60吨焊接变位机设计(含CAD零件图和装配图)(含任务书,开题报告,外文翻译,毕业论文13000字,CAD图纸7张)
摘 要
焊接变位机是一种焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接滚轮架并称为焊接辅助设备中三大机。焊接变位机是应焊接行业的机械化、自动化发展需要而产生的。焊接变位机作为一种焊接配套设备，用于管子横向对接焊接，管子与法兰内外环缝焊接，管子对管子全位置焊接。焊接变位机可水平翻转角度，通过工作台的回转及翻转运动使工件上焊缝处于最理想的位置进行焊接，从而大大提高焊缝质量，减轻焊工劳动强度，尤其是适合焊接各种轴类、盘类、筒体等回转工件的理想设备。
本设计分析了解国内外焊接变位机的发展状况、以及焊接变位机在焊接机器人中的应用，设计了一种60吨座式焊接变位机。主要内容是关于焊接时机械的回转翻转的控制、电机的选择、减速器的选择、各个轴和齿轮轴承的确定以及校核等等。
设计的具体过程是根据预定的载荷和要求的焊接速度从而确定设备所需要的电机类型，包括:电机的转速、额定功率、电压电流等，在此基础上计算轴的尺寸和相应配件的型号，并且对其进行相关的强度、使用寿命等的校核，然后对一些外购件也进行选择。
选用的方法主要是机械设计的相关知识，使用到的有材料力学，CAD等。
关键词： 焊接变位机； 机械设计； 焊接辅机
Abstract
Welding positioner is a kind of welding auxiliary equipment, it was known as the three planes in welding auxiliary equipment with welding manipulator, welding roller bed. Welding positioner was designed with the development of welding industry mechanization, and automation. As a welding auxiliary machine, welding positioner was used in pipe′s landscape orientation welding, pipe and flange′s inside and outside central linking welding, pipe welding in all location. Though the gyration and retroflexion of the workbench, the welding positioner can make the welding line to an ideal position, which can improve the quality of the welded joint, reduce welder’s workload. It is ideal equipment especially fit to weld the kinds of workpiece, just like the shaft, tray, canister, and so on.
By understanding the welding positioner′ s development in domestic and overseas, and the positioner used in welding robot is described in the paper. A block 60 ton s of welding positioner is designed.Mainly on the subject of welding ,mechanical rotation turnover of control, the electrical options, reducer selection, various axle and the wheel bearings and determine accuracy ,and so on.
The design process is based on specific target load and speed requirements of welding equipment to determine the type of electrical needs, including: the rotational speed electrical, rated power, voltage, current and on the basis of the calculation of axle size and corresponding accessories models, and their associated intensity, and the useful life of accuracy, then for some purchases were also chosen.
The method chosen mainly mechanical design relevant knowledge, the use of the material mechanics, CAD.
Key words: welding conjugation mechanical; mechanical design; welding auxiliary machine.
研究内容
本焊接变位机由工作平台、回转机构、翻转机构、机座、控制装置和焊接导电装置组成。
㈠工作台
它用于工件的停放和固定。在台面上开沟槽，表面经网络状处理后增大了摩擦，一方面配合夹具固定工件，一方面也增大了表面的摩擦。
⑴工作盘为直径Φ3000的圆盘
⑵用优质钢板焊接而成，在受力部位作了加强处理；退火处理，消除应力后加工。
⑶工作盘固定在专业回转体上，保证稳定地承载和回转。
㈡回转机构
⑴工作台固定在大型回转支承上，保证额定载荷下的承载及回转平衡；回转机构用于带动工件旋转，便于焊头对工件进行环形焊接。
⑵工作台底部采用型材焊接成形，在受力部位作加强处理，工作台焊后进行去应力处理，变形小。
⑶工作台固定在回转支承上，从而保证稳定回转。采用回转支承承载，固有承载能力大，回转精度高的特点。
⑷转支承采用“单排四点接触球式回转支承”（型号为012. 60. 2000 . ）由专业厂家生产。具有结构合理、刚性好、自重轻、寿命长等优点。
⑸工作台的回转由交流电机通过双级摆线针轮减速器驱动，减速器输出小齿轮与回转啮合，从而驱动工作台回转。
⑹驱动小齿轮采用40Cr材质，并经调质，齿面淬火处理，从而满足高强度的传递使用。
⑺驱动采用交流变频无极调速，范围广，以保证在较宽调速范围内的恒扭矩输出。
⑻整个回转机构安装在箱型结构的横梁翻转框上，横梁对工件进行支撑承载，并将工件的重量通过横梁传递到两边立柱支架上，能承受大的冲击载荷和扭曲力。采用箱型机构可以有效承载和抗扭能力。
㈢翻转机构
㈠翻转机构可使工件产生俯仰运动，改变工件的位置便于焊接；
⑵采用圆弧硬齿面蜗轮蜗杆减速器具有承载能力大，看冲击能力强的特点，但成本是普通蜗轮蜗杆减速器的2-3倍。
⑶翻转工作原理：电磁制动电机-减速器-齿轮-大齿盘-工件，由大直径和大模数的双齿盘才实现工件的翻转，平稳可靠、承载效果好。
⑷翻转驱动装置的小齿轮与伞齿啮合，驱动机构翻转；
㈣底座
⑴机架采用型材焊接而成结构牢固可靠，是整个设备的支撑结构
⑵为了保证强度，我们将底座联接为整体，内部行腔根据受力的情况焊接加强筋；
⑶底座的延伸支架腿长度应该达到超过其最大重心距的要求
㈤工作机需要电动机输入功率才能工作
一般原动机与工作机不直接相连，而是通过在两者之间设置一个中间装置，称这个中间装置为传动装置简称传动；在机械中，传动装置的功用是根据工作机的工作提要实现某种减速、增速、变速、或改变运动形式的功能。工程实践表明，传动装置是机械中重要的组成部分，在整机的成本和重量中占有很大的比重，并在很大程度上决定整机的技术性能和运转费用。因此，正确设计传动装置对保证整机的技术性能和质量指标都具有相当重要的意义。根据工作原理的不同，传动分为两类：机械传动和电传动。
㈥选择传动形式时，应当考虑的主要指标
功率、效率、运动性能、外形尺寸、重量、生产率和成本等。现分别阐述如下：
⑴功率
每种传动所传递的功率大小与该传动的工作原理、承载能力 、工作速度、效率 、材料和制造精度等因素有关。一般来说，啮合传动传递的功率高于摩擦传动传递的功率，但是啮合传动中蜗杆传动则因材料关系也不能传递大的功率。
⑵效率
效率是评定传动质量指标的一个重要参数。高的效率意味着节约动力。传动效率低，一般不宜传递大的功率。通常啮合传动的效率高于摩擦传动，但普通圆柱蜗杆的传动可能低于摩擦传动。
⑶速度
速度是传动装置的一个主要运动特性。提高传动的速度是机械的主要发展方向之一。影响速度的因素有动载荷和制造精度等。
⑷传动比
传动比是传动装置的又一种运动特性。每种传动因受外形尺寸或承载能力的影响限制，均有各自适用的最大传动比值。此外，还应考虑传动比值的准确性问题。对于要求精确传动比的机械，不用摩擦传动而采用啮合传动。
⑸外廓尺寸、重量及成本
传动装置的外廓尺寸和重量与传动零件材料的机械性和容许传递速度、容许传递功率密切相关。在上述条件确定下，单极传动的外廓尺寸和重量主要取决于传动形式。一般来说啮合传动比摩擦传动轻巧，但成本高。啮合传动中，蜗杆程度和一些内啮合行星传动的尺寸和重量通常小。
⑹机构预期寿命
机构预期使用寿命为10年，每天两班制，全年工作300个工作日记则其使用寿命为10*300*2*8=4800小时。
总之，综合考虑各种情况，得出一个最优设计方案，设计一个符合实际情况的焊接变位机。
目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1 立题依据 1
1.2 焊接辅机的作用和分类 1
1.3 焊接变位机的功能及结构形式 2
2.1 设计的基本参数 4
2.2 变位机的总体方案设计 4
2.3 驱动系统方案 4
2.3.1 工作台回转方案 4
2.3.2 工作台翻转方案 4
2.4 导电装置方案 5
3 回转机构设计 6
3.1 工作台回转机构 6
3.2 回转支承的选择 6
3.2.1回转系统承载的总重量 6
3.2.2 计算回转支承的最大倾覆力矩 7
3.2.3 齿轮1的参数（即与回转支承啮合的小齿轮） 8
3.3 选择工作台的回转电机 10
3.4 减速器的选择 11
4 工作台倾斜机构设计 12
4.1 倾斜机构 12
4.2 选择倾斜机构的电机 12
4.3 蜗杆减速器 13
4.3.1 蜗杆和蜗轮的设计 14
4.3.2 蜗杆轴和蜗轮轴的初步设计 16
4.4扇形齿轮传动设计 16
4.5 倾斜机构中轴的设计 19
4.5.1 倾斜轴的最小直径 19
4.5.2 翻转小齿轮轴的最小直径 24
4.6 联轴器的选用计算 27
4.6.1 减速器与减速器之间的联轴器 27
4.7 轴承的选用和校核 27
5 安装调试与操作使用 29
5.1 安装 29
5.2 调试与检测 29
5.3 操作与使用 29
6 结论与展望 30
6.1结论 30
6.2不足之处及未来展望 30
致谢 31
参考文献 32
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