【正文】 本科畢業(yè)論文管焊機結構設計畢業(yè)論文第1章 緒論 設計的目的和意義我國是能源相對短缺的國家，能源短缺嚴重制約國民經(jīng)濟持續(xù)、健康、快速發(fā)展和人們生活水平的提高。提高能源利用效率，減少能源浪費，是我國的一項基本國策?！　“惭b在導線上的常規(guī)電力金具以鋼鐵類為主，結構上又屬閉合電磁回路，當通過大電流時，電力金具整體處于交變電磁場中，由于電力金具使用面廣量大，造成的能耗十分可觀。　　國外早在20世紀90年代就開始研究和試驗降低鐵制類電力金具的能耗，并推廣應用節(jié)能的電力金具，我國也生產(chǎn)一些節(jié)能的電力金具，但由于人們對其節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)性效應（建設投入的一次性資金略增與運行成本持續(xù)降低的關系）了解不夠，國內(nèi)僅在500 kV輸電線路上推廣使用節(jié)能的電力金具，而31220 kV等級大量的輸電線路上僅少量地使用了節(jié)能的電力金具?！? 我國輸配電網(wǎng)中若廣泛采用節(jié)能的電力金具，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年可節(jié)電10億k Wh，并可大量減少因燃燒煤或油產(chǎn)生的廢氣對大氣的污染，可大量減少因鐵鋼類金具熱鍍鋅產(chǎn)生的廢液對環(huán)境的污染。并且通過節(jié)能的電力金具使用和經(jīng)驗的總結、推廣，帶動其它節(jié)能型電力器材的廣泛使用。因此，以節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低電力金具能耗為目的技術要求，無疑具有巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。眾所周知，我國電網(wǎng)的發(fā)展進入特高壓、大容量、遠距離、高自動化階段，面對電網(wǎng)建設的飛速發(fā)展，架空輸電線路的運行技術和設備水平如何在原有水平上發(fā)展和創(chuàng)新，這是當今電網(wǎng)發(fā)展歷史所賦予架空輸電線路運行技術和設備工作者的使命。隨著我國電力行業(yè)的飛快發(fā)展，金具的需求量還會繼續(xù)增長，其對產(chǎn)品質量的要求也越來越高，而生產(chǎn)加工這樣的零件需要大量鋼材，目前生產(chǎn)這樣的金具都是以用棒料在普通機床上加工為主，由于金具是管形中空的，采用挖空加工顯然挖出來的材料將會浪費掉。另外金具外圓加工時也會車掉一部分，顯然大批量生產(chǎn)這樣的零件將會浪費很多材料。如果采用先鑄造成兩個管型中空零件，然后采用焊接方式焊接成為一個金具體，那么這將會節(jié)省很多的材料。為了節(jié)省材料，我們設計一種焊接機械，可以大量生產(chǎn)這種零件。另外一方面，以前的焊接都是采用人工焊接，工作效率很低，如果采用自動焊接方式，將會大大提高焊接效率，顯然數(shù)控自動化機械系統(tǒng)能就可以滿足這一需求，我們有必要來研究它。另外，數(shù)控自動化機床是未來機床的發(fā)展必然，機床的一些基本零件，如軸承、軸、齒輪等零件、箱體，我們需要使這些零件之間保持精確的相對位置，因此，這些零件設計質量直接影響機器的精度、工作性能和使用壽命，我們有必要對每個零件進行設計。機械制造畢業(yè)設計涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎課、技術基礎課以及專業(yè)課的綜合，是在學完全部專業(yè)課，并進行了畢業(yè)實習的基礎上進行的，是我們對所有課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，這對我們這些即將走向社會工作崗位的大四學生來說是一次難得的鍛煉機會。因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。本次設計使我們能綜合運用機械設計制造的基本理論，并結合生產(chǎn)實踐中學到的技能知識，獨立地分析和解決工藝、結構等各方面的問題，初步具備設計一個中等復雜程度機械的基本原理和方法，擬訂設計方案，完成結構設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表、網(wǎng)絡等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會。 國內(nèi)外關于該論題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢我國電網(wǎng)正處于快速、健康、持續(xù)發(fā)展的新時期。以三峽電網(wǎng)為中心，電網(wǎng)互聯(lián)，形成全國統(tǒng)一大電網(wǎng)的局面將很快形成。截至2003年底。其中110kV輸電線路（包括66kV），，177。投入運行的線路金具總數(shù)約為5700萬片。但目前很少有我們現(xiàn)在設計的這種專門生產(chǎn)電力設備產(chǎn)品的焊接機床。充分考慮我國電力金具生產(chǎn)的現(xiàn)狀，據(jù)行業(yè)了解，全國絕大多數(shù)電力金具生產(chǎn)企業(yè)目前仍以生產(chǎn)鋼鐵類金具為主，而且都是以在普通機床上用棒料進行加工為主。另外在焊接技術方面，以前的焊接都是采用人工焊接，勞動強度大，工作效率很低，浪費資源，所以我們有必要對這方面的機床加以研究。在當今注重環(huán)保的世界潮流下，降低能耗，減少污染，還我綠色，應是推廣電力金具節(jié)能產(chǎn)品的追求目標。國家于2001年8月1日正式實施《電力金具節(jié)能產(chǎn)品認證技術要求》以來，已有十余家電力金具生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)十種產(chǎn)品通過能耗檢測。電力金具能耗檢測工作的開展既引導了電力線路設計、運行、建設單位進一步了解電力金具節(jié)能產(chǎn)品，又加強了電力金具節(jié)能產(chǎn)品的管理；同時也促進了金具產(chǎn)生企業(yè)設計能力、生產(chǎn)技術水平的提高。部分電網(wǎng)用戶已要求生產(chǎn)企業(yè)出具產(chǎn)品能耗檢測報告，以確保上網(wǎng)電力金具節(jié)能產(chǎn)品使用的安全性和節(jié)能性，滿足電力生產(chǎn)向安全、科學、高效、環(huán)保、節(jié)能轉變的需要。使用電力金具節(jié)能產(chǎn)品雖然建設成本有所上升，但一般通過1～2年的運行，即可收回成本；再考慮到鐵制類電力金具的制造耗能、熱鍍鋅能耗和污染環(huán)境等情況，電力金具節(jié)能產(chǎn)品最終的經(jīng)濟效益和社會效益是明顯的。據(jù)了解，目前國內(nèi)某些金具廠家已率先采用CADFS計算機輔助金具設計系統(tǒng)，只是在制造方面，目前國內(nèi)還落后于國外廠家，國外的制造廠家非常注重節(jié)能高效生產(chǎn)，國外一些研制生產(chǎn)加工機械系統(tǒng)自動化程度較高。數(shù)控技術和數(shù)控機床是制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎，是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。近幾年來，在引進消化國外數(shù)控技術的基礎上，我國已生產(chǎn)出自主版權的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床，但是中、高檔以上的數(shù)控系統(tǒng)仍然是以進口產(chǎn)品為主。研究數(shù)控系統(tǒng)及技術的現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向，將對開發(fā)中高檔的數(shù)控產(chǎn)品，擴大數(shù)控機床市場份額起到重要作用。數(shù)控技術的發(fā)展離不開整個社會服務體系的完善，包括人材培訓，維修服務等方面的配合。在發(fā)展方面，我國數(shù)控機床正在走向高數(shù)發(fā)展的階段，具體表現(xiàn)在下面幾個方面：數(shù)控系統(tǒng)的硬件技術發(fā)展迅速數(shù)控機床；體系結構向開放式發(fā)展；實時操作系統(tǒng)進入CNC；現(xiàn)場總線技術開始廣泛使用；PLC功能繼續(xù)增強 ；CNC的通訊、網(wǎng)絡功能不斷擴大；數(shù)字式交流伺服成為主流；數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境越來越好數(shù)控相關技術和社會服務體系正逐步完善等。2002年10月國家勞動和社會保障部啟動機電類高層次技能型人材培訓工程，包括數(shù)控加工和維修人員。2002年5月中國機電裝備維修與改造技術協(xié)會授權開展數(shù)控維修改造企業(yè)資質認證工作，首批11家企業(yè)已通過認證。隨著制造業(yè)在中國的地位日益提高，市場需求不斷增長，數(shù)控行業(yè)將迅速的發(fā)展，為中華民族的復興做出更大的貢獻。我們相信，經(jīng)過我們的努力，在不久的將來，我國在這方面的生產(chǎn)機械系統(tǒng)無論在自動化程度還是生產(chǎn)效率都將比現(xiàn)在更上一個臺階。 論文的主攻方向、主要內(nèi)容、研究方法及技術路線 我們此次設計任務的主攻方向是機床的結構設計，主要內(nèi)容包括機床零部件的設計、自動化氣路的設計、安裝等，由于我們的設計經(jīng)驗有限，我們此次的設計研究方法及技術路線大多數(shù)均按常規(guī)的設計思維來安排，但是在設計過程中我們也會設計一些我們自己創(chuàng)新的零件。第2章 方案設計 方案討論2．1．1 總體結構 拿到設計任務書后，我們認真看了設計任務書的每一條信息，我們此次設計的主要內(nèi)容是:設計一臺數(shù)控自動管管焊接機機械系統(tǒng)，用于進行下列兩個零件（管件）的焊接。 即把上面兩個零件用焊接的方式連接起來使成為一個零件，我們設計的主要是機械系統(tǒng)部分，即設計一臺機床，用來自動夾緊這兩個零件，并自動軸線對準定位，還要使它同步轉動以進行焊接。這里面最主要的結構設計就是怎樣才能使兩個零件同步轉動，自動夾緊、對準定位我們可以一邊使用氣動自定位三爪卡盤，另一邊設計一個V型夾具以夾緊。由于精度要求較高，而且焊機頭一直固定在兩個零件的焊接面上方，要使兩個零件同步轉動，那么只能用一個動力源，即只能使用一個電機輸出力矩，來使兩個夾具同步轉動，以帶動兩個零件轉動，那么我們可以設計為電機帶動一個輸入軸轉動，在輸入軸上安裝兩個對稱的相同的齒輪，經(jīng)過一級減速傳給另一對大齒輪，然后兩個大齒輪分別帶動兩個不同的輸出軸轉動，進而帶動夾具同步轉動。這里面又會出現(xiàn)一個問題，由于輸出軸帶動的是兩對減速齒輪，如果由于某種原因使得這兩對齒輪不能同步轉動，那將會使焊接失敗，所以我們在其中一個輸出軸上安裝一個電磁離合器，當焊接開始，輸出軸轉動一定角度后使離合器分離，同時使V型夾具松開，這時由于兩個零件已經(jīng)成為一個零件，可以只由另外沒有安裝離合器的輸出軸傳遞力矩以轉動進行焊接，安裝有離合器的輸出軸將空轉。其機構見圖如下：初步設定各參數(shù)尺寸分別為a=,y=1mm,選寬度為B=8mm的軸承，b=3,B1=27,c=10mm,e=42mm,d=,B2=54mm，=209mm,f=,B3=,m=25mm,a1=13mm,B0=25mm。 2．1．2 直齒圓柱齒輪副消除間隙 直齒圓柱齒輪一般有3種調整方法，即偏心軸調整法、錐度齒輪調整法和雙片薄齒輪錯齒調整法。最后一種方法不宜傳遞轉矩，僅用于讀數(shù)裝置，由于我們這里設計的機床需要齒輪傳遞力矩，故這種方法在這里不宜考慮，僅考慮前兩者。那么到底在這個設計中采用那種比較好呢，我們來比較一下這兩種方法。 偏心套調整法如圖22所示為偏心