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H型钢制作工艺装备设计

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H型钢制作工艺装备设计


摘要

    

    H型钢是建筑钢结构最重要的结构元件,而且焊接H型钢逐渐成为建筑钢结构设计和生产中首选的结构型材,焊接H型钢的需求量逐年大幅度增加。采用手工与机械组装焊接生产焊接H型钢的方式由于生产效率低而远远不能满足建筑钢结构高速发展的需要。因此,为提高焊接H型钢的生产效率,以自动生产线的方式组织生产是必然的发展趋势。通过调整H型钢自动焊接工艺,对焊接工作台进行方案设计。先对H型钢的定位夹紧,再随旋转工作台偏转一定角度依次焊接,完成H型钢制作的焊接工序。此装备主要设计旋转工作台以及埋弧焊机行走的轨道,并涉及电机的选型、减速器的设计以及夹具的选用等内容。通过此次设计,首先能锻炼和强化分析问题、解决问题的能力,再次能解决生产实际问题,提高生产效率。

    关键词:H型钢、焊接工作台、设计

H型钢制作工艺装备设计

目录


摘要

Abstract

第一章  诸论 1

第一节 概述 1

第二节 H型焊接自动化的改进方式 2

第三节 设计要求和主要参数 3

第二章  传动方案的确定 4

第一节 传动时满足的要求 4

第二节 装夹H型钢旋转工作台传动方案的选择 4

第三节 装夹H型钢工作台质量和功率估算 5

一、工作台质量估算 5

二、工作台功率估算 5

第四节 电机的选用 6

一、电机传至工作机效率 6

二、电机功率 6

三、电机转速 7

四、传动比的分配 7

五、传动参数计算 7

第三章  齿轮设计计算 9

第一节 高速轴齿轮设计 9

一、主要参数 9

二、按齿面接触疲劳强度设计 9

三、按齿根弯曲疲劳强度设计 2

四、几何尺寸计算 2

第二节 第二级传动齿轮设计 13

一、主要参数 13

二、按齿根弯曲疲劳强度设计 13

三、校核齿面接触疲劳强度 16

第三节 第三级传动齿轮设计 2

一、主要参数 2

二、按齿根弯曲疲劳强度设计 2

三、校核齿面接触疲劳强度 2

第四节 第四级传动齿轮设计 21

一、主要参数 21

二、按齿根弯曲疲劳强度设计 2

三、校核齿面接触疲劳强度 2

第四章  轴的设计 2

第一节 第一根轴的设计 2

一、选择轴的材料 2

二、轴的尺寸计算 2

三、求轴上的载荷及校核 27

第二节 第三根轴的设计 30

一、选择轴的材料 30

二、轴的尺寸计算 30

第三节 第二根轴的设计 32

一、选择轴的材料 32

二、轴的尺寸计算 2

第四节 第四根轴的设计 35

一、选择轴的材料 35

二、轴的尺寸计算 35

第五章  润滑方式及密封形式的选择 38

第一节 润滑方式 38

一、润滑类型 38

二、箱体内齿轮的润滑 38

三、轴承的润滑 38

第二节  密封形式的选择 39

第六章  减速器箱体设计 40

第一节 箱体设计 40

一、选择材料 40

二、设计结构尺寸表 40

第七章  H型钢装焊夹具的选择 42

第一节 夹紧定位选择 42

一、在设计夹具体时应满足的基本要求 42

二、基准面的选择 42

三、定位方式及元器件选择 42

四、夹紧方式及元器件选择 44

五、装焊夹具结构 44

六、装焊方案 44

第二节 主要零件的设计说明 45

一、夹具体 45

二、手动螺旋夹紧器 45

三、挡板 45

四、反变形装置 45

五、垫板 46

六、销钉 46

七、螺栓 46

第八章  埋弧焊机轨道设计 47

第一节 概述 47

第二节 类型 47

第三节 钢轨的固定 47

总结 49

参考文献 50

外文资料 51

中文译文 53

致谢 55



Abstract


     H-beam is the most important structure components, construction steel structure and welding h-beam gradually become preferred structure in construction steel structure design and production profiles, the demand of welding h-beam dramatically increased year by year. Use manual and mechanical assembly welding welding h-beam production due to low production efficiency far cannot satisfy the demands of the rapid development of construction steel structure. Therefore, to improve the efficiency of welding h-beam production organization in the form of automatic production line is the inevitable trend of the development of production. By adjusting the h-beam automatic welding technology, to design the welding workbench. First positioning clamping of h-beam, again with the rotary worktable deflection Angle welding, in order to complete welding h-beam production process. This equipment is mainly designed rotary worktable and submerged arc welding machine walking track, and involves motor selection, the design of the reducer and the selection of the fixture, etc. Through this design, first of all, can exercise and strengthen the ability to analyze and solve problems, again to solve production actual problem, improve the production efficiency.    

  

  Keywords: H section steel, welding platform, des





参考文献


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   [16]吴伏海,欧阳忠,埋弧自动焊的应用研究,岳阳师范学院学报(自然科学版)2002,(3),35-37

 




内容简介:
IH 型钢制作工艺装备设计目录摘要 .Abstract.第一章 诸论 .1第一节 概述 .1第二节 H 型焊接自动化的改进方式 .2第三节 设计要求和主要参数 .3第二章 传动方案的确定 .4第一节 传动时满足的要求 .4第二节 装夹 H 型钢旋转工作台传动方案的选择 .4第三节 装夹 H 型钢工作台质量和功率估算 .5一、工作台质量估算 .5二、工作台功率估算 .5第四节 电机的选用 .6一、电机传至工作机效率 .6二、电机功率 .6三、电机转速 .7四、传动比的分配 .7五、传动参数计算 .7第三章 齿轮设计计算 .9II第一节 高速轴齿轮设计 .9一、主要参数 .9二、按齿面接触疲劳强度设计 .9三、按齿根弯曲疲劳强度设计 .2四、几何尺寸计算 .2第二节 第二级传动齿轮设计 .13一、主要参数 .13二、按齿根弯曲疲劳强度设计 .13三、校核齿面接触疲劳强度 .16第三节 第三级传动齿轮设计 .2一、主要参数 .2二、按齿根弯曲疲劳强度设计 .2三、校核齿面接触疲劳强度 .2第四节 第四级传动齿轮设计 .21一、主要参数 .21二、按齿根弯曲疲劳强度设计 .2三、校核齿面接触疲劳强度 .2第四章 轴的设计 .2第一节 第一根轴的设计 .2一、选择轴的材料 .2二、轴的尺寸计算 .2三、求轴上的载荷及校核 .27第二节 第三根轴的设计 .30III一、选择轴的材料 .30二、轴的尺寸计算 .30第三节 第二根轴的设计 .32一、选择轴的材料 .32二、轴的尺寸计算 .2第四节 第四根轴的设计 .35一、选择轴的材料 .35二、轴的尺寸计算 .35第五章 润滑方式及密封形式的选择 .38第一节 润滑方式 .38一、润滑类型 .38二、箱体内齿轮的润滑 .38三、轴承的润滑 .38第二节 密封形式的选择 .39第六章 减速器箱体设计 .40第一节 箱体设计 .40一、选择材料 .40二、设计结构尺寸表 .40第七章 H 型钢装焊夹具的选择 .42第一节 夹紧定位选择 .42一、在设计夹具体时应满足的基本要求 .42二、基准面的选择 .42三、定位方式及元器件选择 .42IV四、夹紧方式及元器件选择 .44五、装焊夹具结构 .44六、装焊方案 .44第二节 主要零件的设计说明 .45一、夹具体 .45二、手动螺旋夹紧器 .45三、 挡板 .45四、反变形装置 .45五、 垫板 .46六、销钉 .46七、螺 栓 .46第八章 埋弧焊机轨道设计 .47第一节 概述 .47第二节 类型 .47第三节 钢轨的固定 .47总结 .49参考文献 .50外文资料 .51中文译文 .53致谢 .55V摘要H 型钢是建筑钢结构最重要的结构元件,而且焊接 H 型钢逐渐成为建筑钢结构设计和生产中首选的结构型材,焊接 H 型钢的需求量逐年大幅度增加。采用手工与机械组装焊接生产焊接 H 型钢的方式由于生产效率低而远远不能满足建筑钢结构高速发展的需要。因此,为提高焊接 H 型钢的生产效率,以自动生产线的方式组织生产是必然的发展趋势。通过调整 H 型钢自动焊接工艺,对焊接工作台进行方案设计。先对 H 型钢的定位夹紧,再随旋转工作台偏转一定角度依次焊接,完成 H 型钢制作的焊接工序。此装备主要设计旋转工作台以及埋弧焊机行走的轨道,并涉及电机的选型、减速器的设计以及夹具的选用等内容。通过此次设计,首先能锻炼和强化分析问题、解决问题的能力,再次能解决生产实际问题,提高生产效率。关键词:H 型钢、焊接工作台、设计VIAbstractH-beam is the most important structure components, construction steel structure and welding h-beam gradually become preferred structure in construction steel structure design and production profiles, the demand of welding h-beam dramatically increased year by year. Use manual and mechanical assembly welding welding h-beam production due to low production efficiency far cannot satisfy the demands of the rapid development of construction steel structure. Therefore, to improve the efficiency of welding h-beam production organization in the form of automatic production line is the inevitable trend of the development of production. By adjusting the h-beam automatic welding technology, to design the welding workbench. First positioning clamping of h-beam, again with the rotary worktable deflection Angle welding, in order to complete welding h-beam production process. This equipment is mainly designed rotary worktable and submerged arc welding machine walking track, and involves motor selection, the design of the reducer and the selection of the fixture, etc. Through this design, first of all, can exercise and strengthen the ability to analyze and solve problems, again to solve production actual problem, improve the production efficiency. Keywords: H section steel, welding platform, design.VII太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书1第 1章 绪论第 1节 概述H 型钢分为热轧 H 型钢和焊接 H 型钢(H)两种,此次设计主要探讨焊接 H 型钢工序中的焊接工序装备。主要是解决 H 型钢的夹紧,定位,以及 H 型钢随工作台偏转一定角度进行埋弧焊那部分,完成 H 型钢制造的焊接自动化。H 型钢焊接自动化由两方面的含义:一是焊接工序的自动化,二是焊接生产的自动化。焊接工序的自动化是指 H型钢产品制造过程中,对于某部位或某道焊缝的焊接实现自动化:焊接生产的自动化是指焊接 H 型钢的生产过程,包括从备料、切割、装配焊接、检验等工序组成的焊接生产全过程的自动化。H 型钢焊接工序的自动化是焊接生产自动化的基础,而只有实现了焊接生产全过程的自动化,才能得到稳定的焊接质量和均衡的焊接生产节奏以及较高的焊接生产效率。对于 H 型钢焊接工序自动化来说,主要是焊接过程及焊接装备的自动控制问题。该自动化系统的基本单元包括机械装置、执行装置、电源、传感器、控制器、自动焊机。其中机械装置有能够实现某种运动的机构,例如:夹紧 H 型钢的工作台能根据要求由水平方向旋转 45 度后水平埋弧焊接,旋转 180 度再进行焊接,反方向旋转 90 度由另一侧的埋弧焊机水平焊接焊缝,再反方向旋转 180 度进行焊接;执行装置主要是驱动机械装置运动的电动机或液压、气动装置等。传感器主要是指检测机械运动的传感器。控制器主要用于机械运动控制的电子控制电路系统、计算机、可编程序控制器等。自动焊机包括弧焊电源、送丝机、焊枪等,它是一个独立的自动控制系统。H 型钢焊接自动化的关键技术主要包括机械技术、传感技术、伺服传动技术、自动太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书2控制技术和系统技术等。(1)机械技术就是根据焊件结构特点、焊接工艺过程的要求,应用经典的机械理论与工艺,借助于计算机辅助技术,设计并制造出先进、合理的,焊接 H 型钢的机械装置,实现自动焊接过程中的机构运动的一门技术。(2)传感与检测是实现闭环自动控制、自动调节的关键环节。传感器的功能越强,系统的自动化程度就越高。(3)伺服传动技术对系统的动态性能、控制质量和功能具有决定性的影响。(4)自动控制技术中控制器是系统的核心,控制器的主要作用主要负责是 H 型钢焊接自动化中的信息处理与控制,最终给出控制信号,通过执行装置使焊接机械装置按照一定的规则运动,实现自动焊接。(5)系统技术就是以整体的概念组织应用各种相关技术。从系统的目标出发,将整个焊接自动化系统分解成若干个相互关联的功能单元。第 2节 H 型焊接自动化的改进方式在现行的焊接 H 型钢生产线中,角焊缝的自动化大都采用船型位置的埋弧焊。这种工艺方法的优点是可以保证焊缝成形良好,大尺寸焊脚的焊缝可一次行程完成。其缺点是 H 型钢的 4 条角焊缝必须分别在四个不同的工位,由 4 台焊机一次进行焊接,不仅增加生产线的设备投资,而且延长了半成品传送翻转的辅助时间,降低了生产效率。上述缺点主要是由选用传统的埋弧焊方法焊接角焊缝多决定的。另一方面,钢结构设计单位对 H 型钢角焊缝尺寸的要求偏于保守,设计图纸往往规定较大的焊脚尺寸。而我国黑色冶金行业标准 B3301-92 已作明确规定,焊接 H 型钢角焊缝的尺寸 按0.61 计算,1 为腹板的厚度。美国 A1.1-98“钢结构焊接法规”中亦明确规太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书3定了最小角焊缝尺寸不超过所连接部件中较薄板厚度的 1/2,对于厚度小于等于19 的腹板,最小角焊缝尺寸仅为 6。根据上述规定,H 型钢角焊缝焊接方法不必再选埋弧焊,而改用 XO2气体保护药芯焊丝电弧焊或自保护药芯焊丝电弧焊更合适。采用这种焊接方法可以在横焊位置一次行程焊接焊脚高度达 8 的角焊缝。由于药芯焊丝电弧焊焊缝的冷却速度大大高于埋弧焊,故在横焊位置仍能保证较大焊脚尺寸的角焊缝成形良好。这样就可以采用双头自动焊机,同时焊接 H 型钢一面的二条角焊缝,焊接生产效率至少提高一倍。对于轻型焊接 H 型钢的自动化生产,可以将腹板与翼板的组装、焊接、焊后翼缘的矫正集成于一台装焊矫组合一体机上完成,可大大提高生产效率,并节省设备投资费用,缩小生产线占地面积。随着钢结构行业的飞速发展,对钢结构制造质量要求越来越高,特别是焊接后的H 型钢涂装前表面处理已成为钢结
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