60吨焊接变位机设计（CAD图纸全套完整）

如各类焊接夹具船舶焊接专机汽车底板焊接生产线各类龙门焊接机焊接机器人及周边设施等。

其中最常见的通用配置有操作机滚轮架变位机等焊接变位机械。

如图.焊接变位机械指是在焊接过程中改变焊件焊机及焊工空间位置来完成机械化，使其有利于减少焊接时间，提高劳动效率，减轻工人劳动强度，提高焊件质量，并能充分发挥各种焊接方法的机械设备。

焊接变位机械可分为焊件变位机械焊机变位机械和焊工变位机械。

焊件变位机械是在焊接过程中改变焊件空间位置，使其有利于焊接作业的各种机械设备。

其中滚轮架变位机翻转机回转台就是焊接变位机械。

在多数场合下，焊件变位机械和焊机变位机械相互配合使用，用来完成纵缝横缝环缝空间曲线焊缝的焊接以及堆焊作业。

在以弧焊机器人为中心的柔性加工单元和加工系统中，焊件变位机械也是组成设备之。

在复杂焊件焊接和要求施焊位置精度较高的焊接作业中，例如窄间隙焊接空间曲面的带极焊接等，都需要焊接变位机械的配合，才能完成作业。

其中焊件变位机械最多也最常用。

本论文主要是设计了吨焊接变位机的整体机构和主要零件。

焊接滚轮架焊接变位机焊接翻转机焊接操作机图.焊接变位机械.焊接变位机的功能及结构形式焊接变位机是将工件回转倾斜使焊件上的焊缝置于有利于施焊位置的焊接变位机械。

焊接变位机的几种常见形式如图.座式焊接变位机。

是应用最广泛的种焊接变位机，其稳定性比伸臂式焊接变位机要高。

工作台有个整体翻转的自由度，可以将工作翻转至理想的焊接位置进行焊接，另外工作台还有个回转的自由度。

其适合工程机械的小型焊接件及些管类轴类盘类等中小型复杂结构的焊接。

型双回转焊接变位机。

其工作装置型，有两个方面的回转自由度，且两个方向都可以任意回转。

此变位机与其它类型变位机相比，开敞性好，容易操作。

双立柱单回转式变位机。

其主要特点是立柱端电机驱动工作装置沿个回转方向运转，另端随主动端从动。

两侧立柱可设计成可升降式，以适应不同规格产品。

该种变位机结构简单适合装载机的后车架压路机机架等工程机械长方形结构件的焊接。

这种型式变位机的缺点只能在个圆周方向回转，选择时要注意焊缝形式是否适合。

型双座式头尾双回转型式。

在单回转变位机的基础上被焊结构件在另外个空间又增加个旋转自由度。

这种型式的变位机焊接空间大，工件可被旋转到需要的位置。

有较高的稳定性，适用于大型和重型工件的翻转变位，能较好地满足焊接质量的要求。

型双回转焊接变位机。

型回转形式与型机相同，只是为了方便夹具体的设计，根据结构件的外形，变位机的工作装置稍作变动。

该种型式焊接变位机，适合装载机的铲斗挖掘机的挖斗等焊接。

焊接变位机要具备的性能有焊接变位机械要有较宽的调速范围，稳定的电流和功率。

在动力传动行程中要有自锁传动，以免动力源切断时，焊件因重力作用而发生事故。

与焊接机器人和精密焊接作业配合使用的焊接变位机，视焊件大小和工艺方法的不同，其到位精度点位控制和运行轨迹精度轮廓控制应控制在.之间，最高精度应可达.。

有良好的接电接水接气设施，以及导热和通风性能。

整个结构要有良好的密闭性，以免焊接飞溅物的损伤，对散落在其上的焊渣药皮等脏物，应易被清除。

工作台面上应设有安装槽孔，能方便地安装各种定位器件和夹紧机构。

座式焊接变位机型双回转焊接变位机双立柱单回转式变位机型双座式头尾双回转型式图.变位机种类方案设计.设计的基本参数基本承载能力吨工作台直径工件偏心距回转角度翻转角度焊接速度.变位机的总体方案设计图.变位机的总体图采用座式焊接变位机，工作台连同回转机构通过倾斜轴支承在机座上，工作台以焊速回转，倾斜轴在的范围内恒速倾斜。

该机为座式焊接变位机，稳定性好，般不用固定在地上，搬移方便。

.驱动系统方案工作台回转方案工作台的回转运动应有较宽的调速范围，从调速平稳均匀，要有双向回转功能和自锁功能。

第种方案电动机驱动，经过减速器减速后通过齿轮传动带动工作台回转，要求无级变速。

第二种方案在全液压变位机，采用液压马达来驱动及控制工作台回转的速度和角度。

工作台翻转方案工作台的倾斜速度恒定，运动要自如平稳并有多重自锁功能。

第种方案电动机经过减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜，该方案目前应用很广。

第二种方案在全液压变位机中采用液压缸直接推动工作台倾斜，对液压驱动方面的要求较高。

第三种方案电动机经过减速器减速后通过螺旋副使工作台倾斜，该方案应用很少。

.导电装置方案焊接变位机作为焊接电源二次回路的组成部分，必须设有导电装置。

焊接时，强大的焊接电流通过工件和工作台经导电装置传至工作台倾斜轴，再由位于倾斜轴返回到焊机的负极。

导电装置提供了个顺畅的电流回路，有效地防止了焊接电流直接通过齿轮副和轴承，既保证足够的焊接电流，又使机构免遭电流损坏。

第种方案采用外接导电装置，主要是采用电刷式的，它由电刷电刷盒刷架组成，结构形式多样，在焊接变位机中应用最广。

第二种方案采用自身导电。

必须采用以下措施使用带有石墨成分的润在轴向力的作用下，各传动副之间轴承内外圈之间要接触紧密。

自身导电然省去了专用的导电装置，但对变位机各传动副的装配间隙要求较严，使用中又需经常检查和调整，比较麻烦，采用不多。

回转机构设计.工作台回转机构工作台带动吨工件以焊速在内回转。

其回转系统的如图.所示。

其传动路线大致为驱动电机回转减速机回转支承工作台。

工作台固定于回转支承上，回转支承固定在支承梁上。

回转支承外围上的大齿轮与减速器输出轴小齿轮啮合，通过与减速器输入轴连接的电机的驱动，形成工作台的回转运动。

电机和减速器输出轴直联，利用电机的失电制动器来对回转运动进行制动和自锁。

图.回转机构传动简图.回转支承的选择在回转系统中，工作台是固定在回转支承上，通过回转支承将工作台与支承梁连接，这样不仅提高了工作台的回转精度，也提高了工作台的刚性。

参照相关样品的选型计算，我选择单排四点接触球式回转支承，标准中的单排四点接触球式回转支承，回转中心大，支承面积大。

是由两个座圈组成，结构紧凑重量轻，钢球与圆弧轨道四点接触，能同时承受轴向力径向力颠覆力矩。

外圈为齿轮，外圈与工作台用螺栓固联，内圈与钢梁联接。

动力从齿轮副传入，带动工作台旋转。

我选取的回转支承型号为。

查机械设计手册表，其主要的参数如下回转中心直径为滚子直径为总高承参考重量为外齿轮模数齿数外齿轮.外齿轮回转系统承载的总重量图.偏心距和重心距示意图件工件的高度假设工件为圆柱形，材料为钢，则密度为.，直径为。

..件.∏台工作台高度假设工作台高度为综合重心高件台承台工作台的重量工作台材料为，密度为.采用肋板增加强度减少重量。

台.∏..综合重量计算回转支承的最大倾覆力矩已知条件.工件重量允许最大偏心距回转轴转角回转倾斜角变位机的回转支承受力状态如图.所示，在焊件和夹具的综合重量作用下，回转支承的倾覆力矩是由绕轴和轴的弯矩，合成，考虑到图.回转支承倾覆力矩图则点截面所受的弯矩为.由式.和.知，弯矩是，的二元函数，其值是变化的。

现需要求出最大值，以便校核。

令.对上式进行求偏导并令其为零，求出的最大值，即可求出弯矩的最大值。

因为上式是关于三角函数的代数式，由于它的周期性，所以上式结果为多个解。

结合已知条件，解如下最大值出现在时，代入求得.•齿轮的参数即与回转支承啮合的小齿轮该齿轮是和回转支承上的外齿轮啮合，其模数是确定的。

这里只校核其强度。

经过减速器减速后，回转支承之间的传动比.表齿轮的参数计算项目计算内容计算结果确定主要尺寸齿数取传动比.分度圆直径齿宽小齿轮的校核小齿轮用，渗碳淬火，硬度。

表小齿轮的校核计算项目计算内容计算结果转矩.•.•接触疲劳极限查，图.圆周速度∏∏精度等级由表.选级精度使用系数由表动载系数由图齿间载荷分配系数由表.，先求....ε.εεε齿向载荷分布系数由表•载荷系数....弹性系数由表节点区域系数由图续表接触最小安全系数由表应力循环次数由表.，估计接触寿命系数由图许用接触应力验算ε•...•计算表明，接触疲劳强度较为合适。

注表中图和表查看参考书。

.选择工作台的回转电机电机的驱动功率已知条件焊接点最大线速度回转最大转速∏.∏.η.回转系统的传动效率考虑到减速器效率为.，回转支承的齿轮传动效率为.由焊接工装夹具与变位机械式功率计算公式ηη...当对工件实行自动焊接时，焊接线速度是定的。

随着工件的大小及焊缝位置的改变，焊缝的回转直径也是改变，所以要求工作台的回转速度必须是无级调速的，实现不同的工件不同的焊接位置达到相同的线速度，达到焊缝的质量要求。

工作台的线速度在之间，速比为。

工件在装夹后，在不同的回转速度下，有工件重心的偏心距产生的回转扭矩是定的，所以要求电动机的输出扭矩为恒扭矩。

就目前来说，能实现恒扭矩无级调速的电机有三种系列普通异步交流电机。

系列普通异步交流电机般只能实现的恒扭矩调速，而且功率扭矩性差，不能满足要求。

直流电机。

直流电机调速技术发展比较早，有良好的起制动性能，在很大范围内能平滑的调速，但其体积大成本大，能耗大，对电网也有影响，县被逐步取代。

交流变频电机。

交流变频电机的调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种变频电机调速系统中效率最高，同时性能也最好，是交流变频调速的主要发展方向。

在比较之后，选择交流变频电机，该电机在调速时转差功率不变，调速系统效率最高，性能最好。

利用该电机在基频以下属于“恒转矩调速”的特性，将电机功率调低，达到输出转速速比，输出恒扭矩的要求。

我选系列变频调速三相异步电动机，该类电机与变频器装置组成机电体化系统，为恒转矩运行区，为恒功率运行区，调速比为。

查机械设计手册，选型号为，其主要数据如下表