1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 承重 500 公斤球阀立式焊接变位机的设计 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 焊接变位机是一种用来支撑并带动工件改变位置的工艺装备。它的应用可以使得加工变得简单，使得劳动强度明显降低。 焊接 变位机也已成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把 它 划为焊接 辅助机。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 个 品种规格，正在形成 一个新兴 行业。 但是， 有关焊接变位机的基本概念、型式与分类、主要技术参数等，存在不统一的问题 15 。 本文设计的立式焊接变位机
2、是将工作件水平回转，垂直回转，以便使工件上的焊缝置于水平位置的机械装置。立式焊接变位机的主体部分垂直回转机构，水平回转机构，机架。本设计主要是对垂直回转机构、水平 回转机构、机架的设计；垂直回转机构和水平回转机构电机、减速装置的选取；各个部分的零件的选择。 关键词： 焊接变位机，垂直回转机构，水平回转机构，机架 II The design for ball valve vertical welding positioner of bearing 500kg Abstract Welding positioner ,which is used for bearing and driving wo
3、rkpiece to change its position,is one kind of technical equip. Its application can make the manufacturing process easier, also can reduce labor intensity. Welding conjugation plane has become an indispensable manufacturing equipment , which is zoned welding assistant engine in the welding area. Patt
4、erns and varieties of specifications on the series, has been developed, some over 10 series, more than 100 varieties of specifications, a newly emerging industries. However, the welding machine conjugation basic concepts, patterns and classification, the main technical parameters, there are not unif
5、orm. This design researches one kind of vertical welding welding positioner, which is roating and tuning over the specimens,in order to set the welded joint to the horizontal.The main part of vertical welding welding positioner is the turning over organization,rotating organization and rack organiza
6、tion.This design is mainly the design of the turning over organization,rotating organization and rack organization;Selecting the motor and speed reducer of turning over organization and rotating organization;The parts of every organization. Keywords: welding positioner， turning over organization , r
7、otating organization,rack organization III 目录 摘 要 . I Abstract . II 1 绪论 . 1 1.1 关于变位机的几个定义和几个要求 . 1 1.1.1 焊接变位机的定义 . 1 1.1.2 焊接变位机的类型和基本原理 . 1 1.1.3 焊接变位机构件组成 . 1 1.2 我国常用的几种变位机结构 . 2 1.3 焊接变为机械应具备的性能 . 4 1.4 焊接变位机国内外发展状况 . 5 1.5 球阀的介绍 . 6 1.6 任务的提出 . 7 1.6.1 设计要求 . 7 1.6.2 主要设计内容 . 7 2 设计方案的确定 . 8
8、 2.1 焊接变位机的总体设计和适用范围 . 8 2.2 焊接变位机的自由度 . 8 2.3 设计方案的确定 . 9 2.3.1 工作台（垂直回转机构） . 9 2.3.2 水平回转机构 . 10 2.3.3 主要考虑指标 . 10 2.3.4 设计中传动方式的确定 . 11 3 设计与校核 . 12 3.1 传动比的假定和确定 . 12 3.1.1 水平回转机构 . 10 3.1.2 垂直回转机构 . 13 IV 3.2 传动装置总效率的确定 . 14 3.2.1 蜗杆传动的效率 . 14 3.2.2 垂直回转机构传动总效率 . 14 3.3 工作台阻力矩的计算 . 15 3.3.1 水平回
9、转机构 . 15 3.3.2 垂直回转机构 . 16 3.4 电动机额定功率的确定 . 17 3.4.1 电机容量的确定 . 17 3.4.2 水平回转机构电机额定功率的确定 . 17 3.4.3 垂直回转机构电机额定功率的确定 . 18 3.5 电机转速的确定 . 18 3.6 电机型号的选定 . 19 3.6.1 水平回转部分 . 19 3.6.2 垂直回转部分 . 19 3.7 齿轮的设计与校核 . 19 3.7.1 水平 回转齿轮的设计与校核 . 20 3.7.2 垂直回转齿轮的设计与校核 . 21 3.8 轴的设计 . 23 3.8.1 初步估计 . 23 3.8.2 轴 1（水平回
10、转） 的计算 . 23 3.8.3 轴 2（水平回转） 的计算 . 24 3.8.4 轴 3（垂直回转） 的计算 . 24 3.8.5 轴 4（垂直回转） 的计算 . 25 3.9 轴的强度校核 . 25 3.9.1 轴 2（水平回转）的校核 . 25 3.9.2 轴 4（垂直回转） 的校核 . 27 3.10 轴承 的选择和校核 . 29 3.11 键的确定和校核 . 32 V 3.11.1 键的确定 . 32 3.11.2 键的 校核 . 33 3.12 联轴器的确定 . 33 3.13 机架的设计 . 34 3.13.1 设计中的具体要求 . 34 3.14 总装图及工作原理 . 35
11、结论 . 36 参考文献 . 37 致谢 . 错误 !未定义书签。 附录 . 39 附录图 1 垂直回转输出齿轮 . 39 附录图 2 垂直回转输出轴 . 39 附录图 3 垂直回转输出轴端盖 . 39 附录图 4 垂直回转输出轴承盖 . 39 附录图 5 垂直回转输入齿轮 . 39 附录图 6 垂直回转输入轴 . 38 附录 图 7 垂直回转输入轴透盖 . 39 附录图 8 水平回转输出轴承盖 . 39 附录图 9 垂直回转输出轴 . 39 附录图 10 水平回转输出轴承盖 . 39 附录图 11 水平回转输入轴承盖 . 39 附录图 12 水平回转输出轴端盖 . 39 附录图 13 水平回
12、转输入齿轮 . 39 附录图 14 水平回转输入轴轴 . 39 附录图 15 水平回转输入轴透盖 . 39 附录图 16 承重板 . 39 附录图 17 水平回转架 . 39 附录图 18 垂直回转机构 . 39 VI 附录图 19 水平回转机构 . 40 附录图 20 机架机构 . 40 附录图 21 装配图 . 40 附录图 22 机 脚 . 40 附录图 23 支座板 . 40 承重 500kg 球阀立式焊接变位机的设计 1 1 绪论 1.1 关于焊接变位机的几个定义和基本要求 1.1.1 焊接变位机的定义 我们经常会遇到焊接变位以及选择合适的焊接位置的情况，为了解决这一问题，焊接变位机
13、也就理所应当的出现了。 焊接变位机是一种通用、高效的以实现环缝焊接为主的焊接设备。可配用氩弧焊机(填丝或不填丝 )、熔化极气体保护焊机 (C02/MAG/MIG 焊机 )、等离子焊机等焊机电源并可与其它机组成自动焊接系统。该产品主要由旋转机头、变位机构以及控制器组成。旋转机头转速可调，具有独立调速电路，拨码开关直接 预置焊缝长度。倾斜角度可根据需要调节。焊枪可气动升降。 我们称：用来拖动待焊工件，使其待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备，称焊接变位机 1 。 1.1.2 焊接变位机的类型和基本原理 焊接变位机将焊件水平回转，倾斜，使焊件上的焊缝置于有利的施焊位置的焊件变位设备，焊接变位机主
14、要用于机架、机座、法兰、封头等非长形焊件的垂直回转变位，按焊接变位机的基本结构形式分类，有伸臂式、座式、双座式三种 2 。见下图 1-1。 图 1-1 变位器的派生形式示意图 承重 500kg 球阀立式焊接变位机的设计 2 1.1.3 焊接变位机的构件组成 焊件变为机械的主要功能是实现焊件的水平回转，垂直回转，或者既能垂直回转又能水平回转，使工件处于最便于装配和焊接的位置。包括：垂直回转机，水平回转台，滚轮架，变位器。 1.2 我国常用的几种变位机结构 双立柱单水平回转式变位机 3 ：该种变位机适合装载机的后车架、压路机机架等工程机械长方形结构 件的焊接，形式如图示 1-2两种样式，其主要特点
15、是立柱一端电机驱动工作装置沿一个水平回转方向运转，另一端随主动端从动。两侧立柱可设计成可升降式，以适应不同规格产品。这种型式变位机的缺点只能在一个圆周方向水平回转，选择时要注意焊缝形式是否适合。 图 1-2 双立柱单水平回转式变位机 U 型双座式头尾双水平回转型式：与第一种变位机型式相比，即在图 1-2 第二种的基础上被焊结构件在另外一个空间又增加一个旋转自由度。如图 1-3 这种型式的变位机焊接空间大，工件可被旋转到需要的位置，设计先进，目前已在工程机械许多厂家成功使用。该变位机可根据各厂的工艺情况在装载机、挖掘机、压路机等结构件焊接时应用。 承重 500kg 球阀立式焊接变位机的设计 3
16、图 1-3 U 型双座式头尾双水平回转变位机 L 型双水平回转焊接变位机：该种变位机如图 1-4 所示，其工作装置 L 型，有两个方面的水平回转自由度，且两个方向都可以 360任意水平回转。此变位机与其它类型变位机相比，开敞性好，容易操作。型变位机已在装载机前车架焊接中成功的使用，而且使用效果很好，深受现场操作工的欢迎。 图 1-4 L 型双水平回转变位机 C 型双水平回转焊接变位机：如图示 1-5， C 型水平回转形式与 L 型机相 同，只是为了方便夹具体的设计，根据结构件的外形，变位机的工作装置稍作变动。该种型式焊接变位机，适合装载机的铲斗、挖掘机的挖斗等焊接。 图 1-5 C 型双回转变位机
