1、洛阳理工学院毕业设计（论文） I 小吨位自调式焊接滚轮架机械结构设计 摘 要 焊接，是现代连接技术中非常重要的组成部分，广泛的应用于先进制造技术各个领域。尤其是近年来，焊接 的技术水平有了很大的提高 ， 市场上也出现了 各种各样的焊接辅助装备。 焊接滚轮架在装配焊接圆筒形工件的时候非常的常见。 焊接滚轮架 主要是靠电动机驱动主动 滚轮 架转动然后经过两个蜗轮减速器变向后带动工件转动，工件的另一端依靠从动轮支撑 。焊接滚轮架 的使用有不仅有利于实现焊接生产过程的机械和自动化、 使 工件的装配焊接 品质得以提高 、 并能 提高生产效率和缩短生产周期 ，焊接操作者的环境质量也 能得到提高 。 本次设
2、计 主要内容是小吨位自调式焊接滚轮架的机械结构，在设计开始前 需查阅焊接滚轮架相关资料 进行深入的研究学习 。然后根据要求和实际进行滚轮架的设计，最后，又对滚轮、轴和轴承等主要构件进行了 相关校准 ，校验结果表明设计数据 都是 符合要求 的 。该滚轮架 的设计简洁实用 ， 在使用过程总能适用多种类的工件 。 关键词： 全套设计图纸外文翻译答辩 PPT 查重 12%通过答辩且得到优秀成绩 洛阳理工学院毕业设计（论文） II 洛阳理工学院毕业设计（论文） III THE DESIGN OF MECHANICAL STRUCTURE OF WELDING ROLLER-BEDS ABSTRACT W
3、elding is the very important component in the field of modern connection technology and be used widely in the field of advanced manufacturing technology.Especially in recent years,the welding industry has been developing rapidly and a variety of welding equipment appeared in succession. There is the
4、 equipment, welding roller bed,very common in the process of assembling and welding of cylindrical for work-pieces.Welding roller-beds is used initiative and welding pieces of the wheel between the Mount relay driven welding rotating mechanical deformation.Welding roller-beds is a machine which is u
5、sed in welding production and welding processes, and it is not only conducive to welding production mechanization and automation and shorten the cycle of the production process,but also to improving assembly welding-quality and the welding environment which the workers in. The main content of this p
6、aper is the design of mechanical structure of welding roller-beds.Before my design,I consulted a lot of resources about welding roller bed, And I checked the main component such as roller、 axle and bearing.The results showed that the design result meets the requirements.The beds frame structure is s
7、imple, flexible, which is the most widely used form of the structure. And it could be fully considered the welding roller-beds frame reasonable and economic, and other factors. KEY WORDS: Welding Roller Bed， Check， Small tonnage 洛阳理工学院毕业设计（论文） IV 目 录 摘 要 . I ABSTRACT.III 目 录 . IV 前 言 . 6 第 1章 焊接机械 装
8、备概述 . 8 1.1 焊接机械装备 . 8 1.1.1 焊接机械装备的分类 . 8 1.1.2 焊接机械装备的应用 . 8 1.1.3 焊接机械装备的设计原则 . 9 1.2 焊接变位机械 . 9 1.2.1 焊接变位机械分类 . 9 1.2.2 通用焊接变位机械的特性 .10 第 2章 焊接滚轮架简述 . 11 2.1 焊接滚轮架的功能和分类 . 11 2.1.1 焊接滚轮架的功能 . 11 2.1.2 滚轮架的分类 . 11 第 3章 焊接滚轮架机械结构的总体设计 .14 3.1 电动机的选配 .14 3.2 总传动比及其分配 .14 3.3 各传动机构动力参数 .15 3.3.1 各轴
9、的转速 .15 3.3.2 各轴的输入功率 .16 3.3.3 各轴的输入转矩 .16 3.4 滚轮的设计 .17 3.5 蜗杆、蜗轮的设计 .18 3.5.1 蜗杆各参数计算 .18 3.5.2 蜗杆的结构设计 .19 3.5.3 蜗轮的参数计算 .21 洛阳理工学院毕业设计（论文） V 3.5.4 校核齿根弯曲疲劳强度 .21 3.5.5 蜗轮结构设计 .22 3.6 蜗轮轴的 结构设计 .23 3.7 滚轮轴的结构设计 . 错误 !未定义书签。 3.8 圆柱直齿轮的设计 . 错误 !未定义书签。 3.8.1 齿轮材料及基本参数 . 错误 !未定义书签。 3.8.2 按轮齿弯曲疲劳强度计算
10、设计 . 错误 !未定义书签。 3.9 滚轮轴的校核 . 错误 !未定义书签。 3.10 滚动轴承的寿命验算 . 错误 !未定义书签。 3.11 键的校验 . 错误 !未定义书签。 第 4章 焊接滚轮架的受力分析 . 错误 !未定义书签。 4.1 中心角及偏心系数的确定 . 错误 !未定义书签。 4.2 滚轮间距的确定 . 错误 !未定义书签。 4.3 驱动圆周力与摩擦阻力的计算 . 错误 !未定义书签。 4.4 附着力的验算 . 错误 !未定义书签。 结 论 .24 谢 辞 .25 参考文献 .26 外文资料翻译 .27 洛阳理工学院毕业设计（论文） 6 前 言 本次的 毕业设计课题为小吨位
11、自调式焊接滚轮架机械结构设计。自调式焊接滚轮架是一种必不可少的焊接 机械 ， 它 在焊接 构件工业 生产中 特别是装配焊接一些轮廓为圆形的焊件的时候的使用情况非常普遍 。焊接 设 备的设计制造业的形势是越来越趋于规模大，精度高，效率高。在焊接生产中运用 焊接滚轮架 使复杂的装配焊接过程变得不再复杂，使焊接过程顺利进行加快焊接速度 缩短了生产周期提高生产的效率，也 避免了某些因焊接操作工人的技术不熟练导致的焊接质量问题 ， 保证了焊缝产生尽量少的焊接缺陷。 同时 在焊接构件生产中使用 焊接滚轮架 来调整焊件的施焊方向也不用焊接操 作者手动翻转焊件，这样就使操作者 的 施工力度大大降低， 焊接操作
12、者的 施工 环境 质量也得到提升 。 焊接用机械装备随着当今工业科技的进步也有了非常快速的发展。目前 ， 世界上工业发达的国家比如 德 国、英国 及日本等国家 的滚轮架设计制造工业都在这一行业得到广大使用者的好评。这些国家的工厂规模一般都比较大，也都有自己的强大研发团队可以解决设计制造中遇到的各种难题 ，如芬兰的 PEMAMEK（领英公司是全球焊接自动化装备制造业的领导者）公司、意大利的 ANSALDO（安莎尔多）公司等。 我国在大型精密的焊件工业中使用的 焊接滚轮架 大多还是从 国外进口，根据调查显示，因为瑞典ESAB 公司的起步较早，产品质量高性能稳定， 许多公司都会选择使用ESAB（伊萨
13、是世界领先的焊材生产商之一）的产品，但是 他们的 价格也相对其他厂家的 较高。最近，意大利 的 ANSALDO（安莎尔多）公司又 设计制造出 了一 种由 液压 驱动而且还能 防止轴向窜动功能的滚轮架， 这种滚轮架的 主 动滚轮的传动 、从动 滚 轮的升高 降低 和各个滚轮 所承受焊件重力的平衡都是使用电液伺服阀控制 ，依靠 液压驱动， 这是一种对滚轮架行业来说具有里程碑意义的 滚轮架。 随着我国工业化进程的不断加快， 目前有将近百家的焊接设备厂在生产焊接滚轮架，也更是有很多家的厂商在大规模的生产焊接变位机，焊接滚轮架。有些厂商生产的滚轮架不仅实现了无极变速而且生产出的滚轮架洛阳理工学院毕业设计
14、（论文） 7 滚轮圆周速度可调范围也有所增加扩大到 660m/h，适应直径为 9m 的工件，滚轮的极限承载量能够用于 1500 吨的焊件。难能可贵的是有些设备厂商也在研究设计 防轴窜的焊接滚轮架， 然而 ， 生产出来来滚轮架品质 、精度 还有很大的进步空间 。 本次设计的主要内容包括对驱动装置，减速装置、传动装置还有整体形式进行计算设计，并验证了所设计的零件的强度是否符合要求 。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 8 第 1 章 焊接机械装备概述 1.1 焊接机械装备 1.1.1 焊接机械装备的分类 近些年来，随着科学技术的飞速发展， 对 焊接结构 的要求 也 逐渐增强，新型的焊接接头必须满足在苛
15、刻的环境下比如高温低温能够正常工作，并在有摩擦的使用过程中不易被磨损失效，那么这就必须在 焊接生产 过程运用焊接性 更 佳 质量 更高 的 焊接装备， 使生产 以 更高的自动化 ，更高的 机械化进行以保障焊接效率和质量 。 在焊接 作业过程 中 运用焊接设 备 辅助工作 能 够使 焊接生产 的进行更加顺利，因此可以保障焊接结构的的品质完好，不需要修补甚至报废 。焊接机械装备的范畴较为广泛 ，如果按照用处不同分类，可以 分 为 三 大 类。焊接机械装备详细分类见表 1-1 所示。 表 1-1 焊接机械装备详细分类 焊接机械装备 焊接工装夹具 （按动力源分类） 手动夹具 气动夹具 液压夹具 磁力夹
16、具 电动夹具 真空夹具 混合式夹具 焊接变位机械 焊工变位机械 焊工升降台 焊机变为机械 焊接操作机 电渣焊立架 焊件变位机械 焊接变位机 焊接回转台 焊接翻转机 焊接滚轮架 焊件输送机械 上料装置 配料装置 卸料装置 传送装置 各种专用吊具 其他从属装置 导电装置 焊剂输送与回收装置 焊丝清理及盘丝装置 埋弧焊焊 剂垫 1.1.2 焊接机械装备的 应用 焊接机械装备在焊接 作业过程 中 的运用 有 许多 个方面： 1 在焊接 结构的 生产 过程 中 应用 焊接 机械装备来定位需要装配焊接洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 的工件可以避免复杂的 测量 计算等过程 ，可以 直接 通过定位 装置 完
17、成 精确定位 ，既能保证了 工件的配合误差不至于过大，又在某种程度上增加了焊接的作业品质 。此外焊接工装夹具的使用大多都可以 大大 降低操作工人的劳动强度 还可以 提高装焊效率； 2 焊件可以在焊接工装夹具中被固定住或 可以 预先给于可能变形方向的反变形，所以可以用夹具控制或者消除工件在焊接过程中的变形； 3 在焊接过程中可能会遇 到焊件的施焊位置不利于焊接需要转动焊件才能焊接，而 变位机的使用， 可以不用人力去翻转焊接从而节省了时间 ，提高了焊接的生产效率 ； 4 采用焊接变位机械有利于使被焊工件处于最有利的焊接位置 ，这些位置大多为 水平或者船型位置上， 使得焊接工作顺利的进行下去并保障
18、焊件的焊接品质 ； 1.1.3 焊接机械装备的设计原则 设计焊接机械装备 要服从几个 原则，第一就是 考虑设计结果能不能 要符合实际 生产 的要求 ，然后就要满足经济性、安全性。装备是否满足经济性可以用计算式（ 1-1）来判断 AJ+WJ+FJ J/NA0+W0+F0 （ 1-1） 其中 AJ、 WJ、 FJ 分别代表采用装备后的单个工件进行装配焊接和机加工所需的费用； A0、 W0、 F0 分别代表没有采用装备的时候单个工件进行装配焊接和机加工所需的费用； J/N 为装备的制造费用和采用装备加工的焊件数。 1.2 焊接变位机械 1.2.1 焊接变位机械分类 在焊接生产过程中，经常会遇到需要焊
19、工变换体位才能施焊的情况，这样不仅消耗焊工的体力，也使焊接工作变得繁琐，比较浪费时间而降低了生产效率。 当在焊接工程中使 用 焊接变位机械 去调整焊接机械 、 工件以洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 及 焊工 三者之间的相对角度时就可以避免来回调整焊件或者焊工不停的挪动位置的麻烦从而大大提高焊接生产的效率 。 焊接变位机械种类繁多，针对其不同的使用对象 焊接变位机械 可以分为三大类 如表 1-2 所示。 表 1-2 焊接变位机械及设备 焊接变位机械 焊件变位机械 焊机变位机械 焊工变位机械 焊接变位机 焊接滚轮架 焊接回转台 焊接翻转机 焊接操作机 电渣焊立架 焊工升降台 1.2.2 通用焊
20、接变位机械的特性 焊接变位机械的在装配焊接过程中的应用之所以非常广泛，这与焊接变位机械 的特性是分不开的，一般情况下，通用焊接变位机械 的各种特性决定了它适用在那些情况，经对比市面上的焊接变位机械，其 应该 具有 一下几种特性： 1 通用焊接变位机械 首先一个最重要的特性就是它应该能 适应 多种焊件 ，能够应对不同尺寸、不同形状的工件。 通用型的变位机能够在无级变速且它的可变速度范围也很广泛， 其焊接运行速度也较稳定，另外焊接变位机械具有优秀的结构刚度； 2 在变位机的传动链 中的 一个作用是在取消驱动力后，传动系统不会因为工件的自身重力或者机械构件的自重倒转或者松开工件；第二在电源、动力系统突然停止时，避免发生事故； 3 焊接 变位机械为了 降低 生产周期， 增加焊接结构的焊接 效率，其回程速度快，但因此产生的冲击和震动也相对较小； 4 因为在焊接生产过程中大多会有金属飞溅，焊接变位机械往往就有良好的密闭性，并且容易清理散落在机器表面的熔渣； 5 焊接变位机械的工作台面上能够方便的加装许多类型的加紧或者定位机构，且有相当高的强度和抗冲击性，提高了装配焊接精度 。
