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中直缝焊接机设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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摘要

在设计中直缝焊接机是最为典型且应用最广泛的机动式焊接机械装备,他主要包括电气控制部分和机械部分,本设计重点介绍了自动焊机的机械部分和自动控制。机械部分是驱动焊体的移动部分,包括电动机,联轴器,轴承和减速器等。自动控制部分主要是PLC自动控制。



译: The line seam welding ,design is the most modern and versatice machine motive welding mechanical untis .It is composed of electronic cotroling and mechaniacal units ,introduced the structure of its mechanism and the automatic controlling . the structure of its mechanism is which the welding piece was drivened in cluding motor copling piece was drivened . bearing rotation ----wheel .degradation ---conveyor and so on . the automatic controlling main is PLC automatic controlling



目录

毕业设计任务书 ……………………………………………Ⅰ

摘要 …………………………………………………………Ⅱ

概述 …………………………………………………………1

第一章 机械传动装置总体设计 ………………………… 2

一、拟订传动方案………………………………………  2

二、丝杠螺母选择………………………………………  2

三、电动机选择…………………………………………  4

第二章 机械减速器设计 ………………………………… 6

一、齿轮的设计与计算 ………………………………… 6

二、轴的设计 …………………………………………… 9

三、键的选择与校核 …………………………………… 12

四、轴承的选择与校核 ………………………………… 13

五、箱体结构尺寸选择 ………………………………… 14

第三章 焊接专用夹具设计(略) ……………………… 15

第四章 直流调速系统设计 ……………………………… 15

一、直流电动机调速原理 ……………………………… 15

二、直流调速系统结构框图设计 ……………………… 16

三、直流调速系统各组成电路设计 …………………… 16

四、晶闸管直流调速系统原理电路图 ………………… 22

第五章 电气控制系统设计  ………………………………22

一、电气控制系统概述  …………………………………… 22

二、可编程控制器的特点…………………………………… 22

三、自动直缝焊接设备电气控制系统设计……………… 23

第六章 设计总结   …………………………………………28

参考文献 ……………………………………………29


概述

   自动控制气体保护焊接是一种高效焊接方法,由于它具有气体保护,所以用它能进行高质量焊接,又由于采用了PLC自动控制,因而焊缝均匀。该方法自问世以来!就一直受到人们的重视(1969年美国 DEC公司研制出第一台 PLC用于GM公司生产线上并获得成功。进入 20 世纪 80年代!随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展!极大地推动了PLC的发展。目前PLC已广泛应用于冶金、矿产、机械、轻工等领域!为工业自动化提供了有力的工具!加速了机电一体化的实现。在自动控制焊机中选择PLC作为控制核心的原因有:a、可靠性高b、控制功能强c、编程方便d、适用于恶劣的工业环境!抗干扰能力强e、具有各种接口!与外部设备连接非常方便f、维修方便等。正因为如此,用PLC控制的气体保护自动焊机在我国被广泛的应用。


第一章  机械传动装置总体设计

一、拟订传动方案

根据设备技术要求及各种传动机构的性能制定传动方案如图(1)



               传动系统设计方案(1)

传动方案分析:该设备用于管类零件的直缝焊接,焊接的速度比较低,焊接的质量取决与焊接的速度快慢与稳定性。减速器采用单级圆柱直齿圆柱齿轮,大齿轮输出轴作为减速器的低速轴,可以使输出轴的转速稳定。整个系统传动不太大,电机须频繁启动,对系统的调速性能要求高,为了实现较好的无级调速,选择直流电动机,利用直流电路调速系统实现无级调速。减速器采用单级圆柱直齿圆柱齿轮减速器可以得到一定的传动比,利用二者联合调速可以得到较好的调速性能。

二、丝杠螺母的选择

1、丝杠螺母传动的特点及应用

(1)用较小的扭矩转动丝杠(或螺母)可使螺母(或丝杠)获得较大的牵引力。

(2)可达到较高的降速传动比,使降速机构大为简化,传动链得以缩短。

(3)能达到较高的传动精度,用于进给机构还可用作测量元件,通过刻度盘读出直线位移的尺寸,最小读数值可达0.001mm。


内容简介:
摘要在设计中直缝焊接机是最为典型且应用最广泛的机动式焊接机械装备,他主要包括电气控制部分和机械部分,本设计重点介绍了自动焊机的机械部分和自动控制。机械部分是驱动焊体的移动部分,包括电动机,联轴器,轴承和减速器等。自动控制部分主要是PLC自动控制。译: The line seam welding ,design is the most modern and versatice machine motive welding mechanical untis .It is composed of electronic cotroling and mechaniacal units ,introduced the structure of its mechanism and the automatic controlling . the structure of its mechanism is which the welding piece was drivened in cluding motor copling piece was drivened . bearing rotation -wheel .degradation -conveyor and so on . the automatic controlling main is PLC automatic controlling。.目录毕业设计任务书 摘要 概述 1第一章 机械传动装置总体设计 2一、拟订传动方案 2 二、丝杠螺母的选择 2三、电动机选择 3第二章 机械减速器设计 5 一、齿轮的设计与计算 5 二、轴的设计 8 三、键的选择与校核 11四、轴承的选择与校核 12五、箱体结构尺寸择 13第三章 焊接专用夹具设计 .14 一、焊接专用夹具的工作原理.14二、焊接专用夹具的作用.14三、焊接专用夹具的组成.15四、夹紧装置的组成及设计要求.15五、焊接专用夹具设计的基本要求.15六、焊接专用夹具设计的步骤.16第四章 直流调速系统设计(略) 17第五章 PLC程序控制设计(略) 18 第六章 设计小结 19第七章 参考文献 20 概述 自动控制气体保护焊接是一种高效焊接方法,由于它具有气体保护,所以用它能进行高质量焊接,又由于采用了PLC自动控制,因而焊缝均匀。该方法自问世以来!就一直受到人们的重视(1969年美国 DEC公司研制出第一台 PLC用于GM公司生产线上并获得成功。进入 20 世纪 80年代!随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展!极大地推动了PLC的发展。目前PLC已广泛应用于冶金、矿产、机械、轻工等领域!为工业自动化提供了有力的工具!加速了机电一体化的实现。在自动控制焊机中选择PLC作为控制核心的原因有:a、可靠性高b、控制功能强c、编程方便d、适用于恶劣的工业环境!抗干扰能力强e、具有各种接口!与外部设备连接非常方便f、维修方便等。正因为如此,用PLC控制的气体保护自动焊机在我国被广泛的应用。第一章 机械传动装置总体设计一、 拟订传动方案根据设备技术要求及各种传动机构的性能制定传动方案如图1, 图1 传动系统设计方案传动方案分析:该设备用于管类零件的直缝焊接,焊接的速度比较低,焊接的质量取决与焊接的速度快慢与稳定性。减速器采用单级圆柱直齿圆柱齿轮,大齿轮输出轴作为减速器的低速轴,可以使输出轴的转速稳定。整个系统传动不太大,电机须频繁启动,对系统的调速性能要求高,为了实现较好的无级调速,选择直流电动机,利用直流电路调速系统实现无级调速。减速器采用单级圆柱直齿圆柱齿轮减速器可以得到一定的传动比,利用二者联合调速可以得到较好的调速性能。二、 丝杠螺母的选择(一)丝杠螺母传动的特点及应用(1)用较小的扭矩转动丝杠(或螺母)可使螺母(或丝杠)获得较大的牵引力。(2)可达到较高的降速传动比,使降速机构大为简化,传动链得以缩短。(3)能达到较高的传动精度,用于进给机构还可用作测量元件,通过刻度盘读出直线位移的尺寸,最小读数值可达0.001mm。(4)传动平稳,无噪声。(5)在一定条件下能自锁,即丝杠螺母不能进行逆传动,此特点特别适用于作部件升降传动,可防止部件因自重而自动降落。鉴于以上优点,有参考文献丝杠螺母的传动方式及其应用见表5.7-1的丝杠螺母传动简图如图2: 图2 丝杠螺母传动(二)丝杠螺母副的选择 由参考文献表5.7-6初选丝杠螺母副丝杠螺母副的基本参数如表1:螺距(mm)丝杠(mm)丝杠螺母螺母(mm)丝杠断面积A()螺纹升角丝杠断面极惯性矩()丝杠断面惯性矩I()外径d内径d1中径d2(mm)外径内径42015.51820.5161.8942460.56670.3341 表1(三)丝杠的传动效率由参考文献查得=0.7(四)丝杠螺母的校核(略)三、电动机选择1、确定驱动负载所需的外力和转矩焊枪的移动速度v由设计要求可知焊枪移动速度范围v=0.5m/min1.5m/min丝杠的转速n丝杠的螺距为4mm,由参考文献式 当v=0.5m/min时v为=125r/min当v=1.5m/min时v为=375r/min所以丝杠的转动速度范围为125r/min375r/min2、电动机类型和结构形式选择因本设备运转速度低,调速范围广,周期性运行,切运转要平稳可靠,为了得到较好的调速性能,选用Z2系列直流电动机,利用调速电路实现系统的无级调速。安装形式选择卧式。3、电动机容量确定 本设备负载小,属于惯性旋转机构,固按旋转运动计算驱动功率。 计算移动部件摩擦阻力矩 移动部件的摩擦力矩为主要的功率消耗所以其它的摩擦可以忽略不计,由于移动部件的重力定为500N所以移动部件所受的摩擦力为由参考文献表5.7-3知摩擦系数f=0.1 =500f=5000.1=50N摩擦阻力矩由参考文献式5-32得 其中 L丝杠螺距 i齿轮减速比为4 传动效率定为0.7=11.4Nm当丝杠作旋转运动时,克服摩擦阻力矩所需的功率 =0.1047n/=0.104711.4375/0.7=639.5W由参考文献表2-4机械传动的效率得闭式圆柱齿轮的机械传动效率为=0.97一对滚动轴承的机械传动效率为=0.99则机械传动链的总效率为 =0.970.990.99=0.95驱动功率P =673.2W为了扩大设备加工范围,设备的驱动转矩应有足够的量.另因为传动比较大,调速范围宽,固应选择较高的电机,由参考文献表13-65,选择系列化FANUC型直流电动机5M型.该电动机技术指标如表2:型号额定电压额定 转矩额定 转速额定功率最大转矩重量5M220V5.9Nm2000r/min800W54Nm17Kg 表2计算传动比由参考文献知,可选择电力拖动系统为调速范围为中等调速 D=4 =500r/mini=500/125=4当丝杠转速为375r/min时电机的转速为3754=1500r/min所以要求电动机的调速范围为500r/min1500r/min所以能满足要求。i=,为了得到较大调速范围,用晶闸管直流调系统实现无级调速,调速范围4;机械减速利用齿轮单级减速器实现,传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数(略)第二章 机械减速器设计一 齿轮的设计与计算一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1、按图所方案,选定直齿圆柱齿轮示的传动传动。移动部件为一般机构,速度不高,故齿轮选定8级精度。2、齿轮选用便于制造且价格便宜的材料,由参考文献表3-2选取小齿轮材料为45号钢(调质),HBS1=240,大齿轮材料为45号钢(常化)HBS2=200.3、选取小齿轮数Z1=20,大齿轮数Z2=iZ1=420=80。因齿面硬度小于350HBS的闭式传动,所以按齿面接触疲劳强度设计,然后校核齿根弯曲疲劳强度。二、按齿面接触疲劳强度设计由参考文献式(3-24)得设计公式为: 1、确定公式内各参数的数值(1)试选载荷系数Kt=1.3(2)计算小齿轮传递的转矩,按高速轴的最低转速计算T1=95.5105p/n1= =13614.5Nmm=13.6Nm (3)由表3-9选取齿宽系数 d=0.8(4)由表3-7查得弹性影响系数ZE=189.8(5)由参考文献表3-59查得接触疲劳强度极限Hlim1=590Mpa;由表3-59查得接触疲劳强度极限Hlim2=470Mpa(6)由式3-29计算应力循环次数 N1=60=6050011630015=21.6108 =21.6108/4=5.4108(7)由图357查的寿命系数(8)计算接触疲劳许用应力。取失效概论为1%,安全系数为S=1,由式330得:=590MPa =470MPa2.计算(1)计算小齿轮分度圆直径:=2.32=38.3mm(2)计算圆周速度: V=1m/s(3)计算载荷系数。根据,由图310查得=1.08;因是直齿圆柱齿轮,取=1;同时由35查得=1;由图312查得=1.12;=1.25。故载荷系数为(4)按实际的载荷系数校正所计算的分度圆直径,由327B得 =38.3=37.4mm(5)计算模数: 1.87mm由参考文献表72取模数为标准值,m=2mm(6)计算分度圆直径: (7)计算中心矩:a=(d1+d2)/2=(40+160)/2=100mm(8)计算齿轮宽度: b=dd1=0.840=32mm圆整,取B2=35mm,B1=40mm三、校核齿根弯曲疲劳强度由式(16-4)得校核公式为: MPa 1、确定公式内的各参数数值计算圆周力 Ft=2T1/d1=213614.5/40=680.7N查取应力校正系数。由表3-8查得: YFa1=2.8 YSa1=1.55; YFa2=2.22; YSa2=1.77计算载荷系数: K=KAKVKaKF=11.0811.25=1.35查取弯曲疲劳强度极限及寿命系数。由图3-58查得Flim1=450Mpa;由图3-58查得Flim2=390Mpa;由图3-56查得KFN1=KFN2=1.计算弯曲疲劳许用应力,取弯曲疲劳安全系数S=SF=1.4,由式3-28得: F1=MPa F2=MPa校核计算 二 轴的设计一、高速轴的设计1、选择轴的材料并确定许用应力由于该减速器传动功率不大,而且对其重量和尺寸也无特殊要求。故选择45号钢,正火处理。由表10-1查得B=588Mpa;=294Mpa;-1=238Mpa;-1=138Mpa;+1b=196Mpa;ob=93Mpa;-1b=54Mpa2、初步估算轴的最小直径,并选择联轴器 为保证输出轴上零件装拆方便,安装联轴器轴的直径d1为轴的最小直径。 根据公式(10-2) d其中由参考文献表10-2得=35,C=110d11012.4mm考虑该轴段上有键槽,将周径增大10%,则取d=12.4(1+10%)=13.6圆整为d=14mm选择联轴器,按轴传递的扭矩,由参考文献表17-4。选择HL1型弹性柱销联轴器其轴直径为14mm,与轴配合部分的长度为32mm,故该轴最小直径确定为d1=14mm。3、拟定轴上零件的装拆方案如图(3) VII VI V IV III II I 图(3)(1)确定轴的各段直径和长度段:如前所示,为轴的最小直径,为和联轴器配合,其直径按轴器其内孔直径确定d1=14mm.该轴段长度比联轴器孔长度略小。取L1=30mm,这样可保证轴端挡圈压紧联轴器。段直径的确定:为保证联轴器左端用轴肩定位和固定,根据轴肩高度h=(0.07-0.1)d,取h=0.1d=0.114=1.4mm,则d2=d1+2h=14+21.4=16.8,圆整取d2=17mm.这样符合密封毡圈的标准直径。段长度的确定:为此应选择轴承型号,由参考文献,因该轴传递的功率不大,选择结构简单价格便宜的深沟球轴承6004,查手册可得轴承内径为20mm,宽度为12mm,同时还应选出轴承端盖的类型及尺寸,轴承端盖根据轴径来选,其宽度尺寸20mm。为了便于装拆轴承端盖至联轴器左端面长度为20mm,考虑以上因素L2=20+20=40mm段直径的确定:该段安装轴承所以直径为20mm段长度的确定:该段安装轴承轴承宽度为12mm段直径的确定:该段为轴承定位轴肩由参考文献得直径25mm段长度的确定:该段长度为5mm段直径的确定:轴承的直径44mm.段长度的确定: 轴承的宽度为45段直径的确定:该段为轴承定位轴肩由参考文献得直径25mm段长度的确定:该段长度为5mmVII段直径的确定:该段安装轴承所以直径为20mmVII段长度的确定:该段安装轴承轴承宽度为12mm轴的总长为:L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+=30+40+12+5+45+5+12=149mm经分析可得轴的支撑跨距为137mm二、低速轴的设计1、选择轴的材料,并确定许用应力由于传递的功率不大,而且对其重量和尺寸无特殊要求,故选择45#钢。正火处理,由表10-1查得B=588Mpa;=294Mpa;-1=238Mpa;-1=138Mpa;+1b=196Mpa;ob=93Mpa;-1b=54Mpa2、初步估算轴的最小直径 为保证输出轴上零件装拆方便,安装联轴器轴的直径d1为轴的最小直径。根据公式 ,根据公式(10-2) d 其中由参考文献表10-2得=35,C=110 d11013.4mm考虑该轴段上有键槽,将轴径增大10%,则取d=13.4(1+10%)=14.7 mm。 圆整取d=15。选择联轴器,按轴传递的扭矩,由参考文献表17-4。选择HL1型弹性柱销联轴器其轴直径为16mm,与轴配合部分的长度为42mm,故该轴最小直径确定为d1=16mm。3、拟定轴上零件的装拆方案如图(4) VI V IV III II I 图(4) 确定轴的各段直径和长度段:如前所示,为轴的最小直径,为和联轴器配合,其直径按联轴器其内孔直径确定d1=16mm.该轴段长度比联轴器孔长度略小。取L1=40mm,这样可保证轴端挡圈压紧联轴器。段直径的确定:为保证联轴器左端用轴肩定位和固定,根据轴肩高度h=(0.07-0.1)d,取h=0.1d=0.116=1.6mm,则d2=d1+2h=16+21.6=19.2,圆整取d2=20mm.这样符合密封毡圈的标准直径。段长度的确定:为此应选择轴承型号,由参考文献,因该轴传递的功率不大,选择结构简单价格便宜的深沟球轴承6005,查手册可得轴承内径为25mm,宽度为12mm,同时还应选出轴承端盖的类型及尺寸,轴承端盖根据轴径来选,其宽度尺寸20mm。为了便于装拆轴承端盖至联轴器左端面长度为20mm,考虑以上因素L2=20+20=40mm段直径的确定:该段安装轴承所以直径为25mm段长度的确定:该段安装轴承轴承宽度为12mm,挡圈宽度为5mm。段轴要缩进2mm,所以该段的长度为19mm。段直径的确定:该段为齿轮的安装轴段,所以该段轴的直径为30mm。段长度的确定:该段长度为齿轮宽度为40-2=38mm段直径的确定:该段轴为齿轮挡环,其直径为38mm.段长度的确定: 齿轮挡环的宽度为5mm。段直径的确定:该段安装轴承所以直径为25mm段长度的确定:该段安装轴承轴承宽度为12mm 轴的总长为:L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=40+40+19+38+5+12=154mm,经分析可得轴的支撑跨距为142mm。三 键的选择与校核一、高速级轴键的选择及校核 1.键类型的选择 高速级轴上只有与联轴器相配合的轴段有键,其轴径为14mm,联轴器轴孔长度为32mm。由表10-5查得选用圆头普通平键C型,b为5mm,h为5mm,键槽t=3.0mm,其长度L=B-(510)mm=32-(510)=2227mm。 由表10-5标准系列查得L=25mm,故选键的型号为C525 GB1096-72。 2.校核其强度 其挤压强度条件由式10-35得P=2T/dklPMpa,式中T=23.4Nm=23400Nmm,d=14mml=L-b/2=25-2.5=22.5mm,k=h/2=5/2=2.5mm,P由表10-6查得P=130Mpa 则校核其强度P=2T/dkl=223400/142.522.5=59.4Mpa130Mpa 故强度足够二、低速轴上键的选择及校核1.键类型的选择低速轴上高速级大齿轮的宽度为40mm,轴径为30mm,由表10-5查得选用圆头普通平键A型,b为8mm,h为7mm,其长度L=B-(510)=38-(510)=2833mm.由表10-5查得标准系列长度L=28mm,故键型号为828 BG1096-792.校核其强度其挤压强度条件由式10-35得P=2T/dklPMpa,式中T=90.7Nm=90700Nmm,d=30mml=L-b/2=38-4=36mm,k=h/2=7/2=3.5mm,P由表10-6查得P=130Mpa 则校核其强度P=2T/dkl=290700/303.536=48Mpa130Mpa 故强度足够四 轴承的选择与校核一、高速轴上滚动轴承的寿命1、圆周力Ft=1170N,轴向载荷FA=0 N,径向载荷FR=Fttg=1170tg20=425.8N2、确定Cr,Cor查手册6004型轴承的基本额定动载荷Cr=7.22KN,基本额定静载荷Cor=4.45KN.3、计算FA/Cor值,并确定e值 FA/Cor=0 则e=04、计算当量动载荷PP=XFR+YFA, 因FA/FR=0, 由参考文献表8-9查得X=1,Y=0,于是P=XFR+YFA=1213=213N5、计算轴承寿命Lh=16667(ftC/fpP)/n,由表8-1查得ft=1(常温),由表8-8查得fP=1.01.2,取fP=1.2,6004型号为深沟球轴承,寿命指数=3 则Lh=h=47022.8h二、低速轴上滚动轴承的寿命 1、圆周力Ft=1134N, 轴向载荷FA=0N,径向载荷FR=Fttg=1134tg20=413N2、确定Cr,Cor查手册6005型轴承的基本额定动载荷Cr= 7.75 KN,基本额定静载荷Cor= 4.95 KN.3、计算FA/Cor值,并确定e值 FA/Cor=0 则e=04、计算当量动载荷PP=XFR+YFA,因FA/FR=0,由表8-9查得X=1,Y=0,于是P=XFR+YFA=1413=413N5、计算轴承寿命Lh=16667(ftC/fpP)/n,由表8-1查得ft=1(常温),由表8-8查得fP=1.01.2,取fP=1.2,6208型号为深沟球轴承,寿命指数=3 则Lh=h=63733.6h五 箱体结构尺寸选择箱座壁厚 =12mm箱座壁厚 1=12mm底板 P=2.5=2.512=30mm箱座凸缘厚度 b=1.5=1.512=18mm箱盖凸缘厚度 b1=1.51=1.512=18mm箱座底凸缘厚度 b2=2.51=2.512=30mm地脚螺钉数目 n4=4地脚螺钉直径 dt=M16轴承旁联接螺栓直径 d1=0.75df=0.7516=12mm箱盖与箱座联接螺栓直径 d2=(0.50.6)df=0.516=8mm联接螺栓d2的间距 L=180mm轴承端盖螺钉直径 d3=0.5df=12mm定位销直径 d=0.88=6.4mmDf df d2至外箱壁距离 C1=22mmDf d2至凸缘边缘距离 C2=20mm轴承旁凸台半径 R1=C2=20mm外箱壁至轴承座距离 l1=C1+C2+(812)=22+20+10=52mm齿轮外圆与内箱壁距离 11.2=1.212=14.4mm 取15mm齿轮轮毂端面与内箱壁距离 2=12mm 取15mm箱盖、箱座肋厚 m10.851=0.8512=10.2mm m0.85=0.8512=10.2mm轴承端盖凸缘厚度 t=(11.2)d3=112=12mm第三章 专用夹具结构设计一、焊接专用夹具的工作原理焊接专用夹具的基本功能,是能对工件进行装夹。整个夹具设计工作就是围绕装夹二字展开的。二 、焊接专用夹具的作用机床夹具在机械加工中应用十分广泛。主要作用如下:1、保证被加工表面的位置精度 用夹具装夹工件,可以准确确定工件与机床,刀具之间的相对位置,因而能比较可靠、稳定地获得较高的位置精度。2、提高劳动生产率 采用夹具后,可以省去对工件的逐个找正和对刀,使辅助时间显著减少;当采用机械化、自动化程度较高的夹具时,还可进一步减少辅助时间,使劳动生产率大大提高。3、扩大焊接工艺范围4、降低对工人的技术要求5、减轻工个的劳动强度三、焊接专用夹具的组成 不论是何种焊接专用夹具,它们的工作原理基本上是相同的。为了便于研究,可以把各类 夹具中的元件或机构。按其功能相同的原则归类,概括出焊接专用夹具的基本组成部分如下: 1、定位元件或装置用它确定工件在夹具中的位置。2、夹紧装置用它对工件进行夹紧。3、对刀、导元件或装置用它确定刀具相对于夹具有一个正确位置。4、夹具在焊接专用上定位的元件用它确定夹具相对焊接专用有一个正确的位置。5、夹具体用于连接夹具上的各种元件和装置,使其成为一个整体的基础件。6、其他元件及装置有些夹具还没有分度装置,自动上、下料装置等,统归其他元件及装置。上述各组成部分,不是所有夹具都必须具备,但其中的定位元件、夹紧装置和夹具体,则是构成夹具比不可少的基本组成部分。 四 夹紧装置的组成及设计要求 夹紧装置的任务,是保证工件在定位过程中取得的正确位置,不因受切削力、重力或惯性力的作用而发生变化。 夹紧装置一般由以下几部分组成:1、力源装置。用以产生夹紧力。通常有液压、气动、电动等类装置。当采用手动夹紧机构时,就不需要力源装置。2、中间传力机构。它将力源装置产生的力传给夹紧元件。如常用的杠杆、拉杆等机构。由力源直接控制夹紧元件时无中间传力机构。3、夹紧元件。它是夹紧装置的最终执行元件,一般于工件的夹压表面直接接触。设计夹紧装置时应满足以下基本要求:1)保证加工质量。夹紧力的大小应适当,既保证工件夹紧的可靠性,又使夹紧时不破坏工件的定位或使工件和夹具上的元件产生不允许的变形。2)保证生产率。要求夹紧动作迅速,与生产绿的要求相适应。3)操作方便、省力、安全。4)具有良好的结构工艺性。 以上要求中的核心问题是如何正确地施加夹紧力。即先要合理确定夹紧力的方向、着力点和大小,然后再选用或设计合适的夹紧机构。五 焊接专用夹具设计的基本要求 对焊接专用夹具设计的基本要求可以概括以下几个方面。1、保证工件的加工技术要求 这是设计专用夹具最基本的要求,必须首先保证。保证工件加工技术的关键在于正确确定定位方案和夹紧方案,正确确定刀具导引以及合理制订夹具技术要求。必要时还需要进行误差的分析计算。2、提高劳动生产率、降低成本 应尽量采用各种快速高效的结构,如采用多种夹紧,联动夹紧装置等缩短辅助时间,提高生产率。同时又尽量注意使夹具结构简单,容易制造,以降低夹具制造成本。3、操作方便、省力、安全 操作位置应符合操作工人的习惯。尽可能气动、液压和气液联动等机械化夹紧装置,以减轻工人的劳动强度。设计的夹具应注意在不同加工条件下的安全保护,以确保工作安全。4、有良好的结构工艺性 夹具结构的工艺性好,是指该夹具结构能在保证质量的前提下以花费尽可能少的劳动量和成本完成夹具的制造、检验、装配、调试和维修。出学者由于缺乏实际经验往往忽视这个问题,必须引起注意。六、焊接专用夹具设计的步骤焊接专用夹具设计的主要步骤有以下四个方面:1、研究原始资料,明确设计任务 首先应仔细阅读零件图和装配图,了解零件的作用、结构特点、材料和技术要求。其次要研究零件的工艺规程和夹具设计任务书,充分了解本工序的工序内容和工序要求。最后还应收集有关焊接专用刀具的技术参数以及工厂的生产条件等。必要时还应了解一下同类零件所用夹具及其使用情况,以作为设计时参考。2、拟订夹具结构方案,绘制夹具结构草图。 拟订夹具结构方案主要考虑以下问题:根据零件加工工艺所给定的定位基准和六点定位原理,确定工件的定位方法并设计相应的定位装置;确定刀具的导引方法,并设计导引装置或对刀装置;确定工件的夹紧方法并设计夹紧装置;确定其他元件的结构形式;综合考虑各种元件和装置的布局,确定夹具体的总体结构,为使设计的夹具先进、合理、常需拟订几种结构方案,比较以后择优选用,在构思夹具方案时,应同时绘制夹具结构草图。以帮助构思,检查方案的合理性和可行性。 如图5: 图53。绘制夹具总图,标注有关尺寸和技术条件(附图)第四章 直流调速系统设计一、 直流电动机调速原理直流电机是机械能和直流电能互相转换的旋转机械装置。直流电机的调速性能好且启动转矩较大,所以本焊接设备采用直流电机,可以得到较好的调速性能,且传动准确,稳定可靠。直流电动机的电磁转矩T与机械负载转矩T1及空载损耗转矩T2相平衡。当轴上的机械负载发生变化时,电动机的转速、电动势、电流及电磁转矩会自动进行调整,以适应负载的变化,保持新的平衡。电动机的调速是指在同一负载下获得不同的转速,以满足生产要求。由直流电动机机械特性得他励电动机转速公式:n=(U-IR)/K 他励电动机的接线图如图6: 图6 他励电动机的接线图 调速过程:当磁通保持不变时,减小电压U。由于转速不会立即发生变化,反电动势E也暂不变化,于是电流I减小,转矩T也减小。如果阻转矩Tc未变,则TTc,转速n下降。随着n的降低,反电动势E减小。I和T也随着增大,直到T=Tc时为止。但是这时电机转速已经降低了。这种调速方法机械特性较硬,并且电压降低后硬度不变,稳定性良好;调速幅度较大,而且均匀调节电枢电压,可得到平滑的无级调速.二、 直流调速系统结构框图设计三、直流调速系统各组成电路设计第五章 PLC控制系统的概述一 PLC控制系统的概述在现代化生产过程中,许多自动控制设备、自动化生产线,均需要配备电气控制装置.电气控制装置的输入输出信号可分为两类:一类为, 开关量或数字信号,输入信号有按钮、开关、时间继电器、压力继电器、温度继电器、过电流过电压继电器;输出信号有接触器、继电器、电磁阀.另一类其输入信号是压力传感器、温度传感器、湿度传感器等信号,输出信号是输出电动机、电动阀、距离、速度等控制信号.以往的电气控制装置主要采用继电器、接触器、或电子元器件来实现,由连接导线将这些元器件按照一定的工作程序组合在一起,以完成一定的控制功能,称为接线程序控制.接线程序控制的电气装置体积大,生产周期长,费工费时,接线复杂,故障率高,可靠性差,需要经常地、定时地进行检修维护.控制功能略加变动,就需重新进行硬件组合、增减元器件、改变接线.由于生产的快速发展,人们对自动控制装置提出了更通用、更灵活、更可靠的要求.现在的工业控制系统,可编程序控制器即
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