12T焊接滾輪架機械設(shè)計【含CAD圖紙】

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日一、選題的依據(jù)及意義焊接是一種制造技術(shù)，它是適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，以現(xiàn)代工業(yè)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，并且直接服務(wù)于機械制造工業(yè)。焊接技術(shù)的發(fā)展與制造工業(yè)的需要緊密相關(guān)，一般工業(yè)先進(jìn)國家，鋼產(chǎn)量的50%左右需采用焊接工藝才能形成產(chǎn)品，在石油化工，礦山冶金，金屬結(jié)構(gòu)，起重運輸，水陸交通，航天航空，橋梁建筑，電力能源等機械設(shè)備制造部門，焊接都有著廣泛的應(yīng)用。許多設(shè)備中的大型結(jié)構(gòu)，幾乎都是焊接結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，焊接結(jié)構(gòu)正朝著超大型，高容量，高參數(shù)，耐磨，耐低溫，耐動載的方向發(fā)展，這就不僅需要為焊接生產(chǎn)提供質(zhì)量更高，性能更好的各種焊機，焊接材料和焊接工藝，而且要求提供各種性能優(yōu)異的焊接工裝設(shè)備，使焊接生產(chǎn)實現(xiàn)機械化和自動化，減少人為因素干擾，達(dá)到保證和穩(wěn)定焊接質(zhì)量，改善焊工勞動條件，提高生產(chǎn)率，促進(jìn)文明生產(chǎn)的目的。焊接工藝裝備就是在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的裝配與焊接過程中起配合及輔助作用的夾具、機械裝置或設(shè)備的總稱，簡稱為焊接工裝。焊接工裝主要用來安裝和夾持待焊工件，使焊接時便于施焊，以保證焊縫的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。焊接工裝在焊接自動化及機械化的過程中也扮演著重要的角色，在裝配定位焊件時，如果不使用工裝夾具，即使焊接組合件盡由兩三個零件組成的，欲保證各零件精確的相對位置，也是不可能的。此外，在焊接過程中，焊接件一般會由于受熱不均等原因而發(fā)生焊接變形，尤其是復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，其變形有時會無法消除，這樣就會影響以后的裝配工作。采用工裝夾具，不僅可以保證焊接時工件間的相對正確位置，而且可以防止和減少工件的焊接變形。批量生產(chǎn)的時候，這種優(yōu)點就更加明顯，可以穩(wěn)定焊接件的質(zhì)量，減少次品的產(chǎn)生。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程一般包括：下料，裝配，焊接，清理，檢驗及焊后熱處理等工藝工序。一般來說焊前的下料，開坡口，清理工件表面等準(zhǔn)備工作一般都要占據(jù)整個焊接時間的大部分，有時候焊接過程占用的時間反而很少。在這種情況下如果使用高效率的焊接工裝夾具，那么就可以極大的縮短焊接前裝配時間，從而縮短了整個生產(chǎn)周期，提高勞動效率，縮短了單位產(chǎn)品的生產(chǎn)時間而降低了成本。采用工裝夾具，工件定位迅速，裝夾方便，省力，減輕了焊件裝配定位和夾緊時的繁重體力勞動；焊件的反轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)機械化，變位迅速，使焊接條件較差的空間位置焊縫變?yōu)楹附訔l件較好的平焊位置焊縫，勞動條件改善，同時也有利于提高焊縫的質(zhì)量。大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設(shè)計的，屬于非標(biāo)準(zhǔn)裝置，往往需要個制造廠根據(jù)本廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點、生產(chǎn)條件和實際需要自行設(shè)計制造或者定做。焊接工裝也在汽車、摩托車、飛機、造船及航天等國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。二、 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）隨著世界制造業(yè)的快速發(fā)展，焊接技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，焊接技術(shù)水平也越來越高。新的焊接工藝方法不斷涌現(xiàn)，專業(yè)焊接設(shè)備日新月異。與此同時，國內(nèi)外焊接設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)也紛紛通過各種方式展示自身的實力，特別是借以展會展出品種繁多的產(chǎn)品和先進(jìn)的技術(shù)。縱觀2009年的三大焊接展，即2009年6月在上海舉辦的第14屆北京埃森焊接與切割展覽會、2009年9月在德國埃森舉辦的第17屆德國埃森焊接與切割展覽、2009年10月在天津舉辦的第23屆中國焊接博覽會，我們對國內(nèi)外焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢以及焊接生產(chǎn)發(fā)展的新需求和新動向印象較深的是：核心技術(shù)的作用得以顯現(xiàn)，數(shù)控和電源方面有發(fā)展，激光焊接技術(shù)成為一大亮點，機器人應(yīng)用普及化。可以認(rèn)為，世界焊接技術(shù)又跨上了一個新臺階，在高效、自動化、環(huán)境友好方面有了新的進(jìn)步；焊接材料的種類更加豐富，焊接自動化、高效化、清潔化更加突出；焊接技術(shù)的綜合成本更低，焊接對工業(yè)的服務(wù)更加廣泛。同時，焊接中存在的手工、粗糙、臟亂、低速已基本消除，取而代之的是自動、精密、清潔、高效。焊接結(jié)構(gòu)件的種類繁多，形狀尺寸各異，焊接過程的要求也不盡相同，與之相匹配的焊接工裝為適應(yīng)焊件的需要在形式，工作原理及技術(shù)要求上也有很大的差別。為了適應(yīng)技術(shù)管理工作的需要，便于掌握各類焊接工裝的工作特點和設(shè)計基本方法，就必須先對焊接工裝進(jìn)行分類。焊接機械裝備可分為四大類：1.焊接工裝夾具 2.焊接變位機械 3.焊接輸送機械 4.其他從屬裝置。（1）焊接工裝夾具（按動力源分類）可分為：手動夾具 氣動夾具 液壓夾具 磁力夾具 電動夾具 真空夾具 混合式夾具。（2）焊接變位機械可分為：焊工變位機械 焊機變位機械 焊件變位機械。其中焊件變位機械可分為：焊接變位機 焊接回轉(zhuǎn)臺 焊接翻轉(zhuǎn)機 焊接滾輪架。（3）焊件輸送機械可分為：上料裝置 配料裝置 卸料裝置 傳送裝置 各種專用吊具。（4）其他從屬裝置可分為： 導(dǎo)電裝置 焊劑輸送與回收裝置 焊絲清理及盤絲裝置 埋弧焊焊劑墊等。同時還可以按 1.用途 2.應(yīng)用范圍 3.常見焊接機械進(jìn)行分類。按用途分類：（1）裝配用工藝裝備：這類工裝的主要任務(wù)是按照工藝要求，把待焊工件的零部件按照相互之間的位置準(zhǔn)確的固定下來，然后再進(jìn)行定位點焊，而不直接參與正式的焊接工作。這類工裝稱為裝配定位焊夾具，它包括各位定位器，夾緊器，推拉裝置，組合夾具和裝配臺架。（2）焊接用工藝裝備：這類工裝專門用來焊接已經(jīng)經(jīng)過點焊固定好的工件。如各類焊接專機，龍門式，懸臂式，平臺式，爬行式等。（3）裝配焊接工藝裝備：著類工裝既能完成整個焊件的裝配，又能完成焊縫的焊接工作。這類工裝通常是專用焊接機床或自動焊接裝置，或者是裝配焊接的綜合機械化裝置，如一些自動焊接生產(chǎn)線。實際生產(chǎn)中一個焊件如果要完成焊接工作，單單依靠一個工裝一般是難于完成的，而是需要許多種焊接工裝的配合使用，這樣才能達(dá)到焊接過程的機械化和自動化。按應(yīng)用范圍分類：（1）通用焊接工裝：目前國家針對焊接工藝中的需求已經(jīng)指定了很多的標(biāo)準(zhǔn)，如滾輪架行業(yè)的JB/T 9187標(biāo)準(zhǔn)等。所謂通用焊接工裝，既是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化且有較大適用范圍的工裝。這類工裝一般無須調(diào)整或稍加調(diào)整，就能適用與不同工件的裝配或焊接工件。（2）專用焊接工裝：只適用與某一特定類型的工件的裝配或焊接，一般不能通用。這類焊接工裝一般應(yīng)按需求來設(shè)計，或者在專門廠家協(xié)商定作。（3）柔性焊接工裝：指可以通過調(diào)整自身的尺寸來適應(yīng)一定形狀和尺寸變化的焊接工裝。此外還有按動力裝置分類，按焊接方法分類等，在此就不詳細(xì)說明了。常見的焊接機械：焊接機械是改變焊件，焊機或焊工位置來完成機械化，自動化焊接的各種機械裝備。使用焊接機械可縮短焊件翻轉(zhuǎn)變位的輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，改善焊接質(zhì)量，并可充分發(fā)昏各種焊接方法的效果。焊接機械可以分為以下三大類：（1）焊接變位機焊接變位機是將工件回轉(zhuǎn)，傾斜以便使所有的焊縫置于水品和船形位置的機械裝置。主要用于機架，機座，機殼等非長形工件的焊接。焊接變位機按結(jié)構(gòu)形式可分為三種1 伸臂式焊接變位機：適用與輕小焊件的翻轉(zhuǎn)空位，載重量一般不超過1噸。2 座式焊接變位機，是目前應(yīng)用最廣泛的一種焊接變位機械，載重量一般為1至50噸之間。3雙座式焊接變位機，有較高的穩(wěn)定性，試用與大型和重型工件的翻轉(zhuǎn)變位，載重量一般都在50噸以上。（2）焊接滾輪架 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，滾輪沿兩平行軸排列，與驅(qū)動裝置相連的一排為主動滾輪，另一排為從動滾輪。長軸式滾輪多是用戶根據(jù)焊件特點自行設(shè)計制造的，市場可采用的定型產(chǎn)品很少。第二類是組合式滾輪架，它的主動滾輪架，從動滾輪架，混合式滾輪架都是獨立的，使用時可根據(jù)焊件的重量和長度進(jìn)行任意組合，其組合比例也不僅是1與1的組合。因此，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。（3）焊接翻轉(zhuǎn)機焊接變位翻轉(zhuǎn)機是一種可以實現(xiàn)大型回轉(zhuǎn)零件在焊接時變位、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)位置，以便獲得更佳焊接位置的焊接輔助設(shè)備，可配用熔化極氣體保護(hù)焊機(CO2/MAG焊機)。下圖產(chǎn)品主要由立柱提升機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)以及控制器組成。（4）焊接操作機操作機作為一種焊接輔助機械，被廣泛地應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、管道和金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)。與滾輪架、變?yōu)闄C或翻轉(zhuǎn)機相配，可焊接大直徑管道內(nèi)外縱、環(huán)縫?？筛鶕?jù)用戶工藝要求選配焊接系統(tǒng)，還可選配焊接系統(tǒng)，還可選配焊接跟蹤系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，焊劑自動輸送回收系統(tǒng)或擺動器。焊接操作機是將焊件準(zhǔn)確地送到并保持在待焊接位置或以選定的焊速沿規(guī)定的軌跡移動焊機的機械裝置。焊接操作機與焊接變位機、焊接滾輪架等焊件邊為裝置配合使用，可完成多種焊縫的焊接，也可以進(jìn)行工件表面的自動焊接。在裝配定位焊件時，如果不使用工裝夾具，即使焊接組合件盡由兩三個零件組成的，欲保證各零件精確的相對位置，也是不可能的。此外，在焊接過程中，焊接件一般會由于受熱不均等原因而發(fā)生焊接變形，尤其是復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，其變形有時會無法消除，這樣就會影響以后的裝配工作。采用工裝夾具，不僅可以保證焊接時工件間的相對正確位置，而且可以防止和減少工件的焊接變形。批量生產(chǎn)的時候，這種優(yōu)就更加明顯，可以穩(wěn)定焊接件的質(zhì)量，減少次品的產(chǎn)生。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程一般包括：下料，裝配，焊接，清理，檢驗及焊后熱處理等工藝工序。一般來說焊前的下料，開坡口，清理工件表面等準(zhǔn)備工作一般都要占據(jù)整個焊接時間的大部分，有時候焊接過程占用的時間反而很少。在這種情況下如果使用高效率的焊接工裝夾具，那么就可以極大的縮短焊接前裝配時間，從而縮短了整個生產(chǎn)周期，提高勞動效率，縮短了單位產(chǎn)品的生產(chǎn)時間而降低了成本。三、研究內(nèi)容及實驗方案：在設(shè)計焊接滾輪架時，一般應(yīng)根據(jù)該滾輪的使用要求、工作狀況和所需齒輪的機械特性來進(jìn)行。首先應(yīng)了解和掌握該滾輪機械傳動的已知條件；通常，已知的其原始數(shù)據(jù)為輸入功率、輸入轉(zhuǎn)速、傳動比、工作特性和載荷工況等。建立機械模型，明確選用零件。以中心距最大為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，并與常規(guī)設(shè)計進(jìn)行比較。進(jìn)而繪制出減速器裝配圖及主要零件圖。設(shè)計滾輪架機械的一般原則和步驟是：1.建立滾輪架的機械模型；2.確定機架機械模型方案；3.選擇滾輪架機械零部件；4.計算校核；5.繪制滾輪架裝配圖和零件圖；6.翻譯相關(guān)科技資料，并編寫畢業(yè)論文；四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1、設(shè)計目標(biāo)設(shè)計出焊接滾輪架，使用壽命達(dá)到10年，每年工作300天，結(jié)構(gòu)緊湊、傳動功率較高，以中心距最大為目標(biāo)，設(shè)計滾輪架及減速器的各個參數(shù)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，可以系統(tǒng)的把大學(xué)里的專業(yè)知識應(yīng)用到實際設(shè)計和生產(chǎn)中去，提高自己的動手能力和創(chuàng)新能力，鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力，以此提高自己的綜合素質(zhì)來適應(yīng)社會發(fā)展的需求。2、主要特色滾輪架零部件采用標(biāo)準(zhǔn)化元件，縮短了輔助時間，工件定位迅速，裝夾方便，能夠保證加工的穩(wěn)定性和操作的方便快捷，并且擴大了加工工藝范圍，降低了對工人技術(shù)水平的要求和減輕了工人的勞動強度。滾輪機架綜合應(yīng)用了機電一體化技術(shù)、電工技術(shù)、自動化控制、機械控制和機械制造等方面的最新成就而發(fā)展起來的高效自動化機械設(shè)備，是一中典型機電一體化產(chǎn)品。它集高效率、高穩(wěn)定和高柔性于一身，代表了機械的主要發(fā)展方向。它是機械加工自動化的一種核心設(shè)備。3、工作進(jìn)度1. 收集資料、開題報告、外文翻譯（6000字符以上） 3月1日- 3月21日2.建立零件的三維實體模型 3月22日- 4月5日3.確定滾輪機架方案和零件的選擇 4月6日- 4月26日4.計算并校核所選用的零件 4月27日 -5月1日5.繪制滾輪架轉(zhuǎn)配圖及主要零件圖 5月2日- 5月22日6.整理內(nèi)容，書寫畢業(yè)論文 5月23日- 6月2日五、參考文獻(xiàn)1Christian Vogt, Christian Mergl, and Heiner Bubb.Interior Layout Design of Passenger Vehicles With RAMSISJ. Human Factors and Ergonomics in Manufacturing, 2005,15 (2) 197212.2、璞良貴，紀(jì)名剛主編.機械設(shè)計.第八版.北京：高等教育出版社，20073、孫靖民主編.機械優(yōu)化設(shè)計.第三版.北京：機械工業(yè)出版社，20054、方世杰，綦耀光主編.機械優(yōu)化設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1997.25 朱孝錄主編. 機械傳動裝置選用手冊 .北京：機械工業(yè)出版社，19996 成大先主編. 機械設(shè)計手冊 （第四版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20027 劉艷革. 焊接用自調(diào)式滾輪架設(shè)計 .化工機械，第2期P103，19988 唐金松主編. 簡明機械設(shè)計手冊.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，19929 Mechanical design and systems handbook. New York:McGraw-Hill Book Co., 19859