焊接操作机毕业设计1

焊接操作机设计说明书

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设计题目：小直径筒体外环焊接操作机设计设计参数：筒体直径D=800～1600mm

单节筒长 L=1800～2000mm

筒节壁厚δ=6～20mm

筒体材料 Q235A

焊接速度 Vh=15～40m\h

设计要求：1.选择焊接方法及施焊技术方案

2.外环缝焊接操作机设计方案论证

3.外环缝焊接操作机设计与计算

4.绘制施工设计图

5.撰写设计说明书

(一)焊接方法的选择及施焊技术方案

1.焊接方法的选择

由参考文献[1]表6-28得根据材料为优质碳素结构钢，厚度为6～20mm.选择CO2气体保护金属极电弧焊。

2.焊丝的选择

由参考文献[1]附录E可得Q235A的化学成分，根据此成分由参考文献[1]表6-33可选出，焊丝牌号为H10MnSiA

由参考文献[2]表4-1，根据板厚为6～20mm并采取平焊位置，选择焊丝直径为1.6～2mm

3.焊接电流的选择

由参考文献[2]表4-2，选择焊接电流为200～600A具体大小根据具体板厚调节.

4.焊接电压的选择

由参考文献[2]表4-2，选择焊接电压为27-36V，具体大小根据具体板厚调节.

5.焊接速度的选择

由参考文献[1]表6-29，焊接速度约为39 m\h

6.焊丝干伸长度的选择

由于在实验和生产时，在一般情况下焊丝干伸长度为十倍的焊丝直径较为合适，所以选择干伸长度为16～20mm

7.气体流量的选择

CO2气体的流量主要是对保护性能有影响，CO2气体的流量要有一定的挺度，免受空气的污染和破坏，根据焊丝直径选择气体流量为20L\min

8.电源极性的选择

CO2气体保护金属极电弧焊由于具有非轴向过度的特点，为了减少飞溅，所以选择直流反极性焊接，即焊件接负极，焊枪接正极.

9.坡口选择

由文献[3]表5.4得

如图，选择V形坡口，坡

口角度a=60°当厚度＜12mm时，

间隙钝边G=0mm钝边量R=2mm

当厚度12＜δ＜20mm时G=1mm

10.焊机的选择

由文献[4]表3-33选NZC-500-1型自动二氧化碳弧焊机，参数如下

电源电压 380V

额定电流 500A

送丝速度 96～ 960m/h

焊接速度 18～ 120m/h

焊丝直径 1～ 2mm

焊车重量 25kg

控制箱重 110kg

焊车尺寸 625*310*800mm

控制箱尺寸 950*610*890

参考价格 13000元

（二）外环缝焊接操作机设计方案论证

由文献[1]表5-29选择滚轮架外形尺寸为2780*1269*1169mm摆轮中心高600mm.操作机焊接机头安装在伸缩臂的一端，伸缩臂通过滑鞍安装在立柱上，可沿立柱升降，立柱直接固定在底座上，伸缩臂的进给运动为司服电动机驱动，其伸缩速度在15～ 40m/h并且无级可调。

（三）外环缝焊接操作机设计与计算

1.伸缩臂的行程

由文献[1]表5-29选择滚轮架外形尺寸为2280*1269*1169mm摆轮中心高600mm.伸缩臂长L＞2780/2=1890mm，所以设计伸缩臂行程为2000～3500mm。

2.升降机构的升程

由于摆轮中心高600mm，所以焊点的最低尺寸应为600+800=1400mm，选取1200mm，由于滚轮架高1169mm所以焊点的最高尺寸为1169+1600=2769mm，又因为伸缩臂有一定的厚度，所以选取追高行程为3200mm，所以升降机的升程为1200mm～3200mm。

3.伸缩臂的材料及尺寸的选择

材料选45钢，尺寸为5000*250*100mm厚度为10mm的箱形钢，

4.立柱的材料及尺寸的选择

材料选45钢，尺寸为3500*300mm厚度为20mm的筒形钢

5.结构形式

由文献[5]表2-14得，选择螺旋传动形式，司服电动机通过丝杠驱动螺母运动以带动伸缩臂升降，丝杠下端为悬垂状态，恒速或变速升降。

由文献[5]表2-15得，司服电动机通过齿轮驱动固定在伸缩臂上的齿条，

从而带动伸缩臂在滑块上伸缩。

6.强度计算

G3

如图：

（1）.伸缩臂的重量

G0=mg=ρVg=7800（250*100-230*80）*5000*109 *9.8=2522.52=2523N

当伸缩臂伸出最长时，长端的重量为

G2=2523*3500/5000=1766N

短端的重量为

G1=2523-1766=767N

所以提升时的滑套与立柱之间的压力设为N1焊车重为G3，取h=510mm所以有

N1h+G1L1=G2L2+G3L3

N1*510+767*750=1766*1750+25*3500*9.8

N1=6613N

由文献[5]P189得，立柱与滑块之间的摩擦力为

F=N1*f=6613*0.1=662N

所以提升力P为

P=G0+G3+F=2523+25*9.8+662=3430N

（2）.验算伸缩臂外伸至极点而滑套与立柱间不发涩的条件

把G1，G2，G3等效成G2时的作用点为

G2L2+G3L3-G1L1=G2L0

L0=（1766*1750+25*3500*9.8-767*750）/1766=1909.8=1910mm

取L4=210mm所以有

h/（L2+L4）=510/（1910+210）=0.241

由文献[1]P189

2fK a=2*0.1*1.2=0.24＜0.241

所以不会发涩

（3）.提升机构的功率

由文献[1]表5-35得

丝杠传动η1=0.5，摩擦传动η2=0.88，滚动轴承η3=0.99

所以总传动η=η1*η2*η3=0.5*0.88*0.99=0.4356

由文献[5]表2-18得选取最大提升速度

v=3000mm/min=3m/h

所以功率N=Pv/60000η=3430*3/60000*0.4356=0.3937KW

（4）.选取电动机

由文献[6]选取电动机型号为130SZ04

转距为19500 转速为3000 功率为600W 电枢电压220V 励磁电压220V 电枢电流3.8A 励磁电流0.18A

7. 伸缩机构计算

（1）伸缩阻力的计算

取L4=600mm L5=450mm

则有