材料成型机控制工程-焊接方向-B09030216

1毕业设计答辩天然气输送管线焊接自动化装备机械设计指导教师：闫红彦答辩学员：秦天峰学员学号：B09030216机电工程系材料成型及控制工程（焊接方向）21、工艺理论概述1.1X80钢材料X80钢是一种微合金控轧控冷钢，是热轧及正火钢的一个重要分支，非调质钢，典型组织为针状铁素体。※微合金：含量0.1%，碳氮形成元素；※控扎：形变温度、形变量，位错强化原理；※控冷：开始、终了形变温度，扎后冷速。与X70以下级别相比，高强、高韧，晶粒更细小。31、工艺理论概述国际上从20世纪80年代开始X80钢的研发，1985年德国DüßeldorfMannesmann公司研制并铺设成功。我国首条X80钢管线于2004年在济宁铺设完成，※X80：美国石油学会（API）标准，X系列最小屈服强度80000psi（552MPa）钢材料。psi：Poundspersquareinch1psi=6.895kPa41、工艺理论概述1.2双管联焊工艺在预制厂房内将两根单支管节在防腐工序前组对焊接成一根双联管的加工工艺。双联管焊接作业在我国应用起步较晚，88年辽河石油勘探局油建一公司研制成功首个钢管对接自动焊接生产作业线。51、工艺理论概述1.3焊接方法及参数CO2气体保护焊填充盖面焊丝ER70-G，直径Φ1.6mm，细颗粒过渡。δ8±1°1.0±0.5mm2.0±1.0mm电流/A电压/V焊接速度/cm·min－1保护气流量/L·min－1焊丝长度/mm送丝速度/m·min－140036≤40≥24≤25≤762、设计疑点分析2.1管道焊缝形式※螺旋焊缝管道※直缝管道72、设计疑点分析2.2双联管的运输※双联管生产厂模式※西气东输二线工程82、设计疑点分析2.3焊接方法※埋弧焊※CO2气体保护焊1施工生产地区；2工程实际生产；3设计生产方式。STT(SurfaceTensionTransfer)根焊表面张力、波形控制、工作环境93、设计本论X80钢级Φ1219mm×22mm直缝钢管双管联焊框架式自动焊接操作机103、设计本论※焊接操作机外径Φ1219mm管道，抬离地面780mm，顶部施焊，高空作业形式。立架总高度3500mm，正边宽度800mm，地面支撑长度2500mm，护栏高度为1000mm。主要安装部件：焊枪（升降）系统、焊机（送丝系统），并留有工作人员作业走道与登顶爬梯。113、设计本论3.1送丝系统123、设计本论3.1.1送丝部分送丝方式：双主动轮式推丝送进送丝盘：注塑送丝辊轮：45#硬齿面同轴啮合齿轮：45#硬齿面（a）（b）133、设计本论3.1.1传动部分电动机：S521直流伺服电机变速箱：一级蜗轮蜗杆传动蜗杆头数涡轮齿数蜗杆转矩涡轮转矩中心距系统各部分传动参数计算蜗轮数值校核系统参数确定系统最终校核143、设计本论100°87520153、设计本论电动机转速：3500r/min送丝滚轮转速：350r/min传动比：10蜗杆头数：4蜗杆分度圆直径：20mm蜗杆齿顶圆直径：24mm蜗轮齿数：40涡轮分度圆直径：80mm蜗轮喉圆直径：84mm模数：2mm中心距：50mm163、设计本论3.2焊枪（升降）系统1—焊枪2—进气管3—枪颈4—固定套5—支撑架6—加强肋板7—固定板8—齿条9—安装座10—齿条固定螺钉11—固定螺栓173、设计本论3.2.1焊枪结构1焊丝（ER70-G）2导电嘴（H65）3喷嘴（45#）4导流体（45#）5镇静室6输气管（45#）7枪颈（H65）183、设计本论3.2.2升降系统电动机：YC90L4电机减速器：TP系列蜗轮蜗杆减速器升降部件：齿轮齿条（45#硬齿面）弯曲强度计算模数计算各部尺寸参数齿面接触强度校核模数：3mm齿轮分度圆直径：60mm齿轮齿宽：30mm齿条总长：250mm齿条厚度：60mm齿条齿宽：24mm193、设计本论3.3焊接操作机结构3.3.1角钢常用组焊方法203、设计本论3.3.2焊接操作机组织接头213、设计本论3.3.3焊接操作机结构受力校核F1qF230°ABCOABOF1F2qFoyFAFoxFAFAyFAxA223、设计本论均布载荷q作用效果分析：AOxL/2L(a)Foyx/2xFSM(b)(c)FSAOAO-(d)+-233、设计本论压力F1作用效果分析：悬臂梁上产生的剪力恒定弯矩为选取截面距离的正比例函数(a)FSAOAO-(b)-M243、设计本论压力F2作用效果分析：AO(a)(c)FSAOAO(d)F2F'oyabx2x1BAO(b)F'AyF'oyx2x1FS1FS2M1M2+-+F'AyBB253、设计本论3.4滚轮架系统滚轮架产品选择依据：最大承重、管体外径滚轮尺寸参数、电机功率顶升液压缸选择依据：最大行程、工进速度工作压强、工作介质264、设计总结1结构合理、因地制宜2安全稳定、节省材料结构优化性减速器：蜗轮蜗杆式传动升降系统：丝杠升降齿轮齿条啮合式传动升降V带传动升降链传动升降与液压液压气压传动升降274、设计总结3创新设计、结构合理安装、加工可行性（a）（b）285、谢辞本设计在闫红彦老师的指导下完成，在此学生向彦老师表达深深的感谢和崇高的敬意。在论文十六次修改过程中，教研室主任崔琦老师与张立峰老师、安俊超老师都给予了明确的指导，郭玉波老师亦曾多次提供实验室器材。最后要感谢父母二十年来的养育之恩，大学四年中我一直在努力进步。祝愿我的老师、同学、朋友和家人，在以后的工作、学习和生活中，一帆风顺，万事如意！