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1、0.5吨液压伸臂式焊接变位机设计摘 要焊接变位机运动系统的设计是焊接变位机方案设计的核心内容，而焊接变位机运动自由度的确定是其前提条件。焊接变位机的关键是对变位机进行最佳位置焊接所需要的运动自由度的设计，如平动或转动的设计。伸臂式焊接变位机是将工件回转，翻转，以便使工件上的焊缝置于水平和船形位置的机械装置。伸臂式焊接变位机是应用最广泛的一种焊接变位机，载重量一般不超过1吨。伸臂式焊接变位机的主体部分是翻转机构、回转机构、底座。其设计的主要内容包括：0.5吨液压伸臂式焊接变位机的机械结构、箱体、回转机构等的机械设计、装配图和零件图设计。对倾斜和转动方式、传动方式等可采用不同的设计方案。整个机械系
2、统应简单可靠，操作方便、经济适用。编写相应的设计说明书。关 键 词：伸臂式、焊接、变位机、液压。DESIGN OF 0.5 TONS OF HYDRAULIC OUTRIGGERS WELDING POSITIONERABSTRACTAbstract is The welding dislodgement machine kinematic scheme design is the core content of the welds dislodgement machine plan design.But the welds dislodgement machine movement degr
3、ee of freedom is the prerequisite situation.The key of welding dislodgement machine is the design of movement degree in the best position welding,such as plate or rotation design.Stretching arm-the welding dislodgement machine is rotating and turning over the specimens, in order to set the welded jo
4、int to the horizontal and the hull shape position mechanism. Stretching arm-welding dislodgement machine is one kind of the most applied widespread welding dislodgement machine, the load-carrying capacity generally does not surpass one ton. the stretching arm-welding dislodgement machine main body p
5、art is turning over the organization, rotation organization,foundation.The design of the main contents include: 0.5 tons of hydraulic outriggers welding positioner mechanical structure, cabinet, rotating mechanism such as mechanical design, assembly and part design plans. Tilt and rotation on the wa
6、y, transmission methods can be a different design. The mechanical system should be simple, reliable, easy, affordable. The preparation of the corresponding design specification.KEY WORD: Cantilever ,Welding ,Positioner, Hydraulic.目 录前言1第1章课题简介及焊接变位机发展史51.1焊接变位机械的分类51.2焊件变位机械5第2章焊接变位机的总体方案设计102.1总体方案
7、的确定102.2选择传动机构类型102.3 传动方案框图11第3章液压马达、电机的和传动装置动力参数计算123.1液压马达的选用12回转工作台设计参数12液压马达的计算12液压马达的输出功率13选择液压马达的转速133.2电动机的选用133.3传动机构的总传动比及其分配14第4章回转轴与倾斜轴的设计154.1 回转轴的设计及校核154.1.1.选择轴的材料154.1.2.回转轴的强度计算164.2 回转轴上的轴承寿命校核194.2 .1回转轴上轴承的选择194.2 .2回转轴上轴承的校核194.3 倾斜轴的设计及校核20选择轴的材料204.3.2. 轴的强度计算21第5章倾斜轴上键的选择及校核
8、24结论25致谢27前 言焊接作为一种制造技术，是适应工业发展的需要，以现代工业为基础发展起来的，并且直接服务于机械制造工业。焊接技术的发展与制造工业的需要紧密相关。一般工业先进国家，钢产量的50%左右需采用焊接工艺才能形成产品，在石油化工、矿山冶金、金属结构、起重运输、水陆交通、航天航空、桥梁建筑、电力能源等机械制造部门，焊接都有重要而广泛的应用。许多设备中的大型结构，几乎都是焊接结构。现在，随着科学技术的进步，生产规模的日益扩大，焊接结构正朝着超大型、高容量、高参数、耐磨、耐蚀、耐低温、耐动载的方向发展。这就不仅需要为焊接生产提供各种性能优异的焊接工装设备，使焊接生产实现机械化和自动化，减
9、少人为因素的干扰，达到保证和稳定焊接质量、改善焊工劳动条件、提高生产率、促进文明生产的的目的1,2。在人类社会步入二十一世纪的今天，焊接已经进入了一个崭新的发展阶段。当今世界的许多最新科研成果、前沿技术和高新技术，诸如：计算机、微电子、数字控制、信息处理、工业机器人、激光技术等，已经被广泛地应用于焊接领域，这使得焊接的技术含量得到了空前的提高，并在制造过程中创造了极高的附加值。焊接已成为最流行的连接技术3-4。在焊接生产中，经常会遇到焊接变位机及选择合适的焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计研制了焊接变位机，它可以通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位机与焊接操作机配合使用
10、，可以实现焊接的机械化、自动化，提高焊接的效率和焊接质量。焊接变位机可以应用于化工、锅炉、压力容器、电机电器、铁路交通、冶金等工业部门的自动焊接系统。在现代加工和制造过程中，焊接变位机已悄然成为了一种不可或缺的设备，其作用越来越突出。特别是近十年来，这一产品在我国工程机械行业有了大的发展，获得了广泛地应用。各种机械产品和机械设备的结构件大多数都很复杂，尤其是各种机械的主要关键不为，其焊接质量的好坏直接影响整机性能。而选择合适的变位机能提高焊接质量及生产效率，降低工人的劳动强度及生产成本，加强安全文明生产，有利于现场管理。特别是入世的冲击，机械市场竞争已经变得越来越激烈，国内企业必须适应形势，通
11、过对焊接变位机等基础设备加大投入以达到生产能力的革命性成长。因此，近年来焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，对这方面的投入都在加大2-3。一、国内外同类设计（或同类研究）的概况综述：在我国，焊接变位机的地位越来越重要，在焊接领域把它划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业，有了较大的发展，获得了广泛的应用。就型式系列和品种规格而言，已问世的约有十余个系列，百余品种规格，正在形成一个小行业。在国际上，焊接变位机包括各种功能的产品在内，有百余系列。在技术上有普通型的，有无隙传动伺服控制型的；产品的额定负荷范围，达到0.1kN18000kN。可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平不
12、低，小、中、大发展齐全产品。现在我国生产焊接变位机的厂家已经不少，大都不成规模。以变为机为主导产品发展起来的企业，尚未形成。天津鼎盛公司工程机械、无锡市阳通机械设备、长沙海普公司、威达自动化设备等单位生产的变位机在国内占有较大市场。到2000年，国内已开发的变位机产品约70余种规格。以下简单介绍这些变位机的基本型式。以上基本型产品发展了17个系列，主要为普通型，用于手把焊。此外还有调速型、联控型和机器人配套型产品。与焊接机器人配套用的变位机，开发了十余个品种。包括：工位变换机，如，立式双工位、四工位、八工位变位机，双座单回转式八工位和倾翻回转式双工位变位机等；与机器人配套焊接变位机，如，倾翻-
13、回转伺服传动式、双座单回转伺服传动式。多轴单回转伺服传动式等。一般来说生产焊接操作机、滚轮架、焊接系统及其他焊接设备的厂家，大都生产焊接变位机；生产焊接机器人的厂家，大都生产机器人配套的焊接变位机。但是以焊接变位机为主导产品的企业，非常少见。德国Severt公司，美国Aroson公司，我国天津鼎盛公司工程机械等，算是比较典型的生产焊接变位机的企业。德国的CLOOS、奥地利Igm、日本松下机器人公司等，都生产伺服控制与机器人配套的焊接变位机。他们的产品，我国都有引进，其中以ESAB公司的较多，兰州石油化工机器厂为了核电站反应容器的生产的30T焊接变位机；四川东方锅炉厂为了核电站反应容器的生产，1
14、997年也从该公司引进了100T的焊接变位机，长春焊机厂还从日本引进了生产焊接变位机的技术1,4-5。焊接变位机以其独特的性能，在工业发达的国家已经得到了广泛的应用。焊接变位机在实际应用中呈现出如下主要特点：1)焊件变位机械和焊机变位机械有较宽的调速范围,稳定的焊接运行速度,以及良好的结构刚度。2)对尺寸和形状各异的焊件，有一定的适用性。3)在传动链中，具有一级反行程自锁传动，以免动力源突然切断时，焊件因重力作用而发生事故。4)与焊接机器人和精密焊接作业配合使用的焊件机械，视焊件大小和工艺方法的不同，其到位精度和运行轨迹精度能控制在0.12mm之间，最高精度可达0.01mm。5)回程速度快，能
15、避免产生冲击和振动。6)有良好的接电、接水、接气设施，以及导热和通风性能。7)整个结构有良好的密闭性，以免焊接飞溅物的损伤，对散落在其上的焊渣、药皮等应易清除。8)焊接机械有联动控制接口和相应的自保护功能，以便集中控制和相互协调动作。9)工作台面上刻有安装基线，并设有安装槽孔，能方便地安装各种定位器件和夹紧机构。10) 兼作装配用的焊件机械，其工作台面有较高的强度和搞冲击性能。11) 用于电子束焊、等离子焊弧焊、激光焊和钎焊的焊件机械，能满足导电、隔磁、绝缘等方面的特殊要求1,6。二、任务来源在焊接作业中，经常使用各种焊件变位机械，但在多数场合，焊件变位机械是与焊机变位机械相互配合使用的，用来完成纵缝、横缝、环缝、空间曲线焊缝的焊接以及堆焊作业。焊件变位机械也是机械化、自动化装焊生产线上的重要组成部分。在以弧焊机器人为中心的柔性化加工单元（FMC）和加工系统（FMS）中，焊件变位机械也是组成设备之一。在复杂焊件焊接和要求施焊位置精度较高的焊接作业中，例如窄间隙焊接、空间曲面的带极堆焊等。都需要焊件变位机械的配合，才能完成其作业1-2,7-8。故本课题便来源于生产，以便用自己大学几年所学的专业知识位社会敬献一份微薄的力量。三、研究内容设计一台0.5吨液压伸臂式焊接变位机设计吨5接效率。焊接变位机可以应用于化工，锅炉，压力容器，电机电器。
