文献综述-有关防窜焊接滚轮架的综述

重庆理工大学毕业论文 文献综述 1 有关 防窜焊接滚轮架 的综述 刘正龙 摘要： 本文简述了焊接滚轮架的结构，发展趋势，发生窜动的原因，以及几种防止发生窜动的调整方法。 关键词： 焊接滚轮架 发展趋势 水平窜动 调整方法 焊接滚轮架是 借助主动滚轮与焊件间的摩擦力来带动焊件旋转的变位机械。 滚轮分主动滚轮与从动滚轮 。 主要用于筒形焊件的装配与焊接。若对主、从动滚轮的高度作适当调整，也可进行锥体、分段不等径回转体的装配与焊接。 对于一些非圆长形焊件，若将其装卡在特制的 环形卡箍内，也可在焊接滚轮架上进行装焊作业。 结构形式分类 长轴式滚轮架 :滚轮沿两平行轴排列，与驱动装置相联的 一排为主动滚轮，另一排为从动滚轮，也有两排均为主动滚 轮的，主要 用于细长薄形焊件的组对与焊接。 1 从动滚轮 2 主动滚轮 3 驱动装置 组合 式滚轮架 :使用时可根据焊件的重量和长度 进行任意组合，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。 a)主动滚轮架 b)从动滚轮架 c)混合式滚轮架 焊件产生轴向窜动的主要原因 随着焊接工艺与自动化水平的断提高 ,对筒形工件在滚轮架上运转状态的平稳性提出了更高的要求。可是由于种种原因 ,诸如焊接滚轮架的制造安装误差以及筒体几何形状的不规则 (偏离理想回转 体 )等原因 (包括水平度、平行度、洁度、长度、重量、重心位置等等差异 ),会不可避免地使得工件在滚轮架上做旋转运动时会产生水平方向上的位移 ,即所谓水平窜动。经观察分析可知 ,无论何种原因引起的工件窜动 ,归根结底是筒形工件动转过程中在某一水平方向上所受合力不为零所致 ,其 根本原因是由于螺旋角的存在 ,螺旋角是滚轮架制造安装过程中带来的随机误差 。 国内外焊接滚轮架的研究现状 目前，国内工厂普遍采用的仍是普通焊接滚轮架，防止和校正工件轴向窜动，通重庆理工大学毕业论文 文献综述 2 常是在工件的轴向端发进行人工加阻挡装置来强行制止，但这种方法仅仅局限于小吨位 的工件焊接，而对于大吨位的工件焊接，尤其是厚壁型筒体环缝窄间隙焊接以及对工件上焊道位置精度要求更高的筒体带极堆焊，由于工件质量大，形成的轴向窜动力很大，采用硬挡的办法，不仅使工件运行阻力增加，造成转速的不稳定，易产生焊接缺陷，而且往往使工件端头已加工好的坡口因挤压而损坏因此需要研制一种新的焊接装备来解决大型工件焊接时的轴向窜动问题。 为此，国外在 80 年代初期研制开发了一种防止工件轴向窜动的焊接滚轮架。如瑞典伊萨 (意大利安莎多 (朋 英国 (司等都推出了这种产品。国外所研制的防 轴向窜动焊接滚轮架与常规的焊接滚轮架相比，增加了一套高可靠度的轴向位移自动调节系统。在焊接过程中能同步调节筒体的姿态，使焊接过程可靠实施，大大提高了生产效率，同时可得到高质量的焊接接头。相比较国外，我国防轴窜焊接滚轮架的研制还处在初始阶段，据调查，至今国内尚无正式厂家能够制造出比较成熟的产品，生产中主要是依靠引进国外的设备，如兰州石油化工机械厂、哈尔滨锅炉厂、齐齐哈尔第一重型机械厂等，都从国外引进了防轴向窜动的焊接滚轮架。这样，一方面要花费大量的外汇，另一方面也远远不能满足国内日益增长的焊接生产需要。 防止 窜动方法 一， 原始的防止筒体轴向窜动的方法是 :对滚轮架反复进行安装调整 ,这不仅需要丰富的经验和技术 ,而且很费时间 ,在工作场地有限、起吊能力不足的场合尤为不便 当工件吨位较大时 ,不仅产生较大的轴向力 ,而且易于损坏端面坡口并影响焊速的稳定性 。 二 ,机械调节方式所谓筒体的轴向运动的调节 ,是指通过某种方式不断地改变一个或几个螺旋角 改变滚轮架系统所固有的误差 ,在一段时间内使筒体的轴向位移之和为零 ,且最大位移不超过规定值 移式和偏转 式三种 。 1， 升降式调节是通过举升机构改变一个从动滚轮的位置 (其中心轨迹为一段弧线 )来改变筒体一侧中心的位置 ,从而实现螺旋角的改变的 。 其调节量为 0 = (1 + (2l) = (1 - ,l 为跨距以上两式说明在升降式调节的调节量中 ,存在协调与非协调两种成分 。 2， 平移式调节是通过平移机构使两个从动滚轮作同步水平移动来实现的 。 其调重庆理工大学毕业论文 文献综述 3 节量为 0 = /2)/l = 0 因此平移式调节产生的调节量全部由协调成分构成 。 3，偏转式调节是 通过偏转机构使某一从动滚轮绕 转过一定的角度 。 若安装时 满足下列关系 + ( /2) = /2 则偏转角即为螺旋角 ,其调节量为 0 = /4 = 上式说明在偏转式调节的调节量中 ,主要由非协调成分构成 。 升降式调节 平移式调节 偏转式调节 调节方式的比较 由于调节所产生的非协 调成分将导致筒体与滚轮间的轴向力和摩擦滑动 ,容易使筒体擦伤 ,并加剧滚轮轮面的磨损 在三种调节方式中以平移式为优 ,而且平移式机构的横向尺寸较小 ,适于工作场地受限制的场合 滚轮架的吨位不能太大 。 从调节的灵敏度来看 ,由于筒体重力可自然消除举升机构传动链上的往复运动间隙 ,因此在三种调节方式中以升降式为优 ,而平移式和偏转式机构均需采取专门措施来消除其传动链上的往复间隙 ,特别是低速级的间隙 两个举升机构组合起来还可作为装配滚轮架使用 。 从对焊接过 程的影响来看 ,则以偏转式为优 ,因为升降式和平移式机构在调节时均要改变筒体轴线的位置 ,特别是当焊缝位于从动滚轮一侧时 ,影响更大 由于希望能够对支承距 s 进行无级调节 ,以所要求的关系 ,从而增加了机构的复杂性 ;否则在调节过程中 ,偏转滚轮将直接对筒体产生方向不定的轴向推力 ,加剧滚轮轮面的磨损 ,并增大偏转机构的功率 对于滚轮架的制造安装误差要求更严格 。 重庆理工大学毕业论文 文献综述 4 防轴窜焊接滚轮架三种机械调节方式的综合比较 比较内容 升降式调节 偏转式调节 平移式调节 调节方式特点 通过一个滚轮的 升降改变螺旋角 通过一个滚轮的 偏转改变螺旋角 通过两个滚轮的 平移改变螺旋角 调节性质 含有协调与非协 调分量两种成分 只含有非协调 分量一种成分 只含有协调分 量一种成分 轴向力 调节产生一定的轴向力 调节产生较大的轴向力 调节不产生轴向力 轮面与筒体的磨损 居中 较大 较小 机械往复运动间隙 筒体重力自然消 除往复运动间隙 需采取专门措施 消除往复间隙 需采取专门措施 消除往复间隙 机构横向尺寸 较大 居中 较小 支承距的调节 不必无级调节 必需无级调节 不必无级调节 对焊接过程的影响 从动轮一侧稍有影响 无影响 从动轮一侧稍有影响 其它用途 组合后可用作对 接装配滚轮架 无 无 几种重型焊接滚轮架的比较 防偏移机构由液压驱动滚轮支座在水平面摆动。这种结构简单有效 ,调整范围有限 ,适用范围小。另外的问题是 ,在重负荷下支座摆动使旋转滚轮与工作由线接触变成点接触 ,使工件表面的接触压力增加 ,可能会对产品表面质量有一定影响。 防偏移机构采用液压伺服驱动偏心轴带动滚轮在垂直平面摆动。结构简单有效 ,调整范 围受偏心机构的限制 ,最大调整量最大调整量是偏心半径 ,适用范围小。 防偏移机构采用杠杆原理 ,由电动机驱动滚轮支座在垂直平面摆动。结构相对复杂 ,但它是具有防偏移功能滚轮中调整量最大的之一 ,适用范围大。 重庆理工大学毕业论文 文献综述 5 参考文献： 1 防止工件轴向窜动焊接滚轮架控制机理研究 沈风刚 薛 锦 2 防轴窜焊接滚轮架的进一步研究 马 杭 王 政 朱 亮 3 防轴窜焊接滚轮架控制机理研究 朱亮 王政 马抗 赵文军 张爱华 4 防轴向位移焊接滚轮架控制系统的设计与研究 李佳 慧 付 全 王 侠 5 关于防轴窜焊接滚轮架的研究 马 杭 朱 亮 刘 萍 王 政 沈风刚 6 焊接滚轮架初探 常德兴 郭 旺 7 焊接滚轮架防轴窜微机控制系统 朱亮 8