變位器在攤鋪機(jī)車架焊接上的研究應(yīng)用

李歡

徐工道路機(jī)械事業(yè)部 江蘇徐州 221000

攤鋪機(jī)車架是主要結(jié)構(gòu)，其重量高達(dá)7t，焊縫較多，作業(yè)量大，焊接效率較低。由于焊接部位多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要靈活使用仰角焊、平焊等多種焊接方法，才能滿足車輛焊接質(zhì)量，提高焊接效率，節(jié)約時(shí)間。在工業(yè)生產(chǎn)中，可積極使用變位器輔助焊接，有利于提高焊接效率，符合批量生產(chǎn)的焊接速度要求。

1 攤鋪機(jī)車架焊接的要求

1.1 減少焊接縫

在焊接車架結(jié)構(gòu)時(shí)，需要盡量減少焊縫數(shù)量，減少非必要性焊縫，且避免焊縫集中，避免出現(xiàn)垂直交叉的焊縫，積極使用沖壓件取代焊接件。同時(shí)需要控制焊縫形狀以及尺寸，焊縫尺寸不適合過大，保證結(jié)構(gòu)具備一定承載能力的基礎(chǔ)上，需要盡量縮小焊縫尺寸。如對(duì)于T型焊接接頭，由于承載強(qiáng)度較小，需要使用合理的焊接工藝。T型接頭受力大，未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，可使用開坡口角焊縫，可預(yù)防形成焊接變形。

1.2 使用合理焊接工藝

一般情況下焊接工藝使用低合金鋼等材料，材料具備良好的焊接性能，厚度適中，符合車架焊接工藝要求。焊接方法會(huì)直接影響焊接質(zhì)量，車架作為攤鋪機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，對(duì)于剛性性能要求更高。在焊接過程中，需要積極選擇和車架匹配的工藝方法，嚴(yán)格按照焊接參數(shù)進(jìn)行焊接，從而有效調(diào)控焊接能量。由于焊接縫多，若車架加熱不均勻或者多次加熱，會(huì)造成接頭性能降低。焊接人員要嚴(yán)格控制補(bǔ)焊次數(shù)，減少加熱次數(shù)，保證車架強(qiáng)度均勻[1]。焊接過程中需要合理規(guī)劃焊接順序，使用對(duì)稱焊接、中間朝向兩側(cè)焊接兩種方法，使用合理的焊接順序，也能有效減少焊接次數(shù)。

1.3 預(yù)防焊接變形

焊接期間容易受到熱量影響，造成焊接變形。另外操作過程中各部件之間互相交錯(cuò)，也容易發(fā)生變形。根據(jù)變形原因，可積極使用多種方法進(jìn)行控制預(yù)防。如快速推拉夾具，讓車架前后槽鋼接近，并脫離定位。嚴(yán)格控制焊接操作技術(shù)，減少人為原因造成的誤差，預(yù)防焊接變形。

2 變位器在攤鋪機(jī)車架焊接上的研究應(yīng)用

2.1 變位器結(jié)構(gòu)

攤鋪機(jī)車架作為主體結(jié)構(gòu)，重量達(dá)到7噸，多使用落地焊方式焊接，由于焊接位置多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要變化焊接方法，耗費(fèi)時(shí)間，焊接效率較低。在生產(chǎn)時(shí)使用焊接變位器進(jìn)行焊接。車架焊縫被分布在六個(gè)面上，車架能完成360°全回轉(zhuǎn)，通過拉伸和回轉(zhuǎn)，能夠提供底部焊接足夠的空間。變位器主要包括翻轉(zhuǎn)架、頭架、尾座、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。其中尾架和頭架使用回轉(zhuǎn)支承連接，回轉(zhuǎn)支承具備良好抗壓能力，能夠保證焊接過程中的穩(wěn)定性。同時(shí)軸向空隙較小，能夠穩(wěn)定傳動(dòng)。尾架和頭架上設(shè)置了提升機(jī)構(gòu)，通過編碼器快速反饋至PLC控制器，通過調(diào)節(jié)電源頻率，能夠?qū)D(zhuǎn)速進(jìn)行控制，讓提升機(jī)構(gòu)能夠和螺母升降、絲桿轉(zhuǎn)速保持一致，達(dá)到同步升降尾架和頭架的目的。尾架滑塊還設(shè)置了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過翻轉(zhuǎn)讓焊接位于最合適的焊接位置。

2.2 提升機(jī)構(gòu)

變位器提升機(jī)構(gòu)受到交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，包含傳統(tǒng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、自鎖裝置等構(gòu)成，在減速器作用下帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，組合螺母帶動(dòng)滑板，進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)。工位器具組合螺母能夠?qū)β菽改p情況進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)到磨損程度嚴(yán)重，會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)停止運(yùn)行，工作人員更換螺母后才能重新使用。在絲桿上螺母、螺母座、安全罩等連接在一起，在鋼螺母上安裝檢測(cè)柱。在安全罩上安裝開關(guān)。正常使用過程中絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)承載銅螺母、安全罩等進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。通過連接套作用安全鋼螺母也進(jìn)行等速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用承載螺母負(fù)荷大，磨損程度嚴(yán)重。安全螺母磨損程度較小，基本沒有負(fù)荷。但受到重力作用，承載螺母、安全罩等會(huì)在重力影響下下降，補(bǔ)充磨損造成的空隙。安全螺母由于不會(huì)產(chǎn)生磨損，不會(huì)向下移動(dòng)，檢測(cè)柱和開關(guān)之間的距離會(huì)縮小。當(dāng)承載螺母磨損沒有達(dá)到極限時(shí)，感應(yīng)開關(guān)先對(duì)檢測(cè)柱進(jìn)行檢測(cè)，報(bào)警功能會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，將設(shè)備鎖定，至工作人員對(duì)承載螺母進(jìn)行更換。由于提升機(jī)構(gòu)采用蝸輪減速機(jī)，輸入軸、輸出軸相連接，由于渦輪具備自鎖功能，只能在蝸桿驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，作用方向在一定范圍內(nèi)，不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，具有良好的安全性。提升絲桿螺紋螺距小，重力無法驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)。使用組合螺母，在未達(dá)到極限磨損時(shí)更換螺母，保證提升機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)多安裝在提升機(jī)構(gòu)滑板上，包括回轉(zhuǎn)盤、動(dòng)力系統(tǒng)以及回轉(zhuǎn)支承，翻轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)包括蝸桿減速機(jī)以及制動(dòng)電機(jī)，電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速經(jīng)過蝸桿減速機(jī)作用，驅(qū)動(dòng)小齒輪回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)支承轉(zhuǎn)動(dòng)。由于回轉(zhuǎn)支承穩(wěn)定性良好，能夠穩(wěn)定傳動(dòng)，且齒圈精度高，能夠滿足傳動(dòng)需要。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括急停開關(guān)、滑板升降機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、過電流保護(hù)等安全裝置[2]。電磁制動(dòng)器安全作用是裝配焊接過程中，在工件停止翻轉(zhuǎn)，電磁制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)下，能夠在翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)損壞情況下翻轉(zhuǎn)部分安全防護(hù)。在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，利用制動(dòng)電機(jī)可保證翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。使用減速機(jī)能夠賦予整套機(jī)構(gòu)自鎖功能，預(yù)防逆轉(zhuǎn)事故。焊接過程中，工件停止翻轉(zhuǎn)，制動(dòng)器會(huì)保持制動(dòng)狀態(tài)。

2.4 工裝夾具

工裝夾具主要包括壓緊結(jié)構(gòu)以及頂緊結(jié)構(gòu)，由于工件質(zhì)量重，工作期間需要進(jìn)行360°翻轉(zhuǎn)，需要采取Z軸的夾緊結(jié)構(gòu)配合?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置了過力矩保護(hù)、過壓保護(hù)以及過流保護(hù)功能，具備強(qiáng)大的自我保護(hù)功能。增加升降高度也會(huì)增加翻轉(zhuǎn)角度，得到妥善控制，避免人為操作不當(dāng)，造成地面和工件發(fā)生碰撞。

3 結(jié)語

綜上所述，在攤鋪機(jī)車架焊接中應(yīng)用變位器能夠?qū)崿F(xiàn)自由回轉(zhuǎn)，根據(jù)焊接位置不同隨時(shí)調(diào)整，滿足生產(chǎn)主要。通過調(diào)節(jié)上下升降能夠調(diào)節(jié)自由度，最大程度上提高焊接效率。在車架生產(chǎn)中投入變位器能夠有效減輕工作人員的工作量，在達(dá)到焊接精度的同時(shí)，能夠改善焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。