【正文】 35 第四章 棱 管法蘭自動焊機 箱體及附件設(shè)計 計算 床身的設(shè)計 機床床身結(jié)構(gòu)及尺寸參看圖（ 4— 1） 圖 41 床身 軸承端蓋的設(shè)計 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 見效果圖，圖（ 4— 4），圖（ 4— 5）圖（ 4— 6） 。 圖 31 LT9 聯(lián)軸器 鍵的校核 齒輪用鍵校核 1) 齒輪與減速機軸的周向定位采用鍵連接。 齒條地面到齒根處距離為 200mm。選用氈圈油封密封法，在軸承蓋上開出梯形槽，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。針對以上技術(shù)要求， 發(fā)現(xiàn)國內(nèi)尚無與自動焊機配套的自動裝夾大孔徑氣動卡盤。 l=28179。 16179。 180179。 20 圖 25 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)圖 圖中所示為單列四點接觸球式外斜齒式回轉(zhuǎn)支承，旋向為左旋， nm =16mm。 18 對比計算結(jié)果，由齒面接觸 疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，要滿足量要求，故取 nm =16mm。 （ 4） 由 [1]圖 10－ 26 查得 1?? ＝ ， 2?? ＝ ， 則 ?? ＝ 1?? ＋ 2?? ＝ 。 本次設(shè)計選取型號為 BWE271543179。 m。 已 知管道為一個環(huán)形 外環(huán)形的面積為 8 個小三角形的面積 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)，扭矩計算見式（ 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)計算 T=178。 （ 2）根據(jù)任務(wù)書中所給出的原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求、圖紙量、工作量要求等，結(jié)合相關(guān)課程設(shè)計分析過程進(jìn)行必要的計算與核算，然后在參考資料中按照計算的數(shù)值選取、設(shè)計最合適的零件與產(chǎn)品。開展焊接 CIMS 技術(shù)應(yīng)是分步實施 ，逐步取得效益的過程。將微機控制焊接電源與焊接過程的傳感技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)展了視覺跟蹤、熔深控制等智能焊接設(shè)備。 對該系統(tǒng)設(shè)計的意義對于我國工業(yè)現(xiàn)狀來說，在于補充我國自動焊機柔性系統(tǒng)落后的不足，為我國工業(yè)的發(fā)展獻(xiàn)一份微薄的力量；對于個人來說，在于加強對主軸結(jié)構(gòu)的理解與認(rèn)識，熟悉自動焊機的特點和工作原 理，對其主軸進(jìn)行較系統(tǒng)化的設(shè)計與計算，滿足系統(tǒng)所需的要求，鞏固自己大學(xué)期間所學(xué)知識的學(xué)習(xí)成果。所以對棱管與法蘭無法進(jìn)行連續(xù)、自動焊接，只能手工焊。 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。為了發(fā)展現(xiàn)代焊接自動化技術(shù)，我國已將電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和軟件技術(shù)迅速地引入焊接領(lǐng)域， 圍繞計算機集成制造系統(tǒng) CIMS 的 CAD / CAM、CAAP、 CAPM 等技術(shù)列為重點推廣項目。焊接工程技 術(shù)人員需要盡快地熟悉計算機和網(wǎng)絡(luò)，以便適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展；在開發(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)行開發(fā) 。整個焊接過程將按預(yù)先設(shè)定的程序和工藝參數(shù)自動完成 。密度，由以上數(shù)據(jù)可計算出管道的重量 G可知管道為一個環(huán)形 ， 外環(huán)形 周長 S=60179。因為變頻器恒 轉(zhuǎn)矩降速調(diào)速范圍為 1—30，故電機轉(zhuǎn)速可選范圍 dn =i178。主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。除了具有過載保護作用外，還有將機器電動機的帶載起動轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動的作用。 m 各軸的輸出功率和轉(zhuǎn)矩則分別為輸入功率和轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率 ，整理以上數(shù)據(jù)，見表（ 2— 3） 。 510 （ 8） 由 [1]圖 10－ 19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1HNK ＝ ； 2HNK ＝ 。 取 2B= 140mm， 1B= 150mm。 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，前面已經(jīng)選取聯(lián)軸器 GICL8，其公稱轉(zhuǎn)矩 14000N178。 4） 軸承端蓋的總寬度為 25mm。 23 圖 27 計算簡圖、彎矩圖 求作用在小齒輪上的力 ： 圓周力 11 12 2 5 7 1 6 .5 1??t TFNd 徑向力 11 ta n 6 6 0 7 .8 6c o s ?????tnr FFN adcbTT1?NVF1NVF1NHF1tF1rF1aF2NHF1L2L3L1NHF 1tF2NHFHM1?NVF1NVF rFaMaF2NVF1VM2VM1M2M()a()b24 軸向力 11 ta n 640 ?? ? ?atF F N 其方向如圖（ 2— 7a）所示。根據(jù)式 （ 2— 21）進(jìn)行校核： 31 2 1 0 1 0 8 . 9 6 1 1 0? ?? ? ?p T M P a M P ak ld （ 2— 21） 所以合適。 齒輪潤滑主要處在 邊界潤滑狀態(tài)下，其潤滑屬于邊界全損耗潤滑類型。 電動機 、減速機 的選擇 選擇電動機類型 根據(jù)三相異步電機選用要點，例如要求， 條件，環(huán)境等，選用三項籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，正反轉(zhuǎn)，電壓 380V， Y 型。 查機械設(shè)計手冊，選擇電動機型號為 Y132M8，其主要性能如表（ 3— 1）所示： 表 31 電機參數(shù)表 型號 額定功率 額定電流 額定轉(zhuǎn)速 效率 功率因素 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 最大堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù) 重量 Y132M8 3kW 710r/min 87% 76Kg 確定減速器型號 估算傳動比 i=710/= 查 [2]JB/T 88532022，選取 ai=20 ，根據(jù)輸入功率與輸入轉(zhuǎn)速選取 ZLY 減速器，規(guī)格為 112。 2)鍵、軸、齒輪材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應(yīng)力 ?????p=100~120MPa，取 ?????p=110MPa。 通過各種校核，設(shè)計成果基本可以滿足自動焊機的要求。 導(dǎo)軌 潤滑 導(dǎo)軌潤滑劑的使用使導(dǎo)軌盡量接近液體摩擦狀態(tài)下工作，以減小摩擦阻力，降低驅(qū)動功率，提高效率；減少導(dǎo)軌磨損，防止導(dǎo)軌腐蝕。 32 聯(lián)軸器的選擇 由于移動床身 載荷較平穩(wěn)且啟動頻繁，兩軸線要求對中性不高，故 減速機與齒輪 聯(lián)接選用 LT 彈性聯(lián)軸器 ，根據(jù)聯(lián)軸器選用規(guī)則，需按式（ 2— 13）計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩： 《查機械設(shè)計》表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 AK =，則 ca 1AT K T? = N178。取 1? =， 2? =， 3? =。 根據(jù)以上分析， 選擇 合成鋰基復(fù)合開齒輪潤滑油開齒樂（ HiGear20/20），屬極壓開式齒輪潤滑專用油。 m 2)鍵、軸、聯(lián)軸器材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應(yīng)力 ?????p=100~120MPa，取 ?????p=110MPa。 25 221 2 2 1 2 9 7 0 .4 3? ? ?r NH NVF F F N 2)求當(dāng)量動 載荷 P。按 —Ⅳ Ⅴd 由 [1]表 6— 1 查得平鍵 A 型 截面 b179。 2） 初步選擇滾動軸承。隨著機械行業(yè)的迅速發(fā)展，回轉(zhuǎn) 支承在船舶設(shè)備、工程機械、