防竄焊接滾輪架滾輪架體和驅(qū)動執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計含全套CAD圖紙_第1頁
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目錄摘要…………………………=1\*ROMANITOC\o"1-2"\h\u22597Abstract II11893第一章方案的選擇和確定 160181.1滾輪架簡介 1238591.2滾輪架分類 1323891.3結(jié)構(gòu)設(shè)計 293551.4滾輪驅(qū)動方案的擬定 312533第二章焊接滾輪架的設(shè)計與計算 3314782.1焊接滾輪架主要技術(shù)參數(shù) 3202602.2滾輪直徑的確定 3317962.3中心距的確定 4306352.4驅(qū)動圓周力和摩擦力的計算 5161352.5滾輪支反力的計算 6139802.6焊接滾輪架的電動機(jī)驅(qū)動功率的確定及型號選擇 7236002.7聯(lián)軸器的選擇 9309402.8減速器的選擇 9126402.9滾輪架滾輪的設(shè)計 10291032.10主動滾輪軸的設(shè)計與校核 11294072.11軸承的選擇與強度計算 12271162.12齒輪的設(shè)計與校核 1346352.13軸承端蓋的設(shè)計 1514839第三章焊接滾輪架的防竄研究 16183903.1關(guān)于滾輪架軸向竄動的問題 1666113.2調(diào)節(jié)方式的比較 1719775第四章調(diào)速控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 1987674.1控制裝置的選擇 19212834.2控制系統(tǒng)設(shè)計 20參考文獻(xiàn)…………………26摘要焊接滾輪架是借助主動滾輪與焊件之間的摩接力帶動焊接旋轉(zhuǎn)的變位機(jī)械。焊接滾輪架主要用于筒形焊件的裝配與焊接。焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)形式分為兩類:第一類是長軸式滾輪架,第二類是組合式滾輪架。本文主要對組合式小型焊接滾輪架進(jìn)行設(shè)計,并對軸、鍵等主要構(gòu)件進(jìn)行了校核。探討了滾輪架上簡體軸向運動的機(jī)理和特性,詳細(xì)比較了升降式、平移式和偏轉(zhuǎn)式三種機(jī)械調(diào)節(jié)方式的優(yōu)缺點,依據(jù)焊接滾輪架上工件軸向運動的理論基礎(chǔ),分析了防止工件軸向竄動的一種調(diào)節(jié)方式。本文還介紹了通過變頻器對電動機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)對滾輪速度的控制。關(guān)鍵詞:焊接滾輪架軸向運動速度調(diào)節(jié)AbstractWeldingrollerisusedinitiativeandweldingpiecesofthewheelbetweentheMountrelaydrivenweldingrotatingmechanicaldeformation.Weldingrollerstandsforthemainpiecesoftubeweldingandweldingassembly.Weldingrollerstandingbystructuralformisdividedintotwocategories:thefirstcategoryislongaxis-wheelframe.,thesecondcategoryismodularrollerframe.Inthispaper,2000kgofmodularT-weldedwheelforthedesign,aswellasaxial,bondandothermaincomponentofchecking.Themeritsandshortcomingsofthreemechanicaladjustingmanners(elevatory,translatoryanddeflective)arecomparedwitheachotherindetailanditisproposedthatthemanufacturingOnetypeofadjustingmethodsfortheanti-driftingofthecylinderisanalysedinthepaper,basedonthebasictheoryoftheaxialdriftingofthecylideronaweldingrollerbed.Thisarticlealsointroducesbyfrequencyconverterformotorspeedadjustment,toachievecontrolofthewheelspeed.Keywords:weldingturningrolleraxialdriftingspeedregulation第一章方案的選擇和確定1.1滾輪架簡介滾輪架是容器生產(chǎn)中最常用的一種工藝裝備。焊接滾輪架是指借助焊件與主動滾輪間的摩擦力來帶動圓筒形(或圓錐形)焊件旋轉(zhuǎn)的裝置。它主要應(yīng)用于筒形工件的縱向焊縫,環(huán)向焊縫的裝配和焊接作業(yè),也可以在焊接滾輪架上進(jìn)行修整,割孔及探傷等作業(yè)。主要用于筒形焊件的裝配與焊接。若對主、從動滾輪的高度作適當(dāng)調(diào)整,也可進(jìn)行錐體、分段不等徑回轉(zhuǎn)體的裝配與焊接。對于一些非圓長形焊件,若將其裝卡在特制的環(huán)形卡箍內(nèi),也可在焊接滾輪架上進(jìn)行裝焊作業(yè)。焊接滾輪架的使用能大大提高焊縫質(zhì)量,減輕勞動強度,提高工作效率。1.2滾輪架分類結(jié)構(gòu)式分類長軸式滾輪架:滾輪沿兩平行軸排列,與驅(qū)動裝置相聯(lián)的一排為主動滾輪,另一排為從動滾輪,也有兩排均為主動滾輪的,主要用于細(xì)長薄形焊件的組對與焊接。1—從動滾輪2—主動滾輪3—驅(qū)動裝置組合式滾輪架:使用時可根據(jù)焊件的重量和長度進(jìn)行任意組合,使用方便靈活,對焊件的適應(yīng)性很強,是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。a)主動滾輪架b)從動滾輪架c)混合式滾輪架調(diào)節(jié)方式分類自調(diào)式的可根據(jù)焊件的直徑自動調(diào)整滾輪的間距:非自調(diào)式的是靠移動支架上的滾輪座來調(diào)節(jié)滾輪的間距。自調(diào)式焊接滾輪架非自調(diào)式焊接滾輪架1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計滾輪架結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)選擇:采用組合式滾輪架。組合式滾輪架特點:使用時可根據(jù)焊件的重量和長度進(jìn)行任意組合,使用方便靈活,對焊件的適應(yīng)性很強,是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。滾輪架調(diào)節(jié)方式選擇調(diào)節(jié)方式選擇:采用自調(diào)式滾輪架。自調(diào)式滾輪架特點:自調(diào)式滾輪架根據(jù)工件直徑大小自動調(diào)節(jié)滾輪支架的角度,滿足不同直徑工件的支撐及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。1.4滾輪驅(qū)動方案的擬定為了保證一對主動輪的速度同步,采用由一個電機(jī)同時驅(qū)動兩個主動輪。傳動方案設(shè)計如下圖傳動方案簡圖第二章焊接滾輪架的設(shè)計與計算2.1焊接滾輪架主要技術(shù)參數(shù)額定載重量:2t;工件直徑:250~1600mm;滾輪圓周速度:6~60m/h2.2滾輪直徑的確定由下表可知本次設(shè)計的2t滾輪架選取滾輪直徑Dr=250mm;工件筒體直徑Dmin=250mm,Dmax=1600mm。焊接滾輪架技術(shù)參數(shù)表2.3中心距的確定當(dāng)中心角的時支反力和圓周力急劇增大,相反,當(dāng)角太小時,滾輪架上的筒體焊件放置有可能不穩(wěn)定。因此在實際應(yīng)用中為使焊件在滾輪架上獲得可靠的穩(wěn)定性,并保證焊件可以平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動應(yīng)大于。我國制定的焊接滾輪架行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB/T9187-1999)中規(guī)定中心角應(yīng)在到之間。取l=100mm則L2=L1+2l且α1<110°α2>45°所以mm<L1<820mm取L1=800mm2.4驅(qū)動圓周力和摩擦力的計算焊接滾輪架受力簡圖上圖所示為焊件滾輪架及焊件的受力簡圖,圖中2,3均為主動滾輪。當(dāng)重量為G、其偏心距e=0的筒體焊件1靜置在主、從動滾輪座上時,則主、從動滾輪上的支反力相等,即式中—中心角;D—焊件直徑;Dr—滾輪直徑;L—主動滾輪之間的橫向距離;當(dāng)偏心距時滾輪切向摩擦力式中:中心角b與滾輪幾何尺寸和材料有關(guān)的系數(shù)其中式中:Dr————滾輪直徑————滾輪軸直徑,初取=60mmf————滾輪與滾輪軸摩擦因數(shù)(滾動軸承f=0.02)u————滾輪與焊件表面之間的摩擦因數(shù)(鋼輪為=0.6~0.8,橡膠輪為=2.5~3.5)。這里取=3.5。2.5滾輪支反力的計算放在滾輪架上的筒體轉(zhuǎn)動時,驅(qū)動圓周力Fl和F2將使支反力Ff1、Ff2發(fā)生變化。實際上,焊件只有按圖所示位置逆時針轉(zhuǎn)動時,因Fl、F2力的方向向下,才使Ff1、Ff2數(shù)值增大,且增大的份額往往超過因角增加或者摩擦因數(shù)增加而增大的份額。如果焊件順時針轉(zhuǎn)動,則F1、F2方向向上,、的數(shù)值減小。所以,計算滾輪最大支反力時,應(yīng)以上圖所示的焊件重心位置和轉(zhuǎn)向為準(zhǔn)進(jìn)行計算。經(jīng)公式推導(dǎo)得:經(jīng)過數(shù)據(jù)代入計算:可以得出2.6焊接滾輪架的電動機(jī)驅(qū)動功率的確定及型號選擇滾輪軸上的載荷與驅(qū)動功率的計算當(dāng)已知滾輪架上的驅(qū)動圓周力和支反力后,每個滾輪和軸徑上的計算載荷為式中—作用在一個主動輪上的載荷—同一列上的滾輪座數(shù)量—載荷作用不均勻系數(shù),當(dāng)=2時,=1.當(dāng)時,=1.2~1.3則每一輪軸的扭矩式中:————輪軸的扭矩————滾輪切向摩擦力————滾輪直徑————滾輪與滾輪軸摩擦因數(shù)————主動滾輪上的支反力————荷載作用不均勻系數(shù),當(dāng)=2時,————同一列上滾輪座數(shù)量經(jīng)計算:焊接滾輪架的電動機(jī)驅(qū)動功率:式中:N————每個主動滾輪電動機(jī)驅(qū)動功率————主動滾輪軸的傳遞轉(zhuǎn)矩(N*m)n————主動滾輪的轉(zhuǎn)速,即許用最高轉(zhuǎn)速(r/min)————傳動機(jī)構(gòu)總效率其中:由于我國在1990年頒布了焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(ZBJ/T33003-1990)中規(guī)定:主動滾輪的圓周速度應(yīng)在6-60m/h范圍內(nèi)無級可調(diào)。主動滾輪按最大線速度進(jìn)行計算:主動滾輪轉(zhuǎn)速式中Dr——mm,V——m/s經(jīng)計算:焊接滾輪架電動機(jī)型號的確定焊接滾輪架的電動機(jī)驅(qū)動功率N=Mn*n/9550/η=0.12KW式中N—每個主動滾輪電動機(jī)的驅(qū)動功率(kw);—主動滾輪軸的傳遞扭矩(N·m);n—主動滾輪的轉(zhuǎn)速,即許用最高轉(zhuǎn)速(r/min);—傳動機(jī)構(gòu)的總效率.電動機(jī)型號的確定焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB/T9187-1999)中明確規(guī)定了主動輪應(yīng)采用直流電動機(jī)或交流寬頻電動機(jī)驅(qū)動。由于目前通過交流變頻調(diào)節(jié)電動機(jī)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,并且調(diào)節(jié)控制比較簡單,所以選擇使用交流三相異步電動機(jī)。上面計算的電動機(jī)功率為0.12kw*2=0.24kw,但根據(jù)焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB/T9187-1999)中規(guī)定了不同噸位的焊接滾輪架的電動機(jī)最小功率:不同噸位焊接滾輪架電動機(jī)最小功率表根據(jù)上訴情況電動機(jī)功率應(yīng)放大數(shù)倍,電動機(jī)決定選用型號為Y802-4,額定功率0.75KW,最高轉(zhuǎn)速1390r/min。2.7聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的類型很多.根據(jù)其是否包含彈件元件,可以劃分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類。剛性聯(lián)軸器根據(jù)正常工作時是否允許兩個半聯(lián)軸器軸線產(chǎn)生相對位移又分為固定式剛性聯(lián)袖器和可移式剛性聯(lián)袖器。固定式剛性聯(lián)軸器,要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴(yán)格對中,因為它不能補償兩軸的相對位移。其常用類型有夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器等。可移式剛性聯(lián)軸器可以通過兩半聯(lián)軸器間的相對運動來補償被聯(lián)接兩軸的相對位移。其常用類型有十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器等。剛性聯(lián)軸器由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩,故當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛性大、對中性較好時常采用。凸緣聯(lián)軸器(亦稱法蘭聯(lián)軸器)是利用螺栓聯(lián)接兩凸緣(法蘭)盤式半聯(lián)軸器,兩個半聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸聯(lián)接,以實現(xiàn)兩軸聯(lián)接,傳遞轉(zhuǎn)矩和運動。凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,成本較低,工作可靠,裝拆、維護(hù)均較簡便,傳遞轉(zhuǎn)矩較大,能保證兩軸具有較高的對中精度,一般常用于載荷平穩(wěn),高速或傳動精度要求較高的軸系傳動。根據(jù)以上特點,選擇與電動機(jī)相連的聯(lián)軸器采用凸緣式剛性聯(lián)軸器,再根據(jù)軸徑大小查《機(jī)械設(shè)計與制造簡明手冊》選用型號GYDL5型。2.8減速器的選擇蝸桿減速器按蝸桿外形結(jié)構(gòu)分為圓柱蝸桿減速器,環(huán)面蝸桿減速器,錐蝸桿減速器三大類。本次采用圓弧圓柱蝸桿減速器。蝸桿傳動是傳遞交錯軸之間的動力常用的交錯角∑=90°。它具有單級轉(zhuǎn)動比大工作平穩(wěn),振動小,噪音低及可做成自鎖形式等特點。圓弧蝸桿傳動除具有普通蝸桿傳動的優(yōu)點外,還有以下特點:齒形優(yōu)良,蝸桿渦輪齒面為凹凸共軛嚙合,當(dāng)量曲率小,齒面間潤滑油膜容易形成,齒面接觸應(yīng)力低具有良好的強度和潤滑集合條件。接觸線及形狀分布合理。蝸桿和渦輪嚙合時瞬間接觸線相對滑動方向形成的夾角近于直角。傳動效率高。輪齒強度高,抗沖擊能力高。減速器選用標(biāo)準(zhǔn)件,其型號的選定是根據(jù)傳動比和中心距綜合考慮選定的。中心距不能超過滾輪安裝的高度,即滾輪中心軸離地面的距離。選定中心距為100。再根據(jù)工作條件:工作荷載平穩(wěn)無沖擊,每日工作8小時,每小時啟動10次,啟動轉(zhuǎn)矩為輸出轉(zhuǎn)矩的2.5倍。根據(jù)《機(jī)械傳動裝置選用手冊》:與滾輪相連的減速器選擇型號:CWU100-20-ⅠJB/T6387-92外形尺寸查看了《機(jī)械傳動裝置選用手冊》表3.1-1。2.9滾輪架滾輪的設(shè)計滾輪架的滾輪結(jié)構(gòu)主要有四種類型,其特點和使用范圍見下表。類型特點使用范圍鋼輪承載能力強,制造簡單一般用于重型焊件和需預(yù)熱處理的焊件以及額定在和大于60t的滾輪架膠輪鋼輪外包橡膠,摩擦力大,傳動平穩(wěn)但橡膠易壓壞一般用于10t以下的焊件和有色金屬容器組合輪鋼輪與橡膠輪相結(jié)合,承載能力比橡膠輪高,傳動平穩(wěn)一般多用于10~~60t的焊件履帶輪大面積履帶和焊件接觸,有利于防止薄壁工件的變形,傳動平穩(wěn)但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。用于輕型,薄壁大直徑的焊件及有色金屬容器滾輪的結(jié)構(gòu)特點表由于滾輪架的額定載荷是2t,所以選用膠輪結(jié)構(gòu)。橡膠輪緣的滾輪常因結(jié)構(gòu)不合理,或橡膠質(zhì)量不佳或掛膠工藝不完善,使用不久就會發(fā)生擠裂,脫膠而破壞。為此,設(shè)計滾輪時,常常在橡膠輪緣兩側(cè)開出15度的倒角,以留出承載后橡膠變形的空間,避免擠裂。另外,常在橡膠輪輞與金屬的結(jié)合部,將金屬輪面開出多道溝槽,以增加橡膠與金屬的接觸面積,強化結(jié)合牢度,避免脫膠。本次所設(shè)計的滾輪直徑為250mm,寬150mm。滾輪邊緣采用橡膠來增大摩擦力。2.10主動滾輪軸的設(shè)計與校核設(shè)主動滾輪軸上兩軸承中點間的距離L=175mm,則在的作用下,主動滾輪軸的彎曲力矩Mw=P*L/4=8540.25x175/4=37.36x105N·mm又因為每一輪軸的扭矩所以主動滾輪所受的當(dāng)量彎矩用初步估算的方法,即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d,計算公式:(該主動滾輪軸采用45鋼制造,σb=590Mpa,其許用安全系數(shù)取,,則[σ]=σb/nb=590/2=295Mpa,)這就是說只要主動滾輪軸的最小軸徑大于23.3mm,即可滿足使用要求,附著力驗算:為了保證焊件在主動滾輪上不打滑,焊件在滾輪上的有效摩擦因數(shù)f應(yīng)滿足在滾輪上的有效摩擦因數(shù);—焊件在滾輪上的許用摩擦因數(shù),采用橡膠輪時,,取=0.3。因為f=F1/Ff1=653.3/17068=0.038≤[fp]=0.3故實際的附著力滿足設(shè)計要求2.11軸承的選擇與強度計算軸承的選型軸承分為滾動軸承,滑動軸承兩類?;瑒虞S承工作時,軸與軸承之間存在滑動摩擦。其缺點是摩擦損耗較大,使用維護(hù)也較復(fù)雜。而滑動軸承的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單,制造、裝拆方便。具有良好的耐沖擊性和良好的吸振性能。承載能力大,使用壽命長。因此滑動軸承在高速、精密機(jī)構(gòu)和低速重載、床、沖壓機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械中如高速精密機(jī)、沖壓機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用較多。滾動軸承圖滾動軸承是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件的。其基本結(jié)構(gòu)如上圖所示,它一般是由內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3和保持架4等組成。內(nèi)圈安裝在軸頸上并一起轉(zhuǎn)動,外圈安裝在軸承座上。滾動軸承的內(nèi)、外圈上加工有滾道,當(dāng)內(nèi)、外圈相對轉(zhuǎn)動時,滾動體即在內(nèi)、外因的滾道中滾動。常用的滾動體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對稱球面滾子等。保持架用于將滾動體彼此分開,以免它們之間相互接觸產(chǎn)生摩擦與滑動軸承相比,滾動軸承具有摩擦阻力小、功耗少、啟動靈活、互換性好等優(yōu)點,因而獲得了廣泛的應(yīng)用,其缺點是抗沖擊能力差,轉(zhuǎn)速過高時易出現(xiàn)噪音等。滾動軸承已標(biāo)準(zhǔn)化,并由專業(yè)廠家生產(chǎn)。此次設(shè)計的2噸焊接滾輪架,根據(jù)滾輪軸徑40mm選用圓柱滾子軸承,型號2208。軸承的強度計算為限制滾動軸承在靜載荷或沖擊載荷作用下產(chǎn)生過大的塑性變形,應(yīng)進(jìn)行靜強度計算。式中:P—當(dāng)量載荷—動載荷系數(shù)(查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表14—9可知,平穩(wěn)或有輕微沖擊時,為1.0-1.2。選擇=1.2進(jìn)行設(shè)計)R—徑向荷載A—軸向荷載X—徑向荷載系數(shù)(查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表14—10可知X=1)Y—軸向荷載系數(shù)因為采用的是圓柱滾子軸承,軸向力為0.經(jīng)計算P=20481.6N當(dāng)量靜載荷應(yīng)滿足:式中:P——當(dāng)量靜載荷C——基本額定靜載荷(查簡明機(jī)械設(shè)計手冊表15-20知,C=42770N)S——靜載荷安全系數(shù)(查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表14-12知,S=0.9)經(jīng)計算=36524.8,P=20481.6,軸承強度滿足要求。2.12齒輪的設(shè)計與校核1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1)選用直齒圓柱齒輪傳動2)焊接滾輪架為一般工作機(jī)器,速度不高,由有機(jī)設(shè)書表10-8知,選用7級精度(GB10095-88)3)材料選擇:有機(jī)設(shè)書表10-1選擇小齒輪材料為40Cr鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS。二者材料硬度差為40HBS。4)選齒輪齒數(shù)為,2、按齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式(10-21)進(jìn)行試算,即(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1)試選載荷系數(shù)2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3)由表10-7選取齒寬系數(shù)4)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)5)由機(jī)械設(shè)計圖10-21d按齒面硬度查得:齒輪的接觸疲勞強度極限;6)由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:(2)計算1)試算齒輪分度圓直徑,代入數(shù)值:=59.4mm<100mm,故設(shè)計合適3.按齒根彎曲強度設(shè)計由式(10-5)得彎曲強度的設(shè)計公式為確定公式內(nèi)各計算數(shù)值1)計算載荷系數(shù)2)查取齒形系數(shù)由表10-5查得3)查取應(yīng)力較正系數(shù)由表10-5查得4)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限5)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)6)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,得7)計算齒輪的(2)設(shè)計計算:因為1.27mm<2.5mm,故設(shè)計符合。2.13軸承端蓋的設(shè)計如下圖所示,根據(jù)軸承座孔(外圈)直徑80mm由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表4—6查得軸承端蓋螺釘直徑為d3=12mm,螺釘數(shù)目為4個。如下圖所示,由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》頁可知,D4=D-(10~15mm)得D4=50mmD0=D+2.5D3D0=110e=(1~1.2)d3e=12D2=D0+2.5D3D2=160軸承端蓋、軸承透蓋都是按照此尺寸設(shè)計。第三章焊接滾輪架的防竄研究3.1關(guān)于滾輪架軸向竄動的問題如果焊接滾輪和焊件都是理想的圓柱體,且各滾輪尺寸一致,并且其轉(zhuǎn)動軸線都在同一水平面內(nèi)并與焊件軸線平行時,放在滾輪架上的焊件是不會產(chǎn)生軸向竄動的,這是理想情況。但實際上是不可能做到的,尤其是焊件就不可能做到理想中的圓柱體。

多次試驗證明將主、從滾輪架在水平和軸向上的位置找好,固定下來,下次再用時仍會竄動。即便是同一個焊件,此時調(diào)整后已不再竄動,但換個方向旋轉(zhuǎn)或?qū)⒃摵讣跗鹨苿游恢煤笤俜诺綕L輪架上,該焊件又會竄動了,更不用說換另外一個焊件了。

國內(nèi)一些工廠采用在焊件端頭硬頂?shù)霓k法,這種辦法對設(shè)備和焊件都有損害,實屬無奈。國外制作的防竄滾輪架,雖能滿足要求,可惜價格較昂貴。

理論和實踐都證明:影響焊件做軸向竄動的主要原因是滾輪各軸線與焊件軸線的平行度。因此,在制造和使用焊接滾輪架時,首先要盡量做到:①主、從滾輪架都位于同一中心線上。②各滾輪的軸線都在一個水平面內(nèi)且相互平行。③滾輪間距相等。

實際上,焊件在滾輪架上的軸向竄動,其焊件本身是在作螺旋運動,如能采取措施,把焊件的左旋及時地改為右旋或?qū)⒂倚臑樽笮?,直至焊件不再作螺旋運動為止。

目前,已有三種執(zhí)行機(jī)構(gòu)可完成此任務(wù):

(1)升降式調(diào)節(jié)是通過舉升機(jī)構(gòu)改變一個從動滾輪的位置(其中心軌跡為一段弧線)來改變筒體一側(cè)中心的位置,從而實現(xiàn)螺旋角的改變的。

(2)偏移式執(zhí)行機(jī)構(gòu)從動滾輪架的兩側(cè)滾輪沿其垂直中心線可做同向偏移,以此改變滾輪與焊件的軸向摩擦分力。(3)平移式執(zhí)行機(jī)構(gòu)從動滾輪架的兩側(cè)滾輪可以同時垂直于焊件軸心線做水平移動,從而達(dá)到調(diào)節(jié)焊件軸心線以及調(diào)節(jié)滾輪軸線夾角的目的。3.2調(diào)節(jié)方式的比較由于調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的非協(xié)調(diào)成分將導(dǎo)致筒體與滾輪間的軸向力和摩擦滑動,容易使筒體擦傷,并加劇滾輪輪面的磨損.因此從調(diào)節(jié)量的組成來看,在三種調(diào)節(jié)方式中以平移式為優(yōu),而且平移式機(jī)構(gòu)的橫向尺寸較小,適于工作場地受限制的場合.但平移式調(diào)節(jié)要求兩個從動滾輪同步水平移動,滾輪架的噸位不能太大.從調(diào)節(jié)的靈敏度來看,由于筒體重力可自然消除舉升機(jī)構(gòu)傳動鏈上的往復(fù)運動間隙,因此在三種調(diào)節(jié)方式中以升降式為優(yōu),而平移式和偏轉(zhuǎn)式機(jī)構(gòu)均需采取專門措施來消除其傳動鏈上的往復(fù)間隙,特別是低速級的間隙.此外,兩個舉升機(jī)構(gòu)組合起來還可作為裝配滾輪架使用.從對焊接過程的影響來看,則以偏轉(zhuǎn)式為優(yōu),因為升降式和平移式機(jī)構(gòu)在調(diào)節(jié)時均要改變筒體軸線的位置,特別是當(dāng)焊縫位于從動滾輪一側(cè)時,影響更大.偏轉(zhuǎn)式調(diào)節(jié)的缺點是,由于希望能夠?qū)χС芯鄐進(jìn)行無級調(diào)節(jié),以所要求的關(guān)系,從而增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性;否則在調(diào)節(jié)過程中,偏轉(zhuǎn)滾輪將直接對筒體產(chǎn)生方向不定的軸向推力,加劇滾輪輪面的磨損,并增大偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的功率.其次是在調(diào)節(jié)量中非協(xié)調(diào)成分占的比例大,對于滾輪架的制造安裝誤差要求更嚴(yán)格.防軸竄焊接滾輪架三種機(jī)械調(diào)節(jié)方式的綜合比較比較內(nèi)容升降式調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)式調(diào)節(jié)平移式調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方式特點通過一個滾輪的升降改變螺旋角通過一個滾輪的偏轉(zhuǎn)改變螺旋角通過兩個滾輪的平移改變螺旋角調(diào)節(jié)性質(zhì)含有協(xié)調(diào)與非協(xié)調(diào)分量兩種成分只含有非協(xié)調(diào)分量一種成分只含有協(xié)調(diào)分量一種成分軸向力調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定的軸向力調(diào)節(jié)產(chǎn)生較大的軸向力調(diào)節(jié)不產(chǎn)生軸向力輪面與筒體的磨損居中較大較小機(jī)械往復(fù)運動間隙筒體重力自然消除往復(fù)運動間隙需采取專門措施消除往復(fù)間隙需采取專門措施消除往復(fù)間隙機(jī)構(gòu)橫向尺寸較大居中較小支承距的調(diào)節(jié)不必?zé)o級調(diào)節(jié)必需無級調(diào)節(jié)不必?zé)o級調(diào)節(jié)對焊接過程的影響從動輪一側(cè)稍有影響無影響從動輪一側(cè)稍有影響其它用途組合后可用作對接裝配滾輪架無無綜合上述三種調(diào)節(jié)方式的比較,由于頂升式執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)靈敏度較高,所以這次設(shè)計中采用此種調(diào)節(jié)方式。3.3調(diào)節(jié)傳動方案調(diào)節(jié)傳動示意圖第四章調(diào)速控制系統(tǒng)的總體設(shè)計4.1控制裝置的選擇變頻器的選擇由電動機(jī)的功率,并且運輸帶屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,根據(jù)變頻器型號表可以選出,所需變頻器型號為EV1000-2T0007G.變頻器具體參數(shù)如下:變頻器型號額定容量(KVA)額定輸入電流(A)額定輸出電流(A)適配電機(jī)(KW)EV1000-2T0007G0.75變頻器的外形圖4.1.2PLC的選擇PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下,力爭最佳的性能價格比。選擇時應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素。綜合以上選型基本原則,選擇的PLC為EC10-1006BTAEC10-1006BTA主模塊外形結(jié)構(gòu)及端口分布4.2控制系統(tǒng)設(shè)計4.2.1PLC與變頻器自由口協(xié)議通訊組網(wǎng)方式:單機(jī)RS485連接PLC與變頻器組網(wǎng)方式(2)關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置1)變頻器功能碼名稱設(shè)定范圍最小單位設(shè)定值F0.00頻率給定通道選擇0:數(shù)字給定1,LED鍵顯示1:數(shù)字給定2,端子UP/DN調(diào)節(jié)2:數(shù)字給定3,串行口給定3:VCI模擬給定(VCI-GND)4:CCI模擬給定(CCI-GND)5:端子脈沖(PULSE)給定6:LED鍵盤顯示單元電位計給定

12F0.03運行命令通道選擇0:LED鍵盤顯示單元運行命令通道1:端子運行命令通道2:串行口運行命令通道12FF.00通訊配置LED個位:波特率選擇0:300BPS1:600BPS2:1200BPS3:2400BPS4:4800BPS5:9600BPS6:19200BPS

7:38400BPSLED十位:數(shù)據(jù)格式0:1-

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