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4T焊接滚轮架机械设计【17张CAD图纸和毕业论文】【机械专业答辩通过】

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4T焊接滚轮架机械设计【CAD图纸+毕业论文】【机械专业答辩通过】.rar

[A5-070]设计类-4T焊接滚轮架机械设计

A3-左滚轮机架.dwg---(点击预览)

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滚轮架相关资料

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焊接用滚轮架的设计.pdf---(点击预览)

滚轮式焊接架的设计及校验2.pdf---(点击预览)

滚轮架产品图片

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关键词：: 焊接轮架机械设计 cad 图纸毕业论文机械专业答辩通过

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说明书一份,50页,22000字左右.
开题报告一份.
文献综述一份.
PPT答辩稿一份.
翻译一份.

图纸共17张:
A0-总装图.dwg
A1-右滚轮解剖图.dwg
A1-左滚轮解剖图.dwg
A2-机架.dwg
A2-解剖图.dwg
A2-轴.dwg
A2-轴承端盖.dwg
A2-轴承透盖.dwg
A3-滚轮机架.dwg
A3-右滚轮机架.dwg
A3-左滚轮机架.dwg
A4-长轴.dwg
A4-短轴.dwg
A4-滚轮.dwg
A4-丝杠.dwg
A4-轴承端盖.dwg
A4-轴套.dwg

摘要

焊接装备就是在焊接生产中与焊接工序相配合，有利于实现焊接生产机械化，自动化，有利于提高装配焊接质量，促使焊接生产过程加速进行的各种辅助装置和设备。焊接滚轮架是借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊接旋转的变位机械。焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接。焊接滚轮架按结构形式分为两类：第一类是长轴式滚轮架。第二类是组合式滚轮架。本文主要对组合式4T焊接滚轮架进行设计，并对轴、键等主要构件进行了校核。结果表明各主要部件符合要求。该滚轮架结构简单，使用方便灵活，对焊件的适应性很强。设计中充分的考虑了滚轮架的合理性和经济性等因素。

关键词：焊接；工装夹具；滚轮架

Abstract

Welding equipment is a machine which is used in welding production and welding processes, and it is conducive to welding production mechanization and automation, to improving assembly welding-quality. Then it could prompte to speed up the process of welding production of the various assistive devices and equipment. Welding roller is used initiative and welding pieces of the wheel between the Mount relay driven welding rotating mechanical deformation. Welding roller stands for the main pieces of tube welding and welding assembly. Welding roller standing by structural form is divided into two categories : the first category is long axis-wheel frame., the second category is modular roller frame. In this paper, four pairs of modular T-welded wheel for the design, as well as axial, bond and other main component of checking. The results showed that the main components to meet the requirements. The roller frame structure is simple, flexible, adaptive welded pieces of a strong, which is the most widely used form of the structure. And it could be fully considered the roller frame reasonable and economic, and other factors.

【Key words】：weld, frock clamp, turning rolls

第一章文献综述 1
1.1焊接的应用 1
1.2焊接机械装备 1
1.2.1焊接机械设备的分类 2
1.2.2焊接机械装备对焊接生产的作用 2
1.3焊接自动化： 3
1.4焊接工装夹县 4
1.4.1焊接工装夹具的特点 5
1.4.2焊接工装夹具的分类 6
1.4.3对焊接工装夹具的设计要求 6
1.4.4焊件在焊接工装夹具中的定位方法 7
1.5焊接变位机械 8
1.5.1焊接变位机械的分类 8
1.5.2焊接变位机械应具备的性能 9
1.6几类焊接机械设备的具体介绍 10
1.6.1焊接变位机 10
1.6.2焊接翻转机 11
1.6.3焊接操作机 12
1.6.4焊接滚轮架 13
1.6.5关于滚轮架轴向窜动的问题 16
第二章方案的选择与确定 18
2.1组合式滚轮架的特点： 18
2.2滚轮驱动方案 20
2.3减速器的选择： 20
2.4连轴器的选用： 21
2.5滚轮架滚轮的设计 21
2.6轴的设计 23
2.7轴承的选用 24
2.8轴承端盖的设计 25
2.9丝杠的设计 26
2.10键的设计 27
2.11机架的设计 27
2.12表面粗糙度 29
第三章计算与校核 30
3.1焊接滚轮架的设计计算 30
3.1.1驱动圆周力与支反力的分析及中心角的确定 30
3.1.2 焊接滚轮架的受力分析 33
3.1.3滚轮支反力的计算 34
3.2电动机的选定 36
3.3轴的校核 37
3.4滚轮处键的校核 38
3.5轴承寿命计算 38
3.6轴承的强度计算 39
结论 41
致谢 42
参考文献 43

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A0-总装图.gif

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A3-滚轮机架.gif

A3-左滚轮机架.gif

内容简介：: ICS 25. 160. 10J 33JB/T 91871999焊接滚轮架Welding turning rolls1999- 06- 24 发布2000- 01- 01 实施国家机械工业局发布I前言本标准是对 ZB J33 00390焊接滚轮架的修订。修订时仅对原标准做了编辑性修改，其主要技术内容没有变化。本标准自实施之日起代替 ZB J33 00390。本标准由全国焊接标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位：哈尔滨焊接研究所。本标准主要起草人：鲁年松、赵长生。本标准于 1990 年发布，本次修订系首次修订。JB/T 9187199911 范围本标准规定了焊接滚轮架的分类、技术要求、试验方法和检验规则等内容。本标准适用于通用型滚轮架。对于有特殊要求的滚轮架或专用机可参考本标准，由制造厂与用户双方协商处理。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 11841996形状与位置公差未注公差值GB/T 13561988渐开线圆柱齿轮基本齿廓GB/T 1800.31998极限与配合基础第 3 部分：标准公差与基本偏差数值表GB 40641983电气设备安全设计导则GB/T 100891988圆柱蜗杆、蜗轮精度GB/T 100951988渐开线圆柱齿轮精度3 产品分类滚轮架由滚轮和基座组成。3. 1 滚轮型式分类基本滚轮、交换滚轮、差动滚轮、可调中心高滚轮及可偏转轴线滚轮五种见表 1。3. 2 滚轮架分类长轴式滚轮架和组合式滚轮架两大类。3. 2. 1 长轴式滚轮架多个滚轮沿筒体类工件两侧成两行同轴排列，一侧均为主动轮，另一侧为从动轮，且主动轮与从动轮数相同。用于细长筒体工件的装配和焊接。3. 2. 2 组合式滚轮架组合式滚轮架由两个滚轮支承在同一个基座上组成滚轮架，可根据工件的重量和长度由两架或多架任意组合。按组合滚轮类别可分为基本式滚轮架、交换式滚轮架、自调式滚轮架、可调中心高滚轮架和可偏转轴线滚轮架五种。3. 2. 2. 1 基本式滚轮架由两个基本滚轮组成。国家机械工业局 1999- 06- 24 批准中华人民共和国机械行业标准焊接滚轮架Welding turning rollsJB/T 91871999代替 ZB J33 003902000- 01- 01 实施JB/T 918719992表 1 滚轮的型式分类序号型式传动机构示意图说明主动1基本滚轮从动2交换滚轮从动交换滚轮位置，可获得不同的中心距主动3差动滚轮从动随工件直径变化，摆架摆动一个转角，保持所有滚轮都接触工件4可调中心高滚轮从动滚轮中心高可调5可偏转轴线滚轮从动滚轮轴线可以在水平平面内按需要偏摆一个角度JB/T 9187199933. 2. 2. 2 交换式滚轮架由交换滚轮和基本滚轮组成，变换交换轮的位置可获得不同的中心距，以适应不同直径的工件。3. 2. 2. 3 自调式滚轮架由差动滚轮组成的滚轮架。自调式滚轮架可随工件直径不同，滚轮随摆架自动调整滚轮中心距使工件获得平衡支承。自调式滚轮架通过差动齿轮系统驱动主动滚轮。3. 2. 2. 4 可调中心高滚轮架由可调中心高滚轮和基本滚轮组成，通过调节一个滚轮的中心高使筒体类工件在旋转时产生一个与工件窜动方向相反的轴向分力来消除工件的轴向窜动。3. 2. 2. 5 可偏转轴线滚轮架由可偏转轴线滚轮和基本滚轮组成，通过调节可偏转轴线滚轮轴线与筒体类工件母线的夹角获得一个与工件窜动方向相反的轴向分力来消除工件的轴向窜动。滚轮架的传动方式和机构示意图见表 2。表 2 滚轮架传动方式及机构示意图类型型式移动功能传动机构示意图长轴式滚轮架长轴式固定式一侧主动一侧从动单主动双主动组合式滚轮架基本式滚轮架固定式从动JB/T 918719994表 2（续）类型型式移动功能传动机构示意图单主动双主动基本式滚轮架移动式从动主动固定式从动主动组合式滚轮架交换式滚轮架移动式从动JB/T 918719995表 2（续）类型型式移动功能传动机构示意图主动固定式从动主动自调式滚轮架移动式从动固定式从动可调中心高滚轮架移动式从动JB/T 918719996表 2（完）类型型式移动功能传动机构示意图组合式滚轮架可偏转轴线滚轮架固定式从动注 1 由可调中心高滚轮组成的滚轮架均需配单主动或双主动基本滚轮架。 2 由两个可调中心高滚轮亦可组成固定式或移动式滚轮架，它们具有防轴向窜动，调整工件中心，对焊缝间隙等功用。 3 由一个可偏转轴线滚轮组成的固定式滚轮架均需配单主动或双主动基本式滚轮架，可防工件轴向窜动。4 型号编制方法焊接滚轮架型号以名称、额定载重量、结构类型、传动形式、沿工件轴线移动功能以及速度稳定程度分级等代号编制。4. 1 滚轮架型号表示方法如下：HGJX1 X2X3X4 X54. 1. 1 GHJ 表示焊接滚轮架名称。4. 1. 2 X1表示焊接滚轮架额定载重量代号，直接以吨数（阿拉伯数码）表示。组合式滚轮架额定载重量是指两个滚轮架共同承载的重量。长轴式滚轮架额定载重量是指所有滚轮共同承载的重量。焊接滚轮架额定载重量有以下档级：0.6 t；2 t；6 t；10 t；25 t；60 t；100 t；160 t；250 t。4. 1. 3 X2表示结构分类代号，按表 3。速度稳定程度分级（见表 6）沿工件轴线移动功能（见表 5）传动形式（见表 4）结构分类（见表 3）焊接滚轮架额定载重量焊接滚轮架代号JB/T 918719997表 3 结构分类代号结构分类代号 X2结构分类名称1长轴式滚轮架2基本式滚轮架3交换式滚轮架4自调式滚轮架5可调中心高滚轮架6可偏转轴线滚轮架4. 1. 4 X3表示传动形式代号，按表 4。表 4 传动形式代号传动形式代号 X3123传动形式单主动双主动从动4. 1. 5 X4表示滚轮架沿工件轴线移动功能代号，按表 5。表 5 轴向移动功能代号功能代号 X412名称固定式移动式4. 1. 6 X5表示速度稳定程度分级代号，按表 6。表 6 速度稳定性能代号速度稳定程度代号 X5速度允许波动百分数A5%B10%5 正常使用条件焊接滚轮架在下列使用条件下应能正常工作。5. 1 海拔高度不超过 1000 m。5. 2 周围环境空气温度不应超过下列限值：a）最高温度 40；b）最低温度 0。5. 3 空气相对湿度在日平均温度不大于 25时，最湿月份的平均最大相对湿度为 90%。5. 4 焊接滚轮架使用场所应无严重危害或影响滚轮架正常使用的爆炸性或腐蚀性工业气体、水蒸气、盐雾和化学性沉积物等。5. 5 供电电网品质JB/T 918719998电压波动（当频率为额定值时）10%；频率波动（当电压为额定值时）2%。5. 6 焊接滚轮架两地轨上平面的平面度应达到 GB/T 1184 的有关要求。两地轨的平行度应符合 GB/T 1184 的有关要求。5. 7 使用环境如有特殊要求，用户可与制造厂协商，作特殊防护设计。6 技术要求6. 1 主动滚轮应采用直流电动机或交流宽调速电动机通过变速箱驱动。6. 2 主动滚轮圆周速度应满足焊接工艺的要求，在 6 60 m/h 范围内无级可调。如有特殊要求，制造厂和用户协商确定。6. 3 滚轮圆周速度应稳定、均匀，不允许有爬行现象，其允许的速度波动量v 按不同的焊接工艺要求划分为 A、B 两级（见表 6）。6. 4 焊接滚轮架制造和装配精度要求6. 4. 1 焊接滚轮架的蜗轮副、齿轮副等传动零部件应符合 GB/T 1356、GB/T 10095 和 GB/T 10089中 8 级精度要求。6. 4. 2 焊接滚轮架所有中心高必须相等，允许公差为 GB/T 1800.31998 表 2 中 IT8 的要求。6. 4. 3 滚轮两头和中部圆跳动应符合 GB/T 1184 的有关要求。6. 4. 4 工件两侧滚轮装配后或调整中心距后两轴线平行度、滚轮轴线与基座底面的平行度以及滚轮轴线与基座上和地轨侧面配合面的平行度在滚轮全长上测量应符合 GB/T 1184 的有关要求。如图 1 所示。6. 4. 5 工件两侧滚轮中心距在滚轮装配后或调整中心距后允许公差为 GB/T 1800.31998 表 2 中 IT8精度要求。6. 5 焊接滚轮架必须配备可靠的焊接电缆旋转接地器，不允许焊接电流流经滚轮架的轴承。6. 6 滚轮工作面的材料建议按滚轮额定载重量选取。6. 6. 1 滚轮架额定载重量 X110 t，采用橡胶轮面。6. 6. 2 滚轮架额定载重量 X110 t 而60 t，采用金属橡胶组合轮面，金属轮面承重，橡胶轮面驱动，组合方式见图 2a）及图 2b）。6. 6. 3 滚轮架额定载重量 X160 t，采用金属轮面。6. 6. 4 长轴式滚轮架的滚轮工作面的材料由供需双方商定。6. 7 滚轮直径、滚轮架的额定载重量及筒体类工件最大、最小直径应符合表 7 规定。6. 8 焊接滚轮架每对滚轮的中心距必须能根据筒体类工件的直径作相应的调整，保证两滚轮对筒体的包角大于 45，小于 110。6. 9 筒体类工件在防轴向窜动滚轮架上进行焊接时，在整个焊接过程中工件的轴向窜动量应3mm。6. 10 主动滚轮驱动电动机最小功率建议按表 8 选取。表 8 中所列功率值为一台电动机驱动一对主动滚轮时的功率。如果用两台电动机分别驱动两个主动滚轮时，电动机的功率值应为表 8 中所列数值的一半。6. 11 电气控制系统的安全指标应符合 GB 4064 要求。JB/T 918719999图 1 滚轮轴线间及与基座面的平行度示意图图 2 轮面组合示意图JB/T 91871999106. 12 焊接滚轮架应采用优质钢制造，如用焊接结构的基座，焊后必须进行消除应力热处理。6. 13 出厂前，滚轮架非工作面应喷漆。6. 14 焊接滚轮架应在适当位置设有固定的起吊钩。表 7 滚轮直径及额定载重量额定载重量 X1t筒体工件直径mm滚轮直径mm0.626102560100160250最小直径最大直径200+2001000250+2501600315+3152500400+4003150500+5004000630+6305000800+80063001000+100080001250+1250表 8 主滚轮电动机的最小功率额定载重量 X1t0.626102560100160250电动机最小功率kW0.40.757 检查与验收7. 1 出厂检验滚轮架出厂前应按 6.4 所提项目和精度检查制造和装配质量，并进行空载试车。7. 1. 1 按 GB/T 10095、GB/T 10089 中 8 级精度及检查方法检查齿轮、蜗轮副等传动零件的质量。7. 1. 2 将滚轮架置于平台上用高度尺测量滚轮架基座下基准面至滚轮中心尺寸，应满足 6.4.2 要求。7. 1. 3 用百分表测量滚轮的圆跳动，应满足 6.4.3 要求。7. 1. 4 将滚轮架置于平台上用高度尺测量各滚轮两端中心高的差，即为滚轮轴线与基座底面的平行度；用平尺、方箱、高度尺测量滚轮两端到基座上和地轨侧面配合面的水平尺寸差，即为两滚轮轴线平行度及滚轮轴线与地轨侧面平行度，其值应满足 6.4.4 要求。7. 1. 5 用平尺和外径百分表测量两滚轮的中心距，应满足 6.4.5 要求。7. 1. 6 空载试车7. 1. 6. 1 空载试车时间应不少于 1 h。检查各主动轮旋转有无卡死现象，减速箱、变速箱有无异常声JB/T 9187199911响。7. 1. 6. 2 电动机调至最高和最低转速时，用线速度测定仪分别检查滚轮的最大和最小圆周速度，应满足 6.2 要求，圆周速度波动量应达到 6.3 要求。7. 2 型式试验型式试验可由供需双方协商确定，必要时，应由用户配合进行。7. 2. 1 负载试车7. 2. 1. 1 滚轮架在额定载重下（对 50 t 以上的滚轮架试验载重量由用户在额定载重量以下选择）进行负载试车。7. 2. 1. 2 在室温 20自然通风条件下，在达到热平衡后用电阻法测量驱动电动机的温升应小于表 9所列数值。表 9 电动机的允许温升电动机绝缘等级AEBFH允许温升6075801001257. 2. 1. 3 用线速度测定仪检测筒体工件表面线速度，应达到 6.3 要求。7. 2. 1. 4 对于防窜动滚轮架在负载试车全部时间内，测量工件总的轴向窜动应满足 6.9 要求。8 标志、包装、运输及保管8. 1 焊接滚轮架的标牌上应有型号、额定载重量、滚轮线速度范围、筒体工件直径范围、电动机功率、网路额定电压、滚轮架自重、滚轮架外形尺寸、出厂编号、出厂日期、制造厂名等。8. 2 包装箱应坚固，能防雨水，便于起重。可分部件包装。8. 3 包装时应同时装入产品合格证、使用说明书、安装图、装箱单等技术文件。8. 4 在运输过程中不允许倾倒和强烈振动。8. 5 焊接滚轮架出厂前和到货后使用厂不立即安装时，存放场地应符合 5.25.4 要求。JB/T 91871999中华人民共和国机械行业标准焊接滚轮架JB/T 91871999*机械工业部机械标准化研究所出版发行机械工业部机械标准化研究所印刷（北京首体南路 2 号邮编 100044）*开本 8801230 1/16 印张 1 字数 24,0001999 年 9 月第一版 1999 年 9 月第一次印刷印数 1500 定价 10.00 元编号 99895机械工业标准服务网：http:/www.JB.工艺设备材料滚轮式焊接架的设计及校验王传妹(常熟专用汽车制造厂江苏常熟215500)摘要介绍了用于半挂车车架焊接的滚轮式焊接架的设计及其稳定性校验。滚轮式焊接架依靠电动机通过蜗轮减速器传递到主动轮上,主动轮摩擦驱动主动盘,再通过主动盘带动从动盘及车架同时翻转。关键词:焊接滚轮架设计校验中图分类号:U 463132; TG431文献标识码:B文章编号: 100420226(2001)0320035203国内半挂车车架的生产大都采用焊接方法,其最简单的方法一般采用自由组合,直接施焊,这种工艺定位精度差。当车架处于水平状态时,车架纵梁与横梁的焊接多为立焊状态,故而焊缝质量得不到保证,直接影响车架的强度和使用寿命。有些企业为了提高焊接质量,在自由组焊的基础上,配以行车等吊装设备将点焊定位的车架翻转90 后再进行侧面平焊。这种方法虽然解决了立焊存在的焊接缺陷,但作业不安全,存在事故隐患。还有采用水平滑移式夹钳,即将定位胎具上点焊好的车架水平吊到专用夹具的钳口中,然后将车架的两端夹紧固定,采用一端机械传动的方法进行360 旋转,实现平焊的目的。这种方法是用车架自身作为传递扭矩的载体,故易造成车架自身的扭曲变形,影响到车架的使用寿命。1滚轮式焊接架的结构与特点滚轮式焊接架主动盘与从动盘之间采取刚性连接,保证车架在翻转过程中自身不承受扭矩,采取夹紧车架中部的方法适应不同长度和不同规格车架的焊接。滚轮式焊接架的回转运动是依靠电动机通过蜗轮减速器传递到主动轮上,主动轮摩擦驱动主动盘,再通过主动盘带动从动盘及车架一同作旋转运动来实现的(见图1)。图1滚轮式焊接架示意图11 主动盘21 从动盘31 主动胶轮41 从动胶轮51 从动铸铁轮2电机选择211电机转速的选取根据半挂车车架和滚动架结构的特点、尺寸及其质量和转动时的安全性要求,滚动架的转速为11. 5 r?m in。图2滚轮式焊接架动力传递示意图11 连轴器21 减速器31 柔式连轴器41 主动胶轮51 主动盘61 从动铸铁轮71 从动盘由图2可知,电机转速由下式求取:n=n2id2?d1(1 -)(1)式中:n电机转速, r?m inn2滚动架转速, r?m ind1主动轮直径,md2滚动架主动盘直径,mi减速器速比胶轮与钢轮摩擦传动的滑移率由于车架宽215 m ,可确定d2= 2. 8 m ,查机械设计手册得 = 0103,初选n2= 1115 r?m in,d1= 012 m ,i= 50,代入(1)式得电机转速为7201 080 r?m in。当选取转速为1 000 r?m in的6极电机时,滚轮架转速n2为1139 r?m in。212电机功率的确定21211滚轮架翻转过程中的受力分析滚轮架主、从动盘上受到车架的作用力可视为5320013专用汽车Special Purpose V ehicle相等的,其翻转过程中的受力可简化为图3的平面任意力系。(a)主动盘受力简图(b)从动盘受力简图图3滚轮架翻转受力情况21212建立平衡方程式经分析主、从动盘的受力图即可看出,滚轮架逆时针旋转时的受力状况要比顺时针旋转时的受力状况恶劣,因此,只需建立逆时针旋转时主、从动盘的平衡方程式。主动盘力平衡方程式:FX=P0cos45+Fncos+N2cos45-(N1+F2)cos45= 0(2)FY=P0sin45+Fnsin+N2sin45+(N1+F2) sin45-(m1+m2)g?2 = 0(3)M=M0-M2-MG-T= 0(4)从动盘力平衡方程式:FX=Fncos+(N4-F3)cos45-(N3+F4)cos45= 0(5)FY=Fnsin+(N4-F3) sin45+(N3+F4) sin45-(m1+m2)g?2 = 0(6)M=T-M3-M4-MG= 0(7)其中:M0=P0r2MG= (m1g?2)ecosFn= (m1?2)e2=(m1?2)e011452= 110510- 2m1e(=n2?30 =1139?3001145 rad?s)若不计从动轮滑动轴承的摩擦阻力,则:M2=F2r2=N2k1(1 +r2?r1)M3=F3r2=N3k2(1 +r2?r1)M4=F4r2=N4k2(1 +r2?r1)式中:F1、F2、F3、F4分别为主动胶轮、从动胶轮及从动铸铁轮与主动盘、从动盘之间的摩擦阻力,NN1、N2、N3、N4分别为主动胶轮、从动胶轮及从动铸铁轮与主动盘、从动盘之间的正压力,NM0主动轮驱动扭矩,NmMG工件转动时的偏心阻力扭矩,NmM2从动胶轮与主动盘之间的摩擦扭矩,NmM3、M4从动铸铁轮与从动盘之间的摩擦扭矩,Nmr1主动轮和全部从动轮的半径(d1?2),mr2主动盘和从动盘的半径(d2?2),mT滚动架转动惯性阻力矩,NmFn工件偏置离心力,N 工件偏置离心力Fn与X轴的夹角, ()k1主动胶轮与钢主动盘之间的滚动摩擦力臂,mk2从动铸铁轮与钢从动盘之间的滚动摩擦力臂,mP0主动盘驱动力,N主动盘、从动盘角速度, rad?se工件质心最大偏置量,mm1工件质量, kgm2滚动架质量, kgg重力加速度,m?s221213确定主动盘所受主动轮的最大驱动力P0max取:k1= 0125 cmk2= 0105 cmg10 m?s2将上述参数代入(2)(7)式整理后得:P0= 515410- 2(m1+m2) + 6196m1ecos-63王传妹:滚轮式焊接架的设计及校验111710- 4m1esinN1= 3144(m1+m2) + 01194m1ecos-712310- 3m1esinN2= 3148(m1+m2) -6197m1ecos-713110- 3m1esin求导可得:当 = 0 时,P0max= 515410- 2(m1+m2) + 6196m1e(8)此时:N1= 3144(m1+m2) + 01194m1e(9)21214确定允许的最大偏心量e主动轮驱动主动盘的摩擦传动条件为N1=K P0max?f(10)式中:K载荷系数,取K= 1. 5;f钢与橡胶摩擦系数,取f= 0. 5,代入(8)(10)式得:e= 1158310- 1(m1+m2)?m1P0max= 11157(m1+m2)21215确定电机功率半挂车及滚轮架结构可确定m1= 2 000 kg,m2= 1 500 kg由滚轮架结构可知匀速转动电机功率为:N=KN0? (11)式中:N0主动盘需要功率,N0=M0max=P0maxr2(12)K载荷系数总传动效率,=12234(13)1 4各传动元素机械效率将载荷系数K= 115,机械传动效率(取弹性联轴器:1= 0199,蜗杆传动:2= 01705,滑动轴承:3= 0194,摩擦传动:4= 0185)代入式(11)(13)得:N2123(kW)213电动机选型根据滚轮架工况及计算所得的电机功率、转速,再查机械设计手册,即应选用Y系列(ZP44)电动机,其实际功率为3 kW、实际转速为960 r?m in。3操作稳定性校验311静止状态下滚轮架的受力分析滚轮架仅用二只橡胶轮对主动盘实行制动,不再对从动盘制动,又考虑到焊接作业时,操作员有时要站在滚轮架上进行焊接操作,因此,应对滚轮架进行静止稳定性校验,图4是主动盘静止状态下的平面任意力系图。312建立平衡方程式经分析受力图即可以看出工件质量与操作员质图4量均偏至同侧x轴上时受力最恶劣,因此,只需对此时的平衡方程式校验:Fx= (F1+F2)cos45+(N2-N1)cos45= 0(14)Fy= (F1-F2) sin45+(N1+N2) sin45-(m1+m2+m)g?2 = 0(15)M=M1+M2-(2MGmax+M) = 0(16)其中:M1=F1r2,M2=F2r2,M=m g r2,MGmax= (m1g?2)eF1=N1fF2=N2f求解(14)、(15)、(16)式得:m= 0. 65(m1+m2) -213(e?r2)m1(17)将r2= 114m,e= 0. 1583 (m1+m2)?m1代入(17)式得:m= 0. 39(m1+m2)(18)由(18)式可知, (m1+m2)越大,则m也越大,随(m1+m2)的增加,安全也随之增加。将m1= 2 000kg,m2= 1 500 kg代入(18)式得:m= 1 365 kg。假定6人同时操作,每人及附带工具总重为80kg,则稳定系数为:m?(680)218。由此可知,稳定性可靠,焊接工在焊接操作时滚轮架不会发生自动回转而出现事故。滚轮式焊接架自投入使用以来效果明显,装夹方便省力,操作简单安全,生产效率高,可以实现一机多用,提高了设备利用率,解决了半挂车车架结构经常变化的矛盾,克服了钳口式车架翻转工装使车架发生挠曲变形和扭曲变形的问题,提高了车架的组焊精度,确保了产品质量。参考文献1徐灏.机械设计手册.机械工业出版社, 1991(收稿日期: 2001204224)7320013专用汽车Special Purpose V ehicle焊接用滚轮架的设计岳阳师范学院(岳阳 414000)谭湘夫摘要:根据市场需要设计了一种焊接用辅助设备滚轮架,经用户使用后,反映良好。关键词:滚轮架;圆筒形焊件;焊接Abstract : Designing a assist equipment for weld - rolling wheel rack , it has good function.Key words :rolling wheel rack; tube2shaped weld work piece ; weld中图分类号:TG431 文献标识码:B 文章编号:1006 - 0316(2001)02 - 0034 - 02 随着焊接生产技术的高速发展,对焊接生产的机械化和自动化提出了越来越高的要求,焊接机械设备的需求量也越来越大。焊接滚轮架设备正是为满足市场需要而设计生产的。它是借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形焊件旋转的机械装置,主要用于圆筒形焊件的焊接与装配。1 滚轮架的技术性能,工作原理与结构特点111 技术性能型号 G L1 - 10总载重量 10T滚轮圆周速度 1201200mm/ min焊接直径范围 “500“3000mm主/从动轮个数 8/ 8橡胶轮直径 350mm电机 12.2kWZ2= 32n= 1500r/ min调速方式可控硅无级调速速比 i= 2050116 = 1600112 工作原理与结构特点结构设计如图1所示,其结构特点主要为:(1)主、从动滚轮架各自独立,二者可根据焊件的重量、长度任意组合,使用方便、灵活;(2)滚轮架靠滚轮对的自由摆动,在规定的范围内自动调节滚轮中心距,适用不同直径的焊件,圆筒体焊件放置平稳;(3)采用可控硅供电直流电动机驱动,无级调速,焊速范围大,速度稳定;(4)适用性强,使用广泛;(5)采用组合式滚轮,钢轮外包橡胶,传动平稳,摩擦力大,寿命长;(6)自调式滚轮架,滚轮对数多,对工件轮压小,可避免工作表面产生冷作硬化。11工件 21 滚轮 31 齿轮减速箱 41 二级蜗轮减速器 51 电动机 61 一级蜗轮减速器 71 联轴器 81 传动轴图1 主动滚轮架结构图传动原理及路线为:电机一级蜗轮减速器二级蜗轮减速器齿轮减速箱轴滚轮工件。2 设计与计算211 选择电机工作机所需功率:Pw=FV/ 102 =UNV/ 102= 0.735kW传动总效率:=1 22 43 64 105= 0.2768式中:U为橡胶滚轮与工件的摩擦系数;1为一级蜗轮减速器传动效率;2为二级蜗轮减速器传动效率;3为联轴器传动效率;4为轴承传动效率;5为齿轮传动效率。(下转第37页)43机械 2001年第28卷第2期 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 工时定额、材料消耗定额、刀具量具和工装等的统计与汇总。(3)材料消耗定额编制加强材料定额的管理,做好材料定额工作,可以降低生产成本、合理利用资源、提高生产效益。计算机辅助工艺设计系统借鉴成功的经验和计算方法,完成零部件材料消耗定额的编制,大大提高了材料消耗定额编制效率,并极大地增强计算的准确性和科学性。(4)工艺文件打印所有设计的工艺文件均可打印出结果。打印系统分为明细表打印和工艺卡片打印: 明细表打印,包括各类横向协作件明细表、刀具量具件明细表、机床设备明细表、工装辅具明细表、工艺更改通知单、工艺文件目录、零部件明细表和组装件明细表的打印; 工艺卡片打印,包括装配工艺过程卡片、装配工序卡片、零件加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片、机械加工机床调整卡片、检验卡片以及机械加工工序操作指导卡片和热处理工艺卡片等的打印。(5)系统管理计算机辅助工艺设计系统将用户分为若干级,并按各分系统的功能特点和使用人员的职责,对数据库的访问权限作了严格的规定。数据备份功能为用户提供日常备份功能,以防数据的丢失和破坏。4 结束语在网络环境下多用户协同作业基于Web技术的计算机辅助工艺设计(CAPP)系统的开发与实施,是将CAPP系统与Web数据库相连,它适应Internet/Intranet技术的开发性、通用性和简易性等诸多优势,将为企业组建动态联盟,并对工艺文件信息的设计与交流提供了可能,在企业内部实现了工艺文件设计与管理的计算机化,使工艺文件的编制规范化、标准化,这样既缩短了工艺设计和修订的周期,又提高了工艺文件编制的质量和工艺管理水平,对缩短生产周期、降低生产成本、提高产品质量和劳动生产率、加快新产品的开发等有着巨大的影响。在企业联盟内可以充分发挥Web和数据库的优点,使整个系统具有数据库功能、网络功能、多媒体功能和超文本功能。对加快企业生产技术信息管理的现代化,增强市场竞争力和参与国际竞争的能力,建立现代企业制度具有重要作用。参考文献:1蔡力钢,张国军,王丰锦,李培根.基于Web的CAPP若干关键技术J .中国机械工程,2000 ,(5) .2殷国富,陈永华.计算机辅助设计技术与应用M.香港:科学出版社,2000.3李治钧,陈国定,赵武.计算机辅助工艺设计- CAPPM.成都:成都科技大学出版社,1996.4戴同. CAD/ CAPP/ CAM基本教程M.北京:机械工业出版社,1996.5赵卿松,等.集成计算机辅助工艺设计系统(InteCAPP)的关键技术研究J .机械设计与制造,1999 ,(6) .(上接第34页)电动机功率:P0=Pw/= 2.66kW实际选用电机:Z2- 32型 212kWn= 1500r/ min212 分配各级传动比总传动比 i=n0/n5= 1376其中 n5=U5/ 2R= 1.09r/ min可取一级蜗轮减速器,传动比i1= 20二级蜗轮减速器,传动比i2= 50齿轮减速箱,i3= 1.376 ,取i3= 1.63 使用及维护(1)安装时要求主、从动滚轮架高度和纵向位置要一致,如果放置不好,会使筒体(焊件)在旋转中产生轴向位移。(2)使用前应对整个机构进行检查,各减速箱用50 #机械油润滑,各轴承加注润滑脂润滑。(3)合上开关,起动电机试运转,观察各部位置运转是否正常,确认没问题后,再进行工作运转。参考文献:1岑军健,等.非标准设备设计手册M.北京:国防工业出版社,1984.2濮良贵.机械零件M.北京:高等教育出版社,1992.73机械 2001年第28卷第2期 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 规格型号KG-2KG-5KG-10KG-20KG-30KG-40KG-50KG-60KG-80KG-100KG-160KG-250KG-400KG-500额定承重(t)2510203040506080100160250400500适用工件(mm)最小15025032050050060070075085010001100110011001100最大12002300280035004000420045004800500055006000750075007500滚轮规格橡胶轮直径2502503003503504004004505600500橡胶轮厚度100100120120120120120120120120金属轮直径240290340340390390440490490620660750750金属轮厚度202530304040506070220260320400滚轮线速度(m/h)6-660调速方式变频无级调速电机功率(kw)20.1820.3720.5520.7521.121.522.222.223242425.527.5211毕业设计 4T焊接滚轮架机械设计杨兆青指导老师周友龙焊接滚轮架是借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊件旋转的变位机械焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接焊接滚轮架按结构形式分为两类第一类是长轴式滚轮架第二类是组合式滚轮架长轴式滚轮架滚轮沿两平行轴排列这种滚轮多是用户根据焊件特点自行设计制造的组合式滚轮架它的主动滚轮架从动滚轮架混合式滚轮架都是独立的使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合其组合比例也不仅是1与1的组合因此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国内外的发展国外滚轮架品种很多承载量在1 1500t 适用焊件直径1 8m的标准组合式滚轮架均成系列供应其滚轮线速度在6 90m h之间无极可调国内已有不少厂家生产滚轮架最大承载量400t 焊件直径可达6m 滚轮线速度6 60m h 调节方式有两种一种是自调式的一种是非自调式的自调式的可根据焊件的直径自动调整滚轮的间距非自调式滚轮架是通过调节支架上的滚轮座来调节滚轮的间距的电动机功率的选择计算的电动机功率为0 17kw许多筒状工件都有横向焊缝当横向焊缝通过滚轮是会产生很大的附加力矩应留足够余量才能使滚轮架稳定工作 1990年颁布了焊接滚轮架的行业标准 ZBJ T33003 1990 规定了不同吨位的焊接滚轮架的电动机最小功率电动机选择为直流电动机功率 P 1 1KW转数 N 1000转型号 Z2 32 滚轮的设计橡胶轮缘两侧开出15度的倒角以留出承载后橡胶变形的空间避免挤裂滚轮架的额定载荷是4t 所以选用胶轮结构机架的设计 4吨焊接滚轮架的机架部分采用工字钢和钢板焊接而成具有结构简单的特点为了适应不同直径焊件的焊接滚轮架的两滚轮的间距应是可调的这次设计采用丝杠来调节两滚轮间距的通过丝杠滚轮的机架可以在底座机架之上滑动轴的设计采用三段式用键与滚轮减速器相连根据滚轮处轴径50mm选用圆柱滚子轴承型号2309并对轴承寿命键的强度轴的强度进行了校核结果均满足要求减速器的选择工作荷载平稳无冲击每日工作8小时每小时启动10次左右滚轮架总传动比i 784选用两台蜗杆减速器传动比分别选用30 25蜗杆减速器中心距选择为100与滚轮相连的减速器选择型号 CWU100 30 与电动机相连的减速器选择型号 SCWO100 25 许多的部件采用标准件如机架采用了10号14号工字钢蜗杆减速器联轴器等从而降低了成本结论该滚轮架结构简单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而且充分的考虑了滚轮架的合理性和经济性等因素本焊接滚轮架中心距可调可适用于直径250 1600mm的筒形工件焊接本焊接滚轮架额定荷载为4T 主要用于薄壁筒形工件的焊接本焊接滚轮架多采用标准件便于维护保养结构简单操作简易运转稳定符合国家关于滚轮架的要求经校核各部件符合强度要求谢谢毕业设计第一章文献综述焊接是一种制造技术，它是适应工业发展的需要，以现代工业为基础发展起来的，并且直接服务于机械制造工业。焊接技术的发展与制造工业的需要紧密相关，一般工业先进国家，钢产量的50%左右需采用焊接工艺才能形成产品，在石油化工，矿山冶金，金属结构，起重运输，水陆交通，航天航空，桥梁建筑，电力能源等机械设备制造部门，焊接都有这广泛的应用。许多设备中的大型结构，几乎都是焊接结构。现在，随着科学技术的进步，生产规模的日益扩大，焊接结构正朝着超大型，高容量，高参数，耐磨，耐低温，耐动载的方向发展，这就不仅需要为焊接生产提供质量更高，性能更好的各种焊机，焊接材料和焊接工艺，而且要求提供各种性能优异的焊接工装设备，使焊接生产实现机械化和自动化，减少人为因素干扰，达到保证和稳定焊接质量，改善焊工劳动条件，提高生产率，促进文明生产的目的。焊接工艺装备就是在焊接结构生产的装配与焊接过程中起配合及辅助作用的夹具、机械装置或设备的总称，简称为焊接工装。焊接工装主要用来安装和夹持待焊工件，使焊接时便于施焊，以保证焊缝的质量，并提高生产效率大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非标准装置，往往需要个制造厂根据本厂的产品结构特点、生产条件和实际需要自行设计制造或者定做。焊接工装也在汽车、摩托车、飞机、造船及航天等国民经济的各个领域中发挥着重要的作用。焊接工装在焊接自动化及机械化的过程中也扮演着重要的角色：在装配定位焊件时，如果不使用工装夹具，即使焊接组合件尽由两三个零件组成的，欲保证各零件精确的相对位置，也是不可能的。此外，在焊接过程中，焊接件一般会由于受热不均等原因而发生焊接变形，尤其是复杂的焊接结构，其变形有时会无法消除，这样就会影响以后的装配工作。采用工装夹具，不仅可以保证焊接时工件间的相对正确位置，而且可以防止和减少工件的焊接变形。批量生产的时候，这种优点就更加明显，可以稳定焊接件的质量，减少次品的产生焊接结构生产过程一般包括：下料，装配，焊接，清理，检验及焊后热处理等工艺工序。一般来说焊前的下料，开坡口，清理工件表面等准备工作一般都要占据整个焊接时间的大部分，有时候焊接过程占用的时间反而很少。在这种情况下如果使用高效率的焊接工装夹具，那么就可以极大的缩短焊接前装配时间，从而缩短了整个生产周期，提高劳动效率，缩短了单位产品的生产时间而降低了成本。采用工装夹具，工件定位迅速，装夹方便，省力，减轻了焊件装配定位和夹紧时的繁重体力劳动；焊件的反转可以实现机械化，变位迅速，使焊接条件较差的空间位置焊缝变为焊接条件较好的平焊位置焊缝，劳动条件改善，同时也有利于提高焊缝的质量。焊接工装的分类焊接结构件的种类繁多，形状尺寸各异，焊接过程的要求也不尽相同，与之相匹配的焊接工装为适应焊件的需要在形式，工作原理及技术要求上也有很大的差别。为了适应技术管理工作的需要，便于掌握各类焊接工装的工作特点和设计基本方法，就必须先对焊接工装进行分类。焊接机械装备可分为四大类：1.焊接工装夹具 2.焊接变位机械 3.焊接输送机械 4.其他从属装置1）焊接工装夹具（按动力源分类）可分

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