二氧化碳焊環縫焊機的設計與應用

摘 要：為節約生產成本和提高生產效率，研制了二氧化碳焊環縫焊機。該焊機制作成本低、維修簡便、齒輪傳動平穩、變頻調速、焊接長度與焊接直徑范圍廣，工件裝卸方便，生產效率高。

關鍵詞：環焊機 齒輪傳動 變頻調速

中圖分類號：TD355文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0072-01

目前市場上銷售的工程油缸和礦用液壓支架油缸環縫焊機，雖然自動化程度較高，但購買費用高、維修繁瑣、焊接范圍有限；且工件夾持和定位多數結構為三爪卡盤或專業夾具，配合手動/氣動尾座來完成，此種夾持方式特別對較長、直徑較大的工件，裝卸不便，生產效率低。

本著既要滿足使用要求，又要節省生產成本、提高效率的思路，設計制作一臺二氧化碳焊環縫焊機。該機由減速機帶動齒輪組傳遞兩條主軸同時旋轉，利用變頻器控制電機無級調速，滿足不同焊接條件要求。

1 環焊機的結構及主要技術參數

環焊機主要由以下部件組成：床身，是所有部件的載體；傳動軸、托輪組件直接帶動工件旋轉，實現自動焊接的部分；動力系統，包括減速機、齒輪等，產生旋轉運動；控制系統，包括變頻器和控制旋鈕、按鈕等，控制設備開停和速度無級調整；附件，包括焊槍座、防護擋板等。

設計的該環焊機具有如下特點：

（1）齒輪嚙合傳動，傳動平穩；

（2）傳動軸一條固定，另一條可在250～500 mm范圍內移動，以實現各種缸徑的焊接；

（3）軸距的調節，中間設置一交換齒輪，很好的實現這一設計要求（齒輪傳動系統示意圖1）；

（4）傳動軸的支撐部分采用鑲套支撐座，螺栓連接來實現，裝卸方便，便于維修。

（5）機身的機頭部分采用活動上蓋板與前后活動門防護，維修制作方便。

（6）變頻調速，操作簡單。

環焊機主要技術參數：型式：臥式；電機功率：1.5 kW；輸出轉速：0～2.6 r/min；線速度：0～20 mm/s；

焊接直徑：80～600 mm；焊接長度：300～3500 mm；接頭高度：≤80 mm；外形尺寸：4100×940×840；配套焊機組件：NBC-630逆變式CO2氣體保護焊機配SB-10，CO2/MAG送絲機。

齒輪傳動系統示意圖1。

（1）電機軸小齒輪；（2）中間軸大齒輪；（3）移動軸大齒輪；（4）交換齒輪；（5）固定軸大齒輪；（6）中間軸小齒輪

2 環焊機工作原理

（1）兩軸為最小軸距250 mm時，電機軸小齒輪1與中間軸大齒輪2嚙合，帶動中間軸同軸小齒輪6旋轉，中間軸小齒輪6與兩傳動軸大齒輪3、5嚙合，實現放置在傳動軸托輪組件的工件旋轉。此位置時，交換齒輪4懸置不用。油缸焊接直徑80～350 mm。

（2）兩傳動軸軸距大于250 mm時，電機軸小齒輪1與中間軸大齒輪2嚙合，帶動中間軸同軸小齒輪6旋轉，中間軸小齒輪6與固定傳動軸大齒5嚙合，調整交換齒輪4同時與兩傳軸大齒輪3、5嚙合，實現放置在傳動軸托輪組件的工件旋轉。

（3）將待焊組件置于傳動軸組件上，調整焊槍高度位置在焊縫處。

（4）啟動環焊機，并調整轉速，啟動配套焊機NBC-630，開始焊接。

（5）焊接過程中清理層間異物，保證焊接質量和外觀質量。

（6）焊接完成后，吊出工件，完成一個工作循環。

3 結語

該環焊機自2008年9月在我廠投入使用以來，陸續制作使用10余臺套，已經焊接各種缸徑的立柱、千斤頂缸體100萬余條。保證了焊接質量和維修生產成本的控制，從使用至今，整機操作性能穩定，完全滿足生產需要，是一臺理想的專用設備，有良好的發展前景和推廣價值。

參考文獻

[1]姜煥中.焊接方法及設備（第一分冊）.北京：機械工業出版社，1981.

[2]殷樹言.CO2焊接設備原理與調試[M].北京：機械工業出版社，2000.

[3]聞邦椿.機械設計手冊：第二卷，機械零部件設計（連接、緊固與傳動）[M].5版.北京：機械工業出版社，2010.