毕业设计(论文)-太阳直缝焊接机设计.docx
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1、1课题设计前沿分析1.1 选题背景及意义随着国民经济的高质量发展,铁路、船舶、汽车等大规模交通工具已不能满足现如今日益增长的对于液体、气体的运输任务。目前,世界上工业发达的国家对液体、气体及矿煤等燃料资源都使用的是最为普遍的管道运输。在运送这些不同介质的过程中,对管道中的钢板特性材料的耐腐蚀、耐高温、抗压、耐酸碱等要求是不同的,其中最为严格的运输要求是天然气管道。因为天然气的开采和转运需要压力高环境,气体中含有的硫化氢和氢气等腐蚀气体对钢材产生化学电化学腐蚀,会导致管路有较严重的破坏,因此对运输用的钢管钢板材料的强度、韧性、耐蚀性和焊接性的要求极高。我国对管线运输石油、天然气及其开采和发展非常
2、重视。到1996年底,我国已建成20000多公里的运输管线,其中输气管线占47%,输油管线占45%,成品油管线占8%o在未来高新技术发展中将增加天然气管线的比重,因此为了研究、开发、探讨管线用钢管的生产工艺、装机水平,选择以天然气管道为典型焊接管路研究比较合理。天然气运输的大口径焊接钢管的生产加工工艺基本上可分为二大类别,即螺旋焊管和直缝焊接钢管。螺旋焊接钢管是用板卷为原料,用窄的板宽,调整不同的成型角度,生产出大口径焊接钢管,其焊缝是呈螺旋形的。直缝焊接钢管是用钢板为原料,不同管径对应不同的钢板宽度,用多种成型工艺弯曲成钢管。目前,国内生产的大口径焊接钢管主要是螺旋焊管,钢管的材质大部分是1
3、6Mn钢,相当于API-5LX标准中的X52,管径最大约为720mm。但是对于大口直径螺旋管的焊接技术是不太成熟需要有待大力发展。随着国内外的焊接技术的革新发展和技术突飞猛进,学科知识交叉使得自动控制系统、可编步伐控制器、微处理机和计算机技术等在管路焊接的生产生活中得到广泛应用,焊接方法的自动程序编程以及控制、焊接过程的自动控制,用自动传送装置、制造专用焊接夹具及电气控制部分回路等组成的焊接技术中心和焊接产品自动流水线,这些技术综合且广泛地应用在火车、船舶、核能、电站、锅炉、矿山机械等行业中,为了不断提高焊接的自动化程度。直缝焊接技术也不断与自动控制系统、可编步伐控制器、微处理机和计算机技术逐
4、步结合适应并走向自动化,这样可以得到焊接表面比较清洁以及焊层质地均匀,焊缝达到比较完美的效果。目前国外企业还是通过引进先进技术及相应配套的自动化焊接机器、成套焊接设备、焊接生产线和柔性制造系统,使焊接机械化与自动化技术相结合,但是目前国内的直缝自动焊机的发展还不是很完善,还有许多需要改进和自我革新地方,比如国内生产的直缝焊机焊缝易出现夹渣、气孔、裂纹等不符合质量要求的缺陷,开发先进的控制技术,为了提高直缝焊接机的稳定性和抗干扰性能以及得到高质量的焊缝是目前直缝自动焊机迫切需要解决的问题。因而设计一个可以满足目前高标准要求,低成本的比较成熟的直缝自动焊机是很有必要的。1.2 设计内容本次设计的设
5、计一台新型直缝焊接机,本次直缝焊接机焊接的零件主要包括壁厚度为0.8mm-7mm薄壁筒体、圆柱体、薄壁平板以及一端开口或者两端均开口的方形盒体,本次设计主题有机械设计部分包括轴、齿轮、联轴器、电动机、丝杆、滑块、滑轨等零件,在机械部分设计完成的基础上并结合自动控制系统以及软件模拟分析,目的是为了提高直缝焊接机的稳定性和工作时抗干扰性以及为了得到高质量均匀的焊缝。以及利用电气控制和直流电路调速系统为了实现焊接过程的自动化,避免人工焊接产生的气孔、未焊透、未熔合、夹渣、裂纹、热裂纹等严重缺陷,最终极大地提高焊接的生产效率。因此直缝焊机技术在本次设计内容包括机械部分和电气部分两大基本模块,其中机械部
6、分以及电气部分主要内容如下(1)机械设计零件图、总体装配图及配套零部件图:根据个人设计设计多种传动方案选择最佳方案并严格按照机械设计规范和安全实用性能合理设计(2)电气设计部分:相关电器原理图,以及单片机控制程序编程;(3)主要计算内容:X轴,Z轴尺寸选取以及计算,滚珠丝杠的设计计算,导轨滑块及轴承的选择,电动机的型号的选择以及计算,齿轮的选择计算等;(4)设计说明书初步编写,毕业设计资料的初步完善(5)毕业答辩资格审查,导师给予建议以及毕业设计资料的修改和完善(6)毕业答辩,以及答辩后图纸和论文的修改装订和整理具体设计内容:考虑到直缝自动焊机的整体尺寸结构和焊枪头部运动控制系统的设计要求,就
7、要求对其结构和运动控制系统进行设计。因此,本设计的主要内容是:焊接电动机的型号选择,其输出功率、响应频率和焊接特性应当与所采用的焊接工艺方法相匹配吻合,并配备与主控制器连接的接口;焊枪机构的进给移动机构主要包括焊枪接头、焊枪头支撑支架、悬挂式压板等组成,驱动系统是采用步进电机;焊接件沿着XY方向位移机构包括焊接滚轮架、头部尾部转弯链接器、回转平台和位移机等。焊件夹紧构架包括琴键压板托架。系统控制器的设计,主要用于每个副部件的控制,焊接的控制程序编写、设置、调整高度适应尺寸和显示焊接参数,如果遇到突然状况,可以使用运行故障诊断技术和人机对话和其他控制功能。计算机软件设计用于控制焊接设备。在直缝焊
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