环缝焊机机械部分说明指导书.doc

环缝焊机机械设计方案阐明
机械完毕指标规定；
1. 完毕对长度为1000mm柱形钢管焊接，钢管直径在20mm-200mm之间。
2. 焊接位置不定，规定焊枪可以在小范畴内进行左右和上下移动。
3. 焊接时转动一圈时间在3-4min之间，规定设计合理减速装置。
4. 规定焊接时，钢管能在竖直平面能转动，转动角度≥90°。
机械构造设计阐明；
1. 环缝焊机整体构造阐明
如图1所示，环缝焊机主体某些（从左往右）涉及减速装置、旋转平台、三爪卡盘夹紧装置、焊机组件、锥形顶块、末端弹性组件以及滑轨电源机箱等辅助装置。各某些详细位置如图所示。

焊接圆管
末端弹性组件
锥形顶块
旋转平台
可调焊机组件
三爪卡盘夹紧装置
减速装置

图1 环缝焊机整体构造图
2. 环缝焊机各某些构造阐明
1. 减速装置
给环缝焊机采用齿轮二级减速设计方式，来减少伺服马达转动速度，达到所需要转动速度，减速装置整体安装图和细节图如图2、图3所示。

三爪卡盘
选转平台
减速装置

图2 减速装置安装图
定位安装板2
定位安装板1
伺服电机
减速齿轮

图3 减速装置细节图
2. 旋转平台
将整个减速装置和三爪卡盘夹紧装置固定在可以绕着螺纹轴转动安装平台上，当螺纹轴转动时，三爪卡盘就可以夹紧圆管进行转动，同步减速装置依然在工作，使圆管保持转动状态。整个旋转平台安装图和细节图如图4和图5所示。

铝合金机架
三爪卡盘
旋转平台
减速装置

图4 转动平台安装图
螺纹轴
减速装置连接板
固定安装板
旋转舵盘

图5 转动平台细节图
3. 圆管固定装置
整个圆管夹紧装置涉及左端三爪卡盘和右端锥形顶块，运用左端三爪卡盘来夹紧圆管，同步为防止圆管在竖直平面由于重力影响发生偏斜，右端运用锥形顶尖顶紧，最后为了便于更换圆管，将锥形顶块及其安装板固定在丝杆螺纹副上，通过转动右端舵盘，即可实现迅速跟换圆管，整个固定装置整体图如图6所示。
丝杆螺母副
安装板
锥形顶块
焊枪组件
焊接圆管
三爪卡盘

图6圆管固定装置安装图
左端三爪卡盘在夹紧圆管，同步减速装置输出轴通过轴承、法兰来带动三爪卡盘，使得在焊接过程中，三爪卡盘带动圆管转动，三爪卡盘基本细节图如图7所示。右端锥形顶块通过轴承和顶棍固定在安装板上，在焊接过程中随圆管转动1而转动，该锥形顶尖细节图如图8所示。
三爪卡盘
法兰
止推轴承
固定安装板2
齿轮输出轴

图7三爪卡盘夹紧装置细节图

固定安装板
螺纹丝杆副
弹性组件
顶紧装置
止推轴承
锥形顶块

图8锥形顶块细节图
4. 可调焊枪组件
如下图所示，为焊枪某些构造图，将焊枪固定在x和z方向滑轨上并加装小型电机，可以实现焊枪焊接时在水平和上下方向上移动，同步将整个滑轨固定架放在导轨上，可以以便依照柱形钢管焊接位置对焊枪某些进行位置调节。同步在圆管旋转至竖直时，焊枪可以相应在滑轨上移动一段距离并旋转一定角度以进行后续焊接。焊枪整体安装图如图9所示，焊枪组件细节图如图10所示。

安装基座
滑轨
焊枪组件
焊枪固定架

图9焊枪整体安装图
焊枪
直线步进电机2
直线步进电机1
焊枪安装板（带螺纹）

图10焊枪细节原理图
5. 弹性可调组件
在焊接过程中，如果将圆管完全夹紧，在焊接过程中产生热应力会使得圆管在焊接时发生形变，影响焊接质量，为了避免这种现象浮现，在整个焊机最右端添加了一种弹性可调组件，使得圆管在焊接过程中既可以夹紧，同步也避免产生较大热应力。图11和图12分别表达了该组件整体安装示意图和局部细节图。

弹性可调组件
安装板
止推轴承

图11弹性可调组件安装图
末端柱塞
弹簧
套筒（带螺纹）
安装板
顶紧轴
止推轴承

图11弹性可调组件剖面图