畢業(yè)設(shè)計（論文）-埋弧焊車結(jié)構(gòu)設(shè)計

Ⅰ埋弧焊車結(jié)構(gòu)設(shè)計Structuraldesignofsubmergedarcweldingvehicle全套圖紙加V信153893706或扣3346389411學(xué)生學(xué)號：學(xué)生姓名：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：職稱：起止日期：ⅡⅢAbstractIntheindustrialfield,submergedarcweldingiswidelyusedinthefieldsofpipeline,pressurevessel,bridge,railwayvehicle,shipbuildingandsoon.Submergedarcweldinghasthecharacteristicsofstableweldingperformanceandhighproductionefficiency.Itissuitablefortheweldingofstainlesssteel,copperandlowcarbonsteel.Submergedarcweldingisakindofweldingmethodinwhichthearcburnsunderthefluxlayer.Itsinherentadvantagesofstableweldingquality,highweldingproductivity,noarcandlittlesmokeanddustmakeitthemainweldingmethodinthemanufactureofimportantsteelstructuressuchaspressurevessels,pipesectionsandboxbeamsandcolumns.Submergedarcweldingvehicleisadevicetorealizeverticalwelding,horizontalweldingandhorizontalwelding.Generally,theweldingcarusesthetracktolimititsmotiontrack.Nowitisnecessarytodesignaweldingtrolleythatcantracktheweldbyitsowndesignwithoutusingthetrack.Thestructureofthetrolleydirectlyaffectsthestabilityandpositionoftheweldingtrolley,aswellastheweldingquality.Submergedarcweldingvehicleisakeyequipmentinautomaticweldingandanimportantguaranteetoimproveengineeringefficiency,weldingqualityandautomationlevel.Inordertomeettherapiddevelopmentofheavymachinerymanufacturing,shipbuilding,bridge,transportation,andcomponentindustries,itisurgenttodevelopnewtypeautomaticweldingcarsthatcanbewelcomedbyusersandhaveadvancedperformance,highstabilityandreliability,andeasytouse.Thedesignparametersofsubmergedarcweldingvehicleinthisdesign:walkingspeed25~200cm/min;Thediameterofweldingwireis3.2~6mm;Thewirefeedingspeedis20~200cm/min.Itisrequiredthattheweldingtrolleyshallrealizethefunctionsofwalkingandwirefeeding(speedregulation),andhavethefunctionofguidingthesubmergedarcweldingweld.Thetrolleyshalltravelstably,andtheradialadjustmentoftheweldinggunissmallduringwelding.Keywords:submergedarcwelding;Welding;Structuraldesign;Travelingmechanism;Wirefeedingmechanism

1目錄在工業(yè)領(lǐng)域中，埋弧焊廣泛應(yīng)用于管道、壓力容器、橋梁、鐵路車輛、造船等領(lǐng)域，是最主要的焊接生產(chǎn)手段。埋弧焊具有焊接性能穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高的特點，適用于不銹鋼、銅、低碳鋼的焊接。焊接中的焊接工藝非常重要，有效的保證了焊接質(zhì)量，焊接接頭成形的效果。埋弧焊的焊接是由自動送進的焊絲在預(yù)先放置的顆粒狀焊劑下電弧進行燃燒，電弧不外漏，所用金屬電極是不間斷送進的光焊絲的焊接工藝，是一種在提高生產(chǎn)效率的同時，保持焊接性能穩(wěn)定的焊接方法。自從埋弧焊工藝出現(xiàn)之后，就在不斷地發(fā)展中，至今此項工藝已經(jīng)比較成熟。因為它的高效焊接技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，進入21世紀(jì)的今天，科學(xué)技術(shù)得到飛速發(fā)展，人們更加重視高效化焊接，對焊接工藝不斷進行突破性研究，雖然出現(xiàn)了多種優(yōu)質(zhì)、高效的新焊接工藝，但是埋弧焊的應(yīng)用依然沒有受到影響。埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的電弧焊方法。埋弧焊工藝主要應(yīng)用于鋼板結(jié)構(gòu)的焊接?？梢院附拥牟馁|(zhì)有:碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、耐熱鋼、不銹鋼、復(fù)合鋼板等。埋弧焊工藝廣泛應(yīng)用于船舶、鍋爐、起重機械、冶金機械、石油管道、化工容器等工業(yè)制造部門。埋弧焊工藝的實施過程由以下四個要素組成:(l)焊接電源接在導(dǎo)電嘴與工件之間使通過導(dǎo)電嘴送出的焊絲與工件之間生成電弧?為焊接過程提供熱能。(2)焊絲由焊絲盤經(jīng)過送絲機構(gòu)和導(dǎo)電嘴?送入焊接區(qū)。(3)顆粒狀的焊劑由焊劑漏斗經(jīng)過軟管均勻地堆敷在待焊區(qū)域。(4)焊絲、焊絲盤及送絲機構(gòu)、焊劑及焊劑漏斗、焊接控制盤等通常裝在一臺焊接小車上以實現(xiàn)焊接電弧的移動。在正常的焊接條件下焊接小車的移動速度就是該工藝條件下的焊接速度[2]。在管道制造和鍋爐膜式壁等實際焊接中電弧不移動焊接過程是在焊件(鋼板和鋼管)的移動條件下實現(xiàn)的。埋弧焊實施工藝焊前準(zhǔn)備埋弧焊在焊接前的準(zhǔn)備工作相當(dāng)重要，包括焊劑烘干、焊件的坡口加工、待焊部位的清理工作、焊件的裝配以及焊絲材料的清理。2.1.1坡口的選擇與加工由于埋弧焊能夠適用較大的電流焊接，電弧具有強大的穿透力，所以在焊接厚度不大時，可以選擇不開口焊接。但當(dāng)焊件越來越厚時，為保證焊件焊透，應(yīng)該采取開坡口來進行焊接，坡口一般為Y型、X型較多。坡口加工應(yīng)嚴(yán)格按施工標(biāo)準(zhǔn)進行，埋弧焊坡口設(shè)計一定要依據(jù)母材稀釋率較大的特點，考慮母材對焊縫性能的影響作用，確保焊縫根部焊透和消除夾渣。依據(jù)埋弧焊電流使用范圍，當(dāng)板厚小于14mm，可以不開v口，裝配時留有一定間隙：板厚為11–22mm，一般開v性坡口；板厚22–50mm時開X型坡口。坡口加工可以使用刨邊機、氣割機等。2.1.2焊件的清理坡口內(nèi)的鐵末，水銹，油污等在焊件裝配前均應(yīng)徹底去除干凈，凹凸部分焊前應(yīng)采取打磨方式保證其平整度。焊件裝配及對接中應(yīng)嚴(yán)格控制接縫間隙均勻，保證高低平整不錯邊[1]。2.1.3焊件的裝配埋弧焊要求接頭部位間隙合適，無錯邊情況，裝配時依據(jù)板厚度不同的情況，進行定間距、定位焊的實施。另外在接頭部位采取加引弧板和熄弧板，目的是避免起弧和息弧出時出現(xiàn)缺陷。2.1.4焊接材料的清理焊絲、焊劑是埋弧焊所使用的焊接材料，在焊之前應(yīng)檢驗并烘干焊劑以及做好焊絲表面的清理工作，避免因雜質(zhì)影響到焊縫金屬的組織、性能。焊絲在成型后應(yīng)妥善保存，注意要進行必要的防腐蝕、防銹的處理工作，以保證焊絲表面的清潔，對于清理可利用除銹機進行。焊劑的保存要在規(guī)定的溫度烘干及做好保溫工作，注意采取防潮措施，這樣做是為了更好地保證焊接質(zhì)量。2.1.5對接接頭單面焊對接接頭埋弧焊，焊件選擇開口或不開口。開坡口根據(jù)焊件不同要求，所達到的工藝目的也不同。如進行合金鋼焊接時，可以控制融合比；而在進行低碳鋼焊接時，可以控制焊縫余高等。對接接頭單面焊一般選用以下方法：在焊劑墊上焊，在臨時襯墊上焊，懸空焊等。2.1.6對接接頭雙面焊一般情況下雙面焊是焊件厚度在10–40mm的對接接頭情況下所采用的方法。接頭形式依據(jù)鋼種、板厚、接頭性能標(biāo)準(zhǔn)的不同，一般采用I型、Y型、X型坡口[2]。埋弧焊的焊接過程如圖1一1所示。由連續(xù)送進的焊絲在預(yù)先堆敷的顆粒狀焊劑層下燃燒電弧。電弧的熱量使焊絲、焊劑及工件母材金屬熔化。在電弧區(qū)由金屬及焊劑的蒸氣形成一個空腔?電弧就在該空腔內(nèi)穩(wěn)定燃燒?？涨坏牡撞渴呛附z與母材金屬熔化形成的液體熔池?？涨坏捻敳繛槿廴趹B(tài)焊劑形成的熔渣。熔池金屬中進行著激烈而復(fù)雜的焊接冶金反應(yīng)?形成的氣泡快速逸出熔池表面。高溫下的液體熔池金屬?受到熔渣?電弧區(qū)氣氛的保護?不受空氣的有害作用。焊接過程中?隨著焊接電弧相對焊件的不斷地向前移動?電弧力將會把液態(tài)金屬推向熔池的尾部?并且逐漸的冷卻?凝固而形成焊縫。同時敷蓋在高溫液體金屬上面的熔渣?也不斷冷卻?凝固?最終覆蓋在焊縫金屬上而形成渣殼。在埋弧焊接過程中?由于焊絲連續(xù)不斷地送進到電弧區(qū);焊絲端部在電弧。在埋弧焊接過程中，由于焊絲連續(xù)不斷地送進到電弧區(qū)；焊絲端部在電弧熱量的作用下不斷熔化；焊接小車也以一定的速度沿待焊部位向前移動；所以在埋弧焊工藝中，送絲速度、焊絲熔化速度、焊接速度三者之間應(yīng)當(dāng)相互配合，以達到最佳的平衡狀態(tài)，才能保持焊接過程的穩(wěn)定性，確保焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)良品質(zhì)。⑴生產(chǎn)率高：由于埋弧焊所使用的焊接電流值比較大，相應(yīng)的電流密度也比較大。焊條電弧焊與自動埋弧焊的焊接電流、電流密度比較，見表1-1[3]。因此，這種工藝的電弧熔深能力以及焊絲的熔化速度都是非常高的，如圖1-2所示[2]。在一般情況下，I型坡口，單面一次熔深可達20mm。同時，埋弧焊的焊速比較高，厚8~10mm的鋼板對接，單絲埋弧焊工藝的焊速可達50~80cm/min，而焊條電弧焊僅為10~30cm/min[4~5]。⑵焊接質(zhì)量高：由于氣、渣保護作用，使得熔化的液體高溫金屬不與空氣接觸。因此，焊縫金屬中含氮、氧量比較低。而且熔池金屬凝固結(jié)晶比較慢，使得焊接冶金反應(yīng)進行的比較充分。減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋的可能性。此外，焊接工藝參數(shù)可以通過自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持穩(wěn)定；對于焊工技術(shù)水平要求不高；焊縫成形好；焊縫成分穩(wěn)定；焊接接頭力學(xué)性能好?？傊附淤|(zhì)量高。⑶可以自動調(diào)節(jié)：在埋弧焊過程中，焊接工藝參數(shù)可以自動調(diào)節(jié)并保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。因此，既保證了焊接質(zhì)量，又減輕了勞動強度。⑷勞動條件好：埋弧焊的弧光不外露，沒有弧光輻射。此外，機械化的焊接工藝減輕了焊工的勞動強度。這些都是埋弧焊獨特的優(yōu)點?？傊?，埋弧焊可以采用比較大的電流。與焊條電弧焊相比，最大的優(yōu)點就是焊縫質(zhì)量優(yōu)良，焊接速度快。因此，埋弧焊特別適用于大型工件的直縫和環(huán)縫焊接。而且易于實現(xiàn)機械化。1.1.3埋弧焊工藝的缺點⑴埋弧焊采用顆粒狀的焊劑以堆積的形式進行保護。因此，該工藝一般只適用于平焊和角焊位置的焊接。對于其他空間位置的焊接，則應(yīng)采用特殊裝置等技術(shù)措施，以確保焊劑對焊接區(qū)的覆蓋，并且防止液體熔渣及熔池金屬的流淌，才能獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。⑵埋弧焊時，不能直接觀察到電弧與坡口的相對位置，應(yīng)該特別注意防止焊偏。如有特殊要求應(yīng)采用焊縫自動跟蹤裝置，以保證從導(dǎo)電嘴送出的焊絲對準(zhǔn)焊縫。⑶埋弧焊使用的焊接電流比較大，電弧的電場強度也比較高。當(dāng)焊接電流小于100A時，則電弧的穩(wěn)定性較差。因此，該工藝方法不適宜焊接薄板結(jié)構(gòu)。⑷由于埋弧焊焊劑的主要成分是MnO、SiO2等金屬及非金屬氧化物。因此，難于焊接鋁、鈦等氧化性強的金屬及其合金。⑸該工藝適宜于長焊縫的焊接。由于埋弧焊機的機動靈活性比較差，焊接設(shè)備也比較復(fù)雜，短焊縫的焊接體現(xiàn)不出生產(chǎn)效率高的特點。船舶甲板的拼接焊縫長度為幾米至幾十米，由于焊縫為長直焊縫且鋼板較厚，通常埋弧焊焊機進行焊接，埋弧焊的焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接生產(chǎn)率高、弧光及煙塵很少，非常適合用來焊接此類焊縫。因此，如何提高埋弧焊的焊接適用性，實現(xiàn)焊接的智能化，自動化等問題引起各大造船企業(yè)的重視，目前埋弧焊主要使用軌道式小車進行焊接，如圖1.1所示。然而傳統(tǒng)的軌道式埋弧焊小車存在以下幾個問題：（1）采用是軌道式的行進方式，在焊接前需要大量的時間用于對軌道的安放和校正。（2）軌道式的行進方式導(dǎo)致在焊接時焊接小車不能對軌道誤差或者焊縫直線度誤差造成的偏移進行實時調(diào)控。（3）焊接小車的行進距離和焊接長度都受限于軌道的長度，靈活性很低。（4）軌道式的埋弧焊焊接小車由于軌道的存在，不方便攜帶，便攜性相對與其他焊接方法而言很差?；谝陨系膯栴}，一種無軌式的埋弧焊焊接小車亟待研發(fā)。因為無軌式的埋弧焊焊接小車不需要導(dǎo)軌式埋弧焊的焊前的調(diào)整工作，可以大大縮短焊接前的準(zhǔn)備時間，提高了焊接工作效率，同時在焊接過程中通過對于焊接小車上的焊槍位置進行調(diào)節(jié)，還可以實現(xiàn)對焊接過程進行實時的調(diào)控，確保焊槍對準(zhǔn)焊縫的中心。最后履帶式埋弧焊焊接小車不會像導(dǎo)軌式焊接小車受到軌道的限制，本身具有很大的靈活性，可以方便迅速的在施工現(xiàn)場各個工作位置間移動。1.2.1無軌道焊接機器人發(fā)展現(xiàn)狀歐美及日韓地區(qū)對移動焊接機器人的研究工作開展較早，已有產(chǎn)品應(yīng)用于實際工程，而我國也對移動焊接機器人的研究也逐漸重視起來。（1）國外發(fā)展現(xiàn)狀：焊接機器人的研究在國外起步相對較早，已經(jīng)摸索出了一套較完備的機器人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在世界上眾多行業(yè)內(nèi)有著廣泛應(yīng)用，研發(fā)出的機器人更功能更為全面，實用性更好，也更加穩(wěn)定可靠，更改了很多傳統(tǒng)工業(yè)中的作業(yè)方式。目前為止很多國家都有著掌握高端自動化工業(yè)機器人技術(shù)的著名公司。比如美國的AdeptTechnologe、AmericanRobot、STRobot，德國的庫卡、CLOOS公司，日本的發(fā)那科、安川、川崎等機器人公司，意大利的科瑪公司，瑞典的ABB公司，奧地利的IGM公司等[7]。這些機器人公司很好的向世界證明了自動化工業(yè)設(shè)備在生產(chǎn)中的重要性，但同時也逐漸在很多行業(yè)中處于壟斷地位，與此同時，國外的很多高校及研究機構(gòu)也在對移動焊接機器人進行研究。首爾國立大學(xué)的NamkugKu等學(xué)者研制了一種自驅(qū)動移動焊接機器人。機器人用于焊接封閉雙殼結(jié)構(gòu)中的U形焊接區(qū)域，能夠通過600mm寬、800mm高的檢修孔將自身置于雙殼結(jié)構(gòu)中。機器人的機械系統(tǒng)由八軸移動平臺和六軸焊接單元組成?？刂葡到y(tǒng)由主控制器、焊接機控制器（電弧傳感器板）和焊縫跟蹤傳感器（即觸摸傳感器、激光傳感器和電弧傳感器）組成，主控制器嵌入安裝在移動平臺的背面[8]，如圖1.2所示。（2）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：我國開發(fā)工業(yè)機器人晚于美國和日本，起于20世紀(jì)70年代，早期是大學(xué)和科研院所的自發(fā)性的研究。到80年代中期，全國沒有一臺工業(yè)機器人問世。而在國外，工業(yè)機器人已經(jīng)是個非常成熟的工業(yè)產(chǎn)品，在汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。鑒于當(dāng)時的國內(nèi)外形勢，國家將工業(yè)機器人的開發(fā)列入了發(fā)展計劃，對工業(yè)機器人進行了攻關(guān)，特別是把應(yīng)用作為考核的重要內(nèi)容。近年來由于我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源的大量需求，與能源相關(guān)的制造行業(yè)也都開始尋求自動化焊接技術(shù)，全自動焊接機器人逐漸嶄露頭角。隨著數(shù)字化技術(shù)日益成熟，代表自動化焊接技術(shù)的數(shù)字焊機、數(shù)字化控制技術(shù)業(yè)已面世并已穩(wěn)步地進入市場。三峽工程、西氣工程、航天工程、船舶工程等國家大型基礎(chǔ)工程有力地促進了先進焊接工藝特別是焊接自動化技術(shù)的發(fā)展與進步。目前國產(chǎn)焊接機器人有沈陽新松、廣州數(shù)控、上海新時達、安徽埃夫特、南京埃斯頓等品牌產(chǎn)品。潘季鑾院士團隊研制了一種全位置弧焊機器人，是能夠在垂直陡壁上進行作業(yè)的移動機器人，應(yīng)用領(lǐng)域主要是用來在壁面、球面及管道等曲面上爬行焊接，如圖1.4所示。該機器人是在國內(nèi)外首次研究成功的全位置爬行機構(gòu)，該機構(gòu)具有很強的負(fù)載能力和良好的受控性能，運動靈活，在立面和仰面上負(fù)載能力可達120kg。隨著大型結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用越來越多，這種機器人有著廣闊的應(yīng)用前景。這種機器人機械系統(tǒng)的任務(wù)是將攜帶的焊接裝置移動到壁面上所需達到的任意位置，移動機構(gòu)主要采用履帶式移動機構(gòu)，在壁面上的吸附方式主要采用電磁吸附的方式。整個系統(tǒng)由爬行機構(gòu)、圖像傳感系統(tǒng)、控制電路及計算機信息處理控制系統(tǒng)組成。爬行機構(gòu)是機器人的運動動力系統(tǒng)，圖像傳感系統(tǒng)與計算機信息處理系統(tǒng)組成焊縫識別系統(tǒng)，以識別焊縫；控制電路與計算機控制系統(tǒng)組成焊縫跟蹤系統(tǒng)，以實現(xiàn)焊縫跟蹤，通過控制電磁鐵吸附可以達到對磁吸力的控制，使得履帶塊運動時能自由脫離壁面，靜止時又能夠提供足夠大的電磁吸附力。爬行機器人在江西省江聯(lián)公司大型球罐等壓力容器生產(chǎn)企業(yè)進行現(xiàn)場生產(chǎn)試驗，機器人自動跟蹤情況很好焊接成型美觀[11-14]。上海交通大學(xué)研制了一種輪足組合全位置自主焊接機器人，該機器人設(shè)計目標(biāo)是解決在大型非結(jié)構(gòu)件設(shè)備表面焊接所存在的角接焊縫等復(fù)雜焊接難點，采用輪足組合式移動越障機構(gòu)，并采用可調(diào)節(jié)永磁吸盤的運動平臺，并安裝五自由度機械臂以實現(xiàn)焊接，如圖1.5所示。機器人安裝了紅外傳感器和超聲傳感器用于檢測障礙物，能夠通過雙目視覺進行環(huán)境識別和路徑規(guī)劃，通過手眼視覺系統(tǒng)進行智能自主焊接[15]。1、設(shè)計參數(shù)：行走速度25~200cm/min；焊絲直徑3.2~6mm；送絲速度20~200cm/min。2、設(shè)計要求：焊接小車應(yīng)實現(xiàn)行走、送絲（調(diào)速）功能，具備對埋弧焊焊縫的導(dǎo)向功能。小車應(yīng)行走平穩(wěn)，焊接時焊槍徑向調(diào)整較小。為了達到上述設(shè)計指標(biāo)，必須要對埋弧焊小車進行方案設(shè)計，主要設(shè)計到埋弧焊小車的動力機構(gòu)和送絲機構(gòu)。小車的行走機構(gòu)我選擇了兩種結(jié)構(gòu)，一是履帶式驅(qū)動方式，其好處是地面環(huán)境適應(yīng)力強，適合復(fù)雜路線及地面，二是采用輪式驅(qū)動方式，其優(yōu)點是行走時平順性好，噪音較小。第二是送絲機構(gòu)，第一種采用全齒輪傳動方式，焊絲首先經(jīng)過校直滾輪校直以后，開始送絲。第二種是采用拉絲式送絲機構(gòu)，拉絲式機構(gòu)的送絲滾輪位于送絲軟管之前，即安裝在焊槍上，這種送絲機構(gòu)靈活性好。下面詳細介紹下兩種方案的特點。埋弧焊結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案一：行走機構(gòu)：采用履帶式移動方式，在小車后車身上安裝兩個交(直)流伺服電機，小車的后驅(qū)動依靠兩個后交(直)流伺服電機單獨驅(qū)動兩根履帶，具有較強的驅(qū)動力，雙履帶為小車左、右配置，從動鏈輪的芯輪軸置于可前后和上下移動的調(diào)節(jié)滑塊和彈性懸架上，在小車體的前端兩側(cè)安裝有前驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪，前交(直)流伺服電機、前減速器和轉(zhuǎn)向步進電機均安裝在小車體的電機座上，前輪既起轉(zhuǎn)向作用又具有驅(qū)動功能，小車牽引力得到增強，能滿足在小車負(fù)載較大時對牽引力的需求，轉(zhuǎn)向精度高。送絲機構(gòu)：采用全齒輪傳動方式，焊絲首先經(jīng)過校直滾輪校直以后，開始送絲。主動輪安裝在電機輸出軸上，為了實現(xiàn)一個主動輪驅(qū)動兩個傳動輪，要設(shè)計一個中間輪，中間輪一方面將主動輪的轉(zhuǎn)動傳遞給兩個傳遞輪，同時也拉開了兩個送絲輪之間的距離，有利于傳送焊絲。埋弧焊部分結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案二：行走機構(gòu)：使用一級蝸輪蝸桿減速器變速裝置的行走機構(gòu)是在埋弧焊小車市場上被廣泛應(yīng)用的一種行走機構(gòu)。其主要結(jié)構(gòu)由直流伺服電機經(jīng)過聯(lián)軸器傳遞給蝸桿之后，再經(jīng)過蝸輪減速來控制小車的速度。但是，這種變速機構(gòu)的箱體一方面在加工方面很困難，加工精度需求很高，加工工藝十分復(fù)雜，裝配也比較困難；精度控制好，平順性較好。送絲機構(gòu)：采用拉絲式送絲機構(gòu)，拉絲式機構(gòu)的送絲滾輪位于送絲軟管之前，即安裝在焊槍上，這種送絲機構(gòu)靈活性好，不易出現(xiàn)焊絲卡死現(xiàn)象，送絲速度穩(wěn)定。但因送絲滾輪裝在焊槍上，焊槍顯得較重。機構(gòu)不輕便。綜合上述的兩種方案的優(yōu)缺點，我本次設(shè)計擬采用輪式小車方式進行詳細設(shè)計，采用直流電機驅(qū)動蝸輪蝸桿減速器帶動車輛行走，對于送絲機構(gòu)則采用拉絲式送絲機構(gòu)，此方式包裝靈活性好，不易出現(xiàn)焊絲卡死現(xiàn)象。附方案簡圖。第二章埋弧焊車設(shè)計分析2.1小車行走部分傳動方案設(shè)計輪式行走小車傳動系統(tǒng)有很多種：三輪傳動系統(tǒng)、四個輪子的傳動系統(tǒng)以及其他類型的傳動系統(tǒng)。以下是兩種應(yīng)用范圍比較廣的小車傳動方案的設(shè)計。方案一：四輪傳動系統(tǒng)這種四輪傳動系統(tǒng)是在原來汽車運動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展得到的應(yīng)用廣泛的一種系統(tǒng)。這種類型的小車傳動采用兩個電機單獨來進行驅(qū)動兩個后輪行駛，所以這里使用了直流伺服電動機作為小車的電源推動力，這種四輪傳動方案的轉(zhuǎn)向的小車機動性較好，適合在空間比較小的路面和過道環(huán)境中工作。它的傳動系統(tǒng)圖如下圖2-1所示。圖2-1四輪傳動系統(tǒng)方案二：三輪傳動系統(tǒng)這種三個輪子的傳動系統(tǒng)也是先通過電機再到減速器進行增大轉(zhuǎn)矩來提供動力，所以我們還是采取直流伺服電機來進行推動力的提供，電機提供的動力通過兩個后軸進行傳動。這種三輪類型的小車制造成本較低，簡便可靠，但傳動和控制的穩(wěn)定性不好。其對應(yīng)的傳動系統(tǒng)簡圖如下圖2-2所示。圖2-2三輪式傳動系統(tǒng)通過以上的描述可以得出：四輪傳動系統(tǒng)相較于三輪傳動系統(tǒng)更加平穩(wěn)，對于承受重的載荷的車輛具有較大的好處，運行時可以避免小車發(fā)生偏移，而三輪的傳動系統(tǒng)承載能力較弱，并且在轉(zhuǎn)向時會產(chǎn)生較大的偏移誤差。所以本次設(shè)計方案采取電機驅(qū)動蝸輪蝸桿來進行增大轉(zhuǎn)矩從而實現(xiàn)小車的運行，采用蝸輪蝸桿的傳動方式也可以減小車體內(nèi)部空間的使用，使得小車整體更加輕量化并且減小自身負(fù)載。2.2小車驅(qū)動部分的設(shè)計2.2.1電機的選擇首先假設(shè)估計小車的全長為0.6米，小車的寬為0.35米，小車的高為0.35米，小車的底盤板厚為0.03米，小車的車輪初設(shè)為150mm。初步將小車的負(fù)載設(shè)為30kg?？紤]在負(fù)載狀況下小車的最高行駛速度為200cm/min。由于小車行走的最大速度為200cm/min，則小車的車輪的轉(zhuǎn)速可為：n=200πd≈4.2首先由于原來確定的傳動方式為蝸輪蝸桿傳動，選擇其傳動比為：i可由小車的車輪轉(zhuǎn)速得電機轉(zhuǎn)速：n電=in由于小車本身也是有一定重量的，所以需要對小車自身重量進行計算，可得小車車架的自重為：P=200N(2.3)由于小車的載荷主要是負(fù)載的重力，可得小車的負(fù)載為：G=mg=30求出小車所受載荷后，再分別計算各個輪子所受載荷，由于兩個前輪和兩個后輪是關(guān)于Y軸對稱的，所以有FAFZ=02FMX=0-由公式2.5和公式2.6可以求得：FA=FB=在滾動摩擦阻力偶矩Mf的大小在零和最大值之間，即為0Mmax=δ在上述2.7公式中δ為滾動摩阻系數(shù)，由于滾動摩阻系數(shù)表可知δ一般的取值在2~10之間，所以在這取6mm。所以求其牽引力即為：F=Mmaxeq\o\ac(○,1)、求換算到此電機主軸上的負(fù)荷力矩（TL）為：TL=F+在上述2.9公式中η取為0.7，W取為1681.13N，μ則取為0.15。eq\o\ac(○,2)、求換算到此電動機軸上的負(fù)荷慣量（JL）為：JL=J2+z1在上述公式2.10中J1為小車車輪的轉(zhuǎn)動慣量；JJ3為蝸輪的轉(zhuǎn)動慣量；J4eq\o\ac(○,3)、電機的選定由于該小車是個有負(fù)載的車，在小車焊接時需要對焊縫進行精確的定位，所以先選擇伺服電機。伺服電機擁有比普通步進電機更加良好的定位，使得小車不易偏移受控制的路徑，其抗過載能力較強，還能夠承載較高的額定轉(zhuǎn)矩下的負(fù)載，能夠在出現(xiàn)負(fù)載較高的情況下斷開連接，以達到保護電機和小車整體的作用，這樣不僅可以降低維護小車的成本還能降低維修小車的成本，而且轉(zhuǎn)速較高可以達到三千轉(zhuǎn)及以上，并且在低轉(zhuǎn)速下運行較為平穩(wěn)，響應(yīng)速度也較快，相較于其他類型的電機有高速響應(yīng)的特點。伺服電機的主要參數(shù)是功率（KW），但選擇伺服電機時，并不能按照功率來選，而是通過剛才上述計算的額定轉(zhuǎn)矩和負(fù)荷慣量的值大小，在這里我們選擇直流伺服電機型號為2342l012CR，額定功率17W，額定電壓12V，負(fù)載時轉(zhuǎn)速120rmin2.2.2聯(lián)軸器的選擇因為我們選用的直流伺服電機的軸頸為φ10mm，在強度要求高的情況下，需要對軸徑進行加強，所以聯(lián)軸器與蝸桿軸相接觸連接的地方的軸徑初步選為為φ14mm。圖2-3聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖首先考慮采用的是安全聯(lián)軸器，這樣在正常運行負(fù)載的狀況下可以保證一定的負(fù)載，當(dāng)負(fù)載超過電機和小車的最大負(fù)載時，可以通過安全聯(lián)軸器的斷開，來保護電機和小車的整個框架，防止其發(fā)生意料之外的安全事故和無必要的財產(chǎn)損失。其次是在安全聯(lián)軸器中需要對銷釘進行計算和選用，銷釘?shù)闹睆酱笮】梢园凑占羟袕姸鹊挠嬎銇磉M行選擇：d=8KTπD對于銷釘?shù)牟牧衔疫x擇的是45號鋼然后并對其進行調(diào)制處理，其參數(shù)為：σb=638Mpa,σs=354Mpa.硬度為217~對于銷釘?shù)脑S用應(yīng)力進行計算可得：[τ]=(0.7~0.8)σb=477.8通過查過載限制系數(shù)的選用表可知?。哼^載限制系數(shù)K=1.6，T=0.586N?m。將上述數(shù)據(jù)帶入公式2.11中進行計算可得d=0.647mm，所以先選用d=5mm的銷釘，此時符合剪切強度的要求。1、蝸桿的傳動設(shè)計根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10085-2018的表，將采用漸開線蝸桿傳動方式。2、對于蝸輪蝸桿材料的選擇：在蝸輪蝸桿減速器傳動系統(tǒng)中，考慮蝸桿傳動效率不是非常大，蝸桿主要承受了較大的應(yīng)力，并且在傳動過程中磨損嚴(yán)重，所以蝸桿的材料選用應(yīng)滿足較好的耐磨性，所以我先選用的是45鋼材質(zhì)的蝸桿，以確保其穩(wěn)定性，而蝸輪則需要選擇柔性一些的材料，最好有較好的自潤滑，所以這里的蝸輪則選擇灰鑄鐵HT200制造。3、蝸桿的傳動計算：由于蝸桿在車身后方進行傳動，所以我們先要確定蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2，按照蝸桿頭數(shù)Z=1,故首先先確定效率系數(shù)η=0.7T2=9.55×106×Pηn圖2-4蝸輪蝸桿受力分析圖同理可得T1=28N?由上面所得的數(shù)據(jù)帶入公式計算各力大小可得：Ft1=Fa1=FtFr1=F按齒根的彎曲疲勞強度計算：根據(jù)漸開線蝸輪蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，可以按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計。蝸輪輪齒因彎曲強度不足而失效的情況，多數(shù)發(fā)生在蝸輪齒數(shù)較多或漸開線傳動中。齒根的彎曲疲勞強度計算公式為：m2d查表確定其中的載荷系數(shù)K取值，由于工作載荷較穩(wěn)定，故取0載荷分布不均系數(shù)Kβ=1，選取使用系數(shù)KA=1.15。由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)Kv=1.1,K=KA?Kβ?Kv=1.265(2.18)查表可得出蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[σF]=48Mpa。由于之前的初步選用的傳動比為28，可設(shè)蝸輪的齒數(shù)Z2=28ZV2=根據(jù)x2=0，ZV2=28.13，查機械設(shè)計表可知Yβ=1-γ140°=0.9773將上列公式2.17到2.20所計算到的數(shù)據(jù)帶入公式2.17中，得到齒根彎曲疲勞強度是滿足要求的，初步設(shè)計的參數(shù)符合要求。初取模數(shù)m為1.5，求得d1=20，d2=42。計算蝸輪蝸桿其他技術(shù)參數(shù)中心距：A=12(d1+d2分度圓直徑：d1=20mm；d2=4蝸桿頭數(shù)：Z1=1；蝸輪齒數(shù)：Z25、蝸桿以及蝸輪的參數(shù)計算和確定：（1）蝸桿：軸向齒距：Pa=πm=4.71齒頂圓直徑：da1齒根圓直徑：df1蝸桿軸向齒厚：Sa=(2)蝸桿傳動比：i=z2z1=28蝸輪分度圓直徑：d2=mz蝸輪喉圓直徑：da2蝸輪齒根圓直徑：df2=蝸輪咽喉母圓半徑：rg2=a-16、對于精確的等級公差還有表面粗糙度的選定：因為我此次設(shè)計的埋弧焊接小車是屬于準(zhǔn)確的傳動，所以在國標(biāo)中選擇較高的標(biāo)準(zhǔn)進行生產(chǎn)制造，有利于提高埋弧焊接小車跟蹤焊縫的定位和傳動，所以從國標(biāo)GB/T10089-2018圓柱蝸桿中選擇了七級精度的蝸輪蝸桿傳動。7、對于蝸輪蝸桿的熱平衡進行計算：由于我選擇的是漸開線蝸輪蝸桿傳動，對于漸開線蝸輪蝸桿的傳動會將所產(chǎn)生的熱量傳遞到空氣中，所以這里我并不需要進行熱平衡的計算和校核問題。（1）小車前輪軸的設(shè)計因為小車前輪軸只受到了彎矩的作用而沒有受到任何扭矩的作用，所以前輪軸屬于心軸。求作用在小車前輪軸上的力有：因為F=FcF1=F2=12FC=（2）小車前輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計eq\o\ac(○,1)、我進行初步設(shè)計的初步裝配方案是：通過用輪輻版、螺母、套筒、和滾動軸承等零件依次進行安裝裝配，這是對軸上各段的初步安排。eq\o\ac(○,2)、先可以初步根據(jù)小車前輪軸的軸向定位的要求來選定設(shè)計各軸段的直徑和長度。我先初步選用滾動軸承，因為埋弧焊接小車的前輪軸要進行轉(zhuǎn)向的動作，因而受到了大量的彎矩作用，所以我采用了單列的深溝球軸承。通過對常規(guī)深溝球軸承尺寸對照表我選取了深溝球軸承的型號為6005型：d×D×T=25×47×12，由此尺寸參數(shù)我可以初步確定埋弧焊接小車的前輪軸的軸端面直徑取?25mm，而且埋弧焊接小車的車輪內(nèi)孔取?42mm。右端滾動軸承運用了軸肩進行定位，軸肩取32mm,是因為6005型號的滾動軸承在軸肩為3.5mm的軸中間支撐處取40mm，可以使其具有良好的支撐作用，并且在靠近左端輪輻處增加一個46mm的軸端，況且此軸段長為5mm。已知輪輻的寬度為50mm。由于采用了螺母緊固鏈接，所以壓緊段端面應(yīng)略短于輪輻寬度，所以取值為48mm。確定軸上圓角和倒角尺寸，取軸端倒角為1×45°，各軸肩處的圓角半徑為R1eq\o\ac(○,3)、對于埋弧焊接小車的前輪軸上零件的周向定位：埋弧焊接小車前輪兩端與軸的周向定位采用平鍵連接，從機械設(shè)計手冊的平鍵選用表上可得平鍵選用b×h=6×6，長度選為42mm。eq\o\ac(○,4)、求取小車后輪軸上的載荷：F1=F2=1L1=L2=115mm(2.33Mc=-F1L2=-11235.5Neq\o\ac(○,5)、對小車前軸進行彎曲應(yīng)力的校核：圖2-5小車前輪軸的載荷分布圖這里由圖可知最大的彎矩在軸的中間位置，Mc=-11235.5N?mm，所以我對此截面進行了強度σca=MW≤[由于采用了45號鋼，對其進行調(diào)制之后σ-1=60所以W=πd332-b將公式2.36中所計算出來的數(shù)據(jù)帶入2.35公式中計算于是可以得到：σca=59.91由于這里所計算出來的σca≤σ-1，所以我所選擇的小車前輪軸（3）埋弧焊接小車的后軸計算及其設(shè)計：由于小車的后輪軸在使用過程中不僅受到了彎矩的影響而且還受到了扭矩對它的影響，所以小車的后輪軸就屬于轉(zhuǎn)軸了。eq\o\ac(○,1)、由之前蝸桿傳動計算已知了小車的后輪軸功率為：P2=Pη=0.09×小車的后輪軸轉(zhuǎn)速為：n2=n=4.2小車的后輪軸轉(zhuǎn)矩為：T2=795N?eq\o\ac(○,2)、同樣由之前的蝸桿傳動計算已知了作用在蝸輪上的力為：Ft2=269.86NFa2eq\o\ac(○,3)、先初步確定小車后軸的最小直徑：由于F3=F4=12×FA=28.7N，但由于沒有具體數(shù)值參考，所以我先假設(shè)L3=LM中=-F3L3=5740N?假設(shè)我先取后軸最小直徑Dmin=30mm將上述的計算得出的數(shù)據(jù)帶入之前前軸計算公式2.35中有：σca=MW≤因為W=πd332-于是σca=8.26<[σ-1],由此可知小車的后軸直徑可先取小車的后軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與前軸大體上相同，但是后軸由于中間加上了蝸輪蝸桿的傳動，所以顯得有點差異。下面來計算小車后軸的各段直徑和長度。首先先預(yù)選滾動軸承，因為此時的軸承需要具有同時承受徑向力和軸向力的作用，軸向力承受小，所以先選定深溝球軸承，先初選6206型號的深溝球軸承，它的尺寸為d×D×T=30×62×16，所以小車后軸上兩輪輻端軸長為10mm。先將小車后軸上蝸輪蝸桿設(shè)計在靠左端L1=L2=75mmL3=eq\o\ac(○,4)、在水平面上求其支座反力以及強度的校核：圖2-6小車后輪軸的載荷分布圖其中有：FNH1=FNH2=12Ft2三個集中力作用在后軸截面上的彎矩為：MHD=FNH1?L1=10119.75N?mm。MHA=MHB由靜力平衡方程求出A、B兩點的支座反力。FNV1=FaMa=Fa2D2=404.04N?MA=0，-Fr2?L1-Ma+FNV2?2L1+F(2.41)由公式2.41可以求得：FNV2=-3870Fy=0,FNV1+FNV2由公式2.42求得：FNV1=2287.22求：MVA=MVcMVD左=171541.5N?MVD右=171945.54N?MVB=336226N?mm（4）、計算A、B、C、D的總彎矩M：MA=MMD1=MHD2+MVDMD2=MHD2+MVD小車后軸的轉(zhuǎn)矩：T=T2=795N?mm對小車后轉(zhuǎn)軸進行強度校核：σca=MD2其中：W=πd332-bt(d-t)232=11289。因為選擇由于埋弧焊接小車后輪軸上所受載荷及扭矩比前軸更大，所以在此我僅對后軸上的軸承進行計算以及強度的校核。對于軸承的選用要求，應(yīng)該滿足軸承的壽命Lh要大于2500h，由于之前計算出來了軸的轉(zhuǎn)速為106.16r/min,現(xiàn)在可以先Fr1=FNH2右端軸承所受的徑向力：Fr2=FNH22+從上面兩個公式所得出來的結(jié)果可以看出來，明顯左端的軸承所承受的載荷要大于右端軸承所承受的載荷，所以我僅對左端的軸承進行了強度的校核。（1）由于在軸的尺寸計算中初步選擇了6206型軸承，它的技術(shù)參數(shù)如下：Cr=14910N;COr=10010N；nlim=9500r/min((2)按照額定動載荷來計算軸承承載能力：C=Pε因為我選擇的是球軸承，所以ε取3。且FaFr<e=0.19,所以P=Fr=2749.2N。將計算出的數(shù)據(jù)帶入式子2.48中得到C=6916.6N<1（3）按照額定載荷的校核：由公式COr≥SOPO,根據(jù)機械設(shè)計手冊，取SO=1；因為FaFr<0.8，所以XO=1，（4）進行極限轉(zhuǎn)速校核：nmax=f1f由PC=0.23,取f1=1；FaFr=0.08，查表可以取f1=12.3底盤圖在經(jīng)過上述的各類重要零件尺寸的計算和強度校核之后，基本上確定了各類零件的型號和尺寸的大小，于是可以將設(shè)計好的零部件進行簡單的裝配，由于本題目是機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，所以只包含機械的零件部分，但是在設(shè)計中也是給后續(xù)的控制系統(tǒng)留下了空間余量，方便控制裝置的安裝?？傮w的裝配圖如圖2-11所示。圖2-11總體裝配圖第三章焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1進給機構(gòu)設(shè)計3.1.1進給機構(gòu)總體設(shè)計（1）進給機構(gòu)的組成部分：四輪式埋弧焊焊接小車主要由兩個滾珠絲杠、兩個線性導(dǎo)軌、兩個步進電機、橫向進給機構(gòu)底板、縱向進給機構(gòu)底板、焊槍、彈性聯(lián)軸器以及移動滑塊、墊塊等部件組成。（2）進給機構(gòu)的工作原理：焊接小車焊接時首先將設(shè)備置于需要焊接的工件處，然后通過對焊接小車步進電機的精確控制，使步進電機通過彈性聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠及滑塊運動使得焊接進給機構(gòu)實現(xiàn)在導(dǎo)程上的水平運動與豎直方向上的運動，從而達到調(diào)整焊槍位置的目的，以便進行對焊縫的跟蹤。焊槍通過滾珠絲杠與線性導(dǎo)軌能夠在一定的范圍內(nèi)實現(xiàn)沿著垂直方向、水平方向的運動。加之焊接小車行走部分的運動，焊槍能夠?qū)崿F(xiàn)X，Y，Z三個方向自由度的調(diào)節(jié)，通過對這三個自由度的調(diào)節(jié)，整個進給機構(gòu)能夠?qū)缚p進行跟蹤并精準(zhǔn)焊接。（3）進給機構(gòu)的優(yōu)點：本設(shè)計的進給機構(gòu)自身結(jié)構(gòu)較簡單，能夠穩(wěn)定的運動，從而保證了焊接的質(zhì)量，同時設(shè)備的自動化程度較高，減輕了焊接工人的工作強度。（4）進給機構(gòu)的材料選擇：為了減輕進給結(jié)構(gòu)的重量，該結(jié)構(gòu)的材料選擇使用了鋁合金和45鋼等材質(zhì)。焊接調(diào)整總體的進給機構(gòu)設(shè)計方案，如圖3.1所示。圖3.1焊接小車進給結(jié)構(gòu)的方案圖

3.1.2橫向進給機構(gòu)的設(shè)計（1）整體結(jié)構(gòu)：埋弧焊接小車橫向進給機構(gòu)主要由電機座、固定支撐板、滾珠絲桿及螺母、螺母座、線性導(dǎo)軌及移動滑塊、步進電機、聯(lián)軸器、軸承座、導(dǎo)軌安裝板等零部件組成。具體的結(jié)構(gòu)組成，如圖3.2所示，圖3.2橫向進給機構(gòu)的組成（2）部分運動結(jié)構(gòu)零件的選型，選型條件如下：1）橫向進給機構(gòu)的負(fù)載重量：導(dǎo)軌上的滑塊約為0.25kg，鑲嵌在移動滑塊上的工作滑臺及焊槍約為2kg，固定支架及軸承座約為1kg，焊劑漏斗滿載時的質(zhì)量約為3.5kg，送絲機構(gòu)的部分質(zhì)量約為2kg，總計以上的質(zhì)量約為10kg。行程長度：200mm。工作速度：5mm/s。游隙：0.1mm。精度：±0.5/300mm。單位脈沖進給量：0.015mm。驅(qū)動電機扭矩：1.2N?m。根據(jù)滿足以上的條件查閱《機械設(shè)計使用手冊》進行滾珠絲桿及線性導(dǎo)軌的選型。根據(jù)定位精度選擇P5級的滾珠絲桿；選擇絲杠導(dǎo)程為5mm；由于橫向進給的行程長度為400mm，最高速度為0.2m/s，選擇固定支撐的方法。最終選用D=25mm，L=5mm的精密滾珠絲杠的螺桿，該型號為BNT2505-2.6，加之配套的標(biāo)準(zhǔn)螺母，型號為BNT2505-2.6。滾珠絲桿軸承上的軸承座選擇的是EK角型的軸承座，其公稱型號是EK10，它的內(nèi)圈與軸的配合為過盈配合，軸承外圈與軸承室的配合為間隙配合。對于該導(dǎo)軌，其選用的型號為HSR12RM+600L-2，導(dǎo)軌的長度是580mm，如圖3.3所示。步進電機與滾珠絲杠之間的連接主要是承受的軸向轉(zhuǎn)動的力，基本上是沒有徑向的力，又因為聯(lián)軸器價格低廉，可靠性很高。所以我為此選擇了彈性聯(lián)軸器來進行連接。彈性聯(lián)軸器，如圖3.4所示，（3）裝配：首先安裝時將橫向底板上的步進電機與滾珠絲杠的關(guān)鍵的組件連接好，然后再調(diào)整好絲杠位置，確保滾珠絲杠的安裝精度，再將軸承套與軸承統(tǒng)一安裝在底板上，安裝時注意軸承與軸承套的配合，最后安裝導(dǎo)軌與移動滑塊，調(diào)試滑塊與導(dǎo)軌之間的平滑度，調(diào)整安裝完成之后，再來安裝步進電機，步進電機安裝時需要注意的是電機要與滾珠絲杠同軸心，確保步進電機與滾珠絲杠之間只存在旋轉(zhuǎn)的力，完成這些后，橫向進給機構(gòu)安裝完成，最后安裝防塵套來保護滾珠絲桿避免其精度受到影響。3.1.3縱向進給機構(gòu)設(shè)計整體結(jié)構(gòu)：縱向進給機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與橫向進給機構(gòu)基本上是相同的，同樣由電機座、滾珠絲杠及螺母、螺母座、線性導(dǎo)軌及移動滑塊、步進電機、聯(lián)軸器、軸承座、等零件所組成。主要的區(qū)別是線性導(dǎo)軌長度及相應(yīng)的絲杠行程有所不同?？v向機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)組成，如圖3.6所示。圖3.6縱向進給機構(gòu)的組成（2）部分運動結(jié)構(gòu)零件的選型，選型條件如下：1)縱向進給機構(gòu)的負(fù)載重量：縱向進給機構(gòu)負(fù)載約為10kg，縱向進給機構(gòu)自重約為5kg（其包括固定的支撐板的質(zhì)量約為1.8kg，線性導(dǎo)軌的質(zhì)量約為0.5kg，滾珠絲杠、螺母、軸承座的質(zhì)量共約為1.3kg，步進電機的質(zhì)量約為1.1kg，其余用于固定的螺栓質(zhì)量約為0.2kg），總質(zhì)量約為15kg。2)行程長度：300mm。3)工作速度：5mm/s。4)游隙：0.1mm。5)精度：±0.5/300mm。6)單位脈沖進給量：0.015mm。7)驅(qū)動電機扭矩：1.2N?m。根據(jù)定位精度選擇P5級的滾珠絲杠；根據(jù)步進電機的進給量選擇絲杠導(dǎo)程為5mm；根據(jù)行程長度為200mm，最高速度為0.2m/s，同樣與橫向進給機構(gòu)一樣，選擇固定支撐的方法。最終選用D=25mm，L=5mm的精密滾珠絲杠螺桿，它的型號選擇是BNT2505-2.6以及相應(yīng)的配套標(biāo)準(zhǔn)螺母，其型號為BNT2505—2.6。絲杠的軸承座選擇的是EK角型軸承座，公稱型號為EK10其內(nèi)圈與軸的配合為過盈配合，而它的軸承外圈與軸承室的配合為間隙配合。該導(dǎo)軌選用型號為HSR12RM+250L，導(dǎo)軌的長度為250mm。聯(lián)軸器選型與橫向機構(gòu)相同，使用彈性聯(lián)軸器進行連接。（3）裝配：縱向進給機構(gòu)的結(jié)構(gòu)基本與橫向進給機構(gòu)相同，參照橫向進給機構(gòu)的裝配即可。首先在裝配兩個底板時，需要注意的是移動滑塊與絲杠的轉(zhuǎn)動副和橫向底板之間必須保持在統(tǒng)一的平面上，確保了滾珠絲杠轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動副能夠?qū)⑿D(zhuǎn)力傳動給移動滑塊，滑塊能平滑的帶動橫向底板進行運動，從而不出現(xiàn)卡死的情況，最后安裝防塵套來保護滾珠絲桿避免精度受到影響。3.2其余機構(gòu)的選擇與裝配當(dāng)相應(yīng)的焊接調(diào)整進給運動機構(gòu)確定后，還需要確定送絲機構(gòu)、焊劑漏斗、焊槍系統(tǒng)、控制箱、焊絲盤等其他的部件。3.2.1送絲機構(gòu)送絲機構(gòu)的組成：送絲機構(gòu)是向焊槍輸送焊絲的重要部件，它主要由焊絲盤，送絲電機，矯直滾輪、送絲滾輪，焊絲導(dǎo)向軟管等部分部件組成。它一般可分為兩輪送絲機構(gòu)和四輪送絲機構(gòu)，考慮到結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕便，我們采用兩輪送絲機構(gòu)。送絲機構(gòu)的方式：我采用的是拉絲式送絲機構(gòu)，拉絲式機構(gòu)的送絲滾輪位于送絲軟管之前，即安裝在焊槍上，這種送絲機構(gòu)靈活性好，不易出現(xiàn)焊絲卡死現(xiàn)象，送絲速度比較穩(wěn)定，但因送絲滾輪裝在焊槍上，進而焊槍顯得較重。機構(gòu)不輕便。送絲輪結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)焊絲的不同直徑將送絲輪分組，不同規(guī)格的焊絲配備相應(yīng)的送絲輪，這樣既保證了焊絲從進絲嘴到出絲嘴的直線性，又能保證送絲輪齒輪的嚙合中心距。并且送絲輪和送絲輪齒輪設(shè)計成一體，這樣有兩個好處:a.能更好的保證送絲輪和送絲輪齒輪的同心度，減少徑向跳動，提高送絲的穩(wěn)定性.b.既能保證齒輪的嚙合中心距，又能保證壓緊焊絲的同時，送絲輪留有一定的備磨量。3.2.2導(dǎo)電嘴焊絲的接電是靠穿過導(dǎo)電嘴實現(xiàn)的，因此，導(dǎo)電嘴必須是導(dǎo)電率高，且耐磨，與焊絲接觸要可靠。導(dǎo)電嘴一般用令拔銅、鉻鋁美青銅、鎘青鋼皺青銅制成。導(dǎo)電嘴為易損件，需經(jīng)常更換，如果導(dǎo)電不好，使悍接過程不穩(wěn)。出現(xiàn)“漿”現(xiàn)象。3.2.3立柱，橫梁立柱和橫梁采用MZ-1250型號埋弧焊機小車的立柱，橫梁，符合要求。3.2.4焊絲盤焊絲盤的容量為2kg,也采用MZ-1250型號埋弧焊機小車的上面同規(guī)格的焊絲盤。3.2.5焊劑漏斗焊劑漏斗的容量采用一般埋弧焊小車的漏斗規(guī)模。3.2.6控制箱小車控制箱由箱體，面板，控制電路板等組成。埋弧焊小車所有的控制按鈕全部都由此控制箱實現(xiàn)，比如：小車的啟?？刂?，電源控制，送絲控制，焊接速度，焊接電壓，焊接電流等等。焊槍等各系統(tǒng)的組裝：將焊接送絲輪安裝在焊槍上，焊劑輸送的軟管安裝在焊接機頭前并使其位于同一直線上，焊劑漏斗用于盛放焊接時所用的焊劑，將焊劑漏斗通過焊接固定在連接焊槍系統(tǒng)上，焊劑漏斗通過焊劑輸送的軟管便于焊劑的輸送。焊絲盤及控制箱通過立柱和支座固定于焊接小車的后方，避免干擾送絲的完成。結(jié)論致謝本論文是在陳老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，陳老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、勤奮認(rèn)真的工作作風(fēng)和誨人不倦的敬業(yè)精神，都使學(xué)生受益匪淺、終身難忘。老師淡薄名利、寬厚幽默的人格魅力更是潛移默化的影響著我的人生觀。在此，我謹(jǐn)向尊敬陳老師致以崇高的敬意和深深的謝意！“桃李不言，下自成溪”，學(xué)生唯有以不斷的努力來回報恩師的厚愛。在大學(xué)就學(xué)期間，還得到了各科任課老師、班主任、等老師的指導(dǎo)和幫助，在此深表謝意！我還要感謝班級里一起學(xué)習(xí)的兄弟們。謝謝你們大學(xué)期間給我?guī)淼臍g樂，我會永遠記得大家一起瘋一起玩的日子。最后要特別感謝我的父母和親人，感謝父母多年的養(yǎng)育和教誨，在學(xué)習(xí)上給予我一如既往的支持和鼓勵，在生活上給予我無微不至的關(guān)懷和照顧，在精神上給予我努力前進的動力，我取得的每一點進步都離不開他們的支持。

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