孫書敏,孔佳利,喬華英（德州亞太集團,山東 德州 253034）

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鍋筒焊接翻轉(zhuǎn)機設(shè)計

孫書敏,孔佳利,喬華英
（德州亞太集團,山東 德州 253034）

摘 要：本課題所論述的是組合式焊接滾輪架的整體以及各部件的設(shè)計和主要部件的校核，其中包括傳動部分、工作裝置、機架設(shè)計、軸的校核。本焊接翻轉(zhuǎn)機的中心距能夠調(diào)節(jié)，適用于于直徑1200～2400mm、載重30t的鍋筒的對接焊接。

關(guān)鍵詞：焊接翻轉(zhuǎn)機；滾輪架；傳動系統(tǒng)

1 設(shè)計背景及意義

1.1 設(shè)計背景

埋弧自動焊接翻轉(zhuǎn)機是電站鍋爐鍋筒制造過程中所需的重要設(shè)備，使用翻轉(zhuǎn)機焊接鍋筒不僅能夠縮短焊接時間、降低勞動強度，而且還可以保證焊接質(zhì)量，減少人工工作量。在產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升的前提下，產(chǎn)量也得到大幅上漲，給企業(yè)帶來非?？陀^的經(jīng)濟效益。

1.2 設(shè)計意義

以往的手工焊接生產(chǎn)具有生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定、勞動效率低、生產(chǎn)條件差等缺點，研制焊接翻轉(zhuǎn)機對提高生產(chǎn)效率，保證管道焊接質(zhì)量具有重要意義以及良好的發(fā)展前景。

2 設(shè)計方案

2.1 傳動部分

蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的，是在空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的一種傳動機構(gòu)。蝸桿傳動的主要優(yōu)點是傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、具有自鎖性。

2.2 驅(qū)動裝置

驅(qū)動采用電動機進行驅(qū)動，考慮電動機和傳動裝置的價格、尺寸和重量以及帶傳動的傳動比，實際選用電動機為：Y132M-6型三相異步電動機

技術(shù)參數(shù)［23］：

額定功率 4Kw

滿載轉(zhuǎn)速 960r/min

額定轉(zhuǎn)矩 2.0Nm

質(zhì)量 73Kg

同步轉(zhuǎn)速 1000r/min

2.3 機架設(shè)計

滾輪架由主動架和被動架兩部分組成。主動架和被動架之間的距離為3300mm，主動架通過滑動聯(lián)軸器和剛性聯(lián)軸器與傳遞桿連接，實現(xiàn)動力的傳遞。被動架之間沒有傳遞桿，借助滾輪與工件的摩擦作用產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動力。主動架的運動原理是靠調(diào)速電動機（5.5Kw，120～1200r/min）和擺線針輪減速器（XWE-74-1/841）實現(xiàn)調(diào)速傳動，帶動滾動架上的焊件旋轉(zhuǎn)，支架上滾輪在0.32～3.2m/ min的速度范圍內(nèi)滾動，而埋弧自動焊機的速度是0.5～2.53m/min，故滾輪架的速度可滿足焊接要求。

2.3.1 主動滾輪架

主動輪滾輪架的設(shè)計如圖1所示，由上下兩部分組成。上蓋由螺栓固定到下支座上，軸承鑲在其中。俯視圖如圖1所示。

2.3.2 從動滾輪架

由于軸的主要作用就是傳遞動力，所以在轉(zhuǎn)動過程中，一定要保證軸的同心。為了確保載荷均勻分布，避免受載后滾輪架所受的彎矩增大，主傳遞軸兩端使用圓錐滾子軸承，這樣做就可以保證滾輪架上的鍋筒翻轉(zhuǎn)平衡，而且還能夠保證焊縫均勻；避免傳動軸在運動過程中發(fā)生“偏心現(xiàn)象”，保證每個之間同步轉(zhuǎn)動。從動滾輪架如圖2所示。

圖1 主動滾輪架

圖2 從動滾輪架

2.4 軸、軸承的校核

設(shè)計軸并校正軸的強度，根據(jù)設(shè)計要求，軸的結(jié)構(gòu)和形狀如圖3所示：

圖3 主動輪芯軸

軸的材料取45剛，根據(jù)《機械設(shè)計》，其許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由表得，［τT］=40MPa

由式可得軸的直徑，

已知，傳遞功率P=0.844Kw，轉(zhuǎn)速n=16r/min，且只承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

由公式 可得軸的直徑：

軸的兩端直徑是80mm，對于直徑d≤100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%～7%，則有：39.78mm×（1+0.07）mm= 42.57mm≤80mm，故此連接軸的強度足夠。

3 結(jié)論

本焊接翻轉(zhuǎn)機制造過程中比較多的采用標準件，制造工藝簡單，制造成本低，并且使用壽命長。還具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適用范圍廣等優(yōu)點。

參考文獻：

［1］王國凡.剛結(jié)構(gòu)焊接制造［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004（05）：168-213.

［2］周浩森.焊接生產(chǎn)及裝備［M］.北京：機械工業(yè)出版社,2005（01）：62-82.

［3］吳宗澤,羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊［M］.北京：高等教育出版社,2003（05）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.029