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1、50吨焊接滚轮架主动滚轮架设计 摘 要在焊接生产中，经常会遇到需要焊接变位及选择合适焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计和研制了各种各样的焊接变位装置。焊接滚轮架就是一种能实现焊件自动变位的焊接辅助设备。它的动力驱动装置通过传动装置驱动主动滚轮转动，利用主动滚轮与圆筒类工件之间的摩擦力带动工件旋转实现变位，可实现工件的焊缝处于最理想的位置进行焊接，从而大大提高焊缝的焊接质量和生产率，并大大降低焊工劳动强度。 本次设计的题目是50吨焊接滚轮架主动滚轮架的设计，要求可根据工件的直径调节滚轮的中心距，整个机械系统简单可靠，操作方便，经济适用。本次设计的主要内容包括：主动滚轮架的底座、主动滚轮机
2、构、减速器机构等的机械设计、装配图和零件图设计以及编写设计说明书。本文简要地介绍了50吨滚轮架设计的主要内容，包括设计题目的分析、总体方案的确定、电机的选择、传动比的分配、主动滚轮机构的设计以及主要传动件的设计校核等内容。本次设计的主动滚轮架与从动滚轮架是相互独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合，因此使用方便灵活，对焊件的适应性很强。关键词：焊接，滚轮架，可调式，设计，校核THE DRIVING ROLLER CARRIER DESIGN OF A FIFTY TONS WELDING ROLLER CARRIERABSTRACTIn welding production, it
3、is common for us to turn the weldment and choose the appropriate welding position. According to the actual needs, we have designed and developed a variety of welding displacement equipment. For example,welding roller carrier is one of such kinds of welding auxiliary equipment which can realize weldi
4、ng displacement automatically. Its driving device takes the driving roller rotation through the transmission device, and with the help of the friction between the cylinder weldment and the driving roller ,it can realize the rotation and displacement of the workpiece, which can ensure the welding lin
5、e in the ideal position for welding, so as to improve the welding quality and productivity dramatically, and reduce the labor intensity of welders significantly. The topic of this thesis is the driving roller carrier design of a fifty tons welding roller carrier. The center distance of its rollers s
6、hould be adjustable according to the diameter of the workpiece and its mechanical system should be simple, reliable, easy to operate, affordable. The main content of my task includes: the driving roller base and mechanism design, the retarding mechanism design, assembly drawing and part drawing desi
7、gn and writing the design specification. The design process of a 50 tons welding roller carrier is briefly introduced in this paper. The main content includes: the design subject analysis, the determination of overall scheme, the choice of motor, the distribution of transmission ratio, the design of
8、 the active roller mechanism and the main transmission parts design and checking.Due to driving roller carrier and driven roller carrier are mutually independent, they can be combined with each other flexibly according to the weight and length of the weldment.For the sake of this, it is convenient t
9、o use, flexible and adaptable. KEY WORDS:welding,roller bed, adjustable, design, checking 目 录前 言1第一章 题目分析与方案确定31.1 设计题目分析31.2 给定参数31.3 传动方案的确定4第二章 主动滚轮架的设计计算52.1 滚轮的直径及中心距的确定52.2 驱动圆周力和摩擦力的计算62.3 滚轮轴上的载荷的计算82.4 滚轮轴径大小的计算82.5 附着力验算92.6 焊接滚轮架的电动机驱动功率的确定92.7 电动机型号的确定102.8 传动比分配10第三章 各级传动的校核计算113.1 初步设计
10、计算参数113.2 带传动的设计计算113.3 蜗轮蜗杆传动校核计算123.4 第一级齿轮传动的校核计算143.5 第二级齿轮传动的校核计算17第四章 轴承和轴的校核计算204.1 轴及轴承的校核204.2 轴及轴承的校核234.3 轴及轴承的校核274.4 键的校核计算31结 论33参考文献34致 谢35前 言在焊接生产中，经常会遇到需要焊接变位及选择合适焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计和研制了各种各样的焊接变位装置，使焊缝处于易焊位置，可以实现焊接的机械化、自动化，从而提高了焊接的质量和焊接效率并大大地降低了工人的劳动强度。焊接变位装置广泛应用于化工，锅炉，压力容器，电器，铁路交
11、通，冶金等工业部门的自动焊接系统。焊接滚轮架就是一种能实现焊件自动变位的焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接变位机并称为焊接辅助设备中三大机【1,7,8】。在焊接行业机械化、自动化迅猛发展的背景下，焊接滚轮架应运而生。它作为一种焊接配套设备，由底座、主动滚轮、从动滚轮、支架、传动装置，动力驱动装置等组成。动力驱动装置通过传动装置驱动主动滚轮转动，利用主动滚轮与圆筒类工件之间的摩擦力带动工件旋转实现变位，可实现工件的内外环缝和内外纵缝处于最理想的位置进行焊接。通常它与焊接操作机配合使用可实现筒形的工件的内外环缝和内外纵缝的自动焊接，从而大大提高焊缝的焊接质量和生产率，并大大降低焊工劳动强度。另外，
12、焊接滚轮架还可以作为检测、装配圆筒体工件的设备。在现代加工和制造过程中，焊接滚轮架已悄然成为了一种不可缺少的焊接变位设备，其作用越来越突出。随着我国制造业的迅猛发展，尤其是为满足我国机械、电子、纺织、石油、化工、航空航天以及国防工业的迅猛发展的需求，大壁厚、大型化、高容量、耐磨蚀、耐动载的锅炉及石油、化工压力容器的用量日益增加，与此同时其接头焊接质量的要求也愈来愈高。在上述压力容器的焊接生产中，焊接滚轮架就成了不可或缺的辅助装备之一。特别是近十年来，这一产品在我国工程机械行业获得了广泛的应用。世界范围内，新的焊接技术应用越来越广泛，新的焊接工艺方法不断涌现。焊接技术的高速发展，对焊接生产的机械
13、化和自动化提出了更高的要求，对焊接机械设备的需求量也越来越大。目前，国外焊接设备正朝着高精度、数字化、智能化控制、大型化、集成化以及多功能化的方向发展，并且专业焊接设备日新月异。为赶上世界先进潮流，振兴我国装备制造业，大量采用高度自动化的先进加工设备和焊接装备来促进我国制造装备的升级换代，是我们真正实现工业现代化的必由之路。尽管近年来我国也有一些企业生产焊接滚轮架，最大载重量可达400吨，适应焊件直径可达6米，滚轮线速度多在6-60m/s之间无级调速【1-2】。然而相比较国外，我国焊接滚轮架的研制还不够成熟，在实际生产中依然需要引进国外的焊接设备。这样，一方面要花费大量的外汇，另一方面也远远不
14、能满足我国日益增长的焊接生产需要 。在此背景下，研究设计一批先进、高效、自动化程度高的焊接装备就显得尤为迫切，这必将促进我国焊接装备制造业发生根本性的变革。本次设计的主要内容是一台50吨焊接滚轮架主动滚轮架的设计，可根据工件的直径调节滚轮的中心距，使用方便。主要包括：150吨焊接滚轮架主动滚轮架的底座、主动滚轮机构、减速器机构等的机械设计、装配图和零件图设计。2. 设计参数：额定载重量50吨，工件直径10003000mm。3整个机械系统应简单可靠，操作方便，经济适用。4编写相应的设计说明书。设计的计划安排如下：第 12 周：调查研究、获取资料信息，编写开题报告。 第 23 周：继续学习，进行本
15、专业外文阅读和翻译的工作。 第 45 周：进行设计方案的论证、分析和比较工作。 第 67 周：设备的机械结构图、装配图设计。 第 89 周：进行机械装配图、零件图设计。 第1011周：撰写设计说明书。第1213周：修改和打印论文、图纸，准备进行答辩工作。 2013年5月第一章 题目分析与方案确定 1.1 设计题目分析本次设计的题目是：50吨焊接滚轮架主动滚轮架设计。焊接滚轮架是一种能实现焊件自动变位的焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接变位机并称为焊接辅助设备中三大机。焊接滚轮架借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊件旋转可实现工件的内外环缝和内外纵缝处于最理想的位置进行焊接。通常它与焊接操作机配合使用，能够大大提高焊接质量和生产率，并大大降低焊工劳动强度。另外，焊接滚轮架还可以作为检测、装配圆筒体工件的设备。焊接滚轮架按结构形式分为两类【1】：第一类是长轴式滚轮架，第二类是组合式滚轮架。组合式滚轮架又包括主动滚轮架、从动滚轮架和混合式滚轮架。它的主动滚
