【正文】 ，廣泛應(yīng)用的是中小型立式鋼制圓筒形拱頂儲罐和浮頂儲罐，它 引領(lǐng)著當今中小型儲罐建造技術(shù)的發(fā)展。二氧化碳氣體保護焊具有經(jīng)濟適用，操作簡單、生產(chǎn)效率高的特點。其中 3～ 20mm可不開 坡口， 10～ 30mm 開 V形坡口， 25～ 40mm開 X形坡口，40mm以上開 U形坡口，大于 40mm或工藝需要開雙 V 形或雙U形坡口， 40mm以上了用窄間隙工藝。 原理及特點 當焊絲和焊件之間引燃電弧后，電弧的熱量使周圍的焊劑熔化形成熔渣，部分焊劑分解、蒸發(fā)成氣體，氣體排開熔渣形成一個氣泡，電弧就在這個氣泡中燃燒。熔渣除了對熔池和焊縫金屬起機械保護作用外，焊接過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 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 5 （ 1）生產(chǎn)效率高 這是因為，一方面焊絲導(dǎo)電長度縮短，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間進行冶金反應(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 （ 1） 難以在空間位置施焊 主要是因為采用顆粒狀焊劑，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 由于電弧的電場強度較高，焊接電流小于 100A時電弧穩(wěn)定性不好，故不適合焊接太薄的焊件。 原理 CO2 氣體保護焊 以焊絲和焊件作為兩個電極產(chǎn)生電弧，用電弧的熱量來熔化金屬，以 CO2氣體作為保護氣體，保護 電弧和熔池，從而獲得良好的焊接接頭這種焊接方法稱為二氧化碳氣體保護焊。 c、 CO2 氣體保護焊采用整盤焊絲，焊接過程中不必換焊絲，提高了生產(chǎn)效率。 ⑶ 焊接變形小 CO2氣體保護焊電流密度高，電弧集中、 CO2氣體對工件有冷卻作用，受熱面小，焊后變形小。 ⑹ 成本低 CO2氣體保護焊的缺點 ⑴ 飛濺大 CO2氣體保護焊焊后清理麻煩，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程中的熱變形和焊接沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 8 構(gòu)件的剛性條件。一般來說，自動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） 焊接操作機應(yīng)用：焊接操作機是與焊接滾輪架、焊接變位機等組合，對構(gòu)件的內(nèi)外環(huán)縫、角焊縫、內(nèi)外縱縫進行自動焊接的專用設(shè)備，有固定式、回轉(zhuǎn)式、全位置等多種 結(jié)構(gòu)形式。 沈陽 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 平臺式操作機 b、 伸臂式焊接操作機 這類焊接操作機根據(jù)橫臂的結(jié)構(gòu)不同又分為：懸臂式焊接操作機和伸臂式焊接 變位機 ，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轉(zhuǎn)動；立柱可以直接安裝在底座上。近年來在國外一些公司生產(chǎn)的操作機上，也有采用沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 11 交流變頻驅(qū)動和直、交流伺服電動機驅(qū)動的。 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在于焊接變形量過大 ， 由于小直徑罐體的最小 直徑 可以達到 ， 且 這類 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，減速機構(gòu)的設(shè)計和參數(shù)的選擇、電動機型號的選擇。 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 12 第 2章 小直徑密封罐體縱縫自動焊接機構(gòu)設(shè)計 專用焊接操作機的總體方案 確定 及 設(shè)計要求 總體方案的確定 伸臂式焊接變位機主要由以下幾部分組成：底座、電動機、皮帶傳動機構(gòu)、伸臂旋轉(zhuǎn)減速器、旋轉(zhuǎn)伸臂、工作臺、工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)。 其中皮帶傳動機構(gòu)主要由皮帶和兩個皮帶輪組成，在設(shè)計過程中采用皮帶傳動機構(gòu)主要是為了實現(xiàn)過載保護。減速機構(gòu)同樣采用兩級蝸輪蝸桿傳動來實現(xiàn)減速。 設(shè)計要求 焊接變位機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械裝置，該焊接變位機工作臺以穩(wěn)定的焊接速度回轉(zhuǎn)時，工作臺回轉(zhuǎn)軸線可以傾斜旋轉(zhuǎn)，以獲得優(yōu)良的空間焊縫成形，該裝置具有以下幾項要求： (1)允許工件尺寸 Φ3001500mm (2)工作臺面最大高度 1297mm (3)工作臺回轉(zhuǎn)速度 (4)伸臂旋轉(zhuǎn)速度 r/min (5)工作臺最大回轉(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，則不能保證機器正常工作，或使電動機長期過載、發(fā)熱而過早損壞。滿載轉(zhuǎn)速是指負荷相當于額定功率時的電機轉(zhuǎn)速。 沈陽 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 。合理分配傳動比，是傳動裝置設(shè)計中的一個重要問題，它將直接影響到傳動裝置的外廓尺寸、重量、潤滑以及減速器的中心距等很多方面。應(yīng)使傳動裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。所以取第一級蝸輪蝸桿的傳動比為 ，第二級蝸輪蝸桿的傳動比為 48。 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 傳動裝置的運動和動力參數(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： 查工具書得： Ld kkPP Pz?)( 00 ??? （ ） 查工具書得： 0P ＝ ， ? )11(10 ib knkP ?? , 查工具書得： 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 ， 查工具書得 M P aM P a OFOH 40][,220][ ?? ?? ，則 沈陽 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)傳動比 21 ?? nni 參考工具書 21?z ，則 ??izz 。 （ 5） 驗算處設(shè)參數(shù)： smndv / 222 ?? ?????? ?? 原估計 smn /32? ，選 ?VK ,合適。 （ 4）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計： 查工具書得： ? ? 22212 )(9HEz zKTdm ?? （ ） 查工具書得：載荷系數(shù) K＝ ?KvKKA 查工具書得： ?AK 。 （ 6） 驗算齒根彎曲疲 勞強度： 查工具書得： ? ?FFaF zdm YYKT ?? ? ?? 212 （ ） 蝸輪當量齒數(shù) 50cos322 ?? ?zzv，于是查得齒形系數(shù) ?FaY ， 而 ???? ??Y ，帶入 公 式 ： FF MP aMP a ][ ?? ???? ????? 滿足彎曲疲勞強度的要求，所以傳動件選擇合適。則查工具書得公式： 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???? 單獨考慮 2rF 作用： 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 23 圖 受力圖 對 B 點取矩建立平衡方程： mmKNmmF ??? 解得： KNF ? 對 A 點取矩建立平衡方程： mmKNmmF ??? 解得： KNF ? 驗算 1F 、 2F ： KNKNKNFF 1 4 ???? 彎矩圖如圖： 圖 彎矩圖 單獨考慮 M 作用： 圖 彎矩 作用圖 對 B 點取矩建立平衡方程： mNmmF . ?? 解得： KNF ? 對 A 點取矩建立平衡方程： mNmmF . ?? 解得： KNF ? 驗算 1F 、 2F ： KNKNKNFF ???? 彎矩圖如圖： 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 24 圖 彎矩圖 由以上各圖可知： 危險截面處的最大彎矩： mNmNmNM . ????? 根據(jù)第四強度理論得： ][ 22 ??? xMMW （ ） 其中： W為抗彎截面系數(shù)。 較核軸上的鍵的強度 在整個減速器的傳動軸中，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 強度。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計 總體傳動方案簡圖 總 傳動方案簡圖如圖 所示。 由公式（ ）得 ： 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 27 KWrmNP W m i n/ ??? 。 對于兩級蝸桿減速器，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使 12 2aa? ，這時可取 iii ?? 21 。 則工作機的實際轉(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 所以該傳動比選擇合適。 （ 2）選擇 V帶型號： 對結(jié)構(gòu)尺寸無嚴格要求，可選普 通 V帶。 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 29 所以： mmDiD ???? （ 4）確定中心距 a 和帶長 Ld ： 設(shè)計條件中沒有限制中心距，故可初選中心距 0a 。 （ 5） 驗算小帶輪包角 1? ： ?????????? )(180 121 a DD?，所以中心距選擇合適。 （ 9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)選擇 V帶的類型（ Z型）查工具書的以下參數(shù) ,見表 ： 表 V 帶類型參數(shù)表 項目 符號 參數(shù)值 基準寬度（節(jié)寬） pb 基準線上槽深 minah 基準線下槽深 minfh 槽間距 e ? 第一槽對稱面 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 工學(xué)院畢業(yè) 論文 31 以小帶輪為例設(shè)計如圖 ： 圖 V 帶輪 高速級蝸輪蝸桿設(shè)計 （ 1） 材料選擇：由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機構(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 ?