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焊接用自調式滾輪架的設計

文章出處:原創 編輯:拋丸機發表時間:2015-4-17 9:42:04 瀏覽人數:655,1,0
摘要:著重分析了焊接用自調式滾輪架的設計原理、結構,比較了與蝸輪型焊接滾輪架的不同,并對主傳動軸的強度進行了校核。

   在壓力容器制造過程中焊接是一道關鍵工序,在組對焊接時迫切需要一種輔助支架來帶動工件旋轉協助完成焊接工作。焊接用自調式滾輪架就是應這種需求而設計的,它是用于埋弧自動焊接的輔助工裝。

1、滾輪架的設計原理及使用范圍:
1.1、設計原理:
   滾輪架的運動簡圖如圖1所示。滾輪架分為主動支架和被動支架兩部分。主動支架和被動支架的間距為2 150mm,主動支架在O軸上通過剛性聯軸器和十字滑動聯軸器來連接傳遞桿,從而傳遞動力。而被動支架之間無傳遞桿,靠工件與滾輪的摩擦力產生運動。

圖1 滾輪架運動簡圖

 主動支架的運動機理是通過電磁調速電動機(7.5 kW,120~ 1 200 r/min)和擺線針輪減速器(XWE-74-1/841)實現無級調速、通過3個齒輪傳動,帶動滾動支架上的工件進行旋轉,支架上滾輪的滾動速度范圍是0.32~ 3.2m/min,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。

1.2、使用范圍:
   該滾輪架的設計載荷為50t。如圖2所示,焊接的筒體直徑范圍為最小焊接直徑Dmin= 1 200mm,最大焊接直徑Dmax= 5 000mm。若實際載荷為50~ 100t,則可以把兩組滾輪架串聯起來使用。
圖2 滾輪架的最大和最小使用范圍
圖2 滾輪架的最大和最小使用范圍

2、滾輪架的結構設計:
   新設計的滾輪架采用齒輪傳動。當齒輪突然受載產生反轉時,嚙合齒輪只是隨著反轉,而不會產生折齒現象。因此該滾輪架克服了蝸輪型滾輪架易折齒的不足,是一種實用合理的設計。

2.1、軸上零件的配置:
   O軸作為主傳遞軸,它承擔著傳遞動力的作用,在轉動過程中,必須保證同心。
   為了保證載荷分布均勻,防止受載后滾輪架產生不同軸旋轉而增大的彎矩,決定在主傳遞軸上左端采用調心軸承(連剛性連軸器),右端采用向心球軸承(連十字滑塊聯軸器),這樣可以充分保證滾輪架上的容器運轉平衡,焊縫均勻;防止傳動軸轉動過程中的偏心,使各支架同步轉動,并可吸收工作的部分沖擊力。

2.2、滾輪的傳動結構設計:
   滾輪直接與工件接觸,若滾輪為鋼質,則滾輪與工件為同種材料,摩擦減少,工件容易打滑。故滾輪采用鋼、膠組合形式。舊式滾輪結構是灰口鑄鐵加單層膠皮,而膠皮的承載能力在5t以下,在重載的情況下,膠皮就會撕裂,往往不足兩個月就要更換新膠皮。
   新設計的滾輪上開有橫向槽和縱向槽,以增加橡膠的縱向和橫向抗拉能力。而且橡膠采用丁苯橡膠,內有8~ 10層的夾布層,這樣增強了橡膠的強度,提高了滾輪的使用壽命。

3、軸的強度校核:
   當容器在滾輪架上滾動時,Ⅰ軸是主要的承載零件,它承受元寶輪支架和工件的重力G、齒輪的切向力Dt、軸承的支反力N1和N2,它屬于懸臂支撐,因此它內部的彎矩較大。
   根據材料力學的第四強度理論,經過校核(計算過程略),Ⅰ軸滿足強度條件。

4、結論:
4.1、采用齒輪減速裝置,避免了用蝸輪減速裝置產生的折齒現象。該傳動機構運轉平穩,容器焊縫均勻,它的效率是蝸輪減速型式的2.5倍。
4. 2、滾輪橡膠采用夾布結構,鋼輪上開槽,增強了橡膠的縱向和橫向抗拉能力,提高了滾輪的使用壽命。
4. 3、傳遞桿上選用調心軸承,各傳遞桿之間用十字滑塊聯軸器連接,保證了支架的同步運轉。


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