水泥罐体自动焊接机总体及滚轮架设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景

水泥运输、混凝土搅拌、成品油运输等车载金属油管直径较大、长度较长、板壁较薄，而这些储存罐通常由罐底、管壁、灌顶及其附件组成，并且在实际生产中大部分通过焊接把他们连接在一起。为了符合罐体储存、运输、搅拌等实际运用中的安全性问题，焊接技术要求对罐体的生产有着十分重要的意义。

在实际生产中，大型罐体基本采取直立焊接或者仰焊方式，并且由人工焊接，因而需要消耗大量的劳动力，随之带来的问题是：（1）工人劳动强度大；（2）焊接工作时间长（3）生产效率低；（4）同时在人工焊接中存在很多不可控因素，使得人工焊接时的成品在质量以及工作进度上得不到保障；（5）大型罐体在切换焊缝时需要使用起重设备悬吊进行换位，使得工人在实际操作时的安全性得不到保障。

2. 课题关键问题和重难点

在此次设计中，主要研究的是水泥车筒体偏心焊缝自动焊接机及其滚轮架设计问题。其中焊缝为偏心外焊缝，进行被焊零件焊接工艺分析，以解决偏心筒体外焊的自动化焊接及焊接精度控制；由于被焊零件尺寸大，回转误也较大，应控制回转误差约在13mm，并且还要根据零件要求使得焊口宽度为11010mm，焊口高度为355mm，因此焊口表面的焊接尺寸误差是本课题重点解决的问题。

除此之外，该罐体上有电弧焊环形焊缝，其中两条为非圆回转体焊缝，解决此非圆回转体焊缝的焊接控制使本次课题的技术难点。

需要在设计自动焊接机与滚轮架的时候考虑滚轮架转动与焊枪机构的配合问题。因此，焊枪机构需要使用上下浮点运动的设计，才能焊接这两条非圆回转体焊缝，并且还要保证其尺寸在要求内，所以一套合适的柔性焊接模夹具在自动弧焊机器人工作站中发挥着相当关键的作用。

3. 国内外研究现状（文献综述）

关于焊接，通过参考文献[1]了解到先水泥罐装车的材料主要为低碳钢，焊接性能好，不会因为焊接热周期的快速冷却而引起淬硬而使组织脆化，因此简化了焊接过程，不必作消除应力处理。

在设计的过程中应考虑焊接方法、焊接工艺、焊接设备、焊接材料，焊接后能否达到要求的焊接质量等问题，根据文献[2]与文献[3]中了解到现焊接方法主要有：手工电弧焊、埋弧自动焊、电渣焊、二氧化碳气体保护焊、电阻焊等，并且还阐述了焊接技术的发展与应用、焊接结构、焊接工艺方法与工艺、焊接材料、焊接电源与设备、焊接生产工艺规程设计等多方面知识。

其中文献[4]详细记录了先有阶段中焊接最常用到的焊接方法与材料，帮助我们更好的根据我们已选定的材料找出适合的焊接方法、焊接技术过程以及焊接材料及高效药芯焊丝的选用和正确使用。

4. 研究方案

根据要求，初步设想此自动焊接设备主要由三部分组成：滚轮架（车体传动部分），移位架（主机移位装置），浮动装置（焊枪架传动部分）。要完成环形焊缝的焊接，焊接筒体必须能够转动，这就要有滚轮架的驱动。而完成一条焊缝，焊枪要移动到另一条焊缝，这一步由移位架完成。而每条焊缝都存在一定的回转误差或偏心，焊枪要能根据焊点的上下移动而移动，浮动装置的设计能实现这一运动。

滚轮架采用一个电机加四个驱动轮的方案。四个驱动轮起定位和支撑作用，其中一个为主动轮另外三个是从动轮，驱动电机通过行星轮减速之后驱动主动轮工作，主动轮依靠摩擦力的作用驱动罐体转动，三个从动轮起辅助作用。

1、焊接方法的选取

5. 工作计划

2023.1.2～2023.1.15 完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16～2023.2.5 指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6～2023.3.19 按照开题报告的方案，开始毕设课题的计算及设计。