滚轮式焊接架的设计及校验

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1、2001·3　专用汽车　SpecialPurposeVehicle·35·☆工艺·设备·材料☆滚轮式焊接架的设计及校验王传妹(常熟专用汽车制造厂　江苏常熟　215500)[摘　要]介绍了用于半挂车车架焊接的滚轮式焊接架的设计及其稳定性校验。滚轮式焊接架依靠电动机通过蜗轮减速器传递到主动轮上,主动轮摩擦驱动主动盘,再通过主动盘带动从动盘及车架同时翻转。关键词:焊接　滚轮架　设计　校验中图分类号:U463132;TG431　文献标识码:B　文章编号:100420226(2001)0320035203　　国

2、内半挂车车架的生产大都采用焊接方法,其2　电机选择最简单的方法一般采用自由组合,直接施焊,这种工211　电机转速的选取艺定位精度差。当车架处于水平状态时,车架纵梁与根据半挂车车架和滚动架结构的特点、尺寸及横梁的焊接多为立焊状态,故而焊缝质量得不到保其质量和转动时的安全性要求,滚动架的转速为1证,直接影响车架的强度和使用寿命。有些企业为了～1.5römin。提高焊接质量,在自由组焊的基础上,配以行车等吊装设备将点焊定位的车架翻转90°后再进行侧面平焊。这种方法虽然解决了立焊存在的焊接缺陷,但作业不安全,

3、存在事故隐患。还有采用水平滑移式夹钳,即将定位胎具上点焊好的车架水平吊到专用夹具的钳口中,然后将车架的两端夹紧固定,采用一端机械传动的方法进行360°旋转,实现平焊的目的。这种方法是用车架自身作为传递扭矩的载体,故易造成车架自身的扭曲变形,影响到车架的使用寿命。图2　滚轮式焊接架动力传递示意图1　滚轮式焊接架的结构与特点11连轴器　21减速器　31柔式连轴器　41主动滚轮式焊接架主动盘与从动盘之间采取刚性连胶轮　51主动盘　61从动铸铁轮　71从动盘接,保证车架在翻转过程中自身不承受扭矩,采取夹由图2

4、可知,电机转速由下式求取:紧车架中部的方法适应不同长度和不同规格车架的n=n2id2öd1(1-E)(1)焊接。滚轮式焊接架的回转运动是依靠电动机通过式中:n——电机转速,römin蜗轮减速器传递到主动轮上,主动轮摩擦驱动主动n2——滚动架转速,römin盘,再通过主动盘带动从动盘及车架一同作旋转运d1——主动轮直径,m动来实现的(见图1)。d2——滚动架主动盘直径,mi——减速器速比E——胶轮与钢轮摩擦传动的滑移率由于车架宽≤215m,可确定d2=2.8m,查机械设计手册得E=0103,初选n2=1

5、～115römin,d1=012m,i=50,代入(1)式得电机转速为720～1080römin。当选取转速为1000römin的6极电机时,滚轮架转速n2为1139römin。图1　滚轮式焊接架示意图212　电机功率的确定11主动盘　21从动盘　31主动胶轮21211　滚轮架翻转过程中的受力分析41从动胶轮　51从动铸铁轮滚轮架主、从动盘上受到车架的作用力可视为·36·王传妹:滚轮式焊接架的设计及校验相等的,其翻转过程中的受力可简化为图3的平面(N3+F4)sin45°-任意力系。(m1+m2)gö

6、2=0(6)∑M=T-M3-M4-MG=0(7)其中:M0=P0r2MG=(m1gö2)ecosH22Fn=(m1ö2)eX=(m1ö2)e×01145-2=1105×10m1e(X=Pn2ö30=P×1139ö30≈01145radös)若不计从动轮滑动轴承的摩擦阻力,则:M2=F2r2=N2k1(1+r2ör1)M3=F3r2=N3k2(1+r2ör1)M4=F4r2=N4k2(1+r2ör1)式中:F1、F2、F3、F4——分别为主动胶轮、从动胶轮(a)主动盘受力简图及从动铸铁轮与主动盘、从动盘

7、之间的摩擦阻力,NN1、N2、N3、N4——分别为主动胶轮、从动胶轮及从动铸铁轮与主动盘、从动盘之间的正压力,NM0——主动轮驱动扭矩,N·mMG——工件转动时的偏心阻力扭矩,N·mM2——从动胶轮与主动盘之间的摩擦扭矩,N·mM3、M4——从动铸铁轮与从动盘之间的摩擦扭矩,N·m(b)从动盘受力简图r1——主动轮和全部从动轮的半径(d1ö2),m图3　滚轮架翻转受力情况r2——主动盘和从动盘的半径(d2ö2),m21212　建立平衡方程式T——滚动架转动惯性阻力矩,N·m经分析主、从动盘的受力图即可

8、看出,滚轮架逆Fn——工件偏置离心力,N时针旋转时的受力状况要比顺时针旋转时的受力状H——工件偏置离心力Fn与X轴的夹角,(°)况恶劣,因此,只需建立逆时针旋转时主、从动盘的k1——主动胶轮与钢主动盘之间的滚动摩擦平衡方程式。力臂,m主动盘力平衡方程式:k2——从动铸铁轮与钢从动盘之间的滚动摩∑FX=P0cos45°+FncosH+N2cos45°-擦力臂,m(N1+F2)cos45°=0(2)P0——主动盘驱动力,N∑FY=P0sin45°+Fnsin