




已閱讀5頁,還剩29頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀
版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 多功能焊臺設計 作 者 姓 名 王金超 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師姓名 范維華 專業(yè)技術職務 高級實驗師 2 目 錄 摘 要 4 第一章 前言 5 1.1 國內外焊臺的發(fā)展 5 1.1.1國外焊臺的發(fā)展 9 1.1.2國內焊臺的發(fā)展 11 1.1.3課題研究的目的意義及主要內容 12 1.1.3.1 課題研究的目的意義 12 1.1.3.2 課題研究的主要內容 12 第二章 設計任務概況 13 2.1 設計題目 13 2.2 設計背景 13 2.2.1 題目簡述 13 2.2.2使用狀況 14 2.2.3生產狀況 14 2.3 設計參數 15 2.4 設計任務 17 第三章 總體設計方案 3.1 多功能焊臺總體設計及適用范圍 17 3.2 多功能焊臺各個機構的設計方案 17 3.3 焊臺的額定負荷計算 19 3.4 升降系統(tǒng)的設計方案 20 3.5 焊臺傳動系統(tǒng)的確定 21 第四章 焊接面的設計計算 21 4.1 平面焊接的設計 21 4.1.1平面焊接的特點 22 4.1.2應用范圍 22 4.1.3主要技術參數 23 第五章 升降裝置的設計計算 25 5.1 軸承的設計計算及校核 25 3 5.2 固定螺栓選擇 27 第六章 總結 28 參考文 獻 31 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 4 摘 要 焊臺的種類很多按照升降結構的不同,可分為直流焊機、交流焊機、電氣焊臺、氣割焊臺及搖臂式臺等。多功能焊臺采用電流驅動,整機由底座、焊臂、升降系統(tǒng)組成。 本文所介紹的多功能焊臺最大焊接直徑是 1000mm,它有兩部分組成: 升降焊頭機構和焊臺底座。升降機構的操作控制是由渦輪蝸桿來完成的。這樣的焊接升降臺的設計通常根據設計參數要求,粗略估算剪叉尺寸,然后做出渦輪蝸桿的尺寸,從而進行渦輪蝸桿選型。由于升降機構需要各個方位都得達到,設計當中需要活動自如 。解決的辦法是通過用軸承和渦輪蝸桿來實現(xiàn),確立一種方案,并根據需要,設計最優(yōu)的長度,及對連接零件、滑動裝置的選型等。在滿足機構設計的基礎上,對受力較大的機構進行強度和剛度的校核,檢驗是否滿足設計要求。作為控制系統(tǒng),渦輪蝸桿系統(tǒng)的設計很重要,這包括尺寸大小設計,渦輪蝸桿的選取及其他元件的選型等。最終完成多功能焊臺的設計。本設計借鑒了相關的資料,采用了相關的標準,充分的吸收了前人的寶貴的經驗。 關鍵詞: 升降機構、傳動系統(tǒng)、固定機構、渦輪蝸桿機構、伸縮臂 ABSTRACT Scirssor Lift Conveyor Abstract : There are many types of lift table, according to the structure of the different movements ,which can be divided into scissors-lifts or shrink-lifts ,sleeve-lifts or shrink arm lifts and arm folding lifts and so on . The atmospherric pressure actuation is used in atmospherric pressure lift table, and the whole machine was made of the main body, the atmospherric system and the control system. Maximal load capacity of logistic press described by this paper is 500 kg , it has two parts: this scissors fork and atmospherric pressure system. This operation of the scissors fork is under the control of atmospherric cylinder.Such atmospherric lifts are usually designed in accordance with the requirements of the design parameters, then the atmospherric cylinder thrust force is extracted by the sketchy estimate size.Thus the typle of the atmospherric cylinder can be sure. As the size of atmospherric cylinders and the positions for securing are different, it possibly have the interference in the design. The solution is to establish a programe through the analysis and comparison in the atmospherric cylinder layout.According to the need, we can design the optimal scissors fork, and select the connector of parts, sliding devices and so on. In the foundation of the design,the intensity and the rigidity examination to the large stress organization should bemade to examine whether that satisfy the design requirements. As the control system, atmospherric systems design is very important, including the design of the return route for guarantee presses, atmospherric pumps selection and other parts shaping and so on. In the entire process, the floor fluctuation and the turn over complete by hydraulic cylinders expansion.Finally,the design of the lift table reserved for motor bicycle is completed.The design draws lessons from the pertinent data, has adopt the pertinent standard,and admit sufficiently the prehominid precious experience. Key words: lift table、 atmospherric system、 scissors fork mechanism、 atmospherric cylinder、 Conveyor 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 5 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 第一章 前言 1.1 國內外焊臺的發(fā)展形勢 19 世紀 80年代,焊接只用于鐵匠鍛造上。工業(yè)化的發(fā)展和兩次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)對現(xiàn)代焊接的快速發(fā)展產生了影響。基本焊接方法 電阻焊、氣焊和電弧焊都是在一戰(zhàn)前發(fā)明的。但 20 世紀早期,氣體焊接切割在制造和修理工作中占主導地位。過些年后,電焊得到了同樣的認可。 電阻焊 首例電阻焊要追溯到 1856年。 James Joule( Joule加熱原理發(fā)明者)成功用電阻加熱法對一捆銅 絲進行了熔化焊接。 1964 年, Unimation生產的首批用于電阻點焊的機器人在通用汽車公司使用。 氣焊 其他許多國家利用這項法國發(fā)明儲存乙炔。但時有報道在傳輸過程中發(fā)生爆炸。瑞典人 Gustaf Dahlen 改變了滲透物的成分,成功做到了讓乙炔 100%安全。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 6 電弧焊 Benardos, Nicolai Slavianoff 的同胞進一步完善了這一焊接法。1890 年,他用金屬棒代替碳棒作為電極并獲得專利。電極熔化,從而充當熱源和填充金屬。 氣體保護電弧焊早在 1890年就由 C. L. Coffin 獲得了專利。但在二戰(zhàn)期間,航空業(yè)需要找到焊接鎂和焊接鋁的方法。 1940 年,在美國,用隋性氣體保護電弧的實驗開展得如火如荼。通過使用鎢電極,不用熔化電極也可以打出電弧。這樣的話,不管有沒有填充金屬都可以進行焊接。這種方法現(xiàn)在稱為 TIG焊接(鎢極惰性氣體保護電弧焊)。 過些年以后,用連續(xù)放入金屬絲作為電極的 MIG 焊接工藝(熔化極惰性氣體保護電弧焊)出現(xiàn)了。起初,保護氣體為隋性氣體氦或氬。 釬焊 TW Goldschmidt 1900 Goldschmidt AG 德國 手 工金屬電弧焊 MMA, SMAW Oscar Kjellberg 1907 伊薩 瑞典 電渣焊 ESW N.Benardos R.K.Hopkins 190819401950 Paton 焊接學會 俄羅斯美國烏克蘭 等離子焊接 PAW Schonner R.M.Gage 19091953 BASF 德國美國 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 7 鎢極惰性氣體保護電弧焊 TIG, GMAW C.L.CoffinH.m.Hobart 和 .K.Devers 19201941 美國 藥芯焊絲 FCAW Stoody 1926 美國 螺柱焊 1930 紐約海軍廠 美國 熔化極惰性氣體保護電弧焊 MIG H.M.Hobart和 P.K.Devers 19301948 航空戰(zhàn)爭紀念學會 美國 埋弧焊 SAW Robinoff 1930 國家地下鐵道公司 美國 活性氣體保護電弧焊 MAG, GMAW Lyubavskii和 Novoshilov 1953 蘇聯(lián) 激光切割 Peter Houldcroft 1966 BWRA( TWI) 英國 激光焊接 LBW Martin Adams 1970 英國 攪拌摩擦 焊 FSW Wayne Thomas 1991 TWI 英國 焊接工藝的發(fā)展 焊接電源 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 8 19 世紀末以前沒有出現(xiàn)電焊的理由之一就是缺乏合適的電源。 18 世紀末期,意大利人 Volta 和 Galvani成功發(fā)現(xiàn)了電流。 1831年 , Michael Faraday創(chuàng)立了變壓器和電機原理,這是對電源的重要發(fā)展。 首批焊接實驗的開展是通過不同類型的方法來解決焊接電源的。 1801 年 , Humphrey Davy 先生在首批電弧實驗中使用電池作為電源。 Benardos 在碳弧焊實驗中使用一 臺 22 馬力的蒸汽機驅動直流電機,用 150個電池來發(fā)電。單是電池的總重量就達到 2400kg。 Thomson在發(fā)明電阻焊機時使用了變壓器。 Oscar Kjellberg 使用 110V 直流電壓電源,他讓電流通過一個裝滿鹽水的桶,從而把電流減小到適當的水平。 1905 年,德國 AEG 公司生產了焊接發(fā)電機。它由三相異步電動機驅動,其特性適合焊接,重 1000kg, 電流 250A。 直流電直到 20 世紀 20 年代才適合用于電弧焊。焊接變壓器很快變得受歡迎,因為它的價格較便宜,消耗能源相對較少。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 9 20 世紀 50年代末,固體焊接整流器問世。最初使用的是硒整流器,接著很快出現(xiàn)了硅整流器。此后,硅可控整流器的出現(xiàn)實現(xiàn)了電子控制焊接電流。這些整流器現(xiàn)在都普遍使用,尤其是用于大型焊接電源。 焊接逆變器的出現(xiàn)是在電源上最引人注目的發(fā)展。伊薩首個逆變器模型造于 1970 年。但是逆變器在 1977 年以前沒有普遍用于工業(yè)。 1984 年,伊薩推出 140A“Caddy” 牌逆變器,重量只有 8kg。 先進的焊接工藝 等離子焊接出現(xiàn)時,實驗證明它是更集中、更炙熱的能源,利用它可以提高焊接速度,減少線能量。 20 世紀 60年代出現(xiàn)的激光電子束焊接也與之有相似的好處。質量提高,容差減小,超過了以前可能達到的標準。對新材料和不同金屬組合都能進行焊接。電子束狹窄,要求必需使用機械化設備。 從 1964 年起,機器人就已經用于電阻焊。大約 10 年后出現(xiàn)電弧焊機器人。電動機器人可以設計得非常精確,達到熔化極惰性氣體保護電弧焊焊接的要求。最初,機器人內輸入的焊接數據和手工焊使用的焊接數據是相同的。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 10 人們進行了許多嘗試來提高熔化極惰性氣體保護電弧焊工藝的生產力。加拿大人 John Church 使用了快速送絲速度和由 4 種成分組成的保護 氣體來做此嘗試。工藝相似,仍然使用同樣的焊接設備,但卻有可能讓焊接速度提高一倍。 在同一熔池內使用兩根焊絲的焊接法 雙絲焊或雙芯焊,實驗證明更富有成效。最新高效焊接法是混合焊 這種方法結合了兩種不同的工藝。激光熔化極惰性氣體保護電弧焊混合焊是最有發(fā)展前景的。這種焊接速度極快,熔深大。 機械化焊接打開了投入到新應用中去的大門。窄間隙焊既節(jié)省時間,又節(jié)省耗材,減少了熱影響區(qū)焊接的變形。起初使用的是熔化極惰性氣體保護電弧焊工藝,后來也使用埋弧焊和鎢極惰性氣體保護電弧焊。 1980 年前后,伊薩把重型埋 弧焊、窄間隙焊設備運往了前蘇聯(lián) Volgadonsk。 1 1.1國外焊臺的發(fā)展形勢 1940 年:第一艘全焊接船 Exchequer 號在美國的 Ingalls 船塢建成下水。 1941 年:美國人 Meredith 發(fā)明了鎢極惰性氣體保護電弧焊(氦弧焊)。 1941 年:二次世界大戰(zhàn)時艦艇、飛機、坦克及各種重武器的制造采用了大量的焊接技術。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 11 1943 年:美國 Behl 發(fā)明超聲波焊。 1943 年:飛機的制造者們首次使用原子氫焊、埋弧焊和熔化極氣體保護焊焊接飛機鋼制螺旋槳的空心葉片。 1944 年:英國 Carl 發(fā)明爆炸焊。 1947 年:前蘇聯(lián) Bopoe(沃羅舍維奇)發(fā)明電渣焊。 1949 年:第一臺使用弧焊和電阻焊工藝制造的全焊結構的 FORD 牌汽車下線。 1950 年:美國人 Muller, Gibson 和 Anderson 三人獲得第一個熔化極氣體保護焊噴射過度的專利。 1950 年:德國 F.Buhorn 發(fā)現(xiàn)等離子電弧。 大約 1950 年:在前蘇聯(lián)首次把電渣焊用于生產。 1953 年:美國 Hunt 發(fā)明冷壓焊。 1953 年:前蘇聯(lián)柳波夫斯基、日本關口等人發(fā)明 CO2 氣體保護電弧焊。 1954 年:自保護藥芯焊絲在美國 Lincoln 電氣公司投入生產。 1954 年:第一艘采用焊接工藝制造的核潛艇 The Nautilus 號開始為美國海軍服役。 1954 年:貝納德發(fā)明了管狀焊條。 1955 年:美國托姆 .克拉浮德發(fā)明高頻感應焊。 1956 年:中國成立了哈爾濱焊接研究所 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 12 1956 年:前蘇聯(lián)楚迪克夫發(fā)明了摩擦焊技術。 中國最早的摩擦焊設備 1957 年:法國施吉爾發(fā)明電子束焊。 1957 年:前蘇聯(lián)卡扎克夫發(fā)明擴散焊。 1957 年:焊接創(chuàng)刊,這是中國第一本焊接專業(yè)雜志。 大約 1957 年:美國、英國和前蘇聯(lián)都在熔化極氣體保護焊短路過度工藝中使用了 CO2 作為保護氣體。 1960 年:美國 Maiman 發(fā)現(xiàn)激光,現(xiàn)激光已被廣泛的應用在焊接領域。 1.1.2國內焊臺的發(fā)展形勢 50 年代初,我國首先在哈爾濱工業(yè)大學建立了焊接專業(yè),隨后清華大學、天津大學、交通大學等院校也相繼設立了焊接專業(yè)。至 70 年代后期恢復高考時,我國設立焊接專業(yè)的高等學校有 17 所。根據 1988 年12 月焊接工藝及設備專業(yè)教學指導委員會的統(tǒng)計,當時我國設有焊接專業(yè)的學校有 30 余所,其中包括 2所大專及 8 所中專學校。并對其中 26所學 校焊接專業(yè)的歷屆畢業(yè)生及在校的學生人數做了統(tǒng)計,如表 1 所示。歷屆畢業(yè)生各類學生的比例為 (1988 年 12 月統(tǒng)計 ):研究生 3%、專科生產定 9%、本科生 88%。在校各類學生比例為:研究生 6%、專科生 11%、本科生 83%。 隨著教育改革的發(fā)展,在 1988 年華中工學院召開的教學指導委員會上對焊接專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格曾進行認真的討論,并提出了強化、淡化和介于前二者之間的三種培養(yǎng)方案。允許各院校根據自己的具體情況,辦出自山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 13 己的特色。 1989 年 8 月國家教委 (89)教高司字 72 號文件發(fā)出通知,印發(fā)了普通高等學 校本科基本專業(yè)目錄調整方案 (征求意見稿 )。指出我國普通高校專業(yè)設置,專業(yè)口徑過窄、適應性不強、專業(yè)結構不盡合理。要求高等學校要按寬口徑的專業(yè)招生,著重打好共同的學科基礎,以增強專門人才的適應性。目標是經過幾年的努力,建立起適應我國社會主義建設與改革需要的、符合人才培養(yǎng)規(guī)律的、統(tǒng)一的、科學的普通高等學校本科基本專業(yè)目錄。調整后的專業(yè)名稱是熱加工工藝及設備,后改為材料成型與控制工程。 : 1.1.3 課題研究的目的意義及主要內容 1.1.3.1 課題研究的目的意義 焊臺是一種常用于電子焊接工藝的手動工 具,通過給焊料(通常是指錫絲)供熱,使其熔化,從而使兩個工件焊接起來。 多功能焊臺是為了更方便的進行焊接,只用一個焊臺就能焊接不同形狀的焊接件,為了符合現(xiàn)代焊接工業(yè)的發(fā)展,使焊接變的更簡便,易操作。 焊臺可以使焊接件處于理想位置焊接,或平焊進行焊接,提高焊接效率和質量,降低勞動強度的有效工具,另外,選擇合適的焊臺能夠降低成本,加強安全,文明生產,也有利于現(xiàn)場管理 1.1.3.2 課題研究的主要內容 本課題主要是能夠使多個單一的焊機巧妙的聯(lián)合起來,達到統(tǒng)一,使之能夠多方位的焊接,而且還可以節(jié)省力氣,提高 生產效率,所以主要的研究內容就是把各個部件的配合,以及對焊件的固定,和對部分零件的設計放在第一位。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 14 第二章 設計任務概括 2.1 設計題目 :多功能焊臺設計 2.2 設計背景 為了符合現(xiàn)代焊接工業(yè)的發(fā)展,使焊接變的更簡便,易操作。 2.2.1 題目簡述 焊接的穩(wěn)定性和全面性,這是本設計最基本的要求,在設計過程中應該盡可能使用連接比較靈活的機構和可靠的結構。 省時、省力、高效、全面,這是判斷本設計成功與否的標準之一,只有高效節(jié)能的設計才符合企業(yè)的利益。 1) 搖臂旋轉的定位要精確,可操作性好,可以實現(xiàn)任意高度和任 意旋轉位 置的精確的定位。 2) 力學性能足以滿足所承受重物的要求,其安全系數要達到一定標準。系 統(tǒng)運行平穩(wěn),底座對地的壓強不能太大。 2.2.2 使用狀況 焊臺廣泛應用于設備加工制造和設備維護之中,在日常生活中隨處可見焊臺的使用,和我們的生活息息相關 。 2.2.3 生產狀況 我國的焊接技術起步晚、起點低,與國外先進水平還有一定的差距,目前多工能的焊臺在日常的生產中還不是很普及。目前只有個別廠家在生產多功能的焊機,焊臺大致分為兩種: 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 15 1、直流點焊機 (圖 2一 1) 直流的電焊機可以說也是一個大功 率的整流器,分正負極,交流電輸入時,經變壓器變壓后,再由整流器整流,然后輸出具有下降外特性的電源,輸出端在接通和斷開時會產生巨大的電壓變化,兩極在瞬間短路時引燃電弧,利用產生的電弧來熔化電焊條和焊材,冷卻后來達到使它們結合的目的。焊接變壓器有自身的特點,外特性就是在焊條引燃后電壓急劇下降的特性。 圖 2 一 1 直流電焊機 .2. 交流電焊機 (圖 2 一 2) 電流電壓經三相主變壓器降壓,由可控硅元件進行整流,并利用改變可控硅觸發(fā)角相位來控制輸出電流的大小。從整流器直流輸出端的分流器上取出電流信號,作為電流負反饋信號,隨著直流輸出電流增加,負反饋也增加,可控硅導通角減小,輸出電流電壓降低,從而獲得下降的外特性。推力電路是當輸出端電壓低于 15V 時,使輸出電流增加,特別是短路時,形成外拖的外特性,使焊條不易粘住。引弧電路是每次起弧時,短時間增加給定電壓,使引弧電流較大 ,易于起弧。 從以上敘述可以知道,電焊起弧的時候電路是處于短路狀態(tài),電壓急劇下降,電流需要很大;起弧后要穩(wěn)弧,這時候焊條和容池的溶液還是短路過渡狀態(tài),電壓還是下降,電流還是大;過渡完畢后處于正常焊接狀態(tài),電壓回升,電流下降。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 16 圖 2-2 交流電焊機 2.3 設計參數 針對當前焊接系統(tǒng)發(fā)展的新特點和要求,本 項目所要解決的問題是 : 在焊接系統(tǒng)中,要保證各個形狀的焊接件和設備要都可以焊接,只不過可以有尺寸上的限制,還要保證焊接的準確性。 : 1).焊接平面 (圖 2 一 3),焊接平面的時候把物件放在平面上,為了保證焊接的質量防止炭渣遺留在焊縫處,我們選取“工”字鋼。這樣既減輕了焊臺的重量,又保證了焊接的時候不會因為焊渣而造成焊接的不合格。圖 2 一 3 焊接平面用的“工”字面 2).焊接圓筒面和弧面 (圖 2一 4),在圓筒面上焊接首先需要把圓筒固定,所以設計放圓筒的裝置,其最大焊接直徑為 1000mm,由于 圓筒的大小不一樣所以在下面設計了兩個可以橫向滑行的導輥,這樣既方便焊接又方便固定,充分保證焊接的質量,在導輥的接受范圍之內,都可以焊接。在焊接弧面的時候,采用的是采用螺釘壓的方法,在焊接背面用“工”字鋼山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 17 將焊機延長,兩邊加上壓板,在壓板上有緊定螺釘,當部件放上的時候,通過轉動兩邊的手輪來達到壓緊部件的效果,這樣就保證了焊接過程中的穩(wěn)定性,不會發(fā)生部件偏移的情況 。 圖 2 一 4 焊接圓筒和弧面裝置 本次設計充 分汲取了各種焊機的優(yōu)點,采簡單搖臂控制技術,高控制精度。并對各個部分進行及重要零部件進行了優(yōu)化設計,使設備整體性能滿足現(xiàn)代工程作業(yè)的基本要求。 根據焊臺的使用工況,其驅動系統(tǒng)必須解決好以下問題 :(1)保證動作平穩(wěn),由于各種材料形狀不同,且機械傳動零件加工、安裝的誤差以及臺面的偏載,都將會對焊接效果產生影響,焊臺的整個系統(tǒng)必須要能克服焊接件的各種形狀帶來的影響,確保機構能夠很好的進行焊接 ;(2)在焊接過程中經常會遇到焊接各種軸類、盤類、筒體等回轉工件。如果手工操作焊槍以實現(xiàn)工件的環(huán)焊縫焊接,有很多的不便,焊縫 質量差,工人勞動強度也大,本焊機可以很好的克服這一問題。 三、設計任務 本焊臺是一種小型焊臺,尤其是適應中小焊件的變位,相比大噸位可以節(jié)約能源,提高效率,尤其是大批量生產時本焊臺價格便宜,易于實現(xiàn)廣泛的使用。 第三章 總體設計方 案 3.1 多功能焊臺的總體設計及適用范圍 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 18 焊臺設計的出發(fā)點是滿足系統(tǒng)的功能,從焊臺機械在該生產線中的功能入手分析,它主要包括一下幾個方面的功能: 1)對焊件的停放; 2)能適應不同尺寸形狀的焊件焊接 3)能夠將待焊點沿著一定的 運動軌跡移動到最佳的焊接位置 因此根據焊臺適用要求及市場需求,本焊臺的總體設計要求如下 1)本焊臺為三個自由度的焊件焊臺 2)其中焊接圓筒的最大直徑 1000mm 3)能適應不同尺寸和形狀的焊件進行焊接; 4)可以焊接平面、弧面; 5)盡量采用標準件,便于加工制造。 3.2 多功能焊臺各個機構的設計方案 在對焊接變位結構機械設計時,其設計依據是焊接工件及焊縫的形狀特征信息,在設計過程中還需要綜合考慮多方面的因素,如工件的焊接方法及其工藝規(guī)范等。 本焊臺由工作平臺、搖臂機構、回轉機構、固定機構、升降機構、機座 等部分組成。 1) 工作平臺 它用于工件的停放。由于焊臺一般情況下需配合夾具工作,完成工件的翻轉及焊接。為了保證焊接面沒有碳渣,因此工作平臺采用的是“工”字鋼,這樣可以有效的避免碳渣進入焊縫,同時增大了摩擦,便于工件在變位是位置的固定。 2) 工作臺回轉機構 工作臺回轉機構,用于實現(xiàn)工作臺面上被焊接件回轉運動的實現(xiàn)。該部分主要是傳動部分的設計。包括固定、回轉、改變焊接位置。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 19 3) 固定機構 固定機構主要是實現(xiàn)對工件的固定,可以在焊接的時候更方便焊接,在焊接圓弧的時候,可以通過緊定螺釘對兩個圓弧進行固定,為了防止有 的部分壓不到,所以緊定螺釘用彈簧和壓面來進行連接,這樣可以保證每個部分都會被壓到,保證焊接起來平整。 4) 平臺升降機構 平臺升降機構主要適用于焊頭上下移動,可以實現(xiàn) Z 方向上的不同位置的焊接,也可以自鎖,可以停在 Z 方向上的任何位置,方便實現(xiàn)第三方向上的焊接。 5) 搖臂機構 搖臂機構可以實現(xiàn)從在 X 方向上的焊接,搖臂前面安裝升降機構,為了使前后重量一樣,后面可以放個和升降機構一樣重的鐵塊,中間連接的環(huán)節(jié)用軸承連接,這樣可以焊接在最大移動量任何地方。 6) 機座 用于使焊臺平穩(wěn),可以使焊臺平穩(wěn)的存放。 3.3焊臺的額定負荷計算 描述焊臺工作能力的參數,稱為第一主參數。焊臺不同于其他加工設備,它的基本負荷就是焊件的“重量”。各國的焊臺,都是由此給定第一主參數的。 在國際上,第一主參數的量綱沒有統(tǒng)一。對于這一問題,需要做些討論。在歐洲,如德國 Severt 公司、 CLOOS 公司,瑞典 ESAB公司等,用重力單位 N 表示,美國 Aroson 公司用英美質量單位 Lbs(磅)表示;日本某些公司用國際質量單位 kg 表示;我國焊臺行業(yè)標準,采用了國際單位 kg。如此可見,在我國乃至國際上,焊臺第一主參數的量綱還沒有統(tǒng)一。其次,對這一主參數的稱呼也不統(tǒng)一。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 20 從量綱的發(fā)展史的歷史分析,用力和質量兩種單位,各有個的道理。但是,無論是從行業(yè)的管理角度考慮,還是從科學計算的角度考慮,都應統(tǒng)一。量綱的確定,在于一個概念。 焊臺是涉及人身安全的產品。對用戶選擇產品負荷等級,應該是明確的。諸如上述的最大負荷( kg、 N) 或許用載荷( kg、 N)都不能準確的表達這個量。見公式( 1-1)。 F=kdmgn (1-1) 式中: m 焊件質量 g 重力加速度,即 mg 為重力 kd 動荷系數 n 安全系數 F 額定承載能里或額定負荷 動荷系數 kd、安全系數 n,應在產品設計時確定。在樣本或使用說明書中給用戶提供的選擇方法。 3.4升降系統(tǒng)的設計方案 選擇升降系統(tǒng)的傳動形式時,應當考慮的主要指標是:功率;效率;運動性能;外形尺寸;重量;生產率和成本等?,F(xiàn)在分別闡述如下: 1) 功率 每種傳動所能傳遞的功率大小與該傳動的工作原理、承載能力、工作速度、效率、材料和制造精度等因素有關。一般來說,嚙合傳頂傳遞的功率高于摩擦傳動。 2) 效率 效率是評定傳動質量 指標的一個重要參數。高的效率意味著節(jié)約動力和節(jié)約運行費用。效率低的傳動一般不用于傳遞大的功率。通常嚙合傳動山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 21 效率高于摩擦傳動。 3) 速度 速度是傳動裝置的一個主要運動特性。提高傳動的速度是機械的發(fā)展方向之一影響速度的因素有動載荷和制造精度等。在常規(guī)傳動中,除螺旋傳動和鏈傳動外,嚙合傳動的容許速度一般高于摩擦傳動。 4) 傳動比 傳動比是傳動裝置的一個主要運動特性。提高傳動的速度是機械的主要發(fā)展方向之一,影響速度的因素有動載荷和制造精度等。在常規(guī)傳動中,除螺旋傳動和鏈傳動外,嚙合傳動的容許速度一 般高于摩擦傳動。 5) 外廓尺寸、重量及成本 傳動裝置的外廓尺寸與傳動零件材料的機械性能、容許傳遞速度、容許傳遞功率等密切有關。在上述條件確定情況下,單級傳動的外廓尺寸和重量主要取決于傳動型式。一般來說,嚙合傳動比摩擦傳動輕巧,但成本較高。在嚙合傳動中,蝸桿渦輪和一些內嚙合行星傳動的尺寸和重量通常較小。 采用何種傳動型式較為相宜,應根據具體情況進行分析,通過以上分析,升降系統(tǒng)的最佳型式采用渦輪蝸桿。 3.5焊臺傳動系統(tǒng)的確定 3.5.1 工作臺回轉系統(tǒng) 首先考慮到焊接速度的要求,工作臺的 回轉速度比較小,因此需要的減速比比較大,為了盡量減少傳動部分的體積,同時造價比較低,所以在回轉系統(tǒng)的機頭部分采用渦輪蝸桿,中部和尾部采用軸承造成活動的搖臂,采用渦輪蝸桿裝置實現(xiàn)焊接頭的上下移動和自鎖。 第四章 焊接面的設計計算 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 22 4.1平面焊接的設計 為了保證焊接的可靠性,平面焊接設計成平面的形式,但由于考慮到焊接的時候會有焊渣,所以平面上又加上了工字鋼,這樣既減輕了焊臺的重量又可以保證焊接的質量。 4.1.1 平面焊接的特點 平面焊 采用手工鎢極氬弧焊打底,電焊蓋面的焊接方法,焊接材料采用日本產 TGS-9Cb 焊絲,電焊條采用英國曼切特生產 9MV-N。焊絲需經表面除油、銹、水處理。焊條需經 350-400 烘干處理,值放于 80-100保溫內隨用隨取。 焊前準備工作要認真仔細,焊工必須認真按照工藝評定要求進行,坡口打磨,對口間隙、鈍邊、固定焊的支撐塊等一系列工作,熱處理工要認真作好預熱、恒溫、保溫、熱處理等項準備工作。 焊前預熱,焊接層間溫度,除以熱電偶進行自動測控外,在現(xiàn)場輔以遠紅外線自動測溫儀進行監(jiān)控,以保證管壁達到真正的溫度要求。 焊接時采用小規(guī)范進行焊接,焊接線 能量要嚴格控制。 P91鋼焊接時,熔池鐵水粘度大,流動性較差,且焊接規(guī)范又較小,因而,容易出現(xiàn)夾渣,層間未熔等缺陷。這就要求焊接時的操作必須到位。比如水平固定位置焊接,當焊條擺動到坡口邊緣時,電弧停時間要稍長一些,盡量充分熔敷過度,不留夾溝。為避免產生大的缺陷,焊肉厚度要盡量薄,一般是焊條直徑加 1毫米為宜,擺動焊接時,因受線能量的限制和焊肉厚度的限制,所以,焊條擺動幅度不宜超過焊條直徑的千倍。而每層焊道必須用鋸條和角磨機清理干凈,不得任意捶擊。 4.1.2 平面焊接的應用范圍 金屬焊接方法有 40 種以上, 主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 23 熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài),不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。 在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。 為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大 氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池,冷卻后獲得優(yōu)質焊縫。 壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結合,又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態(tài)時,在軸向壓力作用下連接成為一體。 各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金 元素燒損,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優(yōu)質接頭。 釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料,將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度,利用液態(tài)釬料潤濕工件,填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散,從而實現(xiàn)焊接的方法 4.1.3 主要技術參數 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 24 彎矩圖知,最大彎矩為: Mmax=F2*2000=13000*2000=26KN.M 截 面的抗彎系數公式為 : zW = maxyIz = 323d 用彎曲應力為: =60Mpa 因此,應滿足彎曲正應力強度條件為: max = zWM max 將以上數據帶入公式得: 3 max32 Md mind =60mm 與工字鋼中軸 直徑為 d=80mm, mmdd 33.1m in ,所以符合設計要求。 5)渦輪蝸桿的強度校核 2 按齒面接觸疲勞強度計算 根據開式蝸桿傳動設計準則,先按齒面接觸疲勞強度進行設計,再校核齒根彎曲疲勞強度。 傳動中心距: ( 1)確定作用在蝸輪上的轉矩 錯誤 !未找到引用源。 按 錯誤 !未找到引用源。 =2 故取效率為 0.8 則, 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 25 ( 2)確定載荷系數 K 因為工作載荷不穩(wěn)定,取載荷不均系數 錯誤 !未找到引用源。 =1.3:由機械設計表 11 5 選取使 用系數 錯誤 !未找到引用源。 =1.15;由于轉速不高,沖擊不大,可取動載荷系數 錯誤 !未找到引用源。 =1.05;則, K=錯誤 !未找到引用源。 =1.15錯誤 !未找到引用源。 1.3錯誤 !未找到引用源。 1.05=1.5698 ( 3)確定彈性影響系數 錯誤 !未找到引用源。 由于鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pl 蝸輪與 45 鋼蝸桿相配,取 錯誤 !未找到引用源。 =160MP 錯誤 !未找到引用源。 ( 4)確定接觸系數 錯誤 !未找到引用源。 先假設蝸桿分度圓直徑 錯誤 !未找到引用源。 和傳動中心距 a 的比值 錯誤 !未找到引用源。 ,從圖知 錯誤 !未找到引用源。 =2.9 ( 5)確定許用接觸應力 根據蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pl,金屬模鑄造,蝸桿螺旋齒面硬度大于 45HRC,可以從表中查的蝸輪的基本許用應力 、 應力循環(huán)次數 壽命系數 則, ( 6)計算中心距 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 26 考慮制作公益性,將中心距 a 取為 40mm 6.1.3 蝸輪蝸桿的主要參數和計算尺寸 軸向齒距 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 m=3.14錯誤 !未找到引用源。 2=6.28mm; 直徑系數 q=11.2 齒頂圓直徑 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 +2 錯誤 !未找到引用源。 =22.4+2 錯誤 !未找到引用源。 2=26.4mm 齒根圓直徑 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 -2 錯誤 !未找到引用源。 =22.4-2錯誤 !未找到引用源。 1.2錯誤 !未找到引用源。2=17.6mm 第五章 升降裝置的設計計算 5.1 軸承的設計計算及校核 開始設計,還不知道軸上零件的位置及支點位置,無法確定軸的受力情況 ,只有待軸的結構設計基本完成后,才能對軸進行受力分析及強度、剛度等校核計算。因此,一般在進行軸的結構設計前先按純扭轉受力情況對軸的直徑進行估算。 設軸在轉矩 T 的作用下,產生剪應力。對于圓截面的實心軸,其抗扭強度條件為: 式中 T 為軸所傳遞的轉矩,單位為 N mm; Wr 為軸的抗扭截面系數,單位為 mm3; P為軸所傳遞的功率,單位為 kW; n 為軸的轉速,單位為r/min;,分別為軸的剪應力,單位為 MPa; d 為軸的估算直徑,單位為 mm。 軸的設計計算公式為 常用材料的值、 C值可查表 9.1。值、 C 值的大小的材料及受載情況關。當作用在軸上的彎矩比轉矩小,或軸只受轉矩時,值取較大值, C 值取較小值,否則相反。 山東輕工業(yè)學院 2012 屆本科生畢業(yè)設計(論文) 27 9.1 常用材料的值和 C 值 軸的材料 Q235A, 20 35 45 40Cr, 35SiMn /MPa 12 20 20 30 30 40 40 52 C 135 160 118 135 107 118 98 107 求出的直徑值,需圓整成標準直徑,并作為軸的最小直徑。如軸上有一個鍵槽,可將算得的最小直徑增大 3% 5%,如有兩個鍵槽可增大7% 10%。 5.2 固定螺栓的選擇 固定螺栓 能就是把鑄鐵平臺和基礎設施連接在一起。目的是為了防止在工作的時候出現(xiàn)位移和傾斜。鑄鐵平板在施工安裝的時候用墊鐵進行找平,之后采用 固定螺栓 的種類,常見的有 固定螺栓 也有人稱之為 地腳螺栓。 那么短 地腳螺栓 有什么作用呢?其實短 地腳螺栓 一般都與基礎澆筑在一塊。短 地腳螺栓 主要是用來固定那些在運作中的具有極其強烈震動與沖擊力的中 小型機械設備。短 地腳螺栓 的長度一般情況下為 100 至 1000 毫米,常用的死 地腳螺栓 的頭部常常制作為開叉的形式有的也做成帶鉤的形狀,看上去猶如鉤子中間穿一根橫桿子。為了防止 旋轉或者是被拔出來。 地腳螺栓 有短 地腳螺栓 就有長 地腳螺栓 ,長 地腳螺栓 比較特別,它是一種可以拆卸的 地腳螺栓 。長 地腳螺栓 主要的作用是用來固定在施工工作的時候具有極其強烈沖擊與振動的大型重型設備上。一般的長度在 1 米到 4 米左右。長 地腳螺栓 的形狀可以分為 2 段都帶有螺紋和螺母的,還有一種形式為錘形的也有叫做 T 字形的。在使用的時候常常需要配合錨板一起使用, 地腳螺栓 的錨板主要是用在鋼板焊接上面或者鑄造成形。在錨板的中間常常需要帶有一個矩形的小孔,也有的是圓孔,這個孔是為了穿螺栓所用。 說到 螺栓 的材料,可能在有特殊用途的時候必須考慮螺栓的硬度、強度等。在選擇螺栓的時候是要考慮材料問 題的。目前市場上的 29 螺栓標準件材料主要有碳鋼螺栓、不銹鋼螺栓、銅螺栓三種材料。 (一)碳鋼。我們以碳鋼料中碳的含量區(qū)分低碳鋼,中碳鋼和高碳鋼以及合金鋼。 1、低碳鋼 C%0.25% 國內通常稱為 A3鋼。國外基本稱為 1008, 1015, 1018, 1022 等。主要用于 4.8級螺栓及 4級螺母、小螺絲等無硬度要求的產品。(注:鉆尾釘主要用 1022 材料。) 2、中碳鋼 0.25%0.45%。目前市場上基本沒使用 4、合金鋼:在普碳鋼中加入合金元素,增加鋼材的一些特殊性能:如 35、 40 鉻鉬、 SCM435, 10B38。芳生螺絲主 要使用 SCM435 鉻鉬合金鋼,主要成分有 C、 Si、 Mn、 P、 S、 Cr、 Mo。(二)不銹鋼。性能等級:45, 50, 60, 70, 80 主要分奧氏體( 18%Cr、 8%Ni)耐熱性好,耐腐蝕性好,可焊性好。 A1, A2, A4 馬氏體、 13%Cr耐腐蝕性較差,強度高,耐磨性好。 C1, C2, C4 鐵素體不銹鋼。 18%Cr鐓鍛性較好,耐腐蝕性強于馬氏體。目前市場上進口材料主要是日本產品。按級別主要分 SUS302、 SUS304、 SUS316。(三)銅。常用材料為黃銅 鋅銅合金。市場上主要用 H62、 H65、 H68 銅做標準件。 第六章 總結 首先寫在完成論文過程中的遇到困難以及得到哪些人的幫助,再寫對他們的感謝!最后寫即將畢業(yè)了對母校的戀戀不舍,對同學、老師的美好祝愿!例如: 2009 年 3 月,我開始了我的畢業(yè)論文工作,時至今日,論文基本完成。從最初的茫然,到慢慢的進入狀態(tài),再到對思路逐漸的清晰, 30 整個寫作過程難以用語言來表達。歷經了幾個月的奮戰(zhàn),緊張而又充實的畢
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 未來工作場景中的AR與VR技術探索
- 基于教育心理學的醫(yī)療培訓模式創(chuàng)新
- 全方位、多元化推進全民胃腸道疾病知識的科學普及實踐和反思
- 教育科技融合啟航盛典見證新高度
- 全球鈾礦資源分布與核能產業(yè)技術創(chuàng)新與產業(yè)升級路徑研究報告
- 公交優(yōu)先戰(zhàn)略2025年城市交通擁堵治理的公共交通與城市社區(qū)建設協(xié)同報告
- ChEMBL22003-生命科學試劑-MCE
- 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院《核醫(yī)學基礎》2023-2024學年第一學期期末試卷
- 甘肅省武威五中學2025屆化學九上期末檢測模擬試題含解析
- 廣東信息工程職業(yè)學院《行為矯正學》2023-2024學年第一學期期末試卷
- 高校學科重塑路徑研究
- DB12T 1444-2025 博物館消防安全管理導則
- 硫化氫題庫及答案
- 2025年房地產銷售經理季度工作總結及年度計劃
- 低壓培訓課件
- 教師團隊協(xié)作與溝通能力
- 保安公司薪酬管理制度
- 井蓋巡查管理制度
- GB/T 33490-2025展覽展示工程服務基本要求
- 2024年國能榆林化工有限公司招聘真題
- 消防總隊面試題目及答案
評論
0/150
提交評論