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變位機(jī)構(gòu)車架模型分析所設(shè)計(jì)的焊接變位機(jī)構(gòu)車架的質(zhì)量為5t,車架由鋼板直接焊接拼裝而成,車架的質(zhì)量分布主要是鋼板的分布,由現(xiàn)場看到的車架實(shí)物可知,小車架的空間內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,內(nèi)部存在較多空間,但是鋼板的分布基本均勻。
即小車架的質(zhì)量基本可以看作是均勻分布,為了方便計(jì)算,將小車架簡化為一個長方體模型,傳動方案分析傳動方式的確定,根據(jù)具體情況,不僅要考慮到技術(shù)性能指標(biāo),還要考慮經(jīng)濟(jì)成本。對提出的各種方案,綜合比較技術(shù)難度、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等后實(shí)施方案。
焊接變位機(jī)構(gòu)的傳動方式主要是機(jī)械傳動或液壓傳動。根據(jù)項(xiàng)目要求,焊接變位機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)速度約為0.1~1rad/min。電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般為1440rad/min,由此可以確定,如果采用機(jī)械傳動,降速比將達(dá)到1000~2500,如此大的降速比需要復(fù)雜和結(jié)構(gòu)龐大的變速機(jī)構(gòu)。
加之上述計(jì)算可以看出需要的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩非常大,因此,采用液壓傳動方案。直接輸出所需轉(zhuǎn)速,經(jīng)聯(lián)軸器驅(qū)動工作臺翻轉(zhuǎn),由于不需要增加中間傳動環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)緊湊。動力執(zhí)行元件可選用單葉片式擺動液壓缸和齒輪齒條式液壓缸2種方案。
當(dāng)車架的焊接位置翻轉(zhuǎn)到位時,定位是一個至關(guān)重要的問題。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有3個平衡位置,即水平、逆時針翻轉(zhuǎn)90°和順時針翻轉(zhuǎn)90°??紤]到工廠的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)需要,在到達(dá)平衡位置時需要設(shè)計(jì)限位開關(guān),以保證工作臺停在需要的位置。借鑒機(jī)床限位的方法,采用機(jī)械式的限位擋塊,當(dāng)工作臺到位時,觸碰限位擋塊,啟動電磁開關(guān),通過電氣控制停止液壓缸的擺動。由于翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速非常低,可以忽略由于慣性產(chǎn)生的位置誤差。
同時設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時,可采用具有斷電鎖緊功能的液壓系統(tǒng)。如考慮到成本,可以手動拔銷,插銷經(jīng)由電磁開關(guān)自動完成;或者,插銷采用彈簧驅(qū)動自動插入。液壓系統(tǒng)本身具有自鎖功能,但存在泄漏的問題,為了保證安全,用一個定位銷輔助定位工作臺。
由于工作臺所有負(fù)載都作用在工作臺支座上,故定位銷可不承受徑向載荷,只需限制工作臺的轉(zhuǎn)動即可。定位銷的插入可以采用自動模式,考慮到成本,可以采用人工手動插入。當(dāng)工作臺轉(zhuǎn)到平衡位置時,液壓缸停止擺動,工作臺翻轉(zhuǎn)停止,同時液壓系統(tǒng)具有自鎖功能,故可以將定位銷手動插入矩形槽實(shí)現(xiàn)定位。設(shè)計(jì)完成了2套方案,方案1采用單葉片式擺動液壓缸傳動,方案2采用齒輪齒條式擺動液壓缸傳動,取得了較好的效果。
作者:嚴(yán)學(xué)書 孫全 夏選瓊 王立存 李官美 單位:重慶工商大學(xué)