隔水管横焊缝自动对中装置的设计（机械电气部分）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共33页)
编号：78733890
类型：共享资源
大小：5.61MB
格式：ZIP
上传时间：2020-05-13
上传人：柒哥
认证信息
个人认证
杨**（实名认证）
湖南
IP属地：湖南
40
积分
- 关 键 词：
-
隔水管横焊缝自动对中装置的设计（机械电气部分）
水管
焊缝
自动
装置
设计
机械
电气
部分
- 资源描述：
-
购买设计请充值后下载，，资源目录下的文件所见即所得，都可以点开预览，，资料完整，充值下载可得到资源目录里的所有文件。。。【注】：dwg后缀为CAD图纸，doc,docx为WORD文档，原稿无水印，可编辑。。。具体请见文件预览，有不明白之处，可咨询QQ:12401814
- 内容简介：
-
为了预测焊缝几何形状而进行的数学模型的研究 摘要在最近的几年中，自动化焊接或机器人焊接系统使用的比例显著增长，为了进一步开发这些系统，研究模型的相关焊接工艺参数对焊缝的几何形状的预测是必需的。为了获得焊缝的几何形状与焊接工艺参数的关系，需要改变AS 1204指令下在12mm厚的低碳钢制造的部分渗透、单通、珠板焊缝的大量焊接工艺参数，将此实验结果与输入变量输入到已经发表的公式中获得的输出结果进行比较。此试验结果还能被用于开发一个数学模型用来解释气体保护焊（GMAW）工艺参数变量和焊缝几何形状之间的关系，进而使用最小二乘法理论，以期望的焊缝尺寸为基础，计算线径、焊接电压、焊接速度、电弧电流等焊接工艺参数。（版权所有1996年加拿大矿业和冶金研究所。由Elsevier科学有限公司发布）。 命名法 D线径 H焊缝高度 I电弧电流 Q热量的传入速度 P焊缝渗透 焊缝渗透的估算 S焊接速度 T熔化温度环境温度 时间 V焊接电压 焊缝宽度 焊缝宽度估计 实验结果 理论结果 百分误差 容积热容量 散热 热输入效率简介 由大量的焊接焊缝的工艺参数的差异导致的焊缝几何形状的不同可能会影响产品质量、生产效率和成本效益。因为涉及大量的参数，所以气体保护焊焊接工艺参数和焊缝几何形状之间的关系是非常复杂的，现在人们只能尝试预测和理解气体保护焊焊接参数变量对焊缝几何形状的影响。这些尝试包括：基于热流理论的理论研究法和基于实际焊接过程的经验法。焊接研究所早期曾尝试应用统计方法评估埋弧焊变量和焊缝几何形状之间的关系，并取得了很大的成功。然而，此研究方法获得的结果是不完整的，并且在车间应用或解释埋弧焊工艺过程的特征时是没有价值的。另一种方法是一个被称为公差盒方法的优化过程，使用它对焊接工艺过程的选择进行优化，并涉及许多后续试验。这种技术能非常有效的提供一个解决焊接工艺过程优化问题的方法，优化焊接变量的方法常常用于变化过程中的公差和生产速率的优化，但它很难处理三个以上的变量。 Shinoda,Doherty和McGlone对1978年以前出版的这些理论进行了总结；McGlone和Chadwick用数学的方法分析了弧焊工艺变量和焊缝几何形状之间的关系。埋弧焊焊接的工艺变量包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、斜角和电极直径。在研究焊接变量和角焊缝几何形状之间的数学关系时，对于气体保护焊过程中使用的焊丝药芯种类与角焊几何形状之间的关系中也有类似的研究；Chandel的研究包括电极的极性、焊接接头的渗透程度、熔化速度和焊珠大小对气体保护焊接过程的影响；Yang等人，第一个扩展研究了焊缝沉积区域，并提出了电极的极性、扩展、电极直径、焊接电流、电弧电压、行驶速度、电源设置和通量碱度对焊缝沉积区的影响。 为了有效地利用自动化弧焊和机器人弧焊，开发一个容易编程并能把数据传送给机器人的数学模型是非常重要的。这个数学模型在满足所需焊件的机械性能的同时，还应提供焊缝的几何尺寸参数和形状的联系，并且具有高的置信度。该数学模型也可应用于各种不同厚度材料的焊接，并能适用于全位置焊接。在自动焊接系统中，数据的形式必须是可用于数学方程的形式。 本实验研究中含有获得焊接过程参数和焊缝的几何形状之间关系的关键步骤，将实验结果与输入变量输入到公式中而获得的输出变量的结果进行比较，去完善数学公式，以更好地预测气体保护焊过程中的输出，开发数学模型可以准确解释气体保护焊变量与焊缝几何部分的渗透、单通、珠板之间的联系，并最终定义数学模型方程，利用最小二乘法的理论进行计算，即允许以所需的焊缝尺寸为条件，计算焊接工艺参数。实验步骤 在这个试验研究中，焊接过程中的工艺参数变量是线直径、焊接电压、电弧电流、焊接速度，响应是焊缝宽度，焊缝高度和焊缝渗透率。其中可供选择有两个线直径（1.2和1.6毫米）、三个层次的焊接速度（25，33和41毫米/分钟）、三个层次的弧电流（180，260和360A）和三个层次焊接电压（20，25和30V）。焊接设备在先进制造中心和工业自动化生产中的作用是数据的收集和评估。该设施由Lincoln气体保护金属极电弧焊接单元和日立机器人操纵器组成。气体保护金属极电弧焊接单元包括：焊接电源、焊工远程控制单元、焊丝焊炬；日立机器人操纵器由机器人控制单元和机器人教导盒组成。焊丝焊炬的定位和运动控制通常由日立的六轴联动机器人控制器来实现。焊接电极丝的确定主要依据于加工过程中焊件的机械性能、基体金属的物理特性、焊接尺寸和现有的电极库存。直径为1.2和1.6毫米的钢丝碳含量为0.07 - 0.15，锰含量为1.00-1.50，硅含量为0.60-0.85，硫含量小于等于0.035，磷含量小于等于0.025，铜含量小于等于0.5。在气体保护焊接的工艺过程中，为了使两个样品达到平衡，两个样品常被放在相隔50毫米的两侧进行观察，以消除端部效应。在2007512mm的低碳钢的实验板上进行的焊接过程相当于在1204个由0.25的C、0.4的Si、0.04的P组成的单位中使用部分渗透，单通，珠板焊缝技术的焊接过程，因为在焊接工艺更一般的情况下这种技术能简单模拟重要的焊接工艺过程，在焊接条件的输入路径特定时，实验测试板均位于机器人控制器和机器人选择的夹具中。当输入焊机的氩气保护气体导通时，机器人便被初始化，开始W图1 W:焊缝宽度H:焊缝高度P:焊缝渗透进行焊接，一直持续到实验运行完成。在此之后，实验板可被当作电源钢锯和已加工的端面使用，特殊端面还需要被抛光并用2.5硝酸酒精蚀刻溶液使实验板显示出晶粒边界和渗透深度。配置文件投影机的图像放大倍率为10倍和20倍，用于精确测量焊缝的几何形状。最后在联系焊接几何参数和焊缝几何尺寸关系的基础上进行实验结果的分析。图1为焊缝的几何参数的研究。 表1 机器人和方程的模型分析误差估计水平相关复映系数决定系数焊缝宽度焊缝渗透深度0.502340.345210.7020.60350.69620.596 结果与讨论 假如在预测过程中假设焊缝完全穿透，并且板焊传热只在板的平面中进行，那么理论上可在导电传热研究的基础的上准确预测焊缝几何形状，。Robers和Wells估计焊缝宽度可以通过下式计算得到： 焊缝渗透深度常被假定等于焊缝宽度的一半，焊缝横截面为半圆形。假设材料参数值是: ：试验结果图2 计算焊缝宽度 比较测量和计算焊缝宽度在气体保护焊焊接过程中，由产品决定气体保护焊焊接过程中的热输入速率。当焊接钢时，焊接工艺参数的值是由焊接电压、电弧电流、电极延伸和不同的保护气体决定的，实验所得焊缝的宽度一般大于理论的焊缝宽度，而实验所得焊缝渗透深度却通常低于理论焊缝渗透深度。线性回归分析常用于实验结果与理论计算结果的二维（2D）数学模型的分析，所获得的结果如下： (2) (3) 表1示出标准的误差估计、多个相关性系数、上述相应模型描述的决定系数，这两个方程的复相关系数的值分别为0:702和0.6035。值得注意的是，方程（2）的复相关系数高于方程（3），焊缝的几何尺寸的测量和计算值散点图如图2和图3所示，使用线性回归方程绘制出最佳的线。从图2和图3，可以发现，方程（2）和（3）有一种高估了焊缝渗透，低估了焊缝宽度的趋势，Christensen等人发现了类似的结果。此外，Friedman和Glickstein分析表明，在固定氩弧焊中较大直径的热源往往增加焊缝宽度，减少焊缝渗透。图4 无量纲的焊缝宽度的测量尺寸：测量焊缝宽度：计算焊缝宽度 :试验结果图3 计算焊缝渗透深度 比较测量和计算焊缝宽度Christensen等人发表的理论无量纲图表显示出了各种焊缝尺寸与焊缝工艺参数，他们宣称他们的这个模型在点源方程的假设下和一定的限度内适合所有材料的焊接组合。此实验是在假设了一个三维的导热组态下进行的，将此实验结果与Christensen等人得到的实验结果相比较，并用无量纲的参数绘制实验结果的点图，图4示出了无量纲的焊缝宽度。即使散射的理论成果相当可观，实验的无量纲焊缝宽度和理论的无量纲焊缝宽度之间的合理讨论也会存在。从图 5看出，它的理论结果超过了估计的焊缝渗透。此外，从上面的比较很明显的看出，在各种型号模型的基础上准确合理预测的焊缝几何形状，需要调整焊接参数以使焊缝几何形状更好地与实验结果相符。由于传导，对流，辐射传热和大量传热都包括在气体保护焊中，因此准确的分析模型的发展趋势是非常复杂的，并且有时分析结果与两种闭环控制或自适应控制的目的相矛盾。这时，应考虑用一个回归模型来代替分析模型对焊缝几何尺寸进行准确的分析。 图5 ：测量焊缝渗透 ：计算焊缝渗透：焊缝高度：焊缝渗透：焊缝宽度 由Chandet发表的气体保护焊工艺中的经验公式也被用来预测焊缝几何特征。在生产54焊缝的过程中，常用矩阵设计和矩阵处理的方式将每个方程结果输入到上述经验公式中。将Chandel方程的精确结果与实验结果进行比较，把每个焊缝宽度，焊缝高度和焊缝渗透的结果绘制在分散点图中，理论结果描绘在X轴上，实验结果描绘在Y轴上，还有一条与标绘点拟合最佳的线。显而易见，没有一条线能在一定精度内合理地预测实验值。然而，当这些数据点的值绘制成散点图时，会出现确定的相关性。在一定的百分误差内基于理论结果预测实验结果时常采用这种方法，精确的理论结果的计算常按下式进行计算 ： （4）图9 Chandel方程的精确分析这是将这些组的结果分为：0至5，5 至10，10至20，20至30，30至40，40至50和50以上七类的依据，这个焊道尺寸（焊缝宽度，焊缝高度和焊缝渗透）的分析结果示于图 9。 实习报告专业：数控技术及其应用班级： 数控一班学 生：唐燕时 间：4月地 点： 柳州工程机械厂关 柳州东风汽车厂 柳州钢铁厂1.实习目的：生产实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。2.实习内容：掌握机械加工工艺方面的知识及方法了解切削刀具方面的知识，熟悉常用刀具的结构、选择、用途等了解机床和数控系统的知识，特别是加工中心等典型的数控设备了解企业生产管理模式，学习先进的管理方式方法熟悉、巩固铸造工艺及设备方面的知识3.实习地点： 柳州工程机械厂关 柳州东风汽车厂 柳州钢铁厂定点实习厂柳州东风汽车厂简介东风柳汽公司是东风汽车公司的控股子公司，也是东风汽车公司在南方重要的载货汽车和轻型乘用汽车生产基地，国家大型一档企业。它还是国内第一家生产中型柴油载重汽车的企业，赢得了“柴油东风，柳汽正宗”的美誉。1991年，东风柳汽创出了“乘龙”品牌并迅速形成市场知名度，奠定了“一门双杰，东风乘龙”的产品格局。自从1997年成为国内最早通过ISO9000质量认证的汽车生产企业之后，东风柳汽的事业就上了一个台阶。2001年，东风柳汽公司更是推出面向公务、商务和休闲旅游用车市场的新一代多功能轻型车东风“风行”商旅车，吹响了进军国内高档轻型乘用车市场的号角。目前，东风柳汽已形成年产“东风”和“乘龙”商用车60000辆、“风行”乘用车30000辆的生产能力。柳州汽车厂六个发展历程（1） 建厂期：上世纪50年代，主要以农用机械为主。（2） 1969年：生产出2.5T载用柳江牌卡车。（3） 1981年：生产出柴油翻斗车，同时加入了中国第二汽车制造厂，采用东风品牌。（4） 1991年：柳汽生产出新品牌-乘龙（平头车）。（5） 1997年：以75%的股权加入东风集团，成为其子公司，正式更名为东风柳州汽车有限公司。（6） 2003年，成立东风集团和雷诺公司生产基地：主厂、二基地（85年始建，位于柳江县，占地为714亩）、三基地七大车间：车桥车间、机械车间、工装车间、热处理车间、车架车间、车身车间、总装车间四大部件：汽车前后桥、举升器油缸、车架、车身生产线：重车线、大车线、小车线2003年生产能力：大车60000辆 小车30000辆乘龙精神：自立自强 创优创新 同心同德 为国为民通过在柳汽公司车桥厂的实习，我们比较全面地了解机械加工及相关典型零件的生产技术过程。初步了解典型的机电一体化产品和设备的生产过程、培养我们收集资料的能力及提高分析问题的能力，使我们更好地学习、掌握机械工程专业知识。 机械加工工艺方面我们重点了解了左壳锥齿轮差速器这一典型零件的机械加工工艺过程，听了有关技术人员对其的具体分析。并记下了该零件的工艺过程卡和工序卡等工艺文件。具体如下：（对应的工艺过程卡、工艺简图和工序卡见附录）由于汽车转弯时，左右两边轮子的行程不同，所以转速不同，为防止转弯时出现滑动、滑拖现象，必须使用差速器调节两边轮子的转速。左壳锥齿轮差速器是用来固定支承轴承，防止微尘和外来颗粒侵入到锥齿轮差速器里面和防止锥齿轮差速器里面的润滑油外泻。零件结构比较简单，在结构上成对称分布。生产纲领约为63000个，属于大批量生产。毛胚的选择零件一般是由毛胚加工而成。在现有的生产条件下，毛胚主要有铸件，锻件和冲压件等几个种类。铸件是把熔化的金属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件毛胚。在一般机械中，铸件的重量大都占总机重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要来源。铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件毛胚，特别是具有复杂内腔的零件毛胚，此外，铸件成本低廉。其缺点是在其生产过程中，工序多，铸件质量难以控制，铸件机械性能较差，锻件是利用冲击力或压力使用，加热后的金属胚料产生塑性变形，从而获得的零件毛胚。锻件的结构复杂程度往往不及铸件。但是，锻件具有良好的内部组织，从而具有良好的机械性能。所以用于做承受重载和冲击载荷的重要机器零件和工具的毛胚，冲压件是利用冲床和专用模具，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得的制体。冲压通常是在常温下进行，冲压件具有重量轻，刚性好，尺寸精度高等优点，在很多情况下冲压件可直接作为零件使用。选择毛胚还应该考虑的原因（1）零件的力学性能要求 相同的的材料采用不同的毛胚制造的方法，其力学性能有所不同。铸铁的强度，离心浇注，压力浇注的铸体，金属型浇注的铸体，沙型浇注的铸体依次递减；钢质零件的锻造毛胚，其力学性能高于钢质棒料和铸钢体。（2）零件的结构形状和外廓尺寸，直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料。相差较大时宜采用锻件。形状复杂的毛胚不宜采用金属型铸造。尺寸较大的毛胚，不宜采用摸锻，压铸和精铸。多采用沙型铸造和自由锻造。外型复杂的小零件宜采用精密铸造的方法（3）生产纲领和批量 生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛胚制造方法，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛胚制造方法（4）现场生产条件和发展 应该经过技术经济分析和论证零件的材料为QT450-10，根据零件结构简单和对称分布的特点，零件的生产纲领为大批量生产.参观实习厂一.柳州工程机械厂简介广西柳工机械股份有限公司是我国目前生产轮式装载机系列产品规模最大、产量最多、质量最好、设备最全的国家机械工业大型骨干企业，是广西首家由国营大型企业改造、发行社会公众股的股份制企业。公司位于南疆龙城柳州市。净资产3.89亿元，员工5900人，生产区占地面积67万平方米。主要名优产品有：引进美国卡特彼勒公司技术生产的ZL60E、ZL100B等ZL系列轮式装载机、井下装载机和履带式液压挖掘机，已形成4000台年生产能力的规模。该公司计划通过实施总投资约12亿元的技术改造和外引内联、科、工、贸相结合等措施，2000年形成年产装载机、挖掘机和推土机等多种工程机械系列产品10000台的综合生产能力，实现年销售收入51.5亿元和利税12亿元。 本公司还将积极拓展房地产、商业贸易、服务旅游业及经批准的其它经营业务。二.入厂前培训1.数控机床的产生和发展（1）1952年，在美国，计算机的应用使得数控技术的产生、发展得以有充分的条件。其最初用途为军工业的生产。（2）20世纪60年代，晶体管的发明使得数控机床批量生产得以实现。（3）20世纪70年代，苏联的数控机床产量超过美国，成为世界上数控机床产量第一的国家。（4）20世纪80年代，日本的数控机床产量位居第一.其中尤以日本法拉克公司最为代表，其产量为全世界产量的30%,而德国的西门子产量也占15%。与此同时，在80年代初期我国也引进数控加工技术。数控机床的分类（1）经济型数控机床：一般由普通机床改装而成，精度和复杂程度较低，可实现两轴联动，可进行平面加工，价格较便宜。（2）全能型数控机床：精度和复杂程度较高，一般可实现三至五轴联动，且有刀具库，可自动换刀。可进行平面和空间立体加工，价格一般较贵。 2.柳州工程机械厂数控机床的应用（1）1978年，柳州工程机械厂引进了数控切割机和火焰切割机。其主要功能是用于分离机械元件、零件和X、Y轴联动的直线、圆弧切割。（2）1985年，柳州工程机械厂从上海气焊机厂引进了Z80单板机，其主要硬件设施有CPU、CTC、PTO、EPROM、RAM2。（3）1988年，柳州工程机械厂引进了一批价值600万美元的先进设备： 数控车床 立式、卧式车床数控火焰切割机数控折弯机三坐标测量仪数控等离子切割步冲机机器人焊接线（位于结构分厂）铸制线双立柱加工中心-其最大加工距离为：X 10000mm；Y 3000mm；Z 1500mm；W 600mm。3.加工中心简介加工中心是具有刀库的三轴联动数控镗铣床。其系统组成包括：数控系统CNC、驱动系统、测量及反馈系统I/O控制系统（PLC）.加工中心分为立式加工中心、卧式加工中心、五面体加工中心等。4.装载机发展和发展趋势（1）世界装载机发展史简介 20世纪初，美国出现第一台装载机，它是用马车和钢丝绳构成，兼有驱动与装载的功能。 20世纪40年代，第一次工业革命期间，装载机采用液压设备作动力，即先导式液压装置。20世纪 50年代，第二次工业革命期间，装载机的变速箱采用液力变矩器，其工作矩为100N.m-425N.m。到60年代时，第三次工业革命期间，装载机采用角接式刚性车架。到上世纪70-80年代，产品向细化发展更为突出，装载能力提高到0.2m16m。其中最有影响力的几个公司为：美国Cater Pillar、瑞典Volvo、日本小松公司等。（2）柳工装载机发展史上世纪50年代，柳工从上海糖果机械厂首次引进装载机生产设备。到了60年代，天津某 研究所与厦门工程机械厂合作开发，仿制成功我国第一台Z435型装载机。此项成果由柳工试验、鉴定合格。70年代，转载机装载能力有所提高，由Z450提高到ZL50了。一系列G类型产品（3）现代装载机的发展趋势趋向于环保、高效、节能、可靠趋于机电一体化更具舒适性型号多样，有大、中、小等各种型号更加智能化有自动监控维护的功能二. 进厂参观1.变速箱厂设备：加工中心2 数控车床17 普通车床24 滚齿机21 磨床18 钻床8 坐标镗床2 铣床3 仿形车床3 拉床1 插床1 卧式钻床5 行车1车间面积：3456员工总人数：80（女17名），其中包括8名党员。有大专学历以上8人、高级技师1名、技师1名、高级工程师1名、中级工程师1名。主要产品：变速箱齿轮和轴类以及ZF产品配套件等生产宗旨：永不接受不合格产品永不传递不合格产品永不制造不合格产品2.结构件厂主要设备：TCBAR立柱移动卧式加工中心等离子线切割机剪板机锻压机床3.铸造厂无箱数控制造从意大利进口毛坯来源 （三个）4.总装配厂CLG842的总装配流程 为期两周的实习结束了，在这进行参观实习期间，在老师和工厂技术人员的带领下看到了很多也学到了很多。让我对原先在课本上许多不很明白的东西在实践观察中有了新的领悟和认识在这个科技时代中，高技术产品品种类繁多，生产工艺、生产流程也各不相同，但不管何种产品，从原料加工到制成产品都是遵循一定的生产原理，通过一些主要设备及工艺流程来完成的。因此，在专业实习过程中，首先要了解其生产原理，弄清生产的工艺流程和主要设备的构造及操作。其次，在专业人员指导下，通过实习过程见习产品的设计、生产及开发等环节，初步培养我们得知识运用能力。概括起来有以下几方面：1.了解了当代机械工业的发展概况，生产目的、生产程序及产品供求情况。2.了解了机械产品生产方法和技术路线的选择，工艺条件的确定以及流程的编制原则。3.了解了机械产品的质量标准、技术规格、包装和使用要求。4.在企业员工的指导下，见习生产流程及技术设计环节，锻炼自己观察能力及知识运用能力。5.社会工作能力得到了相应的提高,在实习过程中，我们不仅从企业职工身上学到了知识和技能，更使我们学会了企业中科学的管理方式和他们的敬业精神。感到了生活的充实和学习的快乐，以及获得知识的满足。真正的接触了社会，使我们消除了走向社会的恐惧心里，使我们对未来充满了信心，以良好的心态去面对社会。同时，也使我们体验到了工作的艰辛，了解了当前社会大学生所面临的严峻问题，促使自己努力学习更多的知识，为自己今后的工作奠定良好的基础。6.增进了我们的师生感情，从这次生产实习的全过程来看，自始至终我们都服从老师的安排，严格要求自己，按时报到，注重安全。本次实习使我第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，理论与实际的相结合，让我们大开眼界，也算是对以前所学知识的一个初审吧！这次生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅。在短短的一个星期中，让我们初步让理性回到感性的重新认识，也让我们初步的认识了这个社会，对于以后做人所应把握的方向也有所启发 毕业设计说明书设计题目：隔水管横焊缝自动对中装置的设计（机械电气部分）专业：数控技术及其应用班级： 数控一班设计学生：唐燕指导教师：黄开有职称：副教授设计时间：4月1日6月15日设计地点：湖南工学院 目录目录.1.第一章 隔水管横焊缝自动对中装置述的概.3.第二章 总体方案的设计.3.2-1 设计任务.3.2-2 基本工作原理.4.第三章 机械部分的设计.63-1V型块的模型设计.6.3-2导轨的设计.7.3-3驱动轮装置的设计.93-3-1计算驱动轮所需的扭矩.93-3-2链传动的设计.12 3-3-3 减速器的设计.143-3-4电动机的选用.183-3-5联轴器的选用.193-3-6轴的设计.20 3-3-7轴承的选用.23 3-3-8 滚动轮的设计.27 3-3-9 滚轮支承上盖的设计.27第一章隔水管横焊缝自动对中装置的概述快速接头隔水管系列产品，是湛江市南油集团合众公司特有的为海洋石油配套的专用产品，多年来经过不断的开发和改进，已形成了完整配套的技术图纸、成熟的生产技术、工艺流程和加工制造装备，与之相应的业务熟练的工程技术队伍和技术工人队伍。新型快速接头系列产品有：SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列产品。本毕业设计的目的是将合众公司原来的生产设备改为自动化的设备，并降低工人的劳动强度。本设计的主要要求：设计出一种针对SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列产品制造中，对卷制成管状板材的内横、外横能进行自动对中的装置。要求能实现管的自动对中、自动找正、定位夹紧、纵向自动行走，行走速度在0.13m/min之间，可以自动调节，动力为普通三相交流电动机，控制方式为随车控制形式，要求结构实用、重量轻、调节操作方便、技术优先价格合理。本设计的主要内容：1、内外自动对中装置总体方案的确定。2、内外自动对中装置机架结构的设计。3、内外自动对中装置机械系统的设计。第二章总体方案的设计2-1设计任务设计一个装置，使两根长各5.5m的隔水管自动对中，并且使两管的对中精度达到：两管的轴线同轴偏差3mm。对中点后隔水管要实现转动。2-2方案的选定使两根隔水管自动对中的方法有很多，经过了对具体方案的工作原理及可行性的分析，本人决定采用V型装置，其大概形状如（图2.2）所示。 图2.21、滚轮2、V型块3、导轨2-3基本工作原理2-3-1总体工作原理如图2-3-1所示，该装置由、两组V型块组成。组可以沿V型块下边的导轨直线移动，组固定，V型块下边有导轨，但是V型块与导轨相对固定不动。 组组图2-3-1 1、滚动轮2、电动机3、减速器4、驱动轮、两组V型块均有8个滚轮和中间的一个驱动轮支承，组V型块下边的导轨可以实现隔水管的对接。2-3-2驱动轮装置的简要说明如图2-3-2所示，运动的传递顺序是：电动机减速器链轮滚轮隔水管图2-3-该图是驱动轮的安装图，大轴（上边）装滚轮与链轮，小轴装链轮，两装有圆锥滚子滚动轴承，运动由减速器接入小轴，再经过链传动传到滚轮。第三章 机械部分的设计3-1V型块的模型设计参照V型底座的零件图。1、V型块的加工方法：铸造成型2、V型块的材料：铸钢3、 V型块的加工要求，对装滚轮部分和下底面进行精加工，加工方法由厂家自己决定，使这两部分的平面度达到IT7级，粗糙度也达到IT7级。在加工装滚轮凹槽时要使4个凹槽的位置度达到IT7级，所有螺纹孔及销孔的位置度也要达到IT7级3-2导轨的设计一、导轨的选用由工作要求承载能力较大而且能够自动补偿磨损的要求，决定选用平面三角复合型滑动导轨，参照机械设计手册第三卷，表28-112。其形状见图3-2-1。 图3-2-1尺寸见表28.3-5，取A1000 mm，B200 mm，120。二、进行导轨的力学计算导轨的材料：选用钒钛耐磨铸铁耐磨铸铁为导轨的材料。表面热处理：在其粗加工后进行一次时效淬火处理，采用电接触加热的表面淬火，最后导轨还要进行磨削，使其表面的粗糙度达到预定的要求，取其值为0.8。硬度匹配：为了保证导轨的寿命，加工结果应该保证导轨接合面的硬度不同，此取为100HBS，三、导轨的校核查表可得铸铁的许用压强为1 MPa，已知导轨的外形如上图所示，取导轨滑座共承重8 t，则滑座每侧的承重为对三角形导轨设垂直斜向力为F，如图3-2-2所示，图3-2-2则有 2Fcos30=20000 11500 N则左侧导轨承受的压强为1MPa依图3-2-1易知导轨右边承受的压强明显小于左边。故此导轨符合要求。3-3驱动轮装置的设计3-3-1计算驱动轮所需的扭矩如图3-3-1，所示。图3-3-1一、每组V型装置共有8个支承滚轮（若加上驱动轮则为9个），每个轮上的支承反力应为（2/2G）/4（按照8个支承点算），即每根管的质量约为：M=2.5t=2500kg 即则考虑到管的外圆柱面的制造误差，有可能8个支承点存在某些支承点与管子不接触，故F应该乘以一个安全系数S，取S1.5，则二、计算使管子转动所需的扭矩1、 机械传动部分的总传动比2、 所用电动机的转速为3、 滚轮的运动参数15 mm 4、管子的运动参数（按最大管计算）mm5、管子的线速度此速度即就是管子自动的速度。6、计算滚轮使管子转动所需的扭矩T计算在1s内使管子的转动的线速度达到由本设计可知，t=1s 要求出滚轮使管子转动所需的扭矩T，可以采用动量矩定理：由动量矩定理可得：21.5即滚轮使管子转动所需的扭矩T21.5。三、对T进行校核查“机械设计手册软件版R2.0”，可知钢-钢的摩擦系数为则最大静摩擦力相应最大摩擦力矩而T21.5故滚轮与管子不会产生相对滑动的现象。所以T符合设计的要求。3-3-2链传动的设计用机械设计手册软件版R2.0可以轻松完成链传动的设计，下面是设计的过程。1、初始条件传递功率0.02kw小链轮的转速15r/min 平均传动比1可大或小0.5%大链轮的转速15r/min传动种类水平传动传动速度低速传动V3m/s 润滑条件由设计结果决定中心距条件可调载荷性质平稳载荷原动机种类电动机润滑方式人工定期润滑2、设计结果1选择链轮齿数Z,Z假定链速v3m/s,由表9-8选取小链轮齿数Z=17;从动链齿数Z=iZ=117=172计算功率Pca由表9-9查得工作情况系数K=1.3,故 Pca= KP=1.30.02= 0.006kW3确定链条节数L初定中心距a=40p,则链节数为 L=+()=+() =97节,取L=97节4确定链条的节距p由图9-13按小链轮转速估计,链工作在功率曲率顶点左侧时,可能出现链板疲劳破坏。由表9-10查得小链轮齿数系数K=()=()=0.88;K=()=()=0.99;选取单排链，由表9-11查得多排链系数K=1.0,故得所需传递的功率为 P=kW=0.007kW 根据小链轮转速n=15r/min及功率P=0.007kW，由图9-13选链号08A单排链。同时也证实原估计链工作在额定功率曲线顶点左侧是正确的。再由表9-1查得链节距p=12.70mm。5确定链长L及中心距a L=m=1.23m a=(L-+ =260mm中心距减少量 a=（0.0020.004）a=（0.0020.004）260mm =0.521.04mm实际中心距 a=a-a=260mm-（0.521.04）mm=259.48258.96mm取 a=255mm 6验算链速 v=m/s=0.053m/s与原假设相符。7验算链轮毂孔d由表9-4查的小链轮毂孔许用最大直径d=34mm，大于电动机轴径D=30mm,故合适。8作用在轴上的轴力 F=KF有效圆周力 F=1000=1000N=377.36N377N按水平布置取压轴力系数K=1.15,故 F=1.15377N=434N 3、链传动的尺寸参数如图3-3-2所示，名称 符号小链轮数值大链轮数值单位排距 pt14.3814.38mm分度圆直径 d 69.12 69.12 mm齿顶圆最大直径 dama 77.04 77.04 mm齿顶圆最小直径 dami 72.67 72.67 mm分度圆最大弦齿高hama 4.56 4.56 mm分度圆最小弦齿高hami 2.37 2.37 mm齿根圆直径df 61.17 61.17 mm最大齿根距离Lx 60.87 60.87 mm图3-3-23-3-3减速器的选用考虑到负载较大，传动比也相当大，所以选用单级普通圆柱蜗杆减速器，其简图如图3-3-3所示。图3-3-3为了正确选用该普通圆柱蜗杆减速器，有必要对该减速器里边所用的蜗轮蜗杆传动进行设计，采用机械设计手册软件版R2.0进行设计，普通圆柱蜗杆传动设计结果报告：一、普通蜗杆设计输入参数 1.传递功率 P 0.02 (kW) 2. 蜗杆转矩 T1 0.10 (N.m) 3. 蜗轮转矩 T2 3.39 (N.m) 4. 蜗杆转速 n1 750.00 (r/min) 5. 蜗轮转速 n2 15.00 (r/min) 6. 理论传动比 i 50.00 7. 实际传动比 i 50.00 8. 传动比误差 0.00 () 9. 预定寿命 H 4800 (小时) 10. 原动机类别 电动机 11. 工作机载荷特性 中等冲击 12. 润滑方式 浸油 13. 蜗杆类型 渐开线蜗杆 14. 受载侧面 一侧 二、材料及热处理 1. 蜗杆材料牌号 45(表面淬火) 2. 蜗杆热处理 表面淬火 3. 蜗杆材料硬度 HRC4555 4. 蜗杆材料齿面粗糙度 1.60.8 (m) 5. 蜗轮材料牌号及铸造方法 ZCuSn10P1(砂模) 6. 蜗轮材料许用接触应力H 200 (N/mm2) 7. 蜗轮材料许用接触应力H 225 (N/mm2) 8. 蜗轮材料许用弯曲应力F 51 (N/mm2) 9. 蜗轮材料许用弯曲应力F 45 (N/mm2) 三、蜗杆蜗轮基本参数设计(mm) 1 选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）2选择材料 根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为了45-55HRC。蜗杆用铸锡磷青铜ZCuSn10p1,金属模铸造。3按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距 1）确定载荷系数K因工作载荷不均、冲击大，系数=1.20；查表11-5选取使用系数=1.20；由于转速不高，冲击力不大，可取动载系数=1.05；则 K=*=1.20*1.20*1.05=1.5122）确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮杆相配，故=160M。3）确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值/a=0.25，查表的=3.4。4）确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，查表得蜗轮的基本许用应力=268 MPa应力循环次数 N=60j=60x1xx4800=0.432x寿命系数 =1.111则 =*=1.111*268 MPa=298MPa5）计算中心距 a=75.25 mm 取中心距a=80mm,因i=50mm, 故从表11-2中取模数m=4mm,蜗杆分度圆直径d=40mm.这时d/a=0.5,从图11-18z中可查得接触系数Z=2.65,因为ZZ 因此以上计算结果可用。3蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1）蜗杆轴向齿数P=12.56mm,直径系数q=10；齿顶圆直径d=48mm；齿根圆直径d=30.40mm；分度圆导程角=305750；蜗杆轴向齿厚s=6.28mm。2）蜗轮蜗轮齿数z=50；变位系数x=+0.75；验算传动比i=50，这时传动比误差为=0，没有误差。蜗轮分度圆直径 d=mz=504=200mm蜗轮喉圆直径 d= d+2h=200+2（-36）=128mm蜗轮齿根圆直径 d= d-2h=200-244.8=110.40mm蜗轮咽喉母圆直半径 r=a-d=80-128=16mm4校核齿根弯曲疲劳强度 =当量齿数 z=50.75 根据x=+0.75，z=50.75，从图11-19中可查得齿形系数Y=2.5螺旋角系数 Y=1-=0.7786许用弯曲应力 = K从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56MPa寿命系数 Y=0.8499 =560.8499MPa=47.596 MPa =0.521MPa弯曲强度是满足的四、蜗杆蜗轮精度- 项目名称 蜗 杆 蜗 轮 - 1. 第一组精度 7 7 - 2. 第二组精度 7 7 - 3. 第三组精度 7 7 - 4. 侧 隙 f f -根据所得的结果来选用普通圆柱蜗杆减速器，查机械传动设计手册P1257表7-3-1。考虑到安装与润滑的方便，本设计选用普通圆柱蜗杆减速器的型号是WD8AJB/ZQ439086该减速器的具体参数为：中心距a80mm传动比i50蜗杆头数1蜗轮齿数50模数m4许用功率P1 kw传动效率0.72质量M28 kg减速器的具体尺寸参照零件图。3-3-4电动机的选用（JB3074-82）查机械零件设计手册P1363选用电动机的型号是Y132S-8该电机的具体参数是：电机名称：Y系列三相异步电动机类别代号：Y型号规格：Y132S-8防护等级：IP44安装形式：B3极数：8额定功率：2.2 kw转速：730额定电压：380V额定电流：5.5A满载效率：0.81同步转速：750满载功率因素：cos=0.71堵塞转矩：2.0额定转矩：2.0净重：17kg标准：JB 3074-82电动机的简图如图3-3-4所示。图3-3-43-3-5联轴器的选用联轴器的选用主要依据许用扭矩，还有所用轴的大小。本设计的电动机输出轴的大小为38，变速器的输入轴大小为24，输出轴大小为38。驱动轮输入轴的大小为20。本人选用联轴器所用的资料是机械零件设计手册P870和Autocadmechanical2001。电动机与变速器的联接采用凸缘联轴器YL4，变速器与驱动轮输入轴的联接采用凸缘联轴器YL5，其具体参数为：型号许用扭矩d L D M 螺栓数目 YL4 40 25/28 62 100 80 8 3 128 2.5kgYL5 63 30/32 82 105 85 8 4 168 3kg 凸缘联轴器YL型的简图如图3-3-5图3-3-53-3-6轴的设计参照简明机械设计手册P367轴设计的步骤为：第一， 根据机械传动方案的整体布局，拟定轴上零件的布置和装配方案。第二， 选择轴的材料第三， 初步估算轴的材料第四， 进行轴系零、部件的结构设计第五， 进行强度计算第六， 进行刚度计算第七， 校核键的联接强度第八， 验算轴承第九， 根据计算结果修改设计第十， 绘制零件图一、轴强
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号