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60吨焊接变位机设计【7张图纸-3A0】【优秀】

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摘要

　焊接变位机是一种焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接滚轮架并称为焊接辅助设备中三大机。焊接变位机是应焊接行业的机械化、自动化发展需要而产生的。焊接变位机作为一种焊接配套设备，用于管子横向对接焊接，管子与法兰内外环缝焊接，管子对管子全位置焊接。焊接变位机可水平翻转角度，通过工作台的回转及翻转运动使工件上焊缝处于最理想的位置进行焊接，从而大大提高焊缝质量，减轻焊工劳动强度，尤其是适合焊接各种轴类、盘类、筒体等回转工件的理想设备。

　本设计分析了解国内外焊接变位机的发展状况、以及焊接变位机在焊接机器人中的应用，设计了一种60吨座式焊接变位机。主要内容是关于焊接时机械的回转翻转的控制、电机的选择、减速器的选择、各个轴和齿轮轴承的确定以及校核等等。

　设计的具体过程是根据预定的载荷和要求的焊接速度从而确定设备所需要的电机类型，包括:电机的转速、额定功率、电压电流等，在此基础上计算轴的尺寸和相应配件的型号，并且对其进行相关的强度、使用寿命等的校核，然后对一些外购件也进行选择。

　选用的方法主要是机械设计的相关知识，使用到的有材料力学，CAD等。

　关键词：焊接变位机；机械设计；焊接辅机

摘要III

ABSTRACTIV

目录V

1 绪论1

　1.1 立题依据1

　1.2 焊接辅机的作用和分类1

　1.3 焊接变位机的功能及结构形式2

　2.1 设计的基本参数4

　2.2 变位机的总体方案设计4

　2.3 驱动系统方案4

　　2.3.1 工作台回转方案4

　　2.3.2 工作台翻转方案4

　2.4 导电装置方案5

3 回转机构设计6

　3.1 工作台回转机构6

　3.2 回转支承的选择6

　　3.2.1回转系统承载的总重量6

　　3.2.2 计算回转支承的最大倾覆力矩7

　　3.2.3 齿轮1的参数（即与回转支承啮合的小齿轮）8

　3.3 选择工作台的回转电机10

　3.4 减速器的选择11

4 工作台倾斜机构设计12

　4.1 倾斜机构12

　4.2 选择倾斜机构的电机12

　4.3 蜗杆减速器13

　　4.3.1 蜗杆和蜗轮的设计14

　　4.3.2 蜗杆轴和蜗轮轴的初步设计16

　4.4扇形齿轮传动设计16

　4.5 倾斜机构中轴的设计19

　　4.5.1 倾斜轴的最小直径19

　　4.5.2 翻转小齿轮轴的最小直径24

　4.6 联轴器的选用计算27

　　4.6.1 减速器与减速器之间的联轴器27

　4.7 轴承的选用和校核27

5 安装调试与操作使用29

　5.1 安装29

　5.2 调试与检测29

　5.3 操作与使用29

6 结论与展望30

　6.1结论30

　6.2不足之处及未来展望30

致谢31

参考文献32

　　　采用座式焊接变位机，工作台连同回转机构通过倾斜轴支承在机座上，工作台以焊速回转，倾斜轴在0°—90°的范围内恒速倾斜。该机为座式焊接变位机，稳定性好，一般不用固定在地上，搬移方便。

2.3 驱动系统方案

2.3.1 工作台回转方案

　　　工作台的回转运动应有较宽的调速范围，从0.027r/min—0.27r/min调速平稳均匀，要有双向回转功能和自锁功能。

第一种方案：电动机驱动，经过减速器减速后通过齿轮传动带动工作台回转，要求无级变速。

第二种方案：在全液压变位机，采用液压马达来驱动及控制工作台回转的速度和角度。

2.3.2 工作台翻转方案

　　工作台的倾斜速度恒定，运动要自如平稳并有多重自锁功能。

第一种方案：电动机经过减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜，该方案目前应用很广。

第二种方案：在全液压变位机中采用液压缸直接推动工作台倾斜，对液压驱动方面的要求较高。

第三种方案：电动机经过减速器减速后通过螺旋副使工作台倾斜，该方案应用很少。

2.4 导电装置方案

焊接变位机作为焊接电源二次回路的组成部分，必须设有导电装置。焊接时，强大的焊接电流通过工件和工作台经导电装置传至工作台倾斜轴，再由位于倾斜轴返回到焊机的负极。导电装置提供了一个顺畅的电流回路，有效地防止了焊接电流直接通过齿轮副和轴承，既保证足够的焊接电流，又使机构免遭电流损坏。

　　　第一种方案：采用外接导电装置，主要是采用电刷式的，它由电刷、电刷盒、刷架组成，结构形式多样，在焊接变位机中应用最广。

　　　第二种方案：采用自身导电。必须采用以下措施：①使用带有石墨成分的润②在轴向力的作用下，各传动副之间、轴承内外圈之间要接触紧密。自身导电然省去了专用的导电装置，但对变位机各传动副的装配间隙要求较严，使用中又需经常检查和调整，比较麻烦，采用不多。3 回转机构设计

3.1 工作台回转机构

　　　工作台带动60吨工件以焊速250mm/min—2500mm/min在0°—180°内回转。其回转系统的如图3.1所示。其传动路线大致为：驱动电机——回转减速机——回转支承——工作台。

　　　工作台固定于回转支承上，回转支承固定在支承梁上。回转支承外围上的大齿轮与减速器输出轴小齿轮啮合，通过与减速器输入轴连接的电机的驱动，形成工作台的回转运动。电机和减速器输出轴直联，利用电机的失电制动器来对回转运动进行制动和自锁。

2 方案设计

2.1 设计的基本参数

　　　基本承载能力 60吨

　　　工作台直径 3000mm

　　　工件偏心距500 mm

　　　回转角度 0°—180°

　　　翻转角度 0°—90°

　　　焊接速度 250mm/min—2500mm/min

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内容简介：: 存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械95 学生姓名：朱斌课题（设计）名称：60吨焊接变位机设计开始日期：2012年11月12日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书存在问题：对论文难易程度理解不够，难点分析不足，分析能力欠缺，没有摆好自己做设计的心态。改进方法：在指导老师的帮助下，进一步消化本课题，定下心来完成设计4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训机械制造综合实训，机械零件加工方法和加工工艺编制存在问题：设备操作不熟练，缺少加工经验，编制的加工工艺不合实际，无法满足实际生产需求。改进方法：了解设备操作方法和加工特点，掌握加工工艺编制方法。11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习在无锡市易格斯机械有限公司实习，了解工作流程，提高自己的交流能力存在问题：没有实习实训的经验，不知道从哪开始着手。改进方法：参与工作，虚心请教，融会贯通。132013年3月4日-3月8日整理资料、确定总体设计方案查阅并整理与设计有关的参考资料，中文不少于10篇，外文不少于5篇存在问题：由于工作原因，空闲时间很少，查阅资料太少。改进方法：利用空余时间，去图书馆查找相关资料，在网上查找相关文献。142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定倾斜机构的设计及蜗杆减速器等其他装置设计存在问题：装置设计不合理，不能进行实际生产加工，零件结构尺寸确定没有依据，计算错误。改进方法：认真查阅各方面资料，结合加工设备。152013年3月18日-3月24日电机的选择和确定分析机构的负载要求，计算出电机额定功率存在问题：对电机的计算过程有所遗忘，缺少相关资料。改进方法：去学校把所需的一切资料整理好，带在身边。162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图初步完成60吨焊接变位机总装图存在问题：某些细节表达不详细。改进方法：询问老师并查阅相关资料。172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图标注60吨焊接变位机总装图存在问题：一些尺寸没有依据。改进方法：购买相关的书籍，多查资料，根据国标来确定尺寸。182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图完成总装图存在问题：某些细节表达不详细，一些尺寸没有依据。改进方法：购买相关的书籍，多查资料，根据国标来确定尺寸。周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图初步完成部件图并标注完毕存在问题：标注方式不正确。改进方法：查阅资料了解正确的标注方式。202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图把部件图套入A1图纸模板并编写明细栏存在问题：细节方面存在小误差。改进方法：温习制图原理避免发生细节错误。212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书撰写绞龙式和面机的设计说明书并绘制零件图存在问题：零件图的表达方案不合理。改进方法：询问老师，修改零件图的表达方案。222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书完成60吨焊接变位机的设计说明书和零件图存在问题：没有画出主要零件的零件图。改进方法：询问老师，找出主要零件绘制零件图。232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书完成图纸的修改及说明书的格式修改存在问题：零件图上尺寸公差不合理，粗糙度选用不规范及说明书格式不对。改进方法：修改、完善尺寸标注和技术要求及根据模板修改说明书格式。242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩整理所有资料，打印后上交，准备答辩资料整理欠合理，按学院要求整理并装订说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械91 学生姓名：汤东鹏课题（设计）名称：饺子机及传动系统设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械95 学生姓名：徐斌课题（设计）名称：单轴式和面机设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械95 学生姓名：孙勇课题（设计）名称：双轴式和面机设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械94 学生姓名：沈川课题（设计）名称：高剪切式单螺杆挤压机设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械92 学生姓名：陈玉课题（设计）名称：同向旋转型双螺杆挤压机及挤压部件设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械92 学生姓名：曹彬彬课题（设计）名称：同向旋转型双螺杆挤压机及传动系统设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械94 学生姓名：沈杰课题（设计）名称：反向旋转型双螺杆挤压机及挤压部件设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书242013年5月20日-5月25日准备答辩、答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械94 学生姓名：徐志强课题（设计）名称：反向旋转型双螺杆挤压机及传动系统设计开始日期：2012年11月7日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书4-102012年12月3日-2013年1月20日指导专业实训11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习132013年3月2日-3月10日整理资料、确定总体设计方案142013年3月11日-3月17日主要参数的计算与确定152013年3月18日-3月24日主要参数的计算与确定162013年3月25日-3月31日设计与绘制设备总装图172013年4月1日-4月7日设计与绘制设备总装图182013年4月8日-4月14日设计与绘制设备总装图周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月21日设计与绘制部件图202013年4月22日-4月28日设计与绘制部件图212013年4月29日-5月5日设计与绘制零件图撰写设计说明书222013年5月6日-5月12日设计与绘制零件图撰写设计说明书232013年5月13日-5月19日修改图纸、说明书2420

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