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焊接机械装备的设计原则和应注意的问题

来源:冷焊机厂家 作者:上海益秉冷焊机发布时间:2019-4-2 19:03:51 浏览次数:

  焊接机械装备的设计原则和应注意的问题


  焊接机械装备的设计原则与其他机械的设计原则一样,首先必须使焊接机械装备满足工作职能的要求,在这个前提下还应满足操作、安全、外观、经济上的要求。也就是说,应该按照适用、经济、美观的原则来设计焊接机械装备。


  根据这一原则设计焊接机械装备时,先根据工作职能要求,确定装备的工作原理,选择工作机构和传动方式(液压、气动、磁力、电力、机械),然后在运动分析的基础上进行动力分析,确定机构各部分传递的功率、转矩和力的大小,根据这些数据和使用要求进行强度、刚度、发热、效率等方面的计算或校核,使设计出的装备能在给定的年限内正常工作。另外,在考虑满足职能要求的同时,要注意取得较好的经济效果,使设计出的装备成本低,动力消耗及维修费用少,能满足给定的生产效率。


  装备的经济性可按式(0-1)进行评估。


  Aj+Wj+Fj+J/N


  (0-1)


  式中Aj,Wj,Fj——采用装备后进行单个焊件装配、焊接、机械加工工序的费用;


  A,W,F——未采用装备进行装配、焊接、机械加工工序的费用;


  J——装备制造费用;


  N——采用装备制造的焊件数。


  只有满足式(0-1),焊接装备的制造和使用才有经济性。但是否符合低成本自动化的要求,还要考虑使用装备后所发生的连带效益,一并计入才对。


  设计方案的好坏,对装备的技术、使用性能以及经济上的合理性有着至关重要的作用,为此,要慎重地确定设计方案(对重要装备,从方案的论证分析到最后确定,一般要占设计时间的1/3左右),要注意整体结构的合理性和动作的协调性,装备的零件要有良好的加工工艺性能,要合理地选用原材料,尽量采用标准化的零部件等。


  最后,要特别注意操作简便、安全、可靠。对一些外露的运动部件(齿轮、轴承、链条等),要有防护设施,尽量减少各种危险因素。对于大型的焊接装备还要考虑通风、防尘、防辐射等设备的配置,尽量减少影响焊工身体健康的危害因素。


  以上是焊接机械装备设计的一般原则。但在具体进行设计时,由于焊接机械装备的特点,还应处理好以下问题。


  ①在焊接过程(焊条电弧焊、CO2焊接)中,往往会有熔融金属的飞溅,因此设计时,应使整个设备具有较好的密闭性,特别是定位基面、滑道、传动机构(如齿轮、链条、轴承)等应有可靠的防护。接近焊接部位的夹具,应考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅物对夹紧机构和定位器表面的损伤。一些定位和安装基面无法密封时,应布置在飞溅区之外或者在施焊部位采取相应的遮挡措施。


  ②焊接机械装备往往是焊接电源二次回路的组成部分,因此施焊时,在装备上各传动机件的啮合处容易起弧,特别是当焊接机械装备边运转边施焊时,起弧现象更易发生。为了避免因起弧而发生工件表面的烧损,应设法使二次回路的一端从离焊件最近的地方引出,避免焊接电流从装备的周身流过。对于要求边施焊边运转的焊接机械装备,还应设置专用的导电装置。


  ③在焊接机械装备的传动系统中,应具有反行程自锁性能,为此,在焊接工装夹具、焊接变位机械、焊件输送装置的传动系统中必须设有一级具有自锁性能的传动。这样做,不仅有利于安全操作,而且有利于装备的定位和节能。


  ④焊接过程也是焊件局部受热的过程,为了减少装备因受热而引起的变形,装备本身应具有较好的传热性能,应能将焊件上的热量尽快传递出去。


  ⑤焊接装备应具有良好的通风条件,能使焊接烟尘很快地散走。为此,在大型的焊接机械装备上,应安装通风设备或抽气罩,有条件的还可以进行整体厂房的换气。⑥ 焊接装备的结构形式应有利于将积聚在其上的焊渣、焊剂、金属飞溅物、铁锈等杂物方便地清除出去。


  ⑦焊接装备不能影响施焊工艺的实施,要保证焊接机头或焊枪有良好的焊接可达性。


  ⑧焊接机械装备上的夹紧机构,不能由于焊接变形产生的阻力而使夹紧机构松夹时不能复位。


  ⑨当设计用于厚大件的焊接装备时,为了避免在起弧处产生未焊透,收弧处出现气孔、收缩裂纹等缺陷,应注意在焊缝始末端分别设置引弧板和引出板(如埋弧自动焊)。


  ⑩设计焊接机械装备的控制系统时,应处理好焊件启动、停止与焊机起弧、收弧的顺序关系(如在滚轮架上焊接环缝时)。这些问题对每种装备来说也不尽相同,上述注意事项,仅是设计大多数焊接机械装备时应注意的共性问题。


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