【正文】 ，中斷會引起嚴重后果 8000~14000 每天 8 小時工作的機械和不經(jīng)常滿載工作的機械 14000~30000 24 小時連續(xù)工作的機械 50000~60000 因為是 4T 焊接滾輪架，設(shè)滾輪架上工件為 4T 進行計算。因此兩滾輪間距的調(diào)節(jié)范圍選定為：255mm~800mm 之間。工件直徑在 250mm~1600mm 之間，經(jīng)過?三角函數(shù)的關(guān)系得出：當工件直徑為 250mm 時，兩滾輪間距在 ~409mm 之間適合。因此在實際應(yīng)用中為使焊件在滾輪架上獲得可靠的穩(wěn)定性，并保證焊件可以平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動 應(yīng)小于 40 度我國制?定的焊接滾輪架行業(yè)標準（ZBJ/T330031990）中規(guī)定中心角 應(yīng)在 45 度到 110 度之間。在偏心距等于零時，也應(yīng)采用此值。如圖 3—4 所示，當 角給?定后，偏心距只有滿足21圖 3—3 防焊件從滾輪架上傾覆的分析用途 (27) 式中： e———— 偏心距 D————工件直徑 ———— 中心角? 焊件才不致從滾輪架上掉下而破壞其穩(wěn)定性。另外，中心角的使用上限應(yīng)不大于 120176。一般不超過 120176。~165176。f? 3)當 ＞130176。增至 130 時，主動滾輪的驅(qū)動圓周力將增加 1 倍。即滾輪軸承無論采用滾動的或是滑動的，都對 Ff 值影響不大，但對Fl 值的影響較大。范圍內(nèi)，支反力和驅(qū)動圓周力的變化較小。?fK 分析圖 23 和圖 24 可得出如下結(jié)論： 1)當 G 一定時，在 ＝20176。圓周力 F1 是根據(jù)公式 算出的，所以該曲線反應(yīng)的是?sin2aDe?e=0 時 角對應(yīng)的最大 值 [1]?fK20圖 24Kf 與 的關(guān)系曲線? 圖 24 是單位焊件重量支反力 與中心角 的關(guān)系曲線，關(guān)系曲線的建立條件與圖 23 相同。[1]經(jīng)公式推導(dǎo)得： (24) (25) （26）19經(jīng)過數(shù)據(jù)代入計算 ：可以得出 ??? 驅(qū)動圓周力與支反力的分析及中心角的確定圖 23Kf 與 的關(guān)系曲線?1—圓錐滾子軸承 2—滑動軸承圖 23 是單位焊接重量圓周力 與中心角 的關(guān)系曲線。如果焊件順時針轉(zhuǎn)動，則 FF2 方向向上， 、 的數(shù)值減1f2f小。這里取 =?? 滾輪支反力的計算架在滾輪座上的簡體轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動圓周力 Fl 和反力 F2 將使支反力 FfF f2 發(fā)生變化。除此之外，在設(shè)計過程中還要處理好公差配合的問題，加工出來的焊接滾輪架才能正常平穩(wěn)的運行。 8)表面粗糧度要求應(yīng)與尺寸及形狀公差相協(xié)調(diào)，一般來說，尺寸及形狀公差要求較高時，粗糙度值應(yīng)較小。 6)同一公差等級的零件，小尺寸比大尺寸、軸比孔的租糙度值要求小。 4)對承受變動載荷的零件表面，以及最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，例如零件的團角、溝槽處，粗糙度值應(yīng)較小。 2)同一零件上，工作表面的粗糙度值應(yīng)小于非工作表面。16 表面粗糙度零件表面經(jīng)機械加工后，由于機床、刀具的振動，切屑分離時產(chǎn)生的塑性變形以及刀痕等原因，零件的表面不可能是一個理想的光滑表面，經(jīng)放大后可看出表面仍然是高低不平，這種加工表面具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，稱為表面粗糙度。電動機安裝在兩根 14 號工字鋼之上。左邊蝸桿減速器也是架在兩根 10 號工字鋼之上，這兩部分是由一塊鋼板經(jīng)過焊接相連的。這兩根工字鋼是由與其垂直的10 號工字鋼相連的。兩部分的機架由絲杠鏈接完成滾輪之間間距的調(diào)節(jié)。由于結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)批量不大，所以 4 噸焊接滾輪架的機架部分采用工字鋼和鋼板焊接而成。為減少機械加工，應(yīng)在機架上安裝各部件的支承面處焊有鋼板，以便區(qū)分加工面。焊接的機架零件質(zhì)量比鑄造的可減輕 40％左右。 對于結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)批量不大的大中型機架，常用由型鋼和鋼板焊接成的焊接件。鑄鐵因具有鑄造性能好、價廉、吸收振動能力強及剛度高等特點，在機架零件中應(yīng)用最廣。常見的機架結(jié)構(gòu)形狀可以分為以下幾類機座類，如各種機床的機身；底座類，如由電動機、減速器和卷筒組成的電動絞車的底座；箱體類，如速器的機體。 機架的設(shè)計（圖附錄 5）機架零件支撐著機器中的全部零件，保證組成機器的各零件處于正確的工作位置，承受各零件的作用力，并傳遞到基礎(chǔ)上。 一個螺距誤差不大于 ，螺距最大積累誤差：在25 時，不大于 ，在 100 時不大于 .15 鍵的設(shè)計 鍵的鏈接采用普通平鍵聯(lián)接，這種鍵應(yīng)用最廣，普通平鍵按照鍵的端部形狀分為圓頭、方頭、和單圓頭三種。這樣才可以保證調(diào)節(jié)滾輪間距的功能。此次設(shè)計采用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的 45 號中碳鋼做為絲杠的材料。對于精密傳動的絲扛．還要求在熱處理后有較好的尺寸穩(wěn)定件。 滑動絲杠副的材料 由于以上原因，本次設(shè)計采用滑動絲杠來調(diào)節(jié)滾輪之間的中心距以適應(yīng)不同直徑的筒體工件的焊接要求。因此可以做到很大的減速比 3）運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 由于絲杠與螺母的嚙合是連續(xù)的而且同時嚙合的圈數(shù)較多．所以其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無噪聲。 由于滑動絲杠副為一般的絲杠、螺母所組成故其結(jié)構(gòu)簡單。因此，在機床、起重設(shè)備、鍛壓機械、測量儀器、船舶等傳動機構(gòu)中都廣泛的應(yīng)用了絲杠副。 絲杠傳動（或稱螺旋傳動）可以把旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，也可以把直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動。14 絲桿的設(shè)計（圖附錄 4） 所謂絲杠傳動就是由絲杠副聯(lián)接相鄰構(gòu)件而組成的傳動機構(gòu)。此次設(shè)計的 4 噸焊接滾輪架，根據(jù)軸徑50mm 選用圓柱滾子軸承 ，型號 2309 軸承端蓋的設(shè)計（圖附錄 3） 首先，根據(jù)軸承座孔（外圈）直徑 100mm 由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表 4—6 查得軸承端蓋螺釘直徑為 d3=10mm，螺釘數(shù)目為 4 個。保持架用于將滾動體彼此分開，以免它們之間相互接觸產(chǎn)生摩擦 與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小、功耗少、啟動靈活、互換性好等優(yōu)點，因而獲得了廣泛的應(yīng)用，其缺點是抗沖擊能力差，轉(zhuǎn)速過高時易出現(xiàn)噪音等。滾動軸承的內(nèi)、外圈上加工有滾道，當內(nèi)、外圈相對轉(zhuǎn)動時，滾動體即在內(nèi)、外因的滾道中滾動。其基本結(jié)構(gòu)如圖 21所示，它一般是由內(nèi)圈 外圈 滾動體 3 和保持架 4 等組成。因此滑動軸承在高速、精密機構(gòu)和低速重載、床、沖壓機械和農(nóng)業(yè)機械中如高13速精密機、沖壓機械和農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用較多。而滑動軸承的優(yōu)點是： (1)結(jié)構(gòu)簡單，制造、裝拆方便。 軸承的選用軸承分為滾動軸承，滑動軸承兩類 [12] 滑動軸承工作時，軸與軸承之間存在滑動摩擦。同時左段還與聯(lián)軸器通過鍵鏈接在一起。如圖附錄 2 所示，這次設(shè)計的軸分三段，中間段與滾輪通過鍵鏈接在一起。影響軸結(jié)構(gòu)的因素很多，如軸上載荷的大小、分布及性質(zhì)，軸上零件的數(shù)目、類型、布置及固定方式，軸的加工和裝配方法等。本次設(shè)計的軸采用 45 號碳素鋼，并進行調(diào)質(zhì)處理。與合金鋼相比，碳素鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性小。碳素鋼分普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。因此軸的材料首先應(yīng)具有一定的疲勞強度，同時還應(yīng)滿足工藝性和經(jīng)濟性方面的要求。此次設(shè)計的軸為轉(zhuǎn)軸，即承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩。既承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。傳動軸是只傳遞轉(zhuǎn)矩的軸。心軸可以是轉(zhuǎn)動的，如火車的輪軸。根據(jù)軸所受載荷的不同，可分為心軸、傳動軸和轉(zhuǎn)軸三種。滾輪邊緣采用橡膠來增大摩擦力。如圖附錄 1 所示。另外，常在橡膠輪輞與金屬的結(jié)合部，將金屬輪面開出多道溝槽，以增加橡膠與金屬的接觸面積，強化結(jié)合牢度，避免脫膠。橡膠輪緣的滾輪常因結(jié)構(gòu)不合理，或橡膠質(zhì)量不佳或掛膠工藝不完善，使用不久就會發(fā)生擠裂，脫膠而破壞。 表 2—2 滾輪形式選擇類型 特點 使用范圍鋼輪 承載能力強，制造簡單 一般用于重型焊件和需預(yù)熱處理的焊件以及額定在和大于 60t 的滾輪架膠輪 鋼輪外包橡膠，摩擦力大，傳動平穩(wěn)但橡膠易壓壞一般用于 10t 以下的焊件和有色金屬容器組合輪 鋼輪與橡膠輪相結(jié)合，承載能力比橡膠輪高，傳動平穩(wěn)一般多用于 10~~60t 的焊件履帶輪 大面積履帶和焊件接觸，有利于防止薄壁工件的變形，傳動平穩(wěn)但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。NZ 撓性爪型聯(lián)軸器25~600 15~65 3800~10000外形尺寸小，飛輪力矩小用于小功率，高轉(zhuǎn)速，沒用急劇沖擊載荷的情況下十字滑塊聯(lián)軸器120~20220 15~150 100~250結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，壽命長。 表 2—1 聯(lián)軸器選擇名稱 公稱扭矩范圍軸徑范圍最大轉(zhuǎn)速范圍特點 應(yīng)用條件凸緣連軸器 10~20220 10~180 1400~13000結(jié)構(gòu)簡單，成本低可傳動較大扭距，但不等消除沖擊。 與滾輪相連的聯(lián)軸器采用凸緣連軸器再根據(jù)軸徑大小查《機械設(shè)計與制造簡明手冊》選用 YL8 型 （一個） 。其常用類型有——彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器和輪胎式聯(lián)軸器等。其常用類型有十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器等。其常用類型有夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器等。剛性聯(lián)軸器根據(jù)正常工作時是否允許兩個半聯(lián)軸器軸線產(chǎn)生相對位10移又分為固定式剛性聯(lián)袖器和可移式剛性聯(lián)袖器。減速器應(yīng)定期檢修如發(fā)現(xiàn)膠合或顯著磨損，必須采取有效措施予以制止或排除，備件必須按標準制造。牌號相同而粘度不同的油允許混合使用。一般情況下，對于長期連續(xù)工作的減速器，每 500~1000h 必須換油一次。 減速器第一次使用時當運轉(zhuǎn) 150~300h 后需更換潤滑油，在以后的使用中應(yīng)定期檢查油的質(zhì)量。 [4] 根據(jù)《機械傳動裝置選用手冊》： 與滾輪相連的減速器選擇型號： CWU 100－30 －Ⅰ JB/T7935－95 外形尺寸查看了《機械傳動裝置選用手冊》表 －1，是蝸桿在渦輪之下的圓柱蝸桿減速器。選定中心距為 100。減速器選用標準件，其型號的選定是根據(jù)傳動比和中心距綜合考慮選定的。接觸線及形狀分布合理。它具有單級轉(zhuǎn)動比大工作平穩(wěn)，振動小，噪音低及可做成自鎖形式等特點。本次采用圓弧圓柱蝸桿減速器。升速比 imax=i= =2，降速比 imin=1/i=1/ =。且 R=imax/imin,一般設(shè)計為對稱調(diào)速，即升速比與降速比相等。常采用一級無極變速器。代入數(shù)值得: ==?總 無極變速器的選擇為適應(yīng)不同焊接速度的要求，主動滾輪要經(jīng)常變更轉(zhuǎn)速。 滾輪圓周速度：6~60m ／ h 計算總傳動效率查《機械設(shè)計手冊》上冊得：蝸輪蝸桿傳動效率 η1=；軸承傳動效率η2=；聯(lián)軸器效率 η3=。本設(shè)計選用的是非自調(diào)式焊接滾輪架，其傳動系統(tǒng)如圖 16 所示。3)裝、焊作業(yè)能否在同一夾具上完成，或是需要單獨設(shè)計裝固夾具和焊接夾具。例如與裝配工藝有關(guān)的定位基面裝配次序、夾緊方向?qū)A具結(jié)構(gòu)提出的要求。7其中．形狀和尺寸是確定夾具設(shè)計方案、夾緊機構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)形式的主要依據(jù)，并且直接影響其幾何尺寸的大小；制造精度是選擇定位器結(jié)構(gòu)形式和定位器配置方案以及確定定位器本身制造精度和安裝精度的主要依據(jù)。除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟上的因素，使夾具的制造、使用費用最低而取得的經(jīng)濟效益最大。當焊件的焊接方法及工藝確定后，所選夾具結(jié)構(gòu)，首先要能保證焊接工藝的實施。這種調(diào)節(jié)方式其優(yōu)點是穩(wěn)定性好，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單，不占用額外的安裝空間。這種調(diào)節(jié)方式其優(yōu)點是靈敏度高，但最大的缺點是對滾輪的磨損太大。這種調(diào)節(jié)方式其優(yōu)點是調(diào)節(jié)靈敏度較高，缺點是制造成本高，體積大。實際上，焊件在滾輪架上的軸向竄動，其焊件本身是在作螺旋運動，如能采取措施，把焊件的左旋及時地改為右旋或?qū)⒂倚臑樽笮?，直至焊件不再作螺旋運動為止。②各滾輪的軸線都在一個水平面內(nèi)且相互平行。 理論和實踐都證明：影響焊件做軸向竄動的主要原因是滾輪各軸線與焊件軸線的平行度。 國內(nèi)一些工廠采用在焊件端頭硬頂?shù)霓k法，這種辦法對設(shè)備和焊件都有損害，實屬無奈。 多次試驗證明將主、從滾輪架在水平和軸向上的位置找好，固定下來，下次再用時仍會竄動。圖 15 非自調(diào)式滾輪架 關(guān)于滾輪架軸向竄動的問題如果滾輪和焊件都是理想的圓柱體，且各滾輪尺寸一致，并且其轉(zhuǎn)動軸線都在同一水平面內(nèi)并與焊件軸線平行時，放在滾輪架上的焊件是不會產(chǎn)生軸向竄動的，這是理想情況。非自調(diào)式焊接滾輪架是利用主動滾輪與焊件之間的摩擦力帶動焊件旋轉(zhuǎn)的一種焊接變位機械，可根據(jù)工件直徑大小不同，移動滾輪組，調(diào)節(jié)滾輪中心距。傳動機構(gòu)中渦輪副齒輪副等傳動零件，應(yīng)符合國標中的 8級精度等級。按 GB150 規(guī)定制造的筒體類工件在防軸向竄動滾輪架上進行焊接時，在整個焊接過程中允許工件的軸向竄動量為177。5％~177。防軸向竄動的滾輪架已有生產(chǎn)，但性能質(zhì)量尚待提高。其滾輪線速度多在 6~90m／h 之間無極可調(diào)有的還有防止焊件軸向竄動的功能。焊接滾輪架的金屬滾輪多采用鑄鐵和合金球磨鑄鐵制作，其表面熱處理硬度約為 50HRC，滾輪直徑多在 200~700mm 之間。由于制造工藝，材料性能等因素的影響，其額定轉(zhuǎn)速實際上并不一致，因此，要把實測數(shù)據(jù)較為接近的一組電動機做為焊接滾輪架的拖動電動機。為是焊接滾輪架的滾輪間距離調(diào)節(jié)更為方便