35吨混合式焊接滚轮架的设计

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1、武汉理工大学《工装模具课程设计》说明书35吨混合式焊接滚轮架的设计1焊接滚轮架分析1.1课程设计题目分析焊接滚轮架是借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊接旋转的变位机械。焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接。焊接滚轮架按结构形式分为两类：第一类是长轴式滚轮架，第二类是组合式滚轮架。本次设计的就是组合式滚轮架，它的主动滚轮架，从动滚轮架，混合式滚轮架都是独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合，其组合比例也不是1与1的组合。因此，使用方便灵活，对焊件的适应性很强。本次课程设计即是组合式滚轮架，草

2、图如下图1-1组合滚轮架草图1.2给定参数吨位：35TG=35×103×9.8=3.43×105N焊接滚轮的圆周速度：V=6~60m/h范围内无级可调。中心角：主要计算结果及参数武汉理工大学《工装模具课程设计》说明书2方案的选择与确定2.1滚轮驱动方案的拟定为使焊接滚轮架的滚轮间距调节方便可靠，组合便利，采用主动轮单独驱动的设计方案，即每个主动轮单独利用一台电动机和减速机构驱动。不过要注意解决好各主动轮的同步问题，在选用电动机和减速机结构上要尽量选用特性一致且经过实测的使用。2.2传动方案的确定整个传动

3、过程实质上是一个减速过程，且总的传动比比较大，可以采用三级减速：一级皮带轮减速；一级摆线针轮减速器减速；一级蜗轮蜗杆减速。传动方案简图如下图所示图2-1传动方案简图2.3滚轮的直径的确定由表1可知本次设计的34t滚轮架选取滚轮直径Dr=500mm；工件筒体直径Dmin=500mm，Dmxa=4000mm。当中心角的>130时支反力和圆周力急剧增大，相反，当角太小时，滚轮架上的筒体焊件放置有可能不稳定。因此在实际应用中为使焊件在滚轮架上获得可靠的稳定性，并保证焊件可以平稳的转动应小于40度我国制定的焊接滚

4、轮架行业标准（ZBJ/T33003-1990）中规定中心角应在45度到110度之间。滚轮直径Dr=500mm工件筒体直径Dmin=500mmDmxa=4000mm武汉理工大学《工装模具课程设计》说明书滚轮的转速：n=1000V/（πDr）/60=1000*（6~60）/（500π）/60=（0.0637~0.637）r/min式中Dr——mm，V——m/s表2-1焊接滚轮架技术参数当工件直径为500mm时，带入数据得两滚轮间距为819.15mm当工件直径为4000mm时，带入数据得两滚轮间距为1722.

5、08mm。因此两滚轮间距的调节范围选定为：810mm~1730mm之间2.4偏心系数的确定中心角的使用下限，主要受焊件静载稳定性的制约，当给定后，偏心距只有满足滚轮的转速n：（0.0637~0.637）r/min武汉理工大学《工装模具课程设计》说明书焊件才不致于从滚轮架上掉下而破坏其稳定性，则：ε=，式中D——mm取ε=0.023计算与校核3.1焊接滚轮架的设计计算3.1.1驱动圆周力和摩擦力的计算图3-1焊接滚轮架受力简图1—焊件2—主动滚轮3—从动滚轮图3所示为焊件滚轮架及焊件的受力简图，图中2为一

6、列主动滚轮，3为一列从动滚轮。当重量为G、其偏心距e=0的筒体焊件1静置在主、从动滚轮座上时，则主、从动滚轮上的支反力相等，即式中—中心角；D—焊件直径；Dr—滚轮直径；L—主、从动滚轮之间的横向距离；当即时，Ffmax=3.43×105/2/cos55°=2.99×105Nε=0.02Ffmax=2.99×105N武汉理工大学《工装模具课程设计》说明书当即时，Ffmin=3.43×105/2/cos22.5°=1.856×105N当焊件的偏向距不为零时，在主动滚轮圆周力F1的作用下，逆时针转动，则焊件

7、是受力情况如图2所示。图中F2是焊件借助摩擦力带动从动滚轮转动时，滚轮作用到焊件上的反力。此时(1)(2)(3)(4)与主动滚轮轴搭配的轴承圆锥滚子轴承，故f=0.02，滚轮采用组合轮（钢轮与橡胶轮相结合），故μ=，橡胶面和钢轮面各占一半，故取μ=1.65。初定滚轮轴径dr=80mm，则，取b=102当时：Ffmin=1.856×105Nf=0.02u=1.65初定滚轮轴径dr=80mm武汉理工大学《工装模具课程设计》说明书=N当时：时，F1=8783ｘ103ＮF2=1.923ｘ103NFf1=1.79

8、6ｘ105NFf2=1.961ｘ105N时，F1=0.099ｘ105ＮF2=0.031ｘ105N武汉理工大学《工装模具课程设计》说明书通过比较上述两组计算结果，可发现第组的计算结果较大，故后续计算应采用第组的计算结果进行计算。3.1.2滚轮轴上的载荷的计算由于同一列上的滚轮数量为2，即，所以载荷作用不均匀系数。则作用在一个主动滚轮上的载荷作用在一个从动滚轮上的载荷3.1.3滚轮轴径大小的计算设主动滚轮轴上两轴承中点间的距离L=327mm，则