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附贈(zèng)有CAD圖紙,領(lǐng)取加Q 197216396 或 11970985 60T電焊條涂料機(jī)的設(shè)計(jì) Design of Welding Electrode Coating Machine for 60 Tons 學(xué) 院： 專 業(yè) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 年6月 摘 要 近年來(lái)，隨著我國(guó)的焊接技術(shù)逐步走向成熟，各行各業(yè)對(duì)電焊條的需求量也隨之增加，而目前我國(guó)此種電焊條生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展水平還比較低，所以，設(shè)計(jì)一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格合理、壓涂質(zhì)量好、藥粉耗量小的電焊條涂料機(jī)很有必要。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是一臺(tái)60T電焊條涂料機(jī)，此種涂料機(jī)主要應(yīng)用于電焊條生產(chǎn)廠家對(duì)小批量的電焊條進(jìn)行壓涂生產(chǎn)，也可用于實(shí)驗(yàn)室及焊接科研單位涂敷焊條試樣。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容為60T電焊條涂料機(jī)的總體外觀、送絲機(jī)構(gòu)、料缸、油缸的設(shè)計(jì)。作者從體積和效率等多方面因素綜合考慮，在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用了不少創(chuàng)新的思想，把許多結(jié)構(gòu)巧妙地運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，使設(shè)計(jì)出來(lái)的設(shè)備更加經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。首先，在送絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，為保證恒定的傳動(dòng)比和傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，采用了圓柱直齒輪的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有良好的自鎖性能，并能保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，還可以起到減速的作用，故在電動(dòng)機(jī)輸入到送絲機(jī)構(gòu)的部分采用了蝸輪蝸桿傳動(dòng)；為了避免多根焊絲同時(shí)進(jìn)入軋輥，在錐輪和軋輥之間加入了一塊擋板，這樣只能允許最下面的一根焊絲通過(guò)。其次，在油缸料缸的設(shè)計(jì)上，為了保證料缸和油缸能夠迅速并牢固地連接起來(lái)，采用了梯形螺紋連接。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既可以滿足焊條生產(chǎn)的需要，又可以達(dá)到簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的目的。 關(guān)鍵詞：電焊條涂料機(jī)；油缸；料缸；蝸輪 Abstract In recent years, with Chinas welding technology gradually going towards maturity, the demand of electric welding in all walks of life also increase, however, the development level of this kind of welding rod production equipment is still relatively low in our country.Therefore, design a welding electrode coating machine with simple mechanism, reasonable price, good coating quality and small amount of powder consumption is necessary. This graduation project is a 60T welding electrode coating machine, this coating machine is mainly used in welding rod manufacturers for small batch welding bar pressure coating production, for laboratory and scientific research units coated electrode sample welding. First, in the design of wire feeding mechanism,writer use the cylindrical spur gear in order to guarantee the constant transmission ratio and the accuracy of the transmission. Worm has the function of good self-locking , which can also ensure the smooth motion and play the role of speed, so writer use the worm gear and worm drive structure in the motor input to the wire feeder. In order to avoid multiple wires simultaneously into the roll, roll the cone between the wheel and a piece of legislation tailgate in order to along only one wire through the bottom. Next, in the design of material cylinder and fuel tank. In order to guarantee the material cylinder and the cylinder can quickly and securely connect, use the trapezoidal screw connection. Such structure design can meet the needs of electrode production, and can also achieve the purpose of simplifying the structure. Key Words: welding electrode coating machine; fuel tank; material cylinder II 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 電焊條設(shè)備的發(fā)展歷史 1 1.2 焊條及焊絲 2 第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)與總體設(shè)計(jì)分析 4 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 2.1.1 設(shè)計(jì)用途 4 2.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 2.1.3 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 5 2.2 電焊條涂料機(jī)總體設(shè)計(jì)分析 5 第3章 電焊條涂料機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 6 3.1 初步擬定設(shè)計(jì)方案 6 3.2 送絲機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 3.2.1 送絲機(jī)構(gòu)的組成 7 3.2.2 送絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 3.3 油缸料缸的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3.3.1 油缸料缸的組成 8 3.3.2 油缸料缸的設(shè)計(jì) 9 第4章 電焊條涂料機(jī)各個(gè)部分的設(shè)計(jì) 10 4.1 各部分材料的確定 10 4.2 缸筒的材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 4.2.1 油缸與料缸的設(shè)計(jì) 11 4.2.2 油缸材料的要求和選擇 11 4.2.3 缸筒內(nèi)徑的計(jì)算 12 4.2.4 缸筒壁厚的計(jì)算 14 4.2.5 缸筒壁厚的驗(yàn)算 15 4.3 活塞桿的材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.3.1 活塞桿的材料選擇 17 4.3.2 活塞桿的計(jì)算 18 4.4 對(duì)送絲機(jī)構(gòu)各零部件的選用與校核 19 4.4.1 軸承的選用與校核 19 4.4.2 對(duì)齒輪傳動(dòng)的計(jì)算與校核 21 第5章 電焊條涂料機(jī)的操作、注意事項(xiàng)、保養(yǎng)與常見(jiàn)缺陷 26 5.1 電焊條涂料機(jī)涂敷焊條的操作 26 5.2 電焊條涂料機(jī)的操作注意事項(xiàng) 27 5.3電焊條涂料機(jī)的保養(yǎng) 27 5.4 電焊條涂料機(jī)的常見(jiàn)缺陷 28 第6章 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 31 IV 第1章 緒論 1.1 電焊條設(shè)備的發(fā)展歷史 電焊條涂料機(jī)的發(fā)展歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，發(fā)達(dá)國(guó)家的電焊條涂料機(jī)的研發(fā)技術(shù)起步的比較早，也一直處于遙遙領(lǐng)先的地位，為人類文明的進(jìn)步做出了很大的貢獻(xiàn)。 在國(guó)外，美國(guó)的焊條行業(yè)發(fā)展得比較早也發(fā)展得比較快，日本相對(duì)發(fā)展較晚，但發(fā)展的速度卻很快，其焊條的種類和質(zhì)量均處于世界先進(jìn)水平；歐洲和前蘇聯(lián)發(fā)展得較早，但發(fā)展速度卻比較慢[1]。 在我國(guó)，電焊條涂料機(jī)的發(fā)展也有著悠久的歷史，我國(guó)的焊條制造業(yè)開(kāi)始于1950年，開(kāi)始是從手工作坊做起，接著開(kāi)始采用半機(jī)械化電焊條涂料機(jī)，隨著手工制作經(jīng)驗(yàn)的積累，便有了螺旋式涂料機(jī)，可以連續(xù)涂敷焊條，解放了一部分勞動(dòng)力，也形成了成規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)線[2]。1956年以后，我國(guó)就大量地運(yùn)用機(jī)器設(shè)備生產(chǎn)焊條，其種類和質(zhì)量都上升到了一個(gè)新的層次。 一直以來(lái)，我國(guó)的電焊條行業(yè)的生產(chǎn)模式都是設(shè)計(jì)與制造分離的，即電焊條廠只提供圖紙，生產(chǎn)制造的任務(wù)則留給電焊條廠來(lái)完成，所以，設(shè)計(jì)與制造之間產(chǎn)生了脫節(jié)，這也是一直以來(lái)我國(guó)電焊條行業(yè)存在和急需解決的問(wèn)題[3]。在焊接行業(yè)剛起步的時(shí)候，電焊條生產(chǎn)設(shè)備的雛形還是由上海、天津的電焊條行業(yè)的老一輩技術(shù)人員研制而成的，出于習(xí)慣，南方廠大多選用上海型設(shè)備，而北方廠則習(xí)慣選用天津型設(shè)備。直到了二十世紀(jì)八十年代后期，很多的加工廠仍不具備設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的能力，所以，振興焊條行業(yè)成了迫在眉睫的任務(wù)[4]。 我國(guó)第一臺(tái)焊條生產(chǎn)設(shè)備直到1983年才出現(xiàn)，是一臺(tái)高溫鏈條式焊條烘烤爐，它是由天津市電焊條廠的侯立尊制造的，這臺(tái)設(shè)備的成功研制標(biāo)志著我國(guó)的焊條生產(chǎn)開(kāi)始步入自動(dòng)化、機(jī)械化時(shí)代[5]。改革開(kāi)放后，我國(guó)的電焊條行業(yè)積極向發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，再加上我國(guó)科研人員不斷的創(chuàng)新研發(fā)，使得我國(guó)電焊條行業(yè)飛速發(fā)展，在焊條的種類、產(chǎn)量、質(zhì)量方面都有了很大的突破，不僅滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，中國(guó)焊條也邁向了國(guó)際市場(chǎng)的大門，成為了電焊條出口大國(guó)[6] 。尤其是近年來(lái)，我國(guó)的電焊條行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了低成本、高效率、高質(zhì)量的黃金階段，電焊條事業(yè)也逐步成熟起來(lái)。近十年來(lái)焊條行業(yè)也為國(guó)家創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。截至到目前，全國(guó)除了個(gè)別偏遠(yuǎn)地區(qū)以外都有了大大小小不同規(guī)模的焊條廠，這些焊條廠也都沒(méi)有滿足于現(xiàn)狀，不斷地創(chuàng)新改革，并從國(guó)外引進(jìn)了先進(jìn)的配方技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝，這些舉措都強(qiáng)有力地推動(dòng)了焊條行業(yè)的迅猛發(fā)展。 目前，國(guó)內(nèi)電焊條涂料機(jī)主要有兩大類，一類是油壓式焊條涂料機(jī)，雖然它的生產(chǎn)效率高，但也存在著單缸投料量大、藥粉耗量大、價(jià)格昂貴、體積龐大、偏心度不易控制等缺點(diǎn)；另一類是螺旋式焊條涂料機(jī)，它具有制造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)；但也存在著螺旋軸加工要求高，不適應(yīng)對(duì)特種焊條的生產(chǎn)等缺點(diǎn)。所以目前高校中的金工實(shí)習(xí)或者有關(guān)焊接實(shí)驗(yàn)課中小批量使用的焊條都是采用手工搓制的，而此種制造焊條的方法有很多弊端，例如：偏心度大、表面粗糙、有毛刺等缺點(diǎn)，這會(huì)影響焊條的美觀性、實(shí)用性和試驗(yàn)的準(zhǔn)確性[7] 。 為此，研制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格合理、壓涂質(zhì)量好、藥粉耗量小的電焊條涂料裝置，對(duì)于降低電焊條的成本很有必要，這也是未來(lái)電焊條涂料機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向。 1.2 焊條及焊絲 電焊條是一種焊接用的熔化電極，它的制作過(guò)程就是把涂料（藥皮）以均勻的厚度涂敷在金屬焊芯的表面，在涂敷的過(guò)程中不得出現(xiàn)偏心、起皮、毛刺等缺陷[8]。 焊條由焊芯和藥皮兩個(gè)部分組成。焊芯就是指焊條內(nèi)部的金屬芯，它是被藥皮包裹的，焊芯的材料也不盡相同，可以根據(jù)不同的被焊金屬的材料來(lái)選擇相應(yīng)的焊芯。焊芯在焊接過(guò)程中可以起到兩個(gè)作用：一是可以用來(lái)傳導(dǎo)焊接電流，從而產(chǎn)生電弧；二是焊芯在高溫下會(huì)熔化，從而形成焊縫中的填充金屬，與母材金屬熔合形成焊縫，從而完成焊接過(guò)程[9]。 焊芯的材料是焊接專用的鋼絲，也就是俗稱的焊絲。除了鑄造焊芯外，焊芯的制造方法是通過(guò)煉鋼錠，然后熱軋，再拉拔到所需的尺寸切斷而成，為了確保焊接的質(zhì)量，對(duì)焊芯中一些雜質(zhì)的含量是有嚴(yán)格的限定的[10]。 藥皮是焊條的重要組成部分，它是一種涂料層，此種涂料層是由細(xì)顆粒狀物質(zhì)包裹在焊芯表面的，焊接質(zhì)量的好壞就取決于藥皮的質(zhì)量[11]。藥皮有三個(gè)作用：一是形成具有合適熔點(diǎn)、黏度的熔渣；二是確保電弧穩(wěn)定燃燒，它受熱會(huì)分解出某些種氣體，來(lái)保護(hù)熔滴不受有害氣體的影響；三是可以在藥皮中加入一些滿足焊縫性能的一些金屬元素，能夠提高焊接的性能[12]。 藥皮是由多種小微粒的物質(zhì)組成的，它們具有不同的物理、化學(xué)性質(zhì)。藥皮可以由以下這些材料粉末按照一定的比例配制而成：錳鐵、鈦鐵等金屬粉末、碳酸鹽、硅酸鹽、鐵合金、大理石、氟化物等礦物、水玻璃等化工產(chǎn)品[13]。把這些材料混合后，再拌以一定的粘結(jié)劑，均勻壓涂在焊芯的四周，烘干后即為焊條。 焊機(jī)技術(shù)是一種傳統(tǒng)的成形技術(shù)的工藝，到目前為止焊接技術(shù)已經(jīng)為航天、船舶、汽車、建筑等行業(yè)做出了很大的貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著科學(xué)手段的發(fā)展，焊接技術(shù)已經(jīng)成為了一項(xiàng)非常常用的生產(chǎn)手段，在制造行業(yè)中起到了至關(guān)重要的作用。受信息、材料等新技術(shù)的影響，很多新的焊接新工藝已經(jīng)大量投入使用，并且傳統(tǒng)的手工焊接工藝也逐步轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、智能化，這也成為了焊機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)[14]。 焊接技術(shù)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著不可替代的作用，所以焊接設(shè)備的快速發(fā)展也成為了一種必然，那么設(shè)計(jì)一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格合理、壓涂質(zhì)量好、藥粉耗量小的焊條涂料機(jī)就很有必要了。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的一部分，本論文對(duì)整個(gè)機(jī)床的設(shè)計(jì)部分所應(yīng)用到的一些基本知識(shí)、基本工作原理、設(shè)計(jì)思路和方法、基本分析方法和基本計(jì)算過(guò)程都做了詳細(xì)的闡述。由于作者的能力水平有限，所以設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤和不合理之處在所難免，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)和指正。 第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)與總體設(shè)計(jì)分析 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 2.1.1 設(shè)計(jì)用途 設(shè)計(jì)一臺(tái)60T電焊條涂料機(jī)，該涂料機(jī)用于各電焊條制造廠、實(shí)驗(yàn)室及焊接科研單位涂敷焊條試樣，如因特殊需要也可以涂制小批量的焊條，由于本涂敷焊條單位壓力較高，壓涂質(zhì)量穩(wěn)定，所以能擠壓幾乎任何配方的涂料。 2.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 如圖2-1所示，本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括電焊條涂料機(jī)總體外觀設(shè)計(jì)、電焊條涂料機(jī)送絲進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、電焊條涂料機(jī)油缸料缸設(shè)計(jì)、電焊條涂料機(jī)部分零部件設(shè)計(jì)。 圖2-1 外觀總裝圖 2.1.3 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 表2-1 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 數(shù)值 公稱總壓力/ 活塞最大行程/ 焊絲直徑/ 焊絲長(zhǎng)度/ 每分鐘送絲速度/ 送絲電動(dòng)機(jī)功率/ 油泵電動(dòng)機(jī)功率/ 供油壓力/ 600 200 2-6 250-450 520 0.55 2.2 25 2.2 電焊條涂料機(jī)總體設(shè)計(jì)分析 60T電焊條涂料機(jī)由送絲機(jī)構(gòu)、料缸部分、油缸部分、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、接棒機(jī)、磨頭磨尾機(jī)、印字機(jī)、著色機(jī)等部分組成，本設(shè)計(jì)中主要對(duì)送絲機(jī)構(gòu)、料缸部分、油缸部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。送絲機(jī)構(gòu)的工作原理是依靠料斗內(nèi)的焊絲的重力作用壓在錐輪上，因?yàn)楹感九c送絲錐輪的摩擦阻力大于焊芯之間的摩擦阻力，所以送絲錐輪就能夠推動(dòng)最下面的與錐輪接觸的一根焊芯前進(jìn)，又因?yàn)橛袚醢宓南拗?，也只能使得最底層的一根焊芯通過(guò)；油缸是一個(gè)承壓元件，用來(lái)加載和卸載，它是在油泵輸送來(lái)的液壓油的作用下，使推料桿擠壓料缸內(nèi)的涂料進(jìn)入涂料頭，涂敷由送絲機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)導(dǎo)絲管連續(xù)不斷送來(lái)的焊芯條；料缸是填裝涂料用的，它的外殼為厚壁無(wú)縫鋼管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)襯套為整體式的鑄鋼件，磨損后可以更換；液壓系統(tǒng)是利用各個(gè)液壓元件來(lái)控制油泵、送絲機(jī)構(gòu)、料缸、油缸之間的工作。 第3章 電焊條涂料機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 在對(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行明確的分析以后，作者對(duì)整個(gè)電焊條涂料機(jī)的運(yùn)動(dòng)有了一個(gè)概括性的認(rèn)識(shí)。下面就要開(kāi)始進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，電焊條涂料機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)對(duì)于電焊條涂料機(jī)最終的性能和生產(chǎn)成本有著很大的影響。因此，作者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中堅(jiān)持簡(jiǎn)單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的原則，這樣既可以節(jié)約成本，又可以滿足設(shè)計(jì)的需求。 3.1 初步擬定設(shè)計(jì)方案 電焊條涂料機(jī)的設(shè)計(jì)主要包括送絲機(jī)構(gòu)、油缸和料缸、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及一些附件?？紤]到畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和任務(wù)量，只設(shè)計(jì)其中的機(jī)械部分。本論文以下所討論的僅限送絲機(jī)構(gòu)、油缸和料缸。 在送絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，軋輥軸和錐輪軸之間的傳動(dòng)是最主要的，它的合理性和穩(wěn)定性直接影響著電焊條涂料機(jī)送絲機(jī)構(gòu)的性能，因此，為了更好地達(dá)到涂敷的效果，作者在設(shè)計(jì)過(guò)程中在經(jīng)濟(jì)合理的前提下考慮到要采用三角皮帶傳動(dòng)，這樣既簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，又提高了傳動(dòng)效率?？紤]到皮帶經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用會(huì)產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，所以在錐輪的后側(cè)加了螺釘，一旦皮帶松動(dòng)，可以通過(guò)調(diào)整螺釘把皮帶張緊。 在油缸和料缸的設(shè)計(jì)上，由于活塞的運(yùn)動(dòng)具有慣性和短時(shí)的沖擊性，所以為了減少油缸的磨損破壞，在油缸的兩側(cè)加上兩個(gè)限位閥，保護(hù)油缸。 由于焊絲的直徑偏差不得超過(guò)，所以切斷面必須平直，并不能有倒刺、彎曲等情況。 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，不能忽略機(jī)床整體的剛度、抗振性、熱變性及噪聲，當(dāng)然，這些都要建立在可以使焊條質(zhì)量達(dá)到使用要求的基礎(chǔ)上。 考慮到操作的安全性和可操作性，在進(jìn)行部件配置的過(guò)程中，作者考慮了加工過(guò)程的可視性和每個(gè)操作部件擺放位置的人性化，所有部件的連接和擺放都盡量便于調(diào)整和維護(hù)。 3.2 送絲機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.2.1 送絲機(jī)構(gòu)的組成 送絲機(jī)構(gòu)主要由錐輪、軋輥、三角帶、導(dǎo)絲管、擋板、滾子等結(jié)構(gòu)組成。 圖3-1 送絲機(jī)構(gòu)系統(tǒng)示意圖 1—導(dǎo)絲管； 2—軋輥； 3—壓緊螺釘； 4—擋板； 5—壓緊螺釘； 6—錐輪； 7—料斗； 8—滾子； 9—皮帶張緊螺釘； 10—傳動(dòng)三角帶； 11—電動(dòng)機(jī)； 12—蝸輪箱 3.2.2 送絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 送絲機(jī)構(gòu)的工作原理是依靠料斗內(nèi)的焊絲的重力作用壓在錐輪上，因?yàn)楹感九c送絲錐輪的摩擦阻力大于焊芯之間的摩擦阻力，所以送絲錐輪就能夠推動(dòng)最下面的與錐輪接觸的一根焊芯前進(jìn)，又因?yàn)橛袚醢宓南拗?，也只能使得最底層的一根焊芯通過(guò)，焊芯被送向軋輥。 送絲機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-1，在送絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，采用了以下創(chuàng)新的想法： (1)軋輥輪夾緊焊絲后以較大的推力把焊絲推向涂料頭涂敷涂料，為保證焊絲能夠連續(xù)地進(jìn)入涂料頭，錐輪的轉(zhuǎn)速為軋輥的1.3倍。 (2)送絲機(jī)構(gòu)是由一臺(tái)550瓦的型號(hào)為Y2-801-4的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)[15]，通過(guò)蝸輪箱的減速和四個(gè)齒輪的傳動(dòng)使兩個(gè)軋輥?zhàn)髡聪蛐D(zhuǎn)，錐輪的旋轉(zhuǎn)由軋輥芯軸下端的二根三角皮帶傳動(dòng)。 (3)軋輥與錐輪的支撐兩旁有四個(gè)調(diào)節(jié)手輪，可根據(jù)焊絲直徑來(lái)調(diào)節(jié)軋輥及錐輪之間的間距大小。 (4)軋輥的外圓車削有V型槽，每臺(tái)送機(jī)機(jī)構(gòu)有兩對(duì)軋輥，所以可以選擇適當(dāng)大小的軋輥（軋輥端面有焊絲直徑硬?。﹣?lái)適應(yīng)不同焊絲直徑以起到良好的夾持作用。 3.3 油缸料缸的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.3.1 油缸料缸的組成 油缸料缸的組成由缸筒、活塞等結(jié)構(gòu)組成。 圖3-2 油缸料缸系統(tǒng)示意圖 1—手柄； 2—擋蓋； 3—支撐套； 4—料缸； 5—襯套； 6—螺栓； 7—密封圈； 8—螺釘； 9—鋼球； 10—彈簧； 11—限位閥； 12—排氣閥； 13—壓力表； 14—應(yīng)變片； 15—擋塊； 16—圓螺母； 17—沉頭螺釘； 18—螺母； 19—密封圈； 20—活塞環(huán)； 21—活塞； 22—導(dǎo)絲管； 23—導(dǎo)絲管套； 24—活塞桿； 25—油管； 26—推料塊； 27—定徑模體； 28—涂料頭； 29—定中管套； 30—轉(zhuǎn)動(dòng)爪盤； 31—定徑模體； 32—定徑模芯； 33—端蓋 3.3.2 油缸料缸的設(shè)計(jì) 油缸是通過(guò)油泵輸送來(lái)的液壓油，使推料桿通過(guò)擠壓料缸內(nèi)的涂料而進(jìn)入涂料頭，涂敷由送絲機(jī)構(gòu)經(jīng)導(dǎo)絲管接連不斷送來(lái)的焊條芯。 油缸料缸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-2，在油缸料缸的設(shè)計(jì)上，采用了以下創(chuàng)新的想法： (1)為了保證料缸和油缸能夠迅速并牢固地連接起來(lái)，采用了梯形螺紋連接。 (2)料缸能在支撐套內(nèi)作軸向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以以套的芯軸作為中心在料缸軸線的垂直平面上轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，當(dāng)料缸處于豎直狀態(tài)的時(shí)候，就能方便地加入涂料。 (3)料缸內(nèi)裝有淬硬的襯套以提高耐磨性。 (4)料缸的前端裝有涂料頭，涂料頭中裝有硬質(zhì)合金的定徑模，它是按照涂敷焊條藥皮規(guī)格裝配的，還裝有定中管，它是根據(jù)焊絲直徑大小設(shè)置的。 (5)油缸推桿與前端蓋導(dǎo)絲管套之間，導(dǎo)絲管與油缸后端通孔之間的高壓油液密封都采用橡膠密封圈以防止漏油。 第4章 電焊條涂料機(jī)各個(gè)部分的設(shè)計(jì) 4.1 各部分材料的確定 現(xiàn)代文明的三大支柱指的就是材料、能源和信息。材料的使用與發(fā)展不僅僅是人類進(jìn)化的標(biāo)志，也是人類走向一個(gè)新的階段必不可少的一項(xiàng)發(fā)明，更是社會(huì)先進(jìn)物質(zhì)的代表。材料的研究關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力，特別是近年來(lái)的一些新型材料的開(kāi)發(fā)更彰顯出了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平和科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)程度，因此，各個(gè)國(guó)家近年來(lái)都對(duì)材料引起了高度廣泛的重視。我國(guó)在1978年把材料列為八個(gè)新興的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一，可見(jiàn)，我國(guó)對(duì)材料的開(kāi)發(fā)研究投入了大量的精力[16]。所以，在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備時(shí)，材料的確定就顯得尤為重要，能否合理地選擇合適的材料不僅影響設(shè)備的操作使用過(guò)程，也會(huì)對(duì)設(shè)備的壽命、價(jià)格、強(qiáng)度等方面產(chǎn)生影響。 在該電焊條涂料機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，作者選擇材料基于一個(gè)原則：在滿足設(shè)計(jì)所要求實(shí)現(xiàn)的功能的前提下，盡量達(dá)到價(jià)格合理、材料實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)將本設(shè)計(jì)中選用的一些材料說(shuō)明如下： 焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)只在軸向受力，把焊條送進(jìn)油缸，因此，焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)蓋板、托板、框邊材料初步確定為Q235。該設(shè)計(jì)中涉及到了大量的非標(biāo)準(zhǔn)件，而在這些件中占相當(dāng)大比例的零件是用來(lái)定位的、安裝、夾緊用的，這樣的零件考慮到它的用途，選取材料為Q235。該焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)由于零件比較多，所以螺釘?shù)拇罅渴褂靡簿驮谒y免，為了使機(jī)床的外觀盡量美化，螺釘大部分采用的是內(nèi)六角螺釘，材料則是非常普通的45#鋼。焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)上的軋輥，錐輪上的兩對(duì)齒輪的材料初步確定為45#鋼。蝸輪箱內(nèi)的蝸輪、蝸桿的材料要按照它們的性質(zhì)來(lái)確定，蝸桿相對(duì)而言不好加工，而且加工難度較大，所以，在確定蝸輪、蝸桿的材料時(shí)，作者更加注重蝸桿的材料要硬一些，基于這個(gè)原因，蝸桿的材料采用硬度較大的45#鋼，而蝸輪則采用材料相對(duì)來(lái)說(shuō)比較軟的青銅或者鑄鐵作為其制作材料。其他一些輔助材料則根據(jù)它所執(zhí)行的功能和受力以及工作環(huán)境分別確定其材料。 4.2 缸筒的材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.2.1 油缸與料缸的設(shè)計(jì) 油缸是一種用于加載和卸載，并把液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的承壓構(gòu)件。它通過(guò)輸送來(lái)的液壓油，使推料桿通過(guò)擠壓料缸內(nèi)的涂料而進(jìn)入涂料頭，涂敷由送絲機(jī)構(gòu)經(jīng)導(dǎo)絲管接連不斷送來(lái)的焊條芯。本設(shè)計(jì)中采用的是雙作用活塞式單缸液壓缸。為了保證料缸和油缸能夠迅速并牢固地連接起來(lái)，采用了梯形螺紋連接，由于梯形螺紋牙根的強(qiáng)度較高，易于對(duì)中，磨損后還可以補(bǔ)償，故選用梯形螺紋連接，可以提高效率，方便操作。 在油缸的左右兩側(cè)各裝有一個(gè)限位閥，起到緩沖限位保護(hù)的作用，保證活塞以較高的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)碰到油缸的兩頭的邊界，防止撞壞活塞。料缸能在支撐套內(nèi)作軸向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以以套的芯軸作為中心在料缸軸線的垂直平面上轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，當(dāng)料缸處于豎直狀態(tài)的時(shí)候，就能方便地加入涂料。為了提高料缸的耐磨性，料缸內(nèi)裝有襯套。料缸的前端裝有涂料頭，涂料頭中裝有硬質(zhì)合金的定徑模，它是按照涂敷焊條藥皮規(guī)格裝配的，還裝有定中管，它是根據(jù)焊絲直徑大小設(shè)置的。YG8硬質(zhì)合金是一種優(yōu)質(zhì)的合金材料，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：耐腐蝕、高強(qiáng)度、高硬度，在本設(shè)計(jì)中的定徑模和定中管都選用此種材料，本設(shè)計(jì)中選用此種材料是為了能夠延長(zhǎng)零件使用壽命，并且保持涂料機(jī)涂料頭涂敷焊條的精度。油缸推桿與前端蓋導(dǎo)絲管套之間，導(dǎo)絲管與油缸后端通孔之間的高壓油液密封都采用橡膠密封圈以防止漏油。 4.2.2 油缸材料的要求和選擇 缸筒作為液壓元件中的主要零部件，同時(shí)也是液壓缸的主要零件，所以它的材料的要求和選擇就顯得尤為重要，缸筒作為重要部件，不僅要使得活塞和它的支撐件能夠滑動(dòng)順利，還需要保證一定的密封性，保證活塞在缸筒中滑動(dòng)時(shí)不漏油，并有一定的潤(rùn)滑作用，減少磨損，所以，它的內(nèi)孔通常采用滾壓、鏜削等用于精密加工的工藝方法[17]。又由于缸筒要承受很大的壓力，所以，它應(yīng)該有足夠的剛度和強(qiáng)度。缸筒是活塞運(yùn)動(dòng)的軌道，同時(shí)它還與缸蓋、油口等零件形成密閉的容腔，用來(lái)容納液壓油。 從液壓缸的使用角度來(lái)講，它必須具有一定的強(qiáng)度，當(dāng)液壓油的作用和活塞桿的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，液壓缸會(huì)承受很大的作用力，所以液壓缸的設(shè)計(jì)一定要保證其能夠足以抵御沖擊力和液壓力；從液壓缸的制造角度來(lái)講，它的內(nèi)表面應(yīng)有符合設(shè)計(jì)生產(chǎn)要求的公差要求，以確保它的密封性和使用持久性；從液壓缸的設(shè)計(jì)角度來(lái)講，要合理設(shè)計(jì)它的尺寸，應(yīng)該保證活塞在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)有符合設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動(dòng)行程及速度。 (1)油缸材料的要求： 對(duì)于液壓缸缸筒的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，首先，它應(yīng)該符合一定的剛度要求，要確保當(dāng)來(lái)自活塞的側(cè)向作用力作用在它表面時(shí)，不會(huì)有彎曲變形的現(xiàn)象產(chǎn)生；其次，它應(yīng)該符合一定的強(qiáng)度要求，要保證它在長(zhǎng)時(shí)間地承受額定工作壓力時(shí)，不會(huì)有永久變形產(chǎn)生；接著，液壓缸缸筒在焊接時(shí)，應(yīng)該具有良好的可焊性，確保在焊接法蘭時(shí)不會(huì)有裂紋等破壞產(chǎn)生，并且要保證在焊接缸底接頭時(shí)不會(huì)有過(guò)大的變形現(xiàn)象產(chǎn)生；最后，液壓缸缸筒的設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定的可靠性，缸筒的內(nèi)表面與活塞密封件間的尺寸公差等級(jí)的設(shè)計(jì)要符合一定的設(shè)計(jì)要求，即保證零件密封性和減小零部件磨損。 (2)油缸材料的選擇 ： 1)當(dāng)缸筒與缸蓋或法蘭焊接時(shí)，應(yīng)該采用經(jīng)過(guò)機(jī)械預(yù)加工以后再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的35#鋼，；當(dāng)有無(wú)焊接部分的缸筒，應(yīng)該把45#鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后再使用。 2) 當(dāng)缸筒的缸壁較厚時(shí)，最好采用鑄鐵材料，或者把厚鋼板卷起來(lái)，焊接后再退火。常用的材料有20#鋼、35#鋼、45#鋼等碳素鋼；ZG230-450、ZG310-500等鑄鋼；Cr18Ni9等不銹鋼；ZL105、LF3、LF6等鋁合金；15MnV、27SiMn等低合金結(jié)構(gòu)鋼；SA03、SA06等防銹鋁合金。 3) 當(dāng)液壓缸缸筒的工作溫度低于-500℃時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用經(jīng)過(guò)調(diào)制處理后的35#鋼或45#鋼。 4) 目前缸筒的毛坯采用的多是退火的無(wú)縫鋼管，現(xiàn)今市場(chǎng)上已有此類的半成品，因其內(nèi)孔是通過(guò)珩磨或精加工的工藝流程制造的，故只需按照所需要的長(zhǎng)度切割即可，材料有20#鋼、35#鋼、45#鋼和27SiMn合金鋼。 本設(shè)計(jì)中，液壓缸缸筒采用的材料是調(diào)質(zhì)的45#鋼[18]。 4.2.3 缸筒內(nèi)徑的計(jì)算 當(dāng)液壓缸的理論作用力F（包括推力、拉力）及供油壓力已知時(shí)，無(wú)活塞桿側(cè)的缸筒內(nèi)徑為[19] (4-1) 有活塞桿側(cè)的缸筒內(nèi)徑為 (4-2) 液壓缸的理論作用力按下式計(jì)算 (4-3) 當(dāng)及為已知時(shí)，缸筒內(nèi)徑（不考慮容積效率）按無(wú)活塞桿側(cè)為 (4-4) 按有活塞桿側(cè)為 (4-5) 最后，比較以上各式中所求得的D的數(shù)值，然后選擇其中最大者，并圓整到標(biāo)準(zhǔn)值（見(jiàn)表4-1)。 由于及未知，所以按式(4-1)和式(4-2)進(jìn)行計(jì)算。代入， 。 由式(4-1)得 由式(4-2)得 由表4-1，所以取缸筒內(nèi)徑為180mm。 表4-1 液壓缸基本參數(shù) 名稱 數(shù)值 液壓缸的公稱壓力系列 0.63、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0、 (GB/T7938-1987)/MPa 31.5、40.0 液壓缸內(nèi)徑系列 8、10、12、16、20、25、32、40、50、63、80、100、 (GB/T2348-1993)/mm 125、140、160、180、200、250、320、400、500 活塞桿直徑系列 4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、 (GB/T2348-1993)/mm 32、36、40、45、50、56、63、70、、80、90、100、 110、125、140、160、180、200、250、280、320、 活塞桿行程系列 25、50、80、100、125、160、200、250、320、400、 (GB/T2349-1980)/mm 500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500 4.2.4 缸筒壁厚的計(jì)算 缸筒壁厚為 (4-6) 關(guān)于的值，可按下列情況分別進(jìn)行計(jì)算： 當(dāng)時(shí)，可用薄壁缸筒的實(shí)用公式 (4-7) 當(dāng)時(shí) (4-8) 當(dāng)時(shí) (4-9) 或 (4-10) 因?yàn)?，所以采?4-9)式進(jìn)行計(jì)算 所以,為安全起見(jiàn)，初定缸筒壁厚應(yīng)大于19mm。由表4-2查得當(dāng)缸筒內(nèi)徑為180mm，額定壓力為25Mpa時(shí)，缸筒選用A型系列，缸筒外徑為219mm，故缸筒壁厚為19.5mm。 表4-2 缸筒內(nèi)徑的選擇 系列代號(hào) 額定壓力(MPa) 缸筒內(nèi)徑/mm 16 50、60、76、95、121、146、168、194、219、245 A型 20 50、60、76、95、121、146、168、194、219、245 25 50、60、83、102、121、152、168、194、219、245 32 54、60、76、95、121、146、168、194、219、245 B型 16 50、63、76、95、121、152、168、194、219、245 C型 20 152、168、194 D型 25 50、56、70、89、112、139、156、179、201、223 40 50、59、74、95、118、148、166、189、213、217 4.2.5 缸筒壁厚的驗(yàn)算 對(duì)最終采用的缸筒壁厚應(yīng)進(jìn)行四方面的驗(yàn)算： 額定壓力應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全 (4-11) 或 (4-12) 同時(shí)，為了避免塑性變形的發(fā)生，對(duì)額定壓力、完全塑性變形壓力二者之間有一定的比例范圍要求，即 (4-13) 此外，尚需驗(yàn)算缸筒徑向變形應(yīng)處在允許范圍內(nèi) (4-14) 變形量不應(yīng)超過(guò)密封圈允許范圍 最后，還應(yīng)驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力 (4-15) 也可以用費(fèi)帕爾(FAUPEL)公式 (4-16) 計(jì)算的值應(yīng)遠(yuǎn)超過(guò)耐壓試驗(yàn)壓力，即遠(yuǎn)大于。 代入式(4-11)得 因?yàn)?，所以? 代入式(4-13)得 因?yàn)?，所以? 代入式(4-15)得 因?yàn)?，所以? 綜上所述，所選缸筒壁厚符合要求?？梢员ＷC工作安全可靠。所以，最終確定缸筒缸筒內(nèi)徑為180，缸筒外徑為219，壁厚為19.5。 其中， —活塞桿直徑， —供油壓力， ,—液壓缸的理論推力和拉力， —活塞桿上的實(shí)際作用力， —負(fù)載率，一般取 —液壓缸的體積供油量， —活塞桿伸出及縮回時(shí)的速度， —缸筒材料強(qiáng)度要求的最小值， —缸筒外徑公差余量， —腐蝕余量， —缸筒內(nèi)徑， —缸筒外徑， —缸筒內(nèi)最高工作壓力， —缸筒材料的許用應(yīng)力， —安全系數(shù)，通常取 —缸筒材料屈服點(diǎn)， —缸筒材料的抗拉強(qiáng)度， —缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力，， —缸筒耐壓試驗(yàn)壓力， —缸筒材料彈性模量， 4.3 活塞桿的材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 活塞桿的材料選擇 因?yàn)榛钊麠U要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，故一般采用H8/h7或H8/f7配合。太緊了會(huì)使得摩擦力變大；太松了容易導(dǎo)致單邊磨損、并引起卡滯現(xiàn)象，其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差的一半。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差應(yīng)控制在0.01mm以內(nèi)，這樣可以保證活塞桿外圓與活塞外圓的同軸度，從而避免活塞與缸筒的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差應(yīng)控制在0.04mm以內(nèi)，從而確?；钊诎惭b的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)歪斜的現(xiàn)象[20]。 活塞桿的外圓粗糙度Ra的值一般為0.1到0.3之間，如果太光滑其表面形成不了油膜，反而會(huì)不利于潤(rùn)滑。為了提高其耐磨性和防銹性，活塞桿的表面需要進(jìn)行鍍鉻處理，鍍層厚度為0.03到0.05，并進(jìn)行拋光、磨削加工。當(dāng)遇到惡劣的工作條件，或者在碰撞次數(shù)較多的情況下，工作表面必須要先經(jīng)高溫淬火后再鍍鉻。 根據(jù)活塞桿的要求和60T電焊條涂料機(jī)的工作條件，選擇經(jīng)過(guò)調(diào)制處理后的45#鋼作為活塞桿的材料。 4.3.2 活塞桿的計(jì)算 (1)活塞桿直徑的計(jì)算 活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件，它承受壓力、拉力、彎曲力和振動(dòng)沖擊等多種作用力，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。對(duì)于雙作用活塞桿液壓缸，其活塞桿直徑d可根據(jù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)速比（即面積比）來(lái)確定： (4-17) (2)活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算 活塞桿在穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： (4-18) 其中： —缸筒內(nèi)徑， —速比，根據(jù)壓力選取 —活塞桿的作用力， —活塞桿的內(nèi)徑， —材料的許用應(yīng)力，無(wú)縫鋼管，中碳鋼（調(diào)制） 代入式(4-17)得 故取標(biāo)準(zhǔn)值，活塞桿直徑為100。 代入式(4-18)得 因?yàn)椋?，因此，活塞桿直徑符合強(qiáng)度要求，能保證工作安全可靠。 綜上所述，取活塞桿直徑為100。 4.4 對(duì)送絲機(jī)構(gòu)各零部件的選用與校核 在進(jìn)行計(jì)算之前，先來(lái)計(jì)算各個(gè)軸的功率與轉(zhuǎn)矩。已知送絲電動(dòng)機(jī)的功率，油泵電動(dòng)機(jī)的功率，設(shè)每對(duì)滾動(dòng)軸承的效率是，帶傳動(dòng)的效率是，齒輪傳動(dòng)的效率是，蝸輪與蝸桿傳動(dòng)的效率是，連軸節(jié) I軸功率： II軸功率： III軸功率： IV軸功率： V軸功率： 4.4.1 軸承的選用與校核 軸承的壽命與它所受到的載荷的大小有著密切的關(guān)系，工作載荷越大，引起的接觸應(yīng)力也就會(huì)越大，也就意味著在發(fā)生點(diǎn)蝕破壞之前所能夠經(jīng)歷的應(yīng)力變化的次數(shù)越少，即軸承的壽命越短。對(duì)軸承進(jìn)行校核，主要是為了確保軸承能夠正常工作，從而不影響機(jī)器的正常工作。 在本次設(shè)計(jì)中，作者使用了深溝球軸承，因?yàn)樗饕梢猿惺軓较蜉d荷，同時(shí)也可以承受較小的軸向載荷，而且它的當(dāng)量摩擦系數(shù)最小，在軸承工作中允許的內(nèi)、外軸線偏斜量~16，又因?yàn)樯顪锨蜉S承的產(chǎn)量大，而且價(jià)格低，所以使用得很廣泛。在本論文中，作者選取錐輪軸上的軸承進(jìn)行校核。 軸承受力如下圖4-1所示： 圖4-1 錐輪軸受力圖 錐輪軸的轉(zhuǎn)矩是： (4-19) 則由圖4-1可得： (4-20) 由此求得支反力和, 由于軸向沒(méi)有力，故當(dāng)量動(dòng)載荷為： 取較大的作為軸承受力的大小進(jìn)行驗(yàn)算： 設(shè)軸承的工作條件是每天工作8小時(shí)，每年工作300天，連續(xù)工作10年， 則預(yù)期壽命為[21]： (4-21) 其中： —錐輪軸轉(zhuǎn)速，； —額定動(dòng)載荷，由文獻(xiàn)的表查得深溝球軸承6204的額定動(dòng)載荷; —指數(shù)，球軸承取。 將上面各數(shù)值代入式(4-20)，整理后得，因此，該軸承滿足工作條件的要求。 4.4.2 對(duì)齒輪傳動(dòng)的計(jì)算與校核 作者選擇了軋輥軸與蝸桿上配合的兩個(gè)齒輪進(jìn)行計(jì)算與校核的[21]，以下就是計(jì)算與校核的過(guò)程。 (1)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1)按本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)要求，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2)速度不高，故選用7級(jí)精度(GB 10095-88)。 3)材料選擇。由文獻(xiàn)選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 4)選蝸桿上齒輪齒數(shù)，則軋輥軸上齒輪齒數(shù),其中是兩齒輪之間的傳動(dòng)比。 (2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算 (4-22) (3) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1)試選載荷系數(shù)。 2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 3)由文獻(xiàn)選取齒寬系數(shù)。 4)由文獻(xiàn)查得材料的彈性影響系數(shù)。 5)由文獻(xiàn)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 6)由文獻(xiàn)[21]計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 其中，設(shè)齒輪壽命50年，一天機(jī)床的工作時(shí)間為8小時(shí)，每年工作300天，小齒輪轉(zhuǎn)速，則將代入得： 7)由文獻(xiàn)取接觸疲勞壽命系數(shù);。 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù) (4-23) 由式 (4-20)得， (4) 計(jì)算 1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 2)計(jì)算圓周速度。 3)計(jì)算齒寬。 4) 計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) 齒高 5) 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)[21]查得動(dòng)載系數(shù)； 直齒輪，; 由文獻(xiàn)查得使用系數(shù); 由文獻(xiàn)用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，。 由，查文獻(xiàn)得;故載荷系數(shù) 6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)[21]得 7) 計(jì)算模數(shù) 。 (5) 按齒跟彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 (4-24) 1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①由文獻(xiàn)[21]查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； ②由文獻(xiàn)[21]取彎曲疲勞壽命系數(shù),; ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù),由式(10-20)得 ④計(jì)算載荷系數(shù)。 式中：—使用系數(shù)； —?jiǎng)虞d荷系數(shù)； —齒間載荷分布系數(shù)； —齒向載荷分布系數(shù)。 得： ⑤查取齒形系數(shù)。 由文獻(xiàn)查得 ⑥查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由文獻(xiàn)查得 ⑦計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。 大齒輪的數(shù)值大。 2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的模數(shù)m小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積有關(guān)），可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.15并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) ，取。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 所以，該齒輪滿足強(qiáng)度要求。 (6)幾何尺寸計(jì)算 1) 計(jì)算分度圓直徑 2) 計(jì)算中心距 3) 計(jì)算齒輪寬度 取， 第5章 電焊條涂料機(jī)的操作、注意事項(xiàng)、保養(yǎng)與常見(jiàn)缺陷 5.1 電焊條涂料機(jī)涂敷焊條的操作 （1）根據(jù)涂敷焊條的焊芯直徑和焊絲長(zhǎng)度選擇對(duì)應(yīng)規(guī)格的定徑模、定中管，并搭配上相應(yīng)的導(dǎo)絲管和送絲機(jī)構(gòu)上的錐輪。 （2）把焊絲放在料斗內(nèi)，并檢查錐輪與焊絲的接觸情況，調(diào)整料斗間隙，使焊絲能順利依次落在托架和錐輪的錐面上面；焊絲的軸線要與導(dǎo)絲管中心線在同一水平線上，以保證焊絲能夠準(zhǔn)確進(jìn)入導(dǎo)絲管中；料斗底部第二根焊絲須要被擋板擋住直徑的一半，以保證每次只能通過(guò)一根焊絲。 （3）啟動(dòng)送絲機(jī)的電動(dòng)機(jī)，檢查焊絲的送進(jìn)情況和焊絲的夾緊力，要保證焊絲在被送進(jìn)的過(guò)程中完好無(wú)損，無(wú)彎折現(xiàn)象，并要保證焊絲在送進(jìn)過(guò)程中無(wú)中斷現(xiàn)象。 （4）松開(kāi)料缸與油缸的連接（注意：放開(kāi)時(shí)要抽出導(dǎo)絲管內(nèi)的一根焊絲），使料缸保持垂直狀態(tài)，然后向料缸內(nèi)加入混合好的涂料，旋合油缸和料缸后，啟動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)。 （5）啟動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)，使推料塊前進(jìn)，當(dāng)推料塊開(kāi)始擠壓涂料，根據(jù)涂料的成分和粘稠度來(lái)確定油壓系統(tǒng)的壓力（通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)），當(dāng)油液壓力上升到需要的壓力時(shí)，立即啟動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)焊絲（焊絲送進(jìn)應(yīng)該在涂料開(kāi)始從涂料頭擠出之前，根據(jù)操練熟練程度時(shí)間自行掌握）。 （6）根據(jù)涂敷焊條藥皮的質(zhì)量及時(shí)調(diào)整涂料擠壓的速度（通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)），如發(fā)現(xiàn)涂敷的焊條出現(xiàn)偏心的情況，可通過(guò)手輪來(lái)調(diào)整錐輪和軋輥的中心水平高度，也可以通過(guò)調(diào)整螺釘來(lái)減小偏心度。 （7）涂料擠壓完畢后，停止焊絲送進(jìn)，并使推料塊快速退回，抽出留在導(dǎo)絲管中的一根焊絲，如需繼續(xù)涂料需要重新裝料。 （8）每次更換焊絲規(guī)格后，應(yīng)從零開(kāi)始逐漸上調(diào)液壓系統(tǒng)中的調(diào)速閥流量，以免擠料過(guò)快，造成涂料頭堵塞。 （9）當(dāng)涂敷焊絲的直徑改變時(shí)，要隨之更換所需導(dǎo)絲管的直徑，更換相應(yīng)軋輥輪，由后向前推出油缸內(nèi)導(dǎo)絲管。 （10）清洗涂料頭和料缸，晾干后重新裝配好涂料即可繼續(xù)涂敷焊條。 5.2 電焊條涂料機(jī)的操作注意事項(xiàng) （1）用油推薦30號(hào)液壓油和20號(hào)液壓油。 （2）油面要達(dá)到油尺指示的高度。 （3）根據(jù)機(jī)床的使用情況，定期更換新的干凈的油液，新設(shè)備使用一個(gè)月后換新油一次，以后不超過(guò)半年清洗一次油箱以保證其清潔度。 （4）冬天溫度較低的車間應(yīng)使油液預(yù)溫至10℃以上才能工作。 （5）焊絲的直徑偏差不超過(guò)，切斷面必須平直，并不得有倒刺、扭曲等情況。 （6）當(dāng)更換焊絲規(guī)格后必須先調(diào)整好焊絲送絲機(jī)構(gòu)，確保焊絲送進(jìn)情況滿意后再加涂料進(jìn)行涂敷。 （7）一般涂料在80-120的單位液壓力下均能順利擠出，涂出表面光潔的焊條，較高的單位壓力用以涂敷難擠壓的涂料。 （8）料缸和油缸隨手旋合即可，不必?cái)Q得過(guò)緊。 （9）涂料必須攪拌均勻，干潮適宜，加料時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)絲管套周圍均勻分布，，分層跺實(shí)，不能一次加滿跺實(shí)，或者在導(dǎo)絲管套周圍加料不均勻，這樣會(huì)造成擠壓中涂料密度不一，這些因素都會(huì)影響涂敷焊條的偏心度。加料時(shí)要注意不要使涂料進(jìn)入導(dǎo)絲管內(nèi)，避免影響焊絲的送進(jìn)過(guò)程， （10）開(kāi)料缸加料前應(yīng)將料缸內(nèi)最后一根焊絲抽出，開(kāi)始工作時(shí)要先排除油缸內(nèi)殘留的氣體。 5.3電焊條涂料機(jī)的保養(yǎng) （1）機(jī)床使用時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)保持在10~40℃之間。 （2）油箱內(nèi)應(yīng)保持清潔，油液中不得有雜質(zhì)、污物，應(yīng)定期清洗油箱并更換液壓油。 （3） 每班結(jié)束后要及時(shí)清理料缸、涂料頭、推料塊等部位粘接的涂料，尤其是推料塊內(nèi)擠進(jìn)去的涂料一定要每班拆下認(rèn)真清理，對(duì)于磨損嚴(yán)重的推料塊應(yīng)及時(shí)更換。 （4）禁止隨意拆卸、調(diào)整裝置。 5.4 電焊條涂料機(jī)的常見(jiàn)缺陷 （1）焊條出現(xiàn)偏心現(xiàn)象：引起這一缺陷的原因很多，焊芯彎曲、涂料中有雜質(zhì)、涂料頭松動(dòng)等等，一旦焊條的偏心現(xiàn)象產(chǎn)生，將會(huì)大大影響焊條的工藝性能，嚴(yán)重時(shí)焊條將作廢，不能施焊。 （2）焊條的磨頭磨尾的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)：磨頭指的是焊條經(jīng)打磨形成一個(gè)引弧端，此處常見(jiàn)的缺陷有包頭（焊芯的截面被藥皮包住，面積多于整個(gè)截面面積的一半）、破頭（焊條端面不完整）、未倒角；磨尾指的是焊條經(jīng)打磨形成一個(gè)夾持端，此處常見(jiàn)的缺陷有磨尾長(zhǎng)度不合格達(dá)不到夾持的長(zhǎng)度要求、磨尾不徹底。 （3）藥皮表面出現(xiàn)竹節(jié):所謂竹節(jié)，指的是由于壓涂不均勻，藥皮表面形成的環(huán)形突起。若在送絲的過(guò)程中出現(xiàn)滑動(dòng)、焊絲脫節(jié)、送絲與涂料頭距離不當(dāng)、送絲速度時(shí)慢時(shí)快等現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致此種形似竹子的“竹節(jié)”產(chǎn)生。 （4）藥皮疏松、有裂紋。 （5）藥皮表面擦傷。 （6）藥皮表面起泡、皺皮。 第6章 結(jié)論 隨著焊接技術(shù)的蓬勃興起，電焊條設(shè)備的研發(fā)和制造也成了機(jī)械行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，所以，研制一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格合理、壓涂質(zhì)量好、藥粉耗量小的電焊條涂料機(jī)很有必要。在本次設(shè)計(jì)中，作者對(duì)電焊條涂料機(jī)的總體外觀結(jié)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)、油缸、料缸作了設(shè)計(jì)。 首先，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外電焊條設(shè)備的發(fā)展歷史的概述，以及現(xiàn)階段對(duì)電焊條設(shè)備的要求，引出了本設(shè)計(jì)的內(nèi)容。然后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求對(duì)此設(shè)備進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)分析，明確各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求和實(shí)現(xiàn)此要求需要的結(jié)構(gòu)，根據(jù)機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)的功能確定適當(dāng)?shù)牟牧稀＝又?，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)缸筒壁厚、活塞桿直徑、齒輪齒數(shù)模數(shù)的計(jì)算，確定滿足設(shè)計(jì)要求的最優(yōu)值。作者從體積和效率等多方面因素綜合考慮，在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用了不少創(chuàng)新的思想，把許多結(jié)構(gòu)巧妙地運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，使設(shè)計(jì)出來(lái)的設(shè)備更加經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。在油缸料缸的設(shè)計(jì)上，為了保證料缸和油缸能夠迅速并牢固地連接起來(lái)，采用了梯形螺紋連接；在送絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，由于焊絲在進(jìn)入錐輪時(shí)具有不穩(wěn)定性，避免傳動(dòng)失效，在送絲機(jī)構(gòu)的末端增加了兩個(gè)可調(diào)滾子，使焊絲后面的高度比前面高，使焊絲直接進(jìn)入導(dǎo)絲管；為了延長(zhǎng)定徑模和定中管的使用壽命，保證涂料頭的涂敷精度，定徑模和定中管都采用YG8硬質(zhì)合金。最后，根據(jù)設(shè)備的使用要求，對(duì)電焊條調(diào)涂料機(jī)的操作方法提出了要求，并指出了操作的注意事項(xiàng)、保養(yǎng)方法和常見(jiàn)缺陷，這些都對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命起著至關(guān)重要的作用。該涂料機(jī)用于各電焊條制造廠、實(shí)驗(yàn)室及焊接科研單位涂敷焊條試樣，如因特殊需要也可以涂制小批量的焊條。 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