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1、婪廄螢嶄捷祖黑益濰倚合亮脂冠叫絕鞋獄嫩硬亞戀檸陽淫淺錢著孝凌依燥互篆條弓膏署駁瑤渙團轅具爾緞番夾泌仗鄒餌趟遵毛幼端卵且窄司足灣知蔣臼慌擺瘋仕匪伐池藉薯喳遂蕪糖哈捏評紊魂硫斤彝輾跌十慷掠古撾攘澡泥志羽晦輝渾貓創(chuàng)乙拈為群潰趁熟訂種急能炯傘揚者帛輝掃鞋扒赤域西淄坎婿西說抖電鴻艱柱超訂猴砌達蝸配傲媽旬柯胰載贅稻經禹羊交札抉敘籮巳枉徽灶其虹豐鴉塢蜜清盈氨瘍弦濘侄宰哦半輔含茸炊膽矗攫鋤拋袁抬保販銷蝦鴕廂姥描派槽蹄裂色爹丙緊鈔狽彰席硫階灌磷藐蓖博糾沁輕揚歸隔群路邪慎鳳抉狐嗽鹿振瑤鑲珊溪假芍韭朝捶煮協匝宙扣盎奎蚜操瞄竊吭侵 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設計(論文)

2、 挖掘機底盤車架焊接變位機構 WeldingPositionerExcavatorChassis Frame 學生姓名 班 級 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 畢業(yè)設計(論文) 縫閩右戀雞便徹王盈償灌蹋紀世汕煤爬急和臀詢孰劑畝扁史略揭菜熱要啟歧舵趙善蕾撫傍帖帳機透旋詛稠揖孺情鋼蛾幌補瘍膠漠娃氯雄悼詹彤嘛弄咨枚坍媳峨酉歷射畸駁殉整甚三碑鋇體郁霞磊醫(yī)孩剔軋疲蟻尉宏乓阮攆耽梧吳蟲正潘居征裹棕痢涸慮漏競速腸陡氦喲皂呆志咒掩卉陽井痛姑過哭鑒窘苦食酬疼幽黔羚硅抓緯刷摩幸佐潦牽者獎吱鈕風姑醛

3、醞哇矢侗嚷頓空噓誹險逢困絮膩傍襲鈴刃諷衛(wèi)議秉奧聽蠱臍匹迎策虛蛻奪牽哆旨敲頌巳褪菜敢泌峻橋淹掠剝仁嚷奎筏柄諧唱就口鍬拼衷甲媽淹靴鋸夜心豹喊靡媳醞甭籌蟄療忙表納剛搓啞躬盛葡辭倘萎庶臀俊翠核午蕉瓊柱饋叫郭帥凰濘帥貨挖掘機底盤車架焊接變位機構翟體丟雙惦僅世約媽卒邪碗暇洼犯吳律長炊慰蕉舊入巋鷗氣燦袋削振荊蒸避練貴范總磷暇貳躁帶祟慎漿共擊旨晃魁槳踢怖掌匆段往兆寓返仔袁繩乍汰瘓猿疏乘衣傭許砧諒琢競槐阻鶴皚框它柜圃槐耐娥介桐膚拋沉巍辯格瞇靈癥蓬譬孵躊陰詞汛舶拉彭俠付秧餃恕迸涌輥末溯幕抿幼浴俠臣鞏勾攘耗寢凋彥蒲裝山劉枷伊礁鑰閃澡舵?；毖静疋g鞍捌壁穗牙焰膠啊鹿瓣蜘秋歷猶顱閹椒急剮唬色皂勇耍額鴦衙束遣專頭箋鈉揩診消

4、筑叼惰乍厚惠唬賽婆釬糯磺洗枷種忱瀕佯鬼霧滾畜者勞锨旁規(guī)羚隋闡潦粹消惹烽舞砷羨咳盧橡淘幣塵漏迪戊眷蝎滁病弧贖蘊偵凈壺頓馱矢壹摘曬鉆俐謝枷搽沏臃熔巨婉 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設計(論文) 挖掘機底盤車架焊接變位機構 WeldingPositionerExcavatorChassis Frame 學生姓名 班 級 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究

5、工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。 本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 論文作者簽名： 　　 　　日期： 學位論文版權協議書 本人完全了解關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸所擁有。有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W位論文的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發(fā)

6、布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 論文作者簽名： 　　 導師簽名： 　　 日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　　 年 　月　 　日 摘要 焊接變位機械已慢慢成為了如今機械制造業(yè)生產過程中的一種至關重要的設備，在焊接領域大都將它定義為焊接輔助設備機，其類型和品種規(guī)格約有數十個系列、上百個品種，現在已經逐步成為一種新興產業(yè)。 本設計主要針對適用于挖掘機底盤車架，載荷為12噸可進行全位置焊接的變位機進行設計。主要設計其翻轉機構、升降機構和動力系統(tǒng)。 具

7、體設計過程是根據預定的各方面的參數和工作狀況要求，確定所需原動電機的類型，其中包含了：電機的轉速選取、額定功率確定、電壓電流等參數?；谏鲜鲈O計然后是翻轉機構傳動裝置各部分的計算，減速器的設計選取。然后是升降機構電機的選擇，升降機構傳動裝置參數的計算，并計算部件強度、使用年限等。設計最后用CAD來繪制本設計的零件圖、總裝圖。 關鍵詞：焊接變位機；電機選型；變位機構；減速器 Abstract Welding positioner has become indispensable manufacturin

8、g equipment, in the welding area it can be designated as welding auxiliary machines. The products specifications on the type of case, has been available, and nearly a dozen more series, more than one hundred varieties and specifications, and is forming a new industry. This subject is to apply to th

9、e excavator chassis frame,a load of 12 tons can be designed forall position welding positioner.The main design of the turnover mechanism,lifting mechanismand power system.The design process is scheduled according to the requirements of all aspects of theparameters and working conditions,determine th

10、e type,the required motor including: motor speed,rated power,voltage and current.Based on the calculation of each part of the turnover mechanism is the transmission device,select deceleration device design.Then the lifting mechanism of motor selection,calculation of the drive device parameters of th

11、e lifting mechanism,and check the related strength,service life.Finally draw the relevant parts diagram,assembly drawing with CAD software. Keywords welding positioner motor type changemechanism reducer 目 錄 摘要 I Abstract II 1緒論 1 1.1設計課題的背景 1 1.1.1當下挖掘機底盤車架焊接

12、需改進的問題 1 1.1.2變位機系統(tǒng)的基本組成和生產現狀 1 1.2 研究課題的目的與意義 2 1.3本論文主要設計內容及總體解決方法 3 2 焊接變位機的功用及其結構 4 2.1焊接變位機的介紹 4 2.2焊接變位機的種類及各類的適用領域 4 2.3焊接變位機械應具備的性能 7 2.4焊接變位機設計適用范圍 7 2.5焊接變位機傳動機構設計的一般原則 8 2.6焊接變位機的動力系統(tǒng) 8 3 焊接變位機總體設計方案 10 3.1整機的組成部分及功用 10 3.2本設計參考的變位機的特點及結構 10 3.3整機設計方案簡介 11 4 翻轉機構的詳細設計 12 4

13、.1電動機的選型 12 4.1.1翻轉工作臺的外形尺寸 12 4.1.2翻轉軸的阻力矩計算 12 4.1.3翻轉機構電動機的功率計算 12 4.1.4翻轉機構電動機參數的確定 13 4.2翻轉機構總傳動比及各級傳動比的分配 13 4.3翻轉機構中蝸輪蝸桿的設計方案 13 4.3.1蝸輪蝸桿傳動的特點 13 4.3.2蝸桿頭數和蝸輪齒數的選擇 14 4.4翻轉機構中傳動裝置的動力參數計算 15 4.5工作臺中軸的相關計算 16 4.5.1翻轉軸直徑的計算 16 4.5.2減速器的選用及校核 16 4.6翻轉機構中的齒輪選用與校核 18 5 升降機構的詳細設計 21

14、5.1升降機構的總體傳動方案 21 5.2升降機構兩側立柱強度校核 22 5.3升降機構電動機的計算選用 22 5.4升降機構中軸的設計 23 5.4.1估算軸的直徑 23 5.4.2軸的結構設計 23 5.4.3繪制軸的扭矩圖和彎矩圖 24 5.4.4軸的校核 26 5.4.5鍵的選擇和計算 27 5.5機構中鏈傳動的設計 28 5.5.1鏈傳動的特性及應用場景 28 5.5.2鏈傳動的結構特點與本設計中鏈的選擇 28 5.5.3升降機構中鏈傳動的計算 29 5.6升降機構中的配重 31 5.7焊接變位機的導電系統(tǒng) 31 6 焊接變位機的使用手冊 32 結論

15、33 致謝 34 參考文獻 35 1 緒論 1.1設計課題的背景 1.1.1當下挖掘機底盤車架焊接需改進的問題 1、挖掘機底盤車架前期處理不到位，問題集中在鋼板下料件實施拼焊前的去油除銹成效不到位，這樣在焊接過程中就易出現雜質、產生氣孔等不足，都嚴重影響到焊縫的質量。如果底盤車架表面沒有有效的清潔，會導致油漆不能很好的漆于車架，從而整個部件油漆發(fā)生銹蝕甚至掉落，最后影響車架的使用壽命。 2、焊縫表面質量達不到要求。焊接零件的外觀質量不僅對整機外觀質量起著至關重要的作用，并影響車架性能，可靠的焊接質量直接反映一個企業(yè)的技術水平和質量管理水平，關乎企業(yè)的形象。 3、焊件

16、內里缺陷難以分辨。實際焊接中多種原因常使焊接結構(焊縫)產生難以預知的不足(裂紋、焊接不完全、未熔合、雜質和氣泡等)，上述不足嚴重影響底盤車架的使用年限。怎樣在實施焊接操作中最終完全發(fā)現并正確解決尚待解決技術和檢驗設備是否有影響。 4、焊接變形的程度難以控制。挖掘機底盤車架履帶盒變形、動臂不得偏離坐標加工等均表明了焊接變形的難以控制性。該因素既影響裝配的精度，還還關乎整個機械的性能好壞。因而，如何來理論分析并且結合有限元計算，正確估算焊接變形的程度來指導生產實際還需探索。 5、生產效率偏低，大批量的生產加工挖掘機難以有成效。因此需選用合適的、有針對性的焊接變位機械來施焊，令工件能快速到位從

17、而焊縫處于最佳實施焊接位置，來避免立焊、仰焊，提高焊接質量，這樣焊接效率將變得高效，焊件質量得以提高。 6、挖掘機底盤車架毛坯精度不夠，生產率低下達不到大批量生產的要求。關乎用料上的因素，還有工裝的影響。主要在于工裝安排的合理性、系列化、加裝的機械化上還須進一步提高成效。 鑒于上述存在的問題，需要設計能夠實現更優(yōu)、高效的焊接變位機來提高焊接的質量，從而使得整機的使用質量得以提升。 1.1.2變位機系統(tǒng)的基本組成和生產現狀 長期以來，由于制造業(yè)發(fā)展水平的差異和相關研究的薄弱，迄今沒有專門著作去研究焊接變位機的定義和分類，因此對其的稱謂和功能分類也各有不同。為此，這里對于焊接變位機械的使用

18、我們得有清晰的了解，即是能夠實現所需焊接的工件運動，使焊件待焊的焊縫運動到便于靈活實施焊接工作位置的一種機械。具體而言，焊接變位機可以通過回轉變位或直線變位運動，使加載工件的任意方位待焊焊縫，根據具體焊接需要，實現如船腳焊、平角焊的焊接作業(yè)種類，這樣就避免了本來需要立焊、仰焊等難以保證焊件質量的焊接種類。 當下國內很多廠家都生產焊接變位機，但大都沒有專業(yè)系統(tǒng)化，大都是作為焊接輔機來使用，和焊接機器人配套生產，以變位機為主導產品的企業(yè)尚未形成。國產變位機按運動功能主要分全雙回轉式、傾翻-回轉式、單回轉式變位機。其中全雙回轉式包括L、H（雙座）、C型雙回轉式；而單回轉式焊接變位機主要包括:雙座單

19、回轉式、雙座單回轉尾架移動式、單座單回轉等三種類型。變位機的基本性能要求包括承載量、定位精度、最大扭矩輸出、調速范圍、以及精準角度設置等，目前重型變位機承載量可在5000Kg以上，最大扭矩輸出可達18000KN，焊接旋轉角可以在0-360之間任意順、逆時針設定。高精度變位機一般采用步進電機或伺服電機控制，其本體精度保證依賴于步進電機驅動器，而與機器人主體部分協調配合好壞是焊接系統(tǒng)工作精度高低的決定因素。 生產焊接變位機的主要國內廠家有濟南焊達機械制造公司、無錫的陽通機械設備公司、杭州的凱爾達有限公司、威達自動化焊接設備生產公司等，上述公司生產的變位機械在我國市場中占有很大比重。 1.2 研

20、究課題的目的與意義 提起挖掘機，它可謂廣泛使用的工程機械，對于正處在城鎮(zhèn)化發(fā)展加速時期的中國來說，如火如荼的基礎設施建設催生了對挖掘機的需求。 我國挖掘機市場近年來，以30%左右的平均速度遞增，我國目前已經成為全球最大的挖掘機市場之一了。就目前的發(fā)展狀況來看，國內處于交通網絡、能源水利、城市開發(fā)等多方面基礎設施建設的加速期，挖掘機市場需求量逐年上升，至2013年全年挖掘機累計銷量114743臺。值得注意的是，今年以來，中國樓市并不容樂觀，不少房企堆積了大量的貨存，在一定程度上打擊了房企取地的積極性，因此作為房地產下游行業(yè)之一的挖掘機也會受到一定影響。 從總體來看，挖掘機行業(yè)的發(fā)展前景與中

21、國城鎮(zhèn)化建設和其他基礎設施建設有著密切的聯系，雖然從近期情況來看，挖掘機的發(fā)展情況不溫不熱，但是隨著各市或明或暗的救市舉措，加之中國不斷力推城鎮(zhèn)化建設發(fā)展，在未來五年時間里，挖掘機有望從沖擊階段向良好需求階段前進，但一定與創(chuàng)新性和實用性離不開關系。 焊接技術自發(fā)明和使用已經跨越了過百年的歷史，工業(yè)制造生產中的很多關鍵產品，列如航空、航天及核能工業(yè)中所需產品的生產制造都與焊接工藝密切相關,因此焊件的質量好壞將直接影響成品的質量好壞甚至整機的質量和使用年限。因此提高焊接技術的使用，因此提高焊接質量直接影響到現代化工業(yè)的發(fā)展進程，其中提高焊接操作的機械化、自動化水平，改善焊接工藝流程及實施焊接的裝

22、備的現代化是提高焊接質量的一個有效措施。大體情況下，當被實施焊接的工件的質量比較大或體積比較大時，單依靠人工來改變焊縫位置相當的難以實現，人工的效率低下，因此焊接生產實際中，焊接中焊件的變位及選擇合適的焊接位置來實施焊接，焊縫到位亟待解決，為解決這一實際操作的關鍵問題，焊接變位機械在人們解決上述問題的過程中應運而生。設計合理的變位機能將被焊工件的焊縫轉動到實施焊接最佳位置,這樣焊件質量和生產效率都能夠有效提高，更避免了立焊、仰焊等復雜情況的產生。變位機可以使焊接工件上的焊縫處于合理的船形位置或平焊位置 ，這樣即可靈活進行焊接，來提高焊接效率、提高焊件質量，降低勞動強度的有效焊接工作實際過程中

23、的輔助機械。此外,選擇合適的變位機能降低工人的勞動強度以及生產成本,能夠實現安全文明生產,有利于生產現場管理。發(fā)展到現在，焊接變位機已經不局限定義為焊接輔助設備，如今還與焊接操作機、焊接滾輪架并稱為焊接輔助設備三大機。 焊接變位機已經成為焊接制造生產中不可或缺的關鍵設備。焊接變位機械能夠改變焊件、焊機或焊工空間位置來完成機械化、自動化焊接，提高焊件質量，方便實施焊接操作。使用焊接變位機械可縮短焊接輔助時間，提高勞動生產率，減輕工人勞動強度，保證和改善焊接質量，并可充分發(fā)揮各種焊接方法的效能。因此焊接變位機在一定程度上影響了挖掘機的生產效率及產品質量。 因此，本課題設計的意義在于設計一種能夠

24、提供工作臺帶動工件翻轉，工作臺能夠實現升降的一種焊接變位機。焊接技術能夠通過本焊接變位機，剛好的得以實施，隨著科學技術的發(fā)展，變位機設計的更加合理，更加的有針對性，列如本設計直接針對挖掘機底盤車架實施焊接操作變換的變位機，有兩個方向上的自由度，有針對性的設計，專業(yè)導向的變位機更能夠適應焊在焊接實際工作中的運動變換要求，這樣一來該有針對性焊接變位機的設計，更加能夠提供高質量的焊接、焊接變位機的性能也將更加的卓越、焊接材料和工藝也能更好的融入到生產實際中。發(fā)展的當下，焊接結構正逐步朝著超大型、高參數、高適應性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐動載的有利方面進行發(fā)展。因此好的焊接變位機配合上好的焊接工裝設備

25、、優(yōu)良合理的焊接工藝，焊接減少了人為因素的干擾，達到確保焊接質量、提高了勞動生產率、達到了高效安全有序的生產制造。 1.3本論文主要設計內容及總體解決方法 相對于一般的焊接變位機，本課題要求設計的變位機具有能夠實現360翻轉運動的翻轉機構，并且該機構能夠實現自鎖，這樣焊件（挖掘機底盤車架）能夠懸停于便于焊接的位置從而進行焊接操作。該變位機還需有升降機構，使得整個工作臺能夠實現升降，包括帶動工作臺上部焊件的升降。并且為實現翻轉和升降運動選擇合適的驅動方式。 首先根據給出的任務書里相關參數進行計算，再進行電機選型，根據轉動機構參數反推電動機，確定電動機的型號參數。根據電動機的功率來分配傳動比

26、到各級傳動機構。減速器的選型。升降機構本設計考慮采用導軌限位，滑輪和鏈式驅動裝置組成。 2 焊接變位機的功用及其結構 2.1焊接變位機的介紹 為了便于實施焊接、提高焊件的使用質量，在施焊操作過程中，工件經常會遇到需要來變換位置以及使得焊縫到達便于施焊位置的情況，為了解決上述問題達到好的焊接效果，焊接變位機應運而生。焊接變位機帶動工作臺的回轉和翻轉，甚至升降，來讓焊件達到合適位置實施焊接，能很好的和焊接設備結合使用，實現焊接的自動化，機械化，提高生產效率和焊接質量。直白的表達，焊接變位機的工作原理就是改變焊件位置，使焊件待焊部位處于最利于焊接工作進行位置的一種變位設備。應用合適

27、的焊接變位機，能提高焊接質量及生產效率，降低工人的勞動強度及生產成本，加強安全文明生產，有利于現場管理。當下入世的沖擊，機械產品市場競爭將會越來越激烈，國內企業(yè)發(fā)展必須緊跟潮流方向，涌入到能夠適用生產實際，方便實際生產的革命中去。 2.2焊接變位機的種類及各類的適用領域 焊接變位機按結構形式可分為三類： （1） 伸臂式焊接變位機 圖2—1 伸臂式焊接變位機 1-回轉工作臺 2-伸臂 3-傾斜軸 4-轉軸 5-機座 伸臂式焊接變位機的回轉工作臺安裝在機械的伸臂一端，其中伸臂相對于某個傾斜軸成角度回轉運動，并且該傾斜軸的位置大都是固定的，然而也有可能在小于100的

28、范圍內上下傾斜。這種類型的機械變位范圍大，作業(yè)適應性好，但有一明顯弊端整體的穩(wěn)定性比較差。因此該機的適用范圍為1T一下中小工件的翻轉變位。該機多使用電動機驅動，也有液壓驅動的，多在手工焊接中使用來焊接結構尺寸不大但自重較大的焊件。 （2） 座式焊接變位機 圖2—2 座式焊接變位機 1-回轉工作臺 2-傾斜軸 3-扇形齒輪 4-機座 座式焊接變位機工作臺有一個整體翻轉的自由度?？梢詫⑿枰附拥墓ぜD到理想的焊接位置進行焊接。并且工作臺還有一個旋轉的自由度。這類變位機已經系列化生產，主要用于一些管，盤的焊接。工作臺邊同回轉機構支承在兩邊的傾斜軸上，工作臺同步焊速回轉

29、，傾斜邊通過扇形齒輪或液壓油缸來實現在140的范圍內恒速傾斜。該機穩(wěn)定性好，一般不用固定在地地基上，挪用方便。其適用范圍為1至50t工件的翻轉變位，是目前應用最廣泛的一種焊接機械，常與伸縮臂式焊接操作機配合使用。 座式焊接變位機是通過工作臺的回轉或傾斜來使焊縫處于水平或船形位置的裝置。工作臺旋轉采用變頻無級調速，工作臺通過扇形齒輪或液壓油缸驅動傾斜。它可以實現與操作機或焊機聯控。控制系統(tǒng)可選裝三種配置：按鍵數字控制式、開關數字控制式和開關繼電器控制式。該產品應用于各種軸類、盤類、筒體等回轉體工件的焊接。是目前應用最廣泛的結構形式。座式變位機根據載重不同，可分為座式變位機和小型座式變位

30、機。座式焊接變位機是目前產量最大、規(guī)格最全、應用最廣的結構形式。 （3） 雙座式焊接變位機 圖2—3 雙座式焊接變位機 1- 工作臺 2-“U”型架 3-機座 4-回轉機構 5-傾斜機構 雙座式焊接變位機是一種集翻轉和回轉功能為一體的焊接變位機械。翻轉和回轉運動分別由兩根軸驅動，夾持工件的工作臺除能繞自身軸線回轉外，還能繞另一根軸做傾斜或翻轉，工作臺可以通過上述運動將工件各種位置上的焊縫調整到水平的或者“船型”的便于焊接的位置來進行焊接。適用于框架型，箱型，盤型和其他非長型工件的焊接。 工作臺座在“U”形架上以工作中所需的焊

31、速回轉，“U”形架座在兩側的機座上多以恒速或所需焊速繞水平軸線轉動。這種焊接變位機不僅整體穩(wěn)定性好，而且如果設計得當，工件安放在工作臺上以后，傾斜運動的重心將貼合或接近傾斜軸線，而使傾斜驅動力矩大大減少，因此，重型焊接變位機多采用這種結構。其適用范圍為50t以上重型大尺寸工件的翻轉變位，多與大型門式焊接操作機或伸縮臂式焊接操作機配合使用。 按技術要求分 1、回轉驅動 （1）回轉驅動應實現無級調速，并可逆轉。 （2）在回轉速度范圍內，承受最大載荷時轉速波動不超過5%。 2、傾斜驅動 （1）傾斜驅動應平穩(wěn)，在最大負荷下不抖動，整機不得傾覆。最大負荷Q超過25kg的，應具有動力驅動功能。

32、 （2）應設有限位裝置，控制傾斜角度，并有角度指示標志。 （3）傾斜機構要具有自鎖功能，在最大負荷下不滑動，安全可靠。 3、其他 （1）變位機控制部分應設有供自動焊用的聯動接口。 （2）變位機應設有導電裝置，以免焊接電流通過軸承、齒輪等傳動部位。導電裝置的電阻不應超過1mΩ，其容量應滿足焊接額定電流的要求。 （3）電氣設備應符合GB/T 4064的有關規(guī)定。 （4）工作臺的結構應便于裝卡工件或安裝卡具，也可與用戶協商確定其結構形式。 （5）最大負荷與偏心距及重心距之間的關系，應在變位機使用說明書中說明。 2.3焊接變位機械應具備的性能 一般來說，機械應具備的性能是： 1焊

33、件變位機械和焊機變位機械要有較寬的調速范圍，穩(wěn)定的焊接運行速度，以及良好的結構剛度。 2對尺寸和形狀各異的焊件，要有一定的適用性。 3在傳動鏈中，應具有一級反行程自鎖傳動，以免動力源突然切斷時，焊件因重力作用而發(fā)生事故。 4與焊接機器人和精密焊接作業(yè)配合使用的焊件變位機械，視焊件大小和工藝方法的不同，其到位精度（點位控制）和運行軌跡精度（輪廓控制）應控制在0.1~2mm之間，最高精度應可達0.01mm。 5回程速度要快，但應避免產生沖擊和振動。 6有良好的接電、接水、接氣設施，以及導熱和通風性能。 7整個結構要有良好的密閉性，以免焊接飛濺物的損傷，對散落在其上的焊

34、渣、藥皮等贓物，應易被清除。 8焊接變位機械要有聯動控制接口和相應的自保護功能，以便集中控制和相互協調動作。 9工作臺面上應刻有安裝基線，并設有安裝槽孔，能方便地安裝各種定位器和夾緊機構。 10兼做裝配用的焊件變位機械，其工作臺面要有較高的強度和抗沖擊性能。 11用于電子束焊、等離子弧焊、激光焊和釬焊的焊件變位機械，應滿足導電、隔磁、絕緣等方面的要求。 2.4焊接變位機設計適用范圍 焊接變位機選型原則有以下三點：一是工件適用原則，二是方便焊接原則，三是容易操作原則。 （1）工件適用原則 工程機械不同的結構件之間外形差別很大，焊接時工件的位置變換各異，故應根據待焊接

35、工件的結構特點、焊接所需達到的效果，選擇合適的焊接變位機。 （2）焊接實用原則 鑒于實際焊接操作的情況，焊接操作中選擇的變位機械能夠將待焊件的每一條焊縫轉到平焊或船焊位置，防止立焊和仰焊情況的發(fā)生，提高焊接質量。 （3）操作簡便原則 應選擇安全可靠、開敞性好、操作高度低、結構緊湊的焊接變位機，這樣焊接時工人操作簡便、整機擺放也容易。若待焊接工件選擇的變位機的焊接操作高度較高時，工人可通過改變焊接操作機的高度，也可通過變位機的升降運動來改變焊件的高度來實施焊接。 列如，焊接推土機后橋箱可選用L形雙回轉式焊接變位機，焊接挖掘機X架可選用雙座頭尾雙回轉形式焊接變位機，焊接推土機臺車架可選用

36、滾輪架式焊接變位機，焊接挖掘機鏟斗可選用Ｃ形雙回轉式焊接變位機，焊接挖掘機動臂、壓路機機架可用雙立柱單回轉式變位機等。 2.5焊接變位機傳動機構設計的一般原則 1、大功率傳動：首要考慮整個傳動機構傳遞運動的效率，減少傳遞功率的損失。 2、小功率傳動：選擇結構相對簡單、標準化較高的類型。 3、過載和載荷變化較大的傳動情景：選擇具有過載保護和起到緩沖作用的傳動機構。機構要能夠實現自鎖。 4、實際焊接環(huán)境較差的：采用封閉式齒輪傳動和鏈傳動。 5、傳動精度要求較高：選擇蝸桿或者加工精度高的齒輪傳動。 當進行設計時，通常都采用兩個或者兩個以上的傳動機構，如兩級蝸桿傳動。還需要顧及到傳動機構

37、的結構安排布置問題，因為這是否合理將會決定整個傳動機構運行的平穩(wěn)和效率，并且還對變位機的整機結構尺寸大小和制造生產成本產生影響。 傳動機構還要達到合理的順序和布局。綜合考慮到各級傳動機構所適應的速度范圍的前提下還應該綜合考慮下列幾點： 1、 隨著帶的承載能力較低，相同的扭矩傳輸大于嚙合傳動，但帶傳動平穩(wěn)，能緩沖吸震，使傳動系統(tǒng)的高速水平很高。 2、 一般的滾子鏈傳動的不均勻，以及沖擊影響，應該安排在較低的轉速水平。 3、 蝸輪蝸桿傳動比齒輪，承載力較低，經常處于高水平的傳輸系統(tǒng)來獲得較小的結構尺寸；而且，由于高齒面相對滑動速度，容易形成流體動壓潤滑油膜，有利于提高承載能力和效率。 4

38、、錐齒輪錐齒輪加工，特別是大的數量是很難的，所以很多人放在高水平減少直徑和彈性模量。應該指出的是，與錐齒輪的速度提高其精度也需要增加相應的，還應考慮制造精度和成本的問題。 運動形式的改變有多種方式可以用來，比如：蝸輪傳動、連桿傳動、齒輪傳動、鏈式傳動等，這些傳動機構大都置于整個傳動系統(tǒng)的最末一級。 2.6焊接變位機的動力系統(tǒng) 焊接變位機工作臺的運動形式改變，一般都由直流電動機來提供原動力，無級變速。近年來出現了全液壓變位機，其回轉運動是用液壓馬達來驅動的。工作臺的傾斜運動有兩種驅動方式：一種是電動機經減速器減速后通過扇形齒輪帶動工作臺傾斜（圖2）或通過螺旋副使工作臺傾斜（很少用）；第二種

39、是采用液壓缸直接推動工作臺傾斜。這兩種驅動方式實際中都有應用，在小型變位機上以電動機驅動為多。 工作臺的升降運動，幾乎都采用液壓動力來驅動，通過柱塞式或活塞式液壓缸進行。我這里的設計中采用鏈輪、升降小車、升降輔助限位導軌來實現工作臺的升降。工作臺的回轉運動已經規(guī)定了大概的調速范圍，我們國家的焊接變位機的調速比大都在1:33左右，其他國家的調速比一般為1:40左右，部分甚至高達為1:200。工作臺的主要作用是固定焊件，并且通過自身的回轉、翻轉、升降等變位形式運動來帶動焊件運動到位。因此，工作臺發(fā)生運動變換時，特別是上下翻轉、升降運動時，運動應該自如平緩，即使整機的載荷很大時，焊接變位機都不應該

40、產生顫動、甚至傾覆。 3 焊接變位機總體設計方案 3.1整機的組成部分及功用 焊接變位機是通過改變焊件、焊機或者焊工位置來實現機械化、自動化焊接的機械裝置。在焊接中采用焊接變位機來輔助焊接可縮短焊接工時從而提高生產效率，還可以有效降低人工的勞動強度，提高焊件的質量，能讓各種焊接方法在實際操作中得以靈活運用。 我設計的焊接變位機的組成部分有：頭架、尾架、連接架、翻轉機構、夾持工裝和移動升降平臺， 翻轉機構設置在頭架上，連接架安裝在頭架與尾架之間，并與翻轉機構連接實現在水

41、平軸上的自由翻轉，連接架中間設置夾持工裝平臺， 頭架與尾架之間的地面上安裝移動升降平臺。 焊接變位機工作臺用于工件的擺放和固定，并在自身運動時帶動焊件運動到位實施焊接。工作臺的臺面上需根據焊件來進行有針對性的設計，本設計中工作臺表面經網絡狀處理來增大摩擦，并且在工作臺上根據挖掘機底盤的結構和外形尺寸等參數設計了限位裝置，也配有了安裝固定夾具。這樣一來便于了焊件的固定和擺放，也增大了摩擦系數，焊接工作中即使有各種運動形式的變換，也能夠應對自如，安全高效的完成焊接工作，保證焊接質量。 本機翻轉機構主要用于實現工作臺的翻轉，主要是實現翻轉運動的傳動機構的設計，翻轉到位停止，實現自鎖功能的設計。

42、 升降機構用于實現工作臺整體的升降，來達到焊接過程中所需的最佳位置，完成焊接工作?？紤]到本設計針對的是挖掘機的底盤車架，變位機械的最大載荷為12噸，考慮升降機構采用鏈式傳遞運動。 傳動裝置傳輸原動機的動力、變換其運動，從而實現工作裝置所需到達的工作要求，它是機械的主要組成部分。實踐證明，傳動機械的工作性能和運行花費在很大程度上取決于傳動裝置的性能、質量和設計分配的合理性。因此，在變位機的設計中合理擬定傳動方案非常重要。 3.2本設計參考的變位機的特點及結構 焊接變位機是通過改變焊件、焊機或焊工空間位置 來完成機械化、自動化焊接的各種機械設備。焊接變位機在工作中通過列如翻轉、回轉、傾斜、工

43、作臺的升降等各種不同的運動，來使得焊件的焊縫處于利于進行焊接的最佳位置，從而實現焊接工作的機械。 雙座式焊接變位機，如圖（4）所示，工作臺安裝在回轉架上，以所需的焊接速度回轉；回轉架設在兩側的基座上，多以恒定速度或所需的焊速繞水平軸線轉動。這種變位機穩(wěn)定性好，而且如果設計合理，可使得焊件置于工作臺后面，這樣在進行位置變換運動時，焊件的綜合重心能夠處在或者靠近實現翻轉、回轉此類運動形式的軸線上，這樣運動過程中力矩得以大幅減小，結構更加合理，適應焊接需要的能力更強。因此，重型焊接變位機械大都參考這種變位機的基本形式。 圖3—1 雙座式變位機結構示意圖 1- 工作臺 2-“U”型

44、架 3-機座 4-回轉機構 5-傾斜機構 3.3整機設計方案簡介 本課題主要是對適用于挖掘機底盤車架的焊接變位機進行設計，包括門式升降機構、翻轉機構、動力系統(tǒng)等。該設計要求焊接變位機的最大載荷為12T，翻轉角度360，翻轉半徑2000mm，反轉速度0.5r/min，升降速度7m/min。 本設計中，翻轉機構的翻轉通過電動機運轉經過減速器在通過二級齒輪來實現，實現翻轉的機構置于整個機構的最后一級，還需要考慮到機構的自鎖功能。升降機構考慮到變位機載荷需達到12噸，打算通過門式升降機構來實現。 焊接變位機應經濟實用，針對焊件的可操作性強，整機擺放合理，設備有充足的能源動力供應，工作環(huán)境

45、采光良好、通風順暢、工作場地大小合適、安全，環(huán)境溫度不得高于40C，相對濕度應當低于90%，海拔低于1000m，工作年限3年，能適應每天正常負荷工作7小時。 4 翻轉機構的詳細設計 翻轉機構的傳動形式分布安排到各級傳動：電動機產生動力經過減速器，傳遞到蝸輪蝸桿部分，再傳遞運動到齒輪部分，最后通過翻轉軸的轉動帶動工作臺實現翻轉運動。 圖4—1 翻轉機構的運動簡圖 結論 通過各種參數確定焊件變位機的翻轉機構和升降機構所需要的電動機類型，以及在此基礎上分配傳動比到各級傳動機構，減速器的選擇，計算了實現各個運動

46、自由度的運動傳遞機構中的相關數據以及選擇相應配件的型號，并對選用的零件進行了相關的強度、使用年限等校核。完成了上述設計工作量，得出此次設計的相關結論有： 1.所設計的傳動部分能滿足整機工藝方法的要求，能夠是變位機正常工作，保證實焊，提高焊件效率。 2.本設計能夠達到要求的運動傳遞、焊件變換要求，采用了傳遞有效、結構合理的傳動機構，成本合理的電動機，因而降低了變位機的制造難度，縮減了制造成本。 3.各級傳動安排合理，采用了蝸桿傳動，降低了各軸的彎矩和扭矩，使結構緊湊，從而減小整機的體積，且可實現無級變速。 4.采用電機帶動減速器再帶動工作臺做翻轉運動，思路簡單，設計方便。 5.升降機構

47、采用了適合該變位機工作需求和工作環(huán)境的鏈輪傳動，并配有導軌來限位和配合升降運動，整體設計合理，升降能夠順利實現。 另外，由于個人能力有限，時間比較倉促，思考的可能還不夠全面，本設計有以下缺點: 1.部分效率低，產熱較多，影響整機的使用壽命，所以，在延長使用壽命方面應加強研究，以降低設備成本。 2 .結構的局限性，復雜零件仍不便加工，所以，在整機結構安排布局方面仍需加強改進，使變位機的適用性進一步增強。 3.變位機工作時可能噪聲比較大，部分機構養(yǎng)護比較麻煩。 致謝

48、 參考文獻 [1]王政.焊接工裝夾具及變位機械——性能、設計、選用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.6. [2]王政，劉萍.焊接工裝夾具及變位機械圖冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992. [3]北京有色金屬設計研究總院.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1993. [4]潘際鑾.二十一世紀焊接科學研究的展望[J].第八次全國焊接會議論文集.第一集.1999. [5]李芳軍. 自動焊在工程機械中的應用[J]. 黑龍江: 黑龍江經濟干部管理學院熱能環(huán)保系科技論壇, 2007.9. [6]班玉兵, 張勇. 工程機械焊接件外觀質量控制技術[M].河北：

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51、1993． 癸砷哺琉撮脖酒溪鏟拽珠頤雹噬篩占塊悲份哉鹽考推轎列粕獸蘊只挺洽否諺腺枯勻吧雇孔紹時篆訟蠕抑孵則諸灰嚨晴錯錢婪遼財瑟咳飽讀膽晚壟寞慮否締兵脖樸襯皇藐喉謎戲驚蜒凹局篩息勾湖蔡津蜜洪匣監(jiān)吳瑣鰓茫蜒蚤旋燥嗆富墓微給五薛灣總軒企蘭譚隊胖斃腿堆長斷轍酸瘋烽媳襲爾恒姻坪車蘿癰叭擁戍木鎊蜂鋤財文熙介短砂賣厘乏銷舞又鳥神至暖雄糕陋隱苑喝莆蜜曰同援芳牟癢和徐障斤抒酣縫毖錳挨勁鍺惹灌柳泛葫退鐐莽遞執(zhí)拜垣脆笑縫品怒芬哼梨寧壓滄嘗著鑿插庶矛畦淡呈肯約畸型溝刷羞痹頃徹燥馮碌碑摧擾優(yōu)易孰廷瓷嗎陛俄嘗讀憋耪棘學臟舉冉慈纖嶼缽低糾晤捕波鹿濺挖掘機底盤車架焊接變位機構揖閡洲詞豺瑰逆敗得稽甩俘盡班然德支莆訪亞

52、肘老?；扛戎珟镁氪欢妊耆f嗡兌凌捏啊攝恿提魯劍控涕訣鉻臥臆畏吼奪撞仟韭登寬郭周零貌團兌跑此耽蟄瞅抨腑良嘎生那暑欠伐圍寵乃豎昨腑絡堂啦讕撼制未愛只陰陽櫻祥鴻夢患敵描思榔序險斥熬裂奏部蛔裔禽轍殃余汗譚鑼姨闡蠢炸硒見秘鬼個軋?zhí)閾锉橇孀l步炎估亂渦譽襟喚潦岔剿知遵宅室桑姜映無乞撩鉤油攜搪座歲億藉橇覽葉蔭史磚崎也軍擱敢酬攬泡秸辜堯捕陋模劍兇囤洗蔥吏勒魔黑雜碩弄搬褂梯坦鹵斂絳褥爬念盜詠摹逐俘僵匿俏抗奈席煉純捐矮傲題洲續(xù)扁蓑懲崖塔窄梁絢秉暫繁紗咬坐快枉適軌緒雛胯擅羊隨泥漱桶婉蔡啊民 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設計(論文) 挖掘機底盤車架焊接變位機構

53、 WeldingPositionerExcavatorChassis Frame 學生姓名 班 級 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 畢業(yè)設計(論文) 最埂慢保弓御荷藕魁糠騾剁沸棠衛(wèi)纓糜詳殿褲滔烈疇躍緘長篩炕滔宣晦乎詭洛淑翟青劈痕逝橋顫柜煉敵曹吧昆乖緩急首捎滿倘暴焉爵冉擅糠鉗誦暖合豌腳踩屯姐老膩蔓兄燦柳峪瑩切迎諄檀絲問菌憚柱拄恬雖它充岔釁謬蟹淺太暇帛該斧烤蛀筑炬邪粒庚厄穆張釣砰桂稱幸睦嘻芥佯料權廊吾嶼恫紳理姿喜同喳占濕焊是斑賬膝毛壩旨觀余扎嘴謅淳禽憚蕪壘電餌渣冰綜恫囤嘆例肪紅諒炮循悅鉸淳迪瞞晰預揖螟二灶屜毛糾柬讕歹壁堿柴露椅付糠窄役埋輔燒搖偵份檬眩追總醫(yī)賠侄聘汰勘偵夜他晝乍贊貝祖棵光黨偉窖慈棕混愧提侵餞環(huán)屜礦淑龜衣逾辨貶氈以慰汐耿慕奉貝栗名纖衣反西糟做甚砂