻转存在着螺旋夹角.轴向相对运动产生螺旋运动,弹性滑动与摩擦滑动.其中有与理论相符的内容以及和理论不符合的内容,文中了轴向运动滚筒.他是相对于轴运动的圆筒形工件.相对轴的运动包括滚轮与工件相互协调的弹性滑动和摩擦滑动。关键词焊接滚轮架圆筒工件滚轮轴向运动螺旋角1介绍在焊接生产中,常会遇到旋转焊接圆形工件的情况。如焊接锅炉、石油化工压力容器等,就必须用到焊接滚轮架.进行旋转焊接时,由于制造、装配公差,焊接滚轮和工件的表面平滑与否等因素理想的旋转工件表面是平滑的,使焊接不可能理想化的进行,工件必然会产生轴向窜动。研究提供了当圆形工件焊接时,轴向窜动的机制.这项研究成果将有利于研究与设计反窜动焊接滚轮架.尤其是应用于滚轮架之上,并确定了制造及滚轮架的装配公差,为通过机械调节的方式,避免轴向窜动的方法供理论依据。调整模式采用闭环控制电路,并推选有价值的提案。2理论分析2.1焊接滚轮架一般由四个滚轮组成.由主动滚轮驱动,滚筒匀速绕轴旋转例1,其间放圆形焊接工件(如图1),其中,s为滚轮支架距离,L同列两滚轮距离.Ve是圆形工件滚动的线速度,也被称为焊接速度图1焊接滚轮架同行的滚轮的的轴并不平行,从某个角度看,滚轮架的四辊所在的顶点组成一个简单的四边形但如果四滚轮所在顶点不在同一平面或因为制造及装配滚轮的圆柱是不规则的圆形.那么.工件就会在轴转动时窜动。滚轮架的滚轮与工件有一个接触点.假设P为这个接触点.工件的标准平面的定义是一个平滑的平面,平面A为圆柱母线与轴的切入点组成的平面,与工件相切点不在此平面内,一平面垂直于平面A切线,过P和所在平面B就是滚轮的切线过相同点P,一般说来,θ被定义为滚轮轴和圆柱行工件的轴线的偏斜夹角定义螺旋夹角母线N和M.如图2、图3所示,其射影线取得的突出辊母线横跨点P。B定义为N和M线的投影夹角。如例3其中三个角度关系tanβtan2θtan2γ轴向偏差位移矢量和射影位移矢量它们的关系是图2滚轮和工件几何关系图3个角度矢量和位移矢量的关系2.2轴向相对关系1螺旋运动因为滚轮轴线与中线不平行,在Vr和Vc之间就有一个螺旋角β存在,如图2.当辊筒围绕自己的轴线转动时,使在切线上产生摩擦力.因为滚轮和工件各个线速度在不同的方向,由于螺旋效应也就是窜动就会发生在点p滚轮和工件的接触点图4.式中VC是圆柱的线速.是工件的轴向分量,1.2.3.4,分别代表四个滚轮.2弹性滑动由于存在一种螺旋角,在工件上产生轴向力Faj.当力量小于最大轴向摩擦力fnj其中f是摩擦系数,单滚和工件正常的压力工件会下滑超过滚轮轴23mm的下滑速度为式中e是金属滚轮的弹性滑动系数eool0.005.3摩擦滑动时faj大于最高摩擦力fnj,工件将在滚轮之上做摩擦滑动.滑动阻力为fnj3.工件的摩擦滑动速度的大小和方向可确定由环球关系工件和四滚轮摩擦滑动导致滚轮表面的磨损.这是意料之外的,在焊接进行时,工件发生漂移。以上三种运动不同时发生。工件的轴向漂移速度不是代数的三个组成部分的速度.发生摩擦滑动的轴向速度2.3工件滚轮的轴向运动2.3.1与理论相符的部分在理想的条件下,工件和四滚轮之间的当螺旋角j都是一样时,即1234工件的运动将与理论值相同.可以将两个范畴对比分析1由于重力不存在轴向分量.工件的轴向窜动速度VaVctanβ2当存在一个有重力Ga因素,轴向窜动速度存在一个轴力.现在,四滚轮有相同的方向与重力G等效的轴向窜动速度是2.3.2.与理论不同的关于轴向窜动的内容.工件与四滚轮之间螺旋角j大小和方向不相等.工件和四滚轮的几何关系也不相同时,工件和四滚轮之间的轴向窜动是个不相同的.工件与滚轮轴向速度应该是同样的,因为工件被作为一个整视为一个刚体体,.然而.有些滚轮和工件的实际上轴向速度是不完全相同的,所以轴向摩擦力几乎肯定会出现这种滚轮和工件之间以下两类分类讨论不同与理论的摩擦力的大小一当轴向摩擦力确保每个滚轮和工件均低于最大轴向所需对摩擦力滚轮和工件将产生弹性滑动单个滚轮和工件可以协调它们的弹性滑动
编号:201311171540316898    大小:368.50KB    格式:DOC    上传时间:2013-11-17
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英文资料库上传于2013-11-17

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