机械制造中使用的焊接翻转台.pdf

机械 制造 中使用 的焊接翻 转：-I 台 L|蟪豇：、，一 I ，窖 看 0 t (俄)等 著 1 技术进步 的最重要 和最有效 的发 展方 向之一就 是实现生 产过程，其 中包 括焊 接过程 的 全盘机械化和 自动化。在焊接生产中，焊接工作本身所 占的工作量不会超过总工作量的 2 5 3 0，剩余的工 作就是装配及其它工作，其中包括运输及其它辅助工作，如工件调试、修整、检测等。在工件 制作过程中，我们必须多次绕其水平轴翻转工件，这个翻转工作用 翻转台来完成是最合理、最有效、最安全 的。运 用焊接 翻转 台可 以大大提高劳动生产率、缩短 生产周期、确保 得 到高 品质 的产品。这 是 因为使用 翻转 台可 以扩 大 自动焊 的应 用，可以使焊铵 工作总是在 方便操 作 的位置下 进行，甚 至可 以提高工作 的安全性，因为 翻转 台能使最 危险 的操 作一 翻转 工件实现 机械化。5 0多年来，前苏联重 型机器制造工艺研叠 院，生产联 合 公 司一直在 从事 各种 翻转 台的研究、设计、制造、安装 调试及推广应 用工作、，翻转台项 目的大部分工作都是由重型机器制造工艺研究院的专家根据实验并考虑到生 产 的特殊性及用户 的具体要求来完成 的。根据不同用 途，翻转 台可以分为通用型及专用 型阿大类。前 者用途 广泛，可 以用 于不 同 种类的工件；后者使用范围较窄，仅适用 于某类特定形状 的工件，甚至专 门用于某些尺寸固 定 的工件，或者专用于某一工件。有 些专 用 翻转 台甚 至是为某 条 机械化 或 自动化 生产 流水 线专门设计的。此外，翻转台还可依其结构形式进行分 类，如可分为权支架 翻转 台、单 支架 翻转 台、链 式 翻转 台、杠杆式翻转台、千斤 顶式 翻转 台及滚轮式翻转 台等。甚 至还可 以依据 翻转 台保证 工 件绕固定轴翻转的程度或者使工件升降或平移的程度进行分类。绕固定轴转动的双支架翻转台的应用最广泛，原因是与其它类型的翻转台相比，它具有 用途广泛、结构简单、价格低、消耗驱动 功率 不高等优点。丽 消耗 驱动功 率不 高 的原 因则在 于工件绕着转动的纵轴正好与工件 的重 心相重合。台 成 齿 整 上 轴 花 长工件都可 以在 这样 的翻转 台上 进行 焊 图 1 带可移 动小车的双支 架翻 转 台 32 维普资讯 http:/ 接。双支架翻转台常常用于焊接那些不需要转动 3 6 的工件。此时，工件的一个已经焊好 的面可用于固定工件，这对于焊接较长的非刚性工件尤为重要。这是 因为在两个支架之间 无法设置辅助支架(托架)，仅靠翻转台支架 的紧固卡爪无法牢牢 固定住这类工件。在这种 场合，人们就在翻转台的两个支架上装一个转动架，再将工件牢固地固定在转动架上。图 2所 示 为装 有转 动 架 的双 支架 翻 转台，它由前驱动支架 l 和后从动支架 4 组成，工件 2固定在转动架 3 上。转动架 支承面与转动轴之问的距离，可依据工件 的具体尺寸进行调 整，因而能减小转 动力 矩。翻转台的前支架上配置有能导人压 缩空气的装置，使我们可以用气动夹紧装 置来 紧圊工件。负荷能力 不 大(5 O 0千 克)的 翻转 台，通常以手 工转 动。图 2装有转动架的双支架翻 转 台 对于小工件，人们通常使用单支架翻转台，这不仅使操作者易于接近工件，且可节约劳 动场地，提 高生产场地利 用率。带 可升 降顶针 的双支架 翻转 台，除可 以翻转 工件 外，还可 以通过 升降其顶 针来 举升 或降下工件。在安 放和固定工件时，人们将顶针降到最低位置，而在转动工件 时，则先将顶针升到所需位置。工件的大 部分焊缝 都是在放下顶针使工件处于最 低位置 的情 况 下完成 的。图 3所 示为 带 升降顶针 的双支架 翻转 台，在支架(驱 动 7 一 7 f。I ，L *-一d I-王 一 L 图 3 装备有升降顶针的双支架翻转 台 支架 2和从动支架 7)上装有起重链 条 3，在 起重链 条 3上则装 着措 架 4，横 粱 5装 在滑 架 4 上。起重链条的动作，靠卷扬机 6的运动来实现 横梁 1 的驱动电动机装在滑架上，而滑架 则布 置在驱动支架上。技 术 参 数 负载能力(千克)横梁升降高度(毫米)最 低位置 最 高位 置 横 梁移动速度(米 秒)横梁绕水平轴旋转(度)转 动速 度(弧度 秒)(转 分)外形尺寸(毫米)2 O 0 0 5【x 1 l 8 0 0 0 04 0 3 6 O O 1 l 5 7 5 02 7 8 52 9 o 0 3 3 维普资讯 http:/ 质 量(千克)这些翻转台，基本上用于焊接大型、平直的框架类构 件。人们常用普通 的双支架翻转台来焊接这类工件，此 时，为便于转 动工件，常常在翻转台的两个支架问挖一个 坑，从安全的角度出发，这类翻转台仅适用于少数宽度尺 寸周定不变的长形工件。滚轮式翻转台配有两个滚轮，它们既可以是整体的，也可以是组合的。最初的滚轮式翻转台基本上是用于焊 接框架类和箱体类工件，这些工件通常都紧固在布置于 两个滚轮之间的托架或者周定架上。图 4 所示为一个滚 轮式翻转台系统，它用于装配和焊接质量近于 5吨的内 燃机汽缸体。翻转 台由两个滚轮 1 组成，滚轮之问设置 了可拆卸的旋转胎架 3，胎架的上部2 是可以拆下的。滚 轮支撑在两个从动托轮 7和两个驱动托轮 8上，在托轮 的轴上装有 星形轮 6 星形轮 由电动机 5通过两级蜗轮减 速器 4来驱 动。配组合滚轮的滚轮式翻转台(图 4 的(2)1 通常 皤 于焊接粱架结构件 组合滚轮通常由2 3个甩铰链联 结成一个整圈的扇形部分组成。在装、卸工件时，把痢 形部分 3 打开。这样就可 以将工件从上往下地装在不 拆动的扇形部分 4上。在闭台状态时，可打开的扇 形部分甩螺栓 2紧固，所有 的扇形就组成了一个完整 的圆圈。扇形部分的打开或台上，既可以用手工操作，也可以用机械完成。工件由卡具 l 固定。当工件仅需转动 9 0 或者 1 8 0 时，无需将组合滚轮 合成一个整 圈。与双支架翻转 台相比，滚轮式翻转台的优点在于：可以在旋转胎架上装配和焊接大型框架类工件；易于 接近工件的端头；由于工件的两端之间布置了 托轮 固定 长粱槊工件的条件更好。不足之处 则在于：难于接近位于滚轮之间的工件部位；通 用性差。图 5所示 为链 式 翻 转 台，它 由几 个 支架 I 组成，这些支架 的每一根上都 装有驱 动链轮 2 和从动链轮 5和 6。在链 轮上套着 中间松垂的 链条 3，链条 3 用于支托需要翻转的工件 4。所有的驱动链轮通过纵向传动轴与翻转台 的驱动电动机相联结。图 5中未显示出驱动电 动机。链式翻转 台具有两个重要的优点：即结 3 4 2 1 6 5 囤 4 配整体滚轮(1)和组台 滚轮(2)的滚轮式翻转 台，J 一 毋 囤 5 链式翻转 台 囤 6 配有可逐渐 下降链条 及活动平板的链式翻转台 维普资讯 http:/ 构简单、工作可靠和不需要固定工件。啦每 链，嘲转台难于用在 自动焊接中。这是因为工 件翻转后，仅靠链条支托而没有其它辅助 让 使工件处于静止不动的位置；同时也很 难固定正在运动中的焊接设备的轴心。在焊接大型梁架工件，甚至焊接有近似正方形截 的花格结构件时，我们就采用链条可 以逐渐 下降的链 式翻转 台，图 6所 示即为这种 翻转 台。正 如前面所述，翻转 台由两对 支架 2 组成，支架安装在普通的基础框架 3 上。支架的上部装有从动链轮 I 在每 j 个基础框架上 都装有 1 个驱动链轮9、两个张紧链轮 4、以及 1 个可移动链轮 5，可移动链轮 5 与液压筒 6 相 连。在基础框架上还安装着翻转台的基本拖动装置 1 0，在翻转工件时靠拖动装置使链条 8 发生运动。图中可见，在初始状态(I)，工件位于刚性托板 7上，然后，链条开始逐渐下降。(液压 筒连杆往右移动)当工件处于最低位置时，进行焊接。在转动前，先将工件提升到托板上面()，以便液 压筒拉杆被拉人油缸，链轮 5 向左移动。在转动了 9 o。或者 1 8 0。以后，处于中问位置，工件 叉被 重新放 到托板上。t 在焊接过高(1 5 m)的工件时，会出现难于布置焊工和焊接设备的问题，原因是不能使 用最简单的专用平板，因为它们在操作过程 中会发生翻转。为确保方便地布置焊工和焊接 设备，翻转 台应配置专用平板 固定式 平板 l 2和 活动平板 l 3。前者固定 到翻转 台支架上 部的两边，后者铰接在固定平板上并可借助电动油压筒 l 1 进行升降。在活动平板上铰接着 护栏 1 6，护栏通过拉杆 1 4和铰链】5与翻转台的支架相联结。铰链 1 5的设置要求为，当活 动平板升降时，护栏会顺着这些平板摆放，仿佛要与这些平板重叠在一起，且不占据平板上 方的空间。因此，在转动工件时，焊工就能随意地站在固定平板上，即站在翻转区域外的安 全位 置上。图 7所 示 为杠杆 式 翻转 台，它 由几个 支 架 1、两根纵轴 2(纵轴 2装在 支架 的上 部)和 两组 直角形杠杆(左边杠杆 3、右边杠杆 4)组成。杠 杆式翻转台用于翻转梁类构件。杠杆安放在支 架 中间，且与驱动液压筒 5相连，驱 动液压 简设 置在翻转台的下部。(图 7中未能显示液压 筒 于所有 工况)杠杆式翻转台以下述方式使梁类构件 翻 转：在初始状态 I，所有的杠杆均被松开，其支 承面处于支架工作面的下面，吊车将梁类 工件 吊运 到杠 杆 的 支承 面上。在焊 完 第 1条 焊 缝 围 7 用于翻转梁类构件的杠杆式翻转台(图中 A为已焊焊缝；B为待焊焊缝)后，液压筒将相应的一组杠杆顶起(往左翻则右边液压简顶升)，工件转动 4 5。，其支承面处于 水平位置(状态)。然后，液压筒又顶升起对 面的杠杆，将其移到梁架下面(状态)以后，杠杆被放下先是杠杆 3 卸下工件(状态I V)，然后，工件被放在杠杆 4的支承面上(状态 V)。于是，工件就被翻转了 9 0 o 以备焊接下一条焊缝。在要求翻转 1 8 0 时，重复上述操作 即可。工件可以向任意方向翻转。上述循环操作可 以借助一个终端开关来 自动进行，终端 开关按一定顺序控制着杠杆的运动 因而仅需按一下按钮即可使循环操作 自动进行。此 翻 转台适用于横截面积不大(约 5 0 0 x 5 o 0 n m I)的梁类构件。此外 正象链式翻转台那样，杠杆 3 5 维普资讯 http:/ 式 翻转 台也无 需 王 4：即可使 其在焊接日、J 处 于静止不动状态。图 8所示为 F斤顺式翻转 台，用于将平直 的框架 构 件类 的一 件在 r 一 蕊媾 9 。千斤顶式翻转 台由 转动颦 奄 1 帮 顶 4及 4只可 调整 半轴组 成。半轴 的推 出靠液压筒 来实 现。其 上放 置着工 件 的 转动架可 以绕着两个半 轴转动，此 时另外 两个 半轴是 收 缩进去 的。正如前面所 述，千斤顶式 翻转 台是为特定工 件设 计制造 的，基本上是用于 翻转大尺寸 的平 直框架结 构件。图 9所示 为翻板式翻转 台，它不仅司 以翻转 工件和 把工 件置于方便焊接的位置，还能将工件从一个工 位搬 移到另一 个工位。翻板式 翻转 台 由两块 升降翼板 1、带 两组 车轮 副 的支架 3(车轮副 为从 动轮 5和驱 动轮 2)、两只液压筒 4、液 压 传动装 置 和 翻转 台 的操作 台组 成。升降 翼 板 能一 次性 将工 件 翻转，或者 分步 地将 工 件 翻转 9 0。在一次性 翻转 9 0。时，必须 用 一个 专 门 的 锁定 器将 翼 板 与设 置在 支 架 内的液压筒锁在 一起，以 确保准确地翻转 9 o。借助 液压发动机 的作用，翻转 台 可 以沿 轨 道移 动。翻 转 台 的控制 通 过 外 置操 纵 台进 行遥控。在翻 板 式 翻转 台的周 围，设 置 了 一个 台架，台 架 的水平 面 6比升 降翼 板 的 水 平 面 高 出 3 0 n 一，以 便处 0 r口J j Z 嗲 r=量 图 8 千斤 赝式翻转 台 图 9 翻板式翻转台 t d 于初 始状态(见 图 9的 a)时，翻转 台可以在置 于台架 h的工件下面 自由地移动。可 以朝任何 方 向转 动工 件，要往右边转动工件 时，先将 右边 的翼板 升起，再使 翻转 台 紧紧地 靠 在工件 上(见图 9的 b)，用锁定器锁紧两块翼板，然后将两块翼板连同工件一起往右边转动 9 0。即可。若 须将 工件转动更大角度，如 1 8&、2 7&等等，则 先使 翻转 台处 于初始状 态(松 开 翻转 台的两 个升降翼板)，使翻转台置于工件下方(置身于工件的边)，重复上述循环即可。往左翻转 工件之操作 与此相似。若 要搬 移工件，则需 先将 两块升降翼板组成 1 个 4 5。角(与 图 9的 c相类似)，然后将工件 的最低点和两块 升降翼 板形 成 的角的顶点一 起举升 得 高于翻转 台台架几 十毫米，工件 即可 被搬移到所需位置。翻板式翻转台不需要固定工件，因而能大大简化翻转操作和缩短翻转 操作时 间，这也就是 翻板式翻转 台的最 主要 的优点。在一些为制作某些具体工件而设计的生产流水线上，使用了一些根据相 当简单的运动-3 6 维普资讯 http:/ 学系统设计制作的翻转台，用以完成一些辑楚抟 艺过程。这些 翻转 台通常都配置有搬运 设备，以确保流水线能不间断魍 成工岂。：两 焉借助辅助的起重设备。这些 翻转台的结 构，取决 于昕制工件 戕 以及完成 工艺 流程对工件 摆放 位置 的具体要求。如果要将一个工件翻转 l 8 o。，而该工件 由两块平 直 的钢板组成，是一个 平 直的框架 结构件，在 两块 钢 板间还沿 侧壁 用 两块 板 支 撑着，为 此必 须使用 杠 杆 式翻转台，且应将其布置在两个相邻的输送辊 筒之 间。(觅围 l 0)图 l O中可见，工件 沿着 前 面的输送 辊简 1 驶 到 翻转台的杠杆 2 上，翻转台的工作面水平地高于输送 轨道的工作面。当工件停止不动后，杠杆 2 带着工件 在电动机的作用下翻转 l 8 o。，工件即出现在后面的受 图 l 0用于流水线的 杠 杆式翻转台工作系统 料辊上且翻了 1 个面。然后，工件进入下一，2 f 个工位，而卸 去工件 的 翻转 台杠 杆则通 过反 向转动 1 8 0。而 回到初 始状态 以备输 送下个 工件。此类工件 还可 以用 图 1 1所 示 的翻转 台来 翻转 4 5。，以便 对其 纵 向焊缝 进 行 自动 焊。该翻转 台的 上部(被 偏 转 部 分)是一 一 个 驱动杠杆，它是 整条辊 式输 送 流水 线 的一 一 个 组成 部 分。工件 首 先 被输 送 到 配 有上 述 辊 式输送 机 的翻 转 台上 经 过焊 接 后，无 需 使 用空 中的运输设 备，工件 就 会被输 送到下 一 个工位，这就使我 们可 以 随意地在 翻转 台上 部空 间布置焊接设备。图 1 1 用于 带反挠度形成 设备的流水线的翻转台 图 1 1 中可见，输送辊道 的支架 1 固定 在轴 3上，轴 3则与工件沿 流水线运动 的方 向相平 行。支架 1与动力 液压简 6相 连，它能使输送辊道带 着工件一起 翻转 4 5。动力液压简既可 以是气 动的，也可 以是液压的，这取决于工 件的质量及 尺寸大小。从安 全 的角度 出发，轴 3 是带斜 面 的轴，按下 述原则布 置：即无论 翻转 台载有工件 还是 未载工件；无论翻转 台处于水平位置(输送位置，图 1 I a)还是倾斜 位置(工作位 置，图 l i b)，翻转 台可转 动部分 的重心 与转 动轴 的距离应 当是各不 相 同的，以确保 翻转 台在两个位 置的 稳定性及不需要任何支撑及安 全装置。本 翻转 台是为完成某些特 殊操作，如在焊接前形成反挠 曲以防止焊 接变形，而设 计制造 的。为此，驱动液压 筒与输送辊道支架没有直接相联结，而是通过 双臂杠 杆 4相连结。杠杆 的 1 个臂(一般地说是较长 的臂)与 液压筒 的连杆 相连结，而另 1只臂 与悬臂 2相连结。悬 臂 2 用于从所焊工件的下面两端，即从与焊缝相反的位置托住所焊工件。在翻转台倾斜 时，杠杆 的悬臂 就将 工件挤 拢 到 r形 角 5上，角 5设 置在 翻转 台的支架 上 然后，翻转台继续倾转，直到碰到限位器 7，工件即处于方便 自动焊的位置。在驱动液压 筒的作用下，杠杆的悬臂继续对 工件施加 作用，至使工 件获得 反挠度。反挠 度值 的大小，可 以通过更换在杠杆力臂与悬臂之间的垫板来调节。3 7 维普资讯 http:/ 结构不同予j 翻!台且专用于翻转板、条的翻转台占有特殊的位置。图 l 2所示为 于 宽 度为 2 5米 的平 板 的书本 式 翻转 台，它的基 组杠杆 l 和 4，杠杆 组 可借助 电 力或 潋压 系统 3转 动。这类 翻转 台既 可 以是 固定 的，也可以是可移动的。对于固定式 翻转台而言，其杠杆的转 动轴是固定不动的，而可移动式翻转台的转动轴则装在台 车 2上，台车 2 可以在工作平面内移动。在可移动式翻转台工作时，处于初始状态(图 l 2的 a)的两组杠杆水平地分布在转动轴两侧；平板 5 被装在两组 杠杆的 l 组上；在翻转前，第 2组杠杆被转动并夹 紧平板；然后杠杆带着平板转动 9 0 ，到达垂直位置(图 l 2的 b)；台 车往与平板翻转方 向相反的一侧移动；然后，带着平板的杠 杆组再翻转 9 0 ，到达水平位置(图 l 2的 c)。此后，置于平 板 上面的杠杆反 向转动 1 8 0 ，卸下 平 板。所用 翻 转 台的数 量，取决于所翻转平板的大小及刚度。在操作过程中 应确 保杠杆移动及整个板长上的台车移动的同步性。对于可移动翻转台，要将翻转后 的平板摆放在翻转前 图 1 2 用于翻转板材的可移动 的同一个位置上，仅需移动台车即可。对于固定式翻转台，书本式翻转台工作系统 翻转后 的平板仅能放在其它位置，因此必须配备辅助场地。在这种情况下，翻转过程可 以简化，因为平板可以一下子就被 翻转 1 8 0 。除双杠杆翻转台 外 单杠杆翻转台也 是相 当知 名的。在单 杠杆 翻转 台 中，杠 杆布置在 平板 的 同一侧，平 板则 用电磁夹具或者其它夹具沿其边缘 固定在杠杆上。要翻转宽度达到 8 米的平板，必须使用带翻转架的翻转台。翻转台由卷扬机、立柱和带 滚筒的翻转架组成，其框架段之问布置有地辊。翻转操作包括：用卷扬机将翻转架起升到垂 直位置，再将其放到水平位置。为 翻转、甚 至起升和运送大断面(8 0 Ol O 0 0 mm)长 条(3 O m)型工件，例如电动桥式 起重 机的大梁，就使用四钩桥吊。与常用桥吊不同的是，这种桥吊的小车上装有两套独立的起升 机构，且两套中的每一套都装有两个钢绳卷筒。今天，随着市场需求的增加 人们对制作更通用的机械化工具的要求 E l 益增长，前苏联 重型机器制造工艺研究院科学生产联合公 司设计制造了带两个驱动支架、翻转与焊接同步 进行的双支架翻转台，用于焊接非刚性金属构件。杠杆一 链式翻转台已开始上市，这种翻转 台能方便地安装在生产长条型工件的流水线上。但是，本文中谈及的这些翻转 台，已经较长 时间地被用于机械制造工厂中，其工作的可靠性及使用的方便性已得到广泛确认，仍有其现 实意义。到目前为止，它们仍属世界先进水平，仍属新的工艺过程，就象等离子焊和空气电 弧焊那样。参考 文献(略)原载(俄文)焊接生产)1 9 9 8年 l 0 期第 2 9 3 5页 档案信息中心杨朝碌译 3 8-维普资讯 http:/