焦方超 張繼彪 張超 劉磊 宋明

摘?要： 焊接裝備就是在焊接生產(chǎn)中與焊接工序相配合，有利于實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)機(jī)械化，自動(dòng)化，有利于提高裝配焊接質(zhì)量，促使焊接生產(chǎn)過程加速進(jìn)行的各種輔助裝置和設(shè)備。大型滾筒焊件旋轉(zhuǎn)裝置是借助主動(dòng)滾輪與焊件之間的摩接力帶動(dòng)焊接旋轉(zhuǎn)的變位機(jī)械，主要用于筒形焊件的裝配與焊接。本次設(shè)計(jì)主要對(duì)滾筒焊件旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)軸、鍵等主要構(gòu)件進(jìn)行了校核。結(jié)果表明各主要部件符合要求。該旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便靈活，對(duì)焊件的適應(yīng)性很強(qiáng)。設(shè)計(jì)中充分的考慮了滾輪架的合理性和經(jīng)濟(jì)性等因素。

關(guān)鍵詞： 環(huán)形焊機(jī);煤礦;滾筒

【中圖分類號(hào)】TE935?????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?????【文章編號(hào)】1674-3733（2020）01-0241-01

1?環(huán)形焊機(jī)具備的性能

1）焊件變位機(jī)械和焊機(jī)變位機(jī)械要有較寬的調(diào)速范圍焊接運(yùn)行速度，以及良好的結(jié)構(gòu)剛度。

2）對(duì)尺寸和形狀各異的焊件，要有一定的適用性。

3）在傳動(dòng)鏈中，應(yīng)具有一級(jí)反行程自鎖傳動(dòng)，以免動(dòng)力源突然切斷時(shí)，焊件因重力作用而發(fā)生事故。

4）與焊接機(jī)器人和精密焊接作業(yè)配合使用的焊件變位機(jī)械，視焊件大小和工藝方法的不同，其到位精度（點(diǎn)位控制）和運(yùn)行軌跡精度（輪廓控制）應(yīng)控制在0.1-2mm之間，最高精度應(yīng)可達(dá)0.01mm。

5）回程速度要快，但應(yīng)避免產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。

6）有良好的接電、接水、接氣設(shè)施，以及導(dǎo)熱和通風(fēng)性能。

7）整個(gè)結(jié)構(gòu)要有良好的密閉性。以免焊接飛濺物的損傷，對(duì)散落在其上的焊渣、藥皮等臟物應(yīng)易被清除。

8）焊接變位機(jī)械要有聯(lián)動(dòng)控制接口和相應(yīng)的自保護(hù)功能集中控制和相互協(xié)調(diào)動(dòng)作。

9）工作臺(tái)面上應(yīng)刻有安裝基線，井設(shè)有安裝槽孔，能方便的安裝各種定位器件和夾緊機(jī)構(gòu)。

10）兼作裝配用的焊件變位機(jī)械，其工作臺(tái)面要有較高的強(qiáng)度和抗沖擊性能。

11）用于電子束焊、等離子弧焊、激光焊和釬焊的焊件變位機(jī)械，應(yīng)滿足導(dǎo)電、隔磁、絕緣等方面的特殊要求。

2?課題意義

焊接變位機(jī)就是移動(dòng)工件，使待焊部位處于合適易焊接的位置的焊接輔助設(shè)備。選擇合適的焊接變位機(jī)能提高焊接質(zhì)量及生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及生產(chǎn)成本，加強(qiáng)安全文明生產(chǎn)，有利于現(xiàn)場管理。特別是入世的沖擊，工程機(jī)械市場競爭將會(huì)越來越激烈，國內(nèi)企業(yè)必須適應(yīng)形勢，通過焊接變位機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)備投入達(dá)到生產(chǎn)能力的革命，不僅要求裝備的制造精度高、成套性好，而且還要求全集成自動(dòng)化控制一體化。

焊接滾輪架的特點(diǎn)

2.1?焊接滾輪架是借助主動(dòng)滾輪和工件之間的摩擦力帶動(dòng)筒形工件旋轉(zhuǎn)的焊接變位機(jī)械。

2.2?焊接滾輪架主要用于筒形焊件的轉(zhuǎn)配與焊接。若對(duì)主、從動(dòng)滾輪的高度作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也可以進(jìn)行錐體、分段不等徑回轉(zhuǎn)體的裝配于焊接。對(duì)于一些非圓長焊件，若將其裝卡在特制的環(huán)形卡箍內(nèi)，也可以在焊接滾輪架上進(jìn)行裝焊作業(yè)。

2.3?課題設(shè)計(jì)的機(jī)器是焊接大型滾筒旋轉(zhuǎn)的機(jī)器，是一種適合于大型回轉(zhuǎn)體的焊接設(shè)備，它可以用于輸油管道焊接或大型礦山機(jī)械回轉(zhuǎn)體的焊接等。

研究意義

2.4?在工業(yè)生產(chǎn)中間，焊件旋轉(zhuǎn)裝置可以使大型滾筒旋轉(zhuǎn)而使焊槍不動(dòng)，從而使焊縫更加均勻，焊接滾輪架的使用能大大提高焊縫質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

3?方案設(shè)計(jì)

3.1?回轉(zhuǎn)方案的確定

大型滾筒焊件旋轉(zhuǎn)裝置用來完成圓柱焊件，輔助焊接設(shè)備。焊接過程中焊槍固定不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)裝置使圓柱形焊件旋轉(zhuǎn)，來完成焊接。主動(dòng)滾輪架的摩擦滾輪運(yùn)動(dòng)是通過滾輪回轉(zhuǎn)，以摩擦力驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。所以回轉(zhuǎn)方案采取電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

3.2?工作條件

焊接滾輪架不僅要有好的承載能力，還要有高的定位精度，在焊接過程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到焊接變位以及選擇合適的焊接位置的情況，為了解決這一問題，焊接變位機(jī)也就理所應(yīng)當(dāng)?shù)某霈F(xiàn)了。它可以通過工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)，使待焊處置于合適位置，很好的和焊接設(shè)備結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)焊接的自動(dòng)化，機(jī)械化，提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量。

3.3?原動(dòng)機(jī)類型的選擇

滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)有（1）良好的速度控制特性，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩;高效率，90%以上，不發(fā)熱;高速控制;高精確位置控制。⑵定子繞組散熱比較方便。⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。⑸同功率下有較小的體積和重量。

3.4?旋轉(zhuǎn)裝置減速方案確定

由于工件轉(zhuǎn)速為60m/h，滾輪轉(zhuǎn)速為0.64r/min，傳動(dòng)比較大。

本次設(shè)計(jì)采取一級(jí)蝸輪蝸桿減速器，單級(jí)傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，震動(dòng)小，傳遞平穩(wěn)。

結(jié)語：本次的設(shè)計(jì)要求先了解國內(nèi)焊接設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r以及現(xiàn)狀，了解各種焊接操作機(jī)，然后確定為設(shè)計(jì)焊接滾輪架。然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)零件并確定尺寸，然后校核強(qiáng)度以及剛度。再對(duì)要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，根據(jù)要達(dá)到的速度要求算出功率，選擇適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)，然后得出傳動(dòng)比，根據(jù)傳動(dòng)比選擇對(duì)應(yīng)的減速器。最后設(shè)計(jì)其他主要部分的結(jié)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，滾輪機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。通過一系列的設(shè)計(jì)，得出的結(jié)論有以下幾點(diǎn)：

1）焊件變位機(jī)械和焊機(jī)變位機(jī)械要有較寬的調(diào)速范圍焊接運(yùn)行速度，以及良好的結(jié)構(gòu)剛度。

2）對(duì)尺寸和形狀各異的焊件，要有一定的適用性。

3）在傳動(dòng)鏈中，應(yīng)具有一級(jí)反行程自鎖傳動(dòng)，以免動(dòng)力源突然切斷時(shí)，焊件因重力作用而發(fā)生事故。

4）與焊接機(jī)器人和精密焊接作業(yè)配合使用的焊件變位機(jī)械，視焊件大小和工藝方法的不同，其到位精度（點(diǎn)位控制）和運(yùn)行軌跡精度（輪廓控制）應(yīng)控制在0.1-2mm之間，最高精度應(yīng)可達(dá)0.01mm。

5）回程速度要快，但應(yīng)避免產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。

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