网架杆件自动焊接机械的设计

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1、网架杆件专用自动焊设备及设计1．概述网架行业是新崛起的行业，随着大型现代建筑的日益增多而快速发展。网架在建筑领域中是一种新的结构、先进的技术。体育场馆、剧院、影院，候车大厅、加油站、机库等大型建筑无不使用网架结构。但它的加工制造却属于机械范畴。我国的网架厂规模一般较小，但厂家数量较多，各种规模的网架厂足有百家以上。网架架制造的关键工序就是网架杆件的焊接，即在钢管的两端各焊一个锥形封头，钢管与封头之间的焊缝为一环形焊缝，形状简单而规则，且两端两个环焊缝一样。网架行业发展虽快，但生产工艺水平并不先进，目前大多数网架厂采用的杆件

2、焊接工艺还是传统的焊条电弧焊法，这种工艺方法生产率低，劳动强度大，环境条件差，焊接成本高，焊缝的外观及内部质量受人为因素影响较大，无法确保工程质量。网架杆件的焊接是简单规则焊缝的大批量重复焊接，非常适于采用自动焊工艺方法，国内有研究所也设计制造出了网架杆件自动生产线，因为自动化设备昂贵，无法在中、小网架厂中推广，因此需要研制结构简单、经济实惠的网架杆件专用自动焊机。2．设计过程2．1设计要求网架杆件专用自动焊机应具有无级调速性能，主轴转速可在0.5-4.6r/min范围内连续调节,以便焊接40-300MM各种直径的钢管；要

3、有速度显示，以便于焊接人员及时掌握焊接速度参数；要有环缝重叠量控制，以便于通过重叠量调节来改善焊缝收口处的外观质量；机头到尾座之间的距离应能在500-3500MM调整，以适应不同长度杆件的焊接；焊枪要具有三维直线调节功能及二维旋转调节功能，便于调整焊枪角度和焊接缝对中。焊接强度（使用H08MN2SI焊丝）》=490MPA。通过对环缝重叠的控制，不仅可提高收尾焊缝的质量，且可进行多层焊接。将杆件夹持好后，按动按钮一次就要完成整个焊接过程；焊接效率要高、焊缝质量要好、操作简单、成本要低。2．2机械部分的设计机械部分为卧式结构，

4、由床身、机头、焊枪三维调节机构、尾座等组成。为减轻重量，床身采用槽钢（12#槽钢）焊接结构，分两段制造，每段长2M，两个支座，两之间用螺栓连接。机头主轴由直流电机加行星齿轮减速器驱动，该电机的额定转速N=3000R/MIN，行星齿轮减速器的减速化为216，输出转速为N机头=13。9R/MIN，可见远大于上面提出的转速要求，为此，在减速器输出和主轴之间又加了一级齿轮减速，减速比为3，故总的减速比I总=IXI齿轮=216X3=648，输出转速在0—4。6R/MIN变化。所以，电机转一圈，机头相应地转动1/648圈，约0。56O

5、，满足了焊接工艺对转速的要求。本机有两个焊枪支座，为适应杆件长度的变化，焊枪支座可沿床身长度方向移动，到位后固定。垂直方向上的调节靠套筒在立柱上的移动来完成，靠套筒下方的开口环支撑与定位。套筒可绕立柱转动，靠紧固螺钉周向定位。另外，垂直和水平两个方向由丝杆、螺母机构进行微调，微调行程为40MM。尾座起夹紧支撑作用，可减小长焊件焊接时的径向跳动。为适应杆件长度的变化，尾座也要沿床身长度方向移动，到位后用螺栓、螺母固定。由尾座套筒的伸缩运动来实现对焊件的夹紧，套筒的伸缩行程为80MM，为减小杆件转动阻力，尾座套筒上装有活项尖。

6、3工艺方案选择3．1弧焊电源的选择电器部分，因网架杆件管件所用钢材多为Q235，就目前的技术水平来说，焊接结构钢高效而价廉的方法是CO2气体保护焊。故选用NB-350型半自动焊机作配套电源，额定焊接电源为350A，所用焊丝为0。8MM，1。0MM，1。2MM。用半自动焊焊枪代替自动焊的机头使整体轻巧，另外，必要时还可将焊枪从焊机上取下来进行半自动焊接。3．2控制功能的设计与选择因CO2半自动焊机本身具有提前送气、滞后停气的功能，主轴的无级调整功能由调速电路板上的电位器实现，主机控制箱的功能相对比较简单，所以采用了继电器逻辑

7、控制，实现的控制功能如下：主轴开始转动-----计数器递减计数、测量并显示转速-----滞后一段时间，送丝机构开始送丝、起弧焊接-----计数器由预置值递减到零时，即达到了预定焊接长度时，主轴停转----滞后一段时间，停止送丝、熄弧-----下一工作循环。测速和停机控制由接近开关加递减计数器完成，伺服电机每转一周，接近开关输出一个脉冲。递减计数器对接近开关输出的脉冲进行递减计数，递减到零时，发出停机信号。另设一电路，对接近开关单位时间内输出的脉冲数进行计数，转换成每分钟转数，送数码管显示出当前的转速。电气原理如图1。由计数

8、控制器的预置数来控制焊缝的周向长度，648个计数单位对应一周，一个计数单位对应0。56。换相开关SA3用于调整与自动之间进行切换。SA3拨到调整位置时，KA1得电，其常开触点闭合，电机带动主轴开始转动，由与调速板相连的电位器调速转速，由速度显示模块上的数码管可以看到转速的变化，对速度满意时，将SA3拨到