【正文】 軟管的螺柱推入焊槍進(jìn)而進(jìn)行預(yù)壓和提起引弧等環(huán)節(jié)。 所以焊機(jī)的整體設(shè)計(jì)采用 步進(jìn)電機(jī) 。 把手工操作的螺柱焊機(jī)改造成自動化的固定焊機(jī)，首先要解決的問題是了解機(jī)體的結(jié)構(gòu)，在了解焊機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行焊機(jī)的改造。 焊機(jī)主要零部件的選擇與設(shè)計(jì) 絲杠的 選擇與 設(shè)計(jì) 主要參數(shù) 1） 絲杠的旋轉(zhuǎn)方向 絲杠的旋轉(zhuǎn)方向按下述原則來確定：如果絲 杠是機(jī)動的多采用右旋螺紋，因?yàn)橹圃燧^方便。因此，如果螺母不動，絲杠帶移動部件移動，絲杠為右旋；如果絲杠軸向不動，螺母帶移動部件移動，應(yīng)為左旋 [13]。 2） 絲杠的受力與支撐 由于絲杠主要受軸向力，受徑向力很小，所以徑向支撐可用軸套，軸向支撐可用滾動軸承。此外還要有較好的耐磨性，以保證足夠的使用期限。 1）由于在本課題中，焊接直徑為 10 長度為 20 毫米的螺柱。 2）焊機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)向著結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小等方向發(fā)展。 下圖為本次設(shè)計(jì)中絲杠的具體尺寸 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 48 絲杠的具體 尺寸 concrete size of screw 絲杠螺母的設(shè)計(jì) 在機(jī)械制造業(yè)中，絲杠副（絲杠螺母）傳動的應(yīng)用較為廣泛，它不僅用來傳遞一般的運(yùn)動和動力，而且還能夠進(jìn)行精確的位移傳遞。 圖 49 絲杠副 screw pair 螺柱自動焊機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì) 26 圖 410 絲杠螺母的三維造型 The three dimensional view of master screw pair 在本次設(shè)計(jì)中，絲杠螺母的主要作用是與絲杠配合，為上導(dǎo)軌和焊機(jī)頭的進(jìn)給和后退提供精確的位移傳遞。上滑道要與下滑道進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)與后退的動作，為了減小摩擦，上滑道在這些面上要滿足一定的精度 [15]。在 電弧螺 柱焊過程中使用 瓷 圈進(jìn)行保護(hù)，具有 三 個(gè)明顯的作用： ，起到強(qiáng)制形成焊接接頭的作用 。 螺柱自動焊機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì) 28 ，從而減輕了電弧磁偏吹現(xiàn)象。 圖 413 SN64128 標(biāo)準(zhǔn)瓷圈示意圖 schematic drawing of SN64128 standard porcelain circe 表 42 SN64128 瓷圈的標(biāo)準(zhǔn)尺寸 單位： mm Tab 42 The standard size of SN64128 standard porcelain circe D M6 M8 M10 M12 M16 M20 D4 D5 D6 D7 H1 H2 H3 表 43 瓷圈的主要化學(xué)成分 （體積分?jǐn)?shù)） 單位 mm 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 Tab 43 The main chemical position of porcelain circe 耐火土 粘土 石墨 鋁粉 錳鐵粉 58 27 5 5 5 下圖為在本次設(shè)計(jì)中，瓷圈的三維造型 圖 414 瓷圈的三維造型 Fig． 414 The three dimensional view of porcelain circe 主要零件的校核 絲杠的校核 1）絲杠的耐磨性驗(yàn)算 已知條件： 絲 杠材料 為 45 鋼 ，螺母材料 為 青 銅 絲 杠的參數(shù)：公稱直徑 d。 2）自鎖性計(jì)算 由于系單頭螺紋， 導(dǎo) 程 S=P=，故螺 紋 升角 為 ： arctanS? ?? （ 42） 2 a r c t a n 2 .5 4 1 55d ? ???? 查表知 鋼對 青 銅 f =～ 取 f = 得 a rc ta n 5 1 9c o s 2f? ????? 因?yàn)? γ ρ′ 所以自鎖可靠 3) 螺紋的強(qiáng)度校核 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 根據(jù)螺母的材料，查表 12110 取 bn[bp] 235p N mm? ? 250pb N mm? ? 螺紋的剪切強(qiáng)度由表 1214 進(jìn)行驗(yàn)算 4 Fdbn? ?? （ 43） 式中 b = 0 .6 5 2 .5 1 .6 2 5P m m? ? ? 4 28D m? ? 圈 270 5 28 N mm? ???? ? ? ? 螺紋的彎曲應(yīng)力由表 1214 得 1 2243 3 7 0 1 . 2 5 0 . 32 8 1 . 6 2 5 1 . 6 2 5 3 . 4b FH N mmD b n? ?? ??? ? ?? ? ? ? 驗(yàn)算結(jié)果： []p??? []pPP? []npbb? 所以 螺紋強(qiáng)度足夠 4) 絲杠的最大撓度校核 由于絲杠只受自身的重力的作用下發(fā)生彎曲，絲杠受到均布載荷，利用積分方程，對絲杠列出方程為： 2334461 2 2 4qlx qxE I cqlx qxE Iv cx d? ? ?? ? ? ? ? （ 44） 利用邊界條件當(dāng) 0x? 時(shí) 0v?? 螺柱自動焊機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì) 32 圖 415 絲杠彎矩圖 Lead screw bending moment diagram 又因絲杠上的外力和邊界條件對跨度的中點(diǎn)對稱，撓度線也對該點(diǎn)對稱，此跨度中心曲線切線斜率和截面的轉(zhuǎn)角θ等于 0。 步進(jìn)電機(jī)功率的計(jì)算 步進(jìn)電機(jī)的步距角選擇為： 176。 電機(jī)的功率計(jì)算公式為 PM?? 2260 60n nMP??? ? ? （ 46） 式中： P —— 為功率，單位為瓦 ? —— 為每秒角速度，單位弧度 M —— 可以用靜轉(zhuǎn)距來代替。 表 43 電機(jī)的技術(shù)參數(shù) Tab43 Technical parameters of the motor 電 機(jī)的矩 頻 特性曲 線 貨 物 型號 相數(shù) 步 距角 靜 態(tài)電 相 電 阻 編 號 （ 176。 接線方式：標(biāo)準(zhǔn)方式 空氣壓縮機(jī)壓力的校核 根據(jù)已知條件：螺柱的截面積 21 4dS ?? （ 47） 夾頭的側(cè)面積 2S dh?? （ 48） 但是由于夾頭上面有槽上式應(yīng)為 2S dh bnh??? （ 49） b 是槽寬； 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 n 為槽的個(gè)數(shù)； 夾頭與螺柱之間的摩擦系數(shù) 10FN? ~ ? 取 ? ； 要求螺柱能承受 10FN? 軸向力以便給焊接過程中以壓力，使焊接效果達(dá)到最佳。 螺柱自動焊機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì) 36 5. 1 送料裝置的分類及選擇 埋刮板送料機(jī) 埋刮板送料機(jī)由封閉的殼體、刮板鏈條、驅(qū)動裝置及張緊裝置等 部件組成。因其在工作時(shí)刮板鏈條被埋沒在物料中與物料一起向前移動，故稱為 “埋刮板送料機(jī) ”。帶式送料機(jī)是一種連續(xù)送料機(jī)械，用一根環(huán)繞于前、后兩個(gè)滾筒上的輸送帶作為牽引及承載構(gòu)件，驅(qū)動滾筒依靠摩擦力驅(qū)動輸送帶運(yùn)動，并帶動物料一起運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn) 輸送物料的目的。閉合的牽引構(gòu)件環(huán)繞于頭輪和底輪上，并被張緊裝置張緊。為防止物料的拋撒和灰塵飛揚(yáng)，這些運(yùn)動的部件用機(jī)殼封閉。物料從機(jī)座的進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)座底部，被運(yùn)動著的料斗挖起并向上提升。 振動送料機(jī) 振動送料機(jī)主要由輸送槽、激 振器、主振彈簧、導(dǎo)向桿、隔振彈簧、平衡底架、進(jìn)料裝置和卸料裝置組成。 螺旋送料機(jī) 螺旋送料機(jī)主要由料槽、螺旋葉片和轉(zhuǎn)動軸組成的螺旋體、兩端軸承、中間懸掛軸承及驅(qū)動裝置所組成。當(dāng)螺旋葉片對物料法向推力的軸向分量克服了機(jī)槽對物料的摩擦力及法向推力 的徑向分量，物料和睦螺旋一起旋轉(zhuǎn)，只沿料槽向前遠(yuǎn)移。 振動送料裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理 結(jié)構(gòu)： 圓盤式電磁振動料斗由筒形料斗、支撐板彈簧、電磁激振器、底座減振器等組成。振動料斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,大致可分為電磁振動器 (包括電磁吸鐵和銜鐵及其電氣控制部分 )、螺旋槽料斗、支承主彈簧及其支座、重盤及減振彈簧四部分。 振動盤的組成 :料斗 、 底盤 、 控制器 、 直線送料器等配套組成 .其工作目的是通過振動將無序工件自動有序定向排列整齊 ,準(zhǔn)確地輸送到下道工序 .， 振動盤的料斗分為筒形料斗 ,螺旋 ,線料斗 ,錐形料斗 ,等分線料斗等五種 。 螺柱自動焊機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì) 38 控制器分為普通控制器 ,調(diào)頻控制器 ,分級控制器 ,帶緩啟動控制器 ,數(shù)顯調(diào)頻控制器五種 。料斗內(nèi)零件，由于受到這種振動，而沿螺旋軌道上升，直到送到出料口。檔塊 。大體結(jié)構(gòu)如下 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 工作原理 ： 圓盤上面有個(gè)缺口用來接從振動盤出來的螺柱，完了之后旋轉(zhuǎn) 下面 缺口 靠自身的重力下降，在圓盤的上面按一個(gè)氣動裝置把螺柱壓到軟管里。螺柱自動焊機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì) 40 6. 總結(jié)與展望 總結(jié) 近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)健康、快速的發(fā)展，螺柱焊接涉及的領(lǐng)域日益廣泛。本課題的主要工作有： ，對螺柱焊接技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析和研究，為本次設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。 。 ，在焊機(jī)的頭部安裝了一個(gè)自制的保護(hù)瓷圈。 展望 螺柱焊機(jī)的發(fā)展趨勢，是電子控制。如果采用伺服電機(jī)控制，就可按工藝要求精確地控制螺柱的運(yùn)動，焊接質(zhì)量更能得到保證。事實(shí)上，有些國家已研制成功這種焊機(jī)，并已應(yīng)用到焊接工程上。相信再過若干年， 2500A 的這種焊接設(shè)備的重量將由現(xiàn)在的幾百公斤大幅度下降，焊機(jī)的搬動將更加方便。國外有的螺柱焊機(jī)在焊接過程中可以進(jìn)行氣體保護(hù)，使焊接同時(shí)具備了螺柱焊和氣體保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)，提高了焊接