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焊缝滚压机设计

作者:万搏体育 来源:本站原创 日期:2020-09-05 17:17 点击: 

  —38 —阀 门 1998 年第 4 期 焊 缝 滚 压 机 设 计 沈阳电力高等专科学校 (沈阳 110036) 吴 狄 黎明机械修造厂 赵连壁 摘要 论述了焊缝滚压机的设计原理和设计思想 。分析和介绍了不同的滚压设备的功能 、特 点和用途 , 并对滚压机的结构设计提出了看法 。 叙词 焊缝 光整加工 滚压装置 1 概述 对于高强度的薄壁容器 , 在焊接时不可避 免的要产生焊接变形 , 从而对其尺寸精度 、强 度和外观均有不利影响 。为了确保容器的尺寸 精度 , 在焊接后必须对其进行矫形 。传统的做 法是用手工锤击的方法 , 劳动强度大 , 表面质 量差 , 噪声大 。因此 , 采用机械滚压法是各种 金属材料容器有效和先进的矫形工艺 。 机械滚压法在美国和前苏联的航空和航天 部门被广泛的应用 。同传统的手工矫形相比 , 机械滚压法具有生产效率高和质量好等优点 。 2 设计原理及特点 211 功能和用途 ①矫正板壳结构的纵向 、横向和环向的焊缝 引起的焊接变形 (直线度 , 圆度) 。在矫正焊接 变形的同时 , 改善了焊接接头的残余应力分布。 ②强化和钝化焊接接头 , 并使焊缝平整和 美观 。 ③可对多种金属材料 (包括高强度钢) 的 构件进行焊后矫正 。 212 结构特点 ①性能可靠 , 结构简单 。 ②使用方便 , 操作简单 , 生产效率高 。 ③滚压力可调 。 ④滚压力平稳 。 213 滚压力确定 滚压机的设计依据主要是被加工的材料和 工件的尺寸 , 可以根据实际需要确定 。其滚压 力可以由式 (1) 计算得出 P = 3118 C δdσ32 E (1) 式中 P ———滚压力 C ———滚轮宽 δ———被压板厚度 d ———滚轮直径 σ2 ———接触应力 E ———材料的弹性模量 3 设计方案的论证和选择 设计方案应根据生产产品的要求 , 并适当 考虑发展的需要 。一般应从其用途 、结构形式 及加压方式等几个方面加以考虑 。 311 用途 ①滚压机既能碾压矫形 , 又能碾压焊缝 。 ②可进行横向和纵向的焊缝碾压 。 ③对有色金属和高强度钢均可进行矫形及 碾压加工 。 312 传动形式 滚压机的滚轮工作形式有双主动和单主动 传动形式 。前苏联多采用双主动形式 (图 1 , a) 。美国则多采用单主动形式 (图 1 , b) 。双 主动传动时 , 被碾压工件工作稳定 , 可靠 , 工 作部位滑动现象少 。但其传动系统复杂 , 需从 减速机中引出 2 个主动轴 。当要求纵向和横向 碾压时 , 滚轮结构复杂 , 只能适应于较大直径 的筒体 。单主动传动结构简单 , 紧凑 , 适用范 围较大 。纵向和横向 (环向) 都可以实现稳定 的碾压 , 并可以使用不同轮径比的滚压轮副 , 可以用于直径较小工件的碾压 , 是多用途滚压 1998 年第 4 期 阀 门 —39— 机的一种合理的结构形式 。 (a) 双主动传动 (b) 单主动传动 图 1 传动方式 11 电机箱 21 滚轮 31 链条 41 减速器 图 2 传动链 图 4 双主动滚压机 (2) 采用机械装置换向 传动系统 全部安装在加压头上 , 利用加压头的转动来实 现纵向和横向 (环向) 的碾压 。图 5 是一种典 型的机械装置换向机构 , 其传动部件和减速箱 安装在加压头的支承板上 , 链轮和滚轮固定在 导向换向筒体上 , 通过换向手柄转动导向换向 筒来实现滚压轮的 90°转向 , 用导向换向销使 其位置固定 。该销轴固定在导向槽内 (导向槽 互成 90°) 。压头重力通过钢球支承在加力环 上 , 钢球的作用是使其能够自由的转动 。此种 装置结构简单 , 动作可靠 , 操作灵活 。 图 3 单主动滚压机 为使滚压机结构简单 、紧凑和合理 , 可采 用传动比较大的齿轮电动机 , 配合一级蜗杆传 动 。因蜗杆输出轴离滚轮较远 , 可采用传动力 矩较大的链传动 。 313 换向机构 (1) 采用圆锥齿轮换向 , 万向联轴节连接 滚轴实现纵向和横向碾压 , 用圆锥齿轮改变 滚轮的传动方向实现纵向碾压 。此种换向机构 结构复杂 , 体积庞大 , 制造困难 。 11 链轮 21 滚轮 31 导向槽 41 定位锁 51 压套 61 钢球 71 齿轮电机 81 减速器 91 压杆 101 导向换向筒 图 5 转向压头 —40 —阀 门 1998 年第 4 期 314 加载形式 加载形式对于滚压机结构是否紧凑合理有 较大的影响 。 (1) 压力源的选择 压力源可选择液压 。 液压可实现较高压力 , 油缸尺寸小 , 其压力可 以随意调节 , 且调节范围大 , 压力平稳 。 (2) 直接或间接加载的选择 直接加载是 活塞杆直接推动压力头进行加载 , 此时油缸必 须安装在机头上方 , 专用滚压机多采用此种加 载方式 。对于多用途滚压机 , 因其传动系统安 装在压力头上 , 使机头的结构尺寸和质量加 大 。间接加载是油缸的活塞推动加压杆 , 通过 加压杆对加压头进行加压 。这种加压方式 , 加 载系统和机械部件均安装在机械内部 , 有效的 利用了设计空间 , 结构紧凑 (图 6) 。 对上机臂加力 , 随着压力的增加 , 由标准压力 环上的指示表读出承压的数值 。 412 结构刚度的测定 滚压机的刚度可以用百分表来测定 。上机 臂的横向变形用 B1 和 B2 测定 , 下机臂的横 向变形用 B7 测定 。上机臂的纵向变形用 B3 测定 。 11 下机臂 21 导向筒 31 加力导槽 41 齿轮电机 51 减速器 61 加力杆 71 配重 81 油缸 图 6 利用加压杆的间接加载方式 315 机架的形式 (1) 框架式机架 这种机器结构简单 , 加 载受力合理 , 但其多用性较差 , 一般适用于专 用滚压机 。 (2) C 形机架 C 形机架的结构尺寸比框 架式的大 。此种机架适用性强 , 操作方便 。 4 性能测定 411 滚压力的测定 在上机臂和下机臂之间置放标准测力环 , 图 7 滚压力的测定 5 结语 ①滚压机有其矫正板壳结构因焊缝引起的 焊接变形及金属构件的焊接变形的用途 , 并强 化和钝化焊接接头 。 ②单主动滚压机的结构简单 , 结构紧凑 , 适用范围大 。 ③为使结构简单 , 可使用齿轮电机与蜗杆 配合 , 圆锥齿轮换向 , 间接加载的方式 。 ④电气控制系统要求功能齐全 , 操作简便 而灵活 。 ⑤为使工作平稳 , 应采用无级变速设计 。 参考文献 1 林 浩 声. 冷 挤 压 设 备 概 论. 北 京 : 国 防 工 业 出 版 社 , 1974. 154~166 2 张 国 良. 环 形 容 器 的 矫 形. 西 安 : 陕 西 科 技 出 版 社 , 1982. 89~112 加强环境保护, 造福子孙万代!

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