【正文】 ，廣泛應(yīng)用的是中小型立式鋼制圓筒形拱頂儲(chǔ)罐和浮頂儲(chǔ)罐，它 引領(lǐng)著當(dāng)今中小型儲(chǔ)罐建造技術(shù)的發(fā)展。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊具有經(jīng)濟(jì)適用，操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。其中 3～ 20mm可不開(kāi) 坡口， 10～ 30mm 開(kāi) V形坡口， 25～ 40mm開(kāi) X形坡口，40mm以上開(kāi) U形坡口，大于 40mm或工藝需要開(kāi)雙 V 形或雙U形坡口， 40mm以上了用窄間隙工藝。 原理及特點(diǎn) 當(dāng)焊絲和焊件之間引燃電弧后，電弧的熱量使周?chē)暮竸┤刍纬扇墼?，部分焊劑分解、蒸發(fā)成氣體，氣體排開(kāi)熔渣形成一個(gè)氣泡，電弧就在這個(gè)氣泡中燃燒。熔渣除了對(duì)熔池和焊縫金屬起機(jī)械保護(hù)作用外，焊接過(guò)程中還與熔化金屬發(fā)生冶金反應(yīng)，從而影響焊縫金屬的化學(xué)成分。 埋弧焊的主要優(yōu)點(diǎn) 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 5 （ 1）生產(chǎn)效率高 這是因?yàn)?，一方面焊絲導(dǎo)電長(zhǎng)度縮短，電流和電流密度提高，因此電弧的熔深和焊絲熔敷效率都大大提高。焊劑的存在也使熔池金屬凝固速度減緩，液態(tài)金屬與熔化的焊劑之間有較多的時(shí)間進(jìn)行冶金反應(yīng)，減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷的可能性，焊縫化學(xué)成分穩(wěn)定，表面成形美觀，力學(xué)性能好。 埋弧焊的主要缺點(diǎn) （ 1） 難以在空間位置施焊 主要是因?yàn)椴捎妙w粒狀焊劑，為保證焊劑、熔池金屬和熔渣不流失，所以通常只適用于平焊和傾斜度不大的位置焊接。 （ 3）不適合焊接薄板和短焊縫 由于電弧的電場(chǎng)強(qiáng)度較高，焊接電流小于 100A時(shí)電弧穩(wěn)定性不好，故不適合焊接太薄的焊件。 原理 CO2 氣體保護(hù)焊 以焊絲和焊件作為兩個(gè)電極產(chǎn)生電弧，用電弧的熱量來(lái)熔化金屬，以 CO2氣體作為保護(hù)氣體，保護(hù) 電弧和熔池，從而獲得良好的焊接接頭這種焊接方法稱(chēng)為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。 c、 CO2 氣體保護(hù)焊采用整盤(pán)焊絲，焊接過(guò)程中不必?fù)Q焊絲，提高了生產(chǎn)效率。 ⑶ 焊接變形小 CO2氣體保護(hù)焊電流密度高，電弧集中、 CO2氣體對(duì)工件有冷卻作用，受熱面小，焊后變形小。 ⑹ 成本低 CO2氣體保護(hù)焊的缺點(diǎn) ⑴ 飛濺大 CO2氣體保護(hù)焊焊后清理麻煩，在規(guī)范合理的情況下，產(chǎn)生的飛濺不是太多。影響焊接變形最根本的因素是焊接過(guò)程中的熱變形和焊接沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 8 構(gòu)件的剛性條件。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)焊比手工焊加熱集中，受熱區(qū)窄，變形較小。焊接變形隨焊接電流和電弧電壓的增大而增大，隨焊接速度增大而減小。 （ 4）施工方法。不同的材料，導(dǎo)熱系數(shù)，比熱和膨脹系數(shù)等均不相同，產(chǎn) 生的熱變形也不相同，焊接變形也不相同。 （ 1） 焊接操作機(jī)應(yīng)用：焊接操作機(jī)是與焊接滾輪架、焊接變位機(jī)等組合，對(duì)構(gòu)件的內(nèi)外環(huán)縫、角焊縫、內(nèi)外縱縫進(jìn)行自動(dòng)焊接的專(zhuān)用設(shè)備，有固定式、回轉(zhuǎn)式、全位置等多種 結(jié)構(gòu)形式。 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 9 b、 控制裝置由電氣控制系統(tǒng)組成，可以控制焊接操作機(jī)的工作狀態(tài)。各部件為積木式結(jié)構(gòu)，一般立柱、橫梁為其基本部件，其余部件可據(jù)用戶(hù)使用要求選配。 應(yīng)用于壓力容器中鍋爐汽包，石化容器等圓筒形工件的內(nèi)外縫的縱縫焊和環(huán)縫焊焊接。 圖 平臺(tái)式操作機(jī) b、 伸臂式焊接操作機(jī) 這類(lèi)焊接操作機(jī)根據(jù)橫臂的結(jié)構(gòu)不同又分為：懸臂式焊接操作機(jī)和伸臂式焊接 變位機(jī) ，如圖 。其中伸縮臂固定裝在伸縮臂升降滑座上，可連同滑座一體沿立柱升降或繞立柱軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；立柱可以直接安裝在底座上。近年來(lái)在國(guó)外一些公司生產(chǎn)的操作機(jī)上，也有采用沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 11 交流變頻驅(qū)動(dòng)和直、交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。 本文研究的內(nèi)容意義及內(nèi)容 本文研究意義 小直徑 密封罐體的焊接主要難點(diǎn)在于焊接變形量過(guò)大 ， 由于小直徑罐體的最小 直徑 可以達(dá)到 ， 且 這類(lèi) 筒節(jié)在焊接階段剛性極差 ,與厚壁大直徑筒節(jié)比較有其特殊困難 ， 焊接 變形更嚴(yán)重 ,用現(xiàn)有的焊接設(shè)備往往不能獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量。其中包括，減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和參數(shù)的選擇、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇。 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 12 第 2章 小直徑密封罐體縱縫自動(dòng)焊接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 專(zhuān)用焊接操作機(jī)的總體方案 確定 及 設(shè)計(jì)要求 總體方案的確定 伸臂式焊接變位機(jī)主要由以下幾部分組成：底座、電動(dòng)機(jī)、皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸臂旋轉(zhuǎn)減速器、旋轉(zhuǎn)伸臂、工作臺(tái)、工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 其中皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由皮帶和兩個(gè)皮帶輪組成，在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是為了實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。減速機(jī)構(gòu)同樣采用兩級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)減速。 設(shè)計(jì)要求 焊接變位機(jī)是將被焊接工件回轉(zhuǎn)、傾斜，以便使工件上的焊縫置于水平和船型位置的機(jī)械裝置，該焊接變位機(jī)工作臺(tái)以穩(wěn)定的焊接速度回轉(zhuǎn)時(shí)，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)可以?xún)A斜旋轉(zhuǎn)，以獲得優(yōu)良的空間焊縫成形，該裝置具有以下幾項(xiàng)要求： (1)允許工件尺寸 Φ3001500mm (2)工作臺(tái)面最大高度 1297mm (3)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)速度 (4)伸臂旋轉(zhuǎn)速度 r/min (5)工作臺(tái)最大回轉(zhuǎn)力矩 (6)伸臂最大旋轉(zhuǎn)力矩 (7)伸臂旋轉(zhuǎn)錐角 45186。容量小于工作要求，則不能保證機(jī)器正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱而過(guò)早損壞。滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速是指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 14 根據(jù)要求伸臂旋轉(zhuǎn)速度為 min/ r ； 伸臂最大回轉(zhuǎn)力矩為 。合理分配傳動(dòng)比，是傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，它將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量、潤(rùn)滑以及減速器的中心距等很多方面。應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。所以取第一級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 ，第二級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 48。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩。根據(jù) dP 和 1n ，查工具書(shū)選擇 Z型 V帶。 由式 )(2)( 2121 dddd dddd ??? 得 420217 0 ??a 。 （ 6） 確定 V帶根數(shù) z： 查工具書(shū)得： Ld kkPP Pz?)( 00 ??? （ ） 查工具書(shū)得： 0P ＝ ， ? )11(10 ib knkP ?? , 查工具書(shū)得： bk ＝ ?10 3? ， ik ＝ ，則 0P? ＝ 。 （ 2） 確定許用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 722 1023, ?????? hLnN ， 查工具書(shū)得 M P aM P a OFOH 40][,220][ ?? ?? ，則 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 19 M P aNYM P aNZOFOFNFOHOHNH][10][][,190][10][][269278?????????????? （ 3） 選擇齒數(shù) 21:zz ： 根據(jù)傳動(dòng)比 21 ?? nni 參考工具書(shū) 21?z ，則 ??izz 。 （ 5） 驗(yàn)算處設(shè)參數(shù)： smndv / 222 ?? ?????? ?? 原估計(jì) smn /32? ，選 ?VK ,合適。 （ 4）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 查工具書(shū)得： ? ? 22212 )(9HEz zKTdm ?? （ ） 查工具書(shū)得：載荷系數(shù) K＝ ?KvKKA 查工具書(shū)得： ?AK 。 （ 6） 驗(yàn)算齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度： 查工具書(shū)得： ? ?FFaF zdm YYKT ?? ? ?? 212 （ ） 蝸輪當(dāng)量齒數(shù) 50cos322 ?? ?zzv，于是查得齒形系數(shù) ?FaY ， 而 ???? ??Y ，帶入 公 式 ： FF MP aMP a ][ ?? ???? ????? 滿(mǎn)足彎曲疲勞強(qiáng)度的要求，所以傳動(dòng)件選擇合適。則查工具書(shū)得公式： 1112 2dTFF ta ?? （ ） 2212 2dTFF at ?? （ ） ?tgFFF trr 212 ?? （ ） 其中： mNT . ? mNT .35472 ? mNd .721 ? mNd .2882 ? o20?? 代入公式得： KNmm mNdTFF ta . 1 112 ????? KNmm mNdTFF at .354722 2 212 ????? KNtgKNtgFFF otrr ????? ? 3 軸受力如圖： 圖 3 軸受力圖 其中： mNmmKNMmNMx..3 5 4 7???? 單獨(dú)考慮 2rF 作用： 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 23 圖 受力圖 對(duì) B 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mmKNmmF ??? 解得： KNF ? 對(duì) A 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mmKNmmF ??? 解得： KNF ? 驗(yàn)算 1F 、 2F ： KNKNKNFF 1 4 ???? 彎矩圖如圖： 圖 彎矩圖 單獨(dú)考慮 M 作用： 圖 彎矩 作用圖 對(duì) B 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mNmmF . ?? 解得： KNF ? 對(duì) A 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mNmmF . ?? 解得： KNF ? 驗(yàn)算 1F 、 2F ： KNKNKNFF ???? 彎矩圖如圖： 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 24 圖 彎矩圖 由以上各圖可知： 危險(xiǎn)截面處的最大彎矩： mNmNmNM . ????? 根據(jù)第四強(qiáng)度理論得： ][ 22 ??? xMMW （ ） 其中： W為抗彎截面系數(shù)。 較核軸上的鍵的強(qiáng)度 在整個(gè)減速器的傳動(dòng)軸中，只有 3 軸受的扭矩最大，所以只需要校核此軸上的鍵的強(qiáng)度就足夠了，此軸的軸徑為 85mm，鍵的規(guī)格為 241480，鍵的受力如下圖 所示： 圖 鍵的受力圖 首先校核鍵槽的剪切 強(qiáng)度。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 總體傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 總 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖 所示。 由公式（ ）得 ： 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 27 KWrmNP W m i n/ ??? 。 對(duì)于兩級(jí)蝸桿減速器，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使 12 2aa? ，這時(shí)可取 iii ?? 21 。 則工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 m i n/ m i n/15 00321 rriii nn m ??????? 而： %5%1%100m i n/1 m i n/ i n/1 ????r rr 所以該傳動(dòng)比選擇合適。 （ 2）選擇 V帶型號(hào)： 對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求，可選普 通 V帶。 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 29 所以： mmDiD ???? （ 4）確定中心距 a 和帶長(zhǎng) Ld ： 設(shè)計(jì)條件中沒(méi)有限制中心距，故可初選中心距 0a 。 （ 5） 驗(yàn)算小帶輪包角 1? ： ?????????? )(180 121 a DD?，所以中心距選擇合適。 （ 9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)選擇 V帶的類(lèi)型（ Z型）查工具書(shū)的以下參數(shù) ,見(jiàn)表 ： 表 V 帶類(lèi)型參數(shù)表 項(xiàng)目 符號(hào) 參數(shù)值 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬） pb 基準(zhǔn)線(xiàn)上槽深 minah 基準(zhǔn)線(xiàn)下槽深 minfh 槽間距 e ? 第一槽對(duì)稱(chēng)面 至端面的距離 f 18? 最小輪緣厚 min? 帶輪寬 B fezB 2)1( ??? 外徑 WD aW hDD 2?? 輪槽角 ? o34 沈陽(yáng) 工學(xué)院畢業(yè) 論文 31 以小帶輪為例設(shè)計(jì)如圖 ： 圖 V 帶輪 高速級(jí)蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) （ 1） 材料選擇：由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)較為重要，選蝸桿材料 20Cr，表面淬火，硬度 45～ 50HRC；選蝸輪材料 ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造。 則 mmmzd 10222 ?? 中心距 mmzqma 69)(2 2 ?