【正文】 S=60179。 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已知技術(shù)數(shù)據(jù) 工件直徑 ~；壁厚 8mm；工件最大長(zhǎng)度 20m；機(jī)械手重復(fù)定位精度：177。整個(gè)焊接過(guò)程將按預(yù)先設(shè)定的程序和工藝參數(shù)自動(dòng)完成 。焊接生產(chǎn)柔性化的發(fā)展方向是要發(fā)展能識(shí)別環(huán)境并隨時(shí)精確4 跟蹤焊縫軌跡及調(diào)整焊接參數(shù)的智能機(jī)器人，并研究其傳感技術(shù)及控制技術(shù)。焊接工程技 術(shù)人員需要盡快地熟悉計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，以便適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展；在開(kāi)發(fā)方式方面可采取兩種途徑：一是以企業(yè)自身的技術(shù)力量為主進(jìn)行開(kāi)發(fā) 。柔性機(jī)器人工作站提高了焊接機(jī)器人的利用率，避免了過(guò)去剛性機(jī)器人很難變更焊接產(chǎn)品的缺點(diǎn)，可適用各種批量3 的生產(chǎn)線，因而是非常受歡迎的一種焊接自動(dòng)化途徑。為了發(fā)展現(xiàn)代焊接自動(dòng)化技術(shù)，我國(guó)已將電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和軟件技術(shù)迅速地引入焊接領(lǐng)域， 圍繞計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS 的 CAD / CAM、CAAP、 CAPM 等技術(shù)列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。產(chǎn)品質(zhì)量也更加穩(wěn)定，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 Abstract In recent years, with the development of electricity, wind machine, la rge outdoor billboards new challenges e out in steel pipe tower production technology and equipment, while the welding of flange and the column pipe especially ribbed pipe and flange has bee a difficulty. The welding of steel pipe tower flange is usually done in two steps. Usually the first is secured around the two flange chuck, then the pipe or tube is placed in the edge of the roller frame, by adjusting the roller frame round tube or ribbed tube is inserted into the two flange holes, through spot welding so that the flange and pipe is fixed, then the welding whole body sent to the welding station. with the flange welding machine, the flange and the column tube plete the inner and outer welding. This method is more suitable for round tube and flange welding, but for ribbed pipe and flange welding is difficult, because the edge tube is not on the roller frame to rotate smoothly, even if the tube can rotate stably, the welding torch and the tube distance, welding speed, torch angle is always changing, what’s more, the most important is that the work in the welding process to form thermal deformation is difficult to control. So the edge tube and flange can only be continuous welding manual. In view of the above problems, designing of the flange and the column group of girth automatic welding equipment can not only realize the ribbed tube automatic welding, it is more important to make two procedures bined into one station, and be achieved for different diameter, different sections, different length of tubes. This paper tells the designing of this type of welding machine shaft structure and the designing process, how to solve a series of problems. One of the most important is the hollow chuck shaft structure as well as the designing, so that the inner seam welding can be performed at the same time, which shorten the time of welding. Key words: welding machine。通常是在法蘭組對(duì)設(shè)備上先將法蘭固定在左右兩個(gè)法蘭卡盤(pán)上，然后再將圓管或者棱管放在滾輪架上，通過(guò)調(diào)節(jié)滾輪架將圓管或者棱管插入兩法蘭孔內(nèi)，通過(guò)點(diǎn)焊使法蘭與管固定，然后將焊件整體拆下，送到焊接工位，用法蘭焊接機(jī)，對(duì)法蘭與柱管 之間的內(nèi)外縫實(shí)施焊接。所以對(duì)棱管與法蘭無(wú)法進(jìn)行連續(xù)、自動(dòng)焊接，只能手工焊。 shaftstructure 。 對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義對(duì)于我國(guó)工業(yè)現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，在于補(bǔ)充我國(guó)自動(dòng)焊機(jī)柔性系統(tǒng)落后的不足，為我國(guó)工業(yè)的發(fā)展獻(xiàn)一份微薄的力量；對(duì)于個(gè)人來(lái)說(shuō)，在于加強(qiáng)對(duì)主軸結(jié)構(gòu)的理解與認(rèn)識(shí)，熟悉自動(dòng)焊機(jī)的特點(diǎn)和工作原 理，對(duì)其主軸進(jìn)行較系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)與計(jì)算，滿足系統(tǒng)所需的要求，鞏固自己大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)成果。微機(jī)控制系統(tǒng)在各種自動(dòng)焊接與切割設(shè)備中的作用不光是控制各項(xiàng)焊接參數(shù)，而且必須能自動(dòng)協(xié)調(diào)成套焊接設(shè)備各組成部分的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，即實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)數(shù)控化、自動(dòng)化與智能化。將微機(jī)控制焊接電源與焊接過(guò)程的傳感技術(shù)結(jié)合起來(lái)，發(fā)展了視覺(jué)跟蹤、熔深控制等智能焊接設(shè)備。把焊接專家系統(tǒng)運(yùn)用人工智能的思想移植到焊接設(shè)備的控制中，作為智能化焊接設(shè)備的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，這些設(shè)備可以是整機(jī)結(jié)構(gòu)的專用焊機(jī)，也可以是積木式的組合結(jié)構(gòu)，如選用微機(jī)控制的自動(dòng)焊頭、跟蹤器、視覺(jué)控制器、焊接參數(shù)編程器等產(chǎn)品來(lái)靈活組合實(shí)用的智能化焊機(jī)，因而可能更切合焊接生產(chǎn)實(shí)際。開(kāi)展焊接 CIMS 技術(shù)應(yīng)是分步實(shí)施 ，逐步取得效益的過(guò)程。 自動(dòng)焊機(jī) 的主軸系統(tǒng)目前已發(fā)展成熟，主要依靠調(diào)速電機(jī)與大傳動(dòng)比減速器配合實(shí)現(xiàn)焊接低轉(zhuǎn)速大扭矩的特殊要求，通過(guò)變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，以適應(yīng)不同工件焊接速度不同的需求。 （ 2）根據(jù)任務(wù)書(shū)中所給出的原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求、圖紙量、工作量要求等，結(jié)合相關(guān)課程設(shè)計(jì)分析過(guò)程進(jìn)行必要的計(jì)算與核算，然后在參考資料中按照計(jì)算的數(shù)值選取、設(shè)計(jì)最合適的零件與產(chǎn)品。 2179。 已 知管道為一個(gè)環(huán)形 外環(huán)形的面積為 8 個(gè)小三角形的面積 為： S1=60 60 ta n 22 .5 8? ? ? ? cm （ 2— 4） 設(shè)內(nèi)環(huán)中心到邊的垂線的長(zhǎng)度為 ： 1r =60 ? 內(nèi)環(huán)的面積 S2= 11 ??? rr ? = （ 2— 5） 體積 V=Sh=[ cm ]? 2022= 3cm （ 2— 6） G= vg? ? ≈ （ 2— 7） 由式（ 2— 8）可得到工件受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =? QA = （ 2— 8） 該類工件屬于閉口薄壁件的扭轉(zhuǎn)，扭矩計(jì)算見(jiàn)式（ 2— 9） T=2tw （ 2— 9） 式中： t —— t=?? ； ? —— 截面中線所圍面積， 2m ； ? —— 工件壁厚， m； 經(jīng)計(jì)算 T=178。 確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 （ 1） 分配傳動(dòng)比 為了 制造 安裝方便， 避免在此設(shè)計(jì)減速機(jī)，選取 0i =731， 1i =。 m。MicroMaster440 是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器 ， 它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過(guò)載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合 。 本次設(shè)計(jì)選取型號(hào)為 BWE271543179。 m 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)，選用 GICL8 型鼓式齒形聯(lián)軸器 ，其公稱轉(zhuǎn)矩為 14000N178。 m) 轉(zhuǎn)速n(r/min) 電機(jī)軸 582 主軸 卡盤(pán) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 高速齒輪設(shè)計(jì) 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) ： 選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，自動(dòng)焊機(jī)速度不高，精度適中，選用 7 級(jí)精度（ GB1009588）。 （ 4） 由 [1]圖 10－ 26 查得 1?? ＝ ， 2?? ＝ ， 則 ?? ＝ 1?? ＋ 2?? ＝ 。 （ 2） 計(jì)算圓周速度 1160 1000tdnv ?? ? =（ 3） 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm b= 1dtd? =144mm 11costnt dm z ?? = h= ntm = 16 b/h= （ 4） 計(jì)算縱向重合度?? tand z?? ? ?? = （ 5） 計(jì)算載荷系數(shù) K 已知 原動(dòng)機(jī)平穩(wěn)， 載荷 輕微震動(dòng) ， 查 [1]表（ 10—2） 取 AK =1 .25； 根據(jù) v=,7 級(jí)精度，由 [1]圖 10—8 查得動(dòng)載系數(shù) vK =；由 [1]表 10—4 查的HK?=。 18 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，要滿足量要求，故取 nm =16mm。 旋向?yàn)橛倚? 20 圖 25 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)圖 圖中所示為單列四點(diǎn)接觸球式外斜齒式回轉(zhuǎn)支承，旋向?yàn)樽笮?nm =16mm。 ⅡⅢⅣⅠⅤⅥⅦⅧ 圖 26 主軸 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ： 1） 為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求 ， Ⅰ — Ⅱ 軸段右端需制出一軸肩，故 Ⅱ —Ⅲ段直徑 —Ⅱ Ⅲd =117mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=120mm。 180179。已知滾動(dòng)軸承寬度 T=38mm，則— (150 148 ) 68Ⅲ Ⅳ ? ? ? ? ? ?l T S a m m。 16179。 前面已選定軸材料為 40 rC 調(diào)質(zhì)，由 [1]表 15— 1 查得 1[ ] 70?? ? MPa，因此 1[]????ca ,故安全。 l=28179。 l=32179。針對(duì)以上技術(shù)要求， 發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)尚無(wú)與自動(dòng)焊機(jī)配套的自動(dòng)裝夾大孔徑氣動(dòng)卡盤(pán)。 這些性能決定了開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑選用潤(rùn)滑油的原則為： 1) 根據(jù) ISO 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定確定開(kāi)式齒輪傳動(dòng)載荷等級(jí)。選用氈圈油封密封法，在軸承蓋上開(kāi)出梯形槽，將毛氈按標(biāo)準(zhǔn)制成帶型（尺寸大），放置在放置在梯形槽中以與軸密合接觸。查資料 [2]導(dǎo)軌摩擦因數(shù) ? =。 齒條地面到齒根處距離為 200mm。 m 等效到電機(jī)軸 eL TM i??? N178。 圖 31 LT9 聯(lián)軸器 鍵的校核 齒輪用鍵校核 1) 齒輪與減速機(jī)軸的周向定位采用鍵連接。 機(jī)床導(dǎo)軌選擇 由于自動(dòng)焊機(jī)移動(dòng)要求精度不高，故選用滑動(dòng)導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，比鐵路用軌道精度高。 35 第四章 棱 管法蘭自動(dòng)焊機(jī) 箱體及附件設(shè)計(jì) 計(jì)算 床身的設(shè)計(jì) 機(jī)床床身結(jié)構(gòu)及尺寸參看圖（ 4— 1） 圖 41 床身 軸承端蓋的設(shè)計(jì) 穿通端蓋結(jié)構(gòu)尺寸參看圖（ 4— 2） 36 圖 4 2穿通式軸承端蓋 不穿通端蓋結(jié)構(gòu)尺寸參看圖（ 4— 3） 圖 43 封閉式軸承端蓋 整體主軸系統(tǒng)三維建模結(jié)果 見(jiàn)效果圖，圖（ 4— 4），圖（ 4— 5）圖（ 4— 6）