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工程機械結構件焊接變位機淺析

常用的人工焊接變位機基本型式有:伸臂式、傾翻回轉式和雙立柱單回轉式等。由于受到回轉自由度的限制,這幾種變位機均不能實現被焊工件在空間內的任意旋轉,不能使各類焊縫轉動到所需要的最佳位置。以前我廠也從各地引進多種焊接變位機,但現場使用都不方便從而被淘汰,投資高浪費大。為開發適宜的變位機,我們經過多年的工作實踐,調研分析,主要思路啟發于從國外引進的結構件焊接機器人。焊接機器人上配備的焊接變位機的型式先進,適合國內工程機械行業結構件的焊接。根據現場使用經驗,現分析介紹焊接變位機選型及常用幾種變位機的形式等。僅供參考。

1使用工程機械結構件焊接變位機的意義

挖掘機、壓路機、裝載機等工程機械的結構件大多數都很復雜,而且是整機主要關鍵部件,其焊接質量的好壞直接影響整機性能。選擇合適的變位機能提高焊接質量及生產效率,降低工人的勞動強度及生產成本,加強安全文明生產,有利于現場管理。特別是入世的沖擊,工程機械市場競爭將會越來越激烈,國內企業必須適應形勢,通過焊接變位機等基礎設備投入達到生產能力的革命。

2結構件焊接變位機的選型

①根據焊接結構件的結構特點選擇合適的焊接變位機。如:裝載機后車架、壓路機機架可用雙立柱單回轉模式,裝載機的前車架可選L型雙回轉式,裝載機鏟斗焊接變位機可設計成C型雙回轉式,挖掘機車架、大臂等可用雙座式頭尾雙回轉型式,對于一些小總成焊接件可選取目前市場上已系列化生產的座式通用變位機。

②根據手工焊接作業的情況,所選的焊接變位機能把被焊工件的任意一條焊縫轉到平焊或船焊位置,避免立焊和仰焊,保證焊接質量。

③選擇開敞性好,容易操作,結構緊湊占地面積小的焊接變位機,工人操作高度盡量低,安全可靠。工裝設計要考慮工件裝卡簡單方便。

④工程機械大型的焊接結構件變位機的焊接操作高度很高,工人可通過墊高的方式進行焊接。焊接登高梯的選取直接影響焊接變位機的使用,視高度情況可用小型固定式登高梯、三維或兩維機械電控自動移動式焊接升降臺。

3幾種常用變位機結構

①雙立柱單回轉式變位機:該種變位機適合裝載機的后車架、壓路機機架等工程機械長方形結構件的焊接,形式如圖示1兩種樣式,其主要特點是立柱一端電機驅動工作裝置沿一個回轉方向運轉,另一端隨主動端從動。兩側立柱可設計成可升降式,以適應不同規格產品。這種型式變位機的缺點只能在一個圓周方向回轉,選擇時要注意焊縫形式是否適合。

②U型雙座式頭尾雙回轉型式:與第一種變位機型式相比,即在第二種的基礎上被焊結構件在另外一個空間又增加一個旋轉自由度。如這種型式的變位機焊接空間大,工件可被旋轉到需要的位置,設計先進,目前已在工程機械許多廠家成功使用。該變位機可根據各廠的工藝情況在裝載機、挖掘機、壓路機等結構件焊接時應用。

③L型雙回轉焊接變位機:其工作裝置L型,有兩個方面的回轉自由度,且兩個方向都可以±360°任意回轉。此變位機與其它類型變位機相比,開敞性好,容易操作。L型變位機已在裝載機前車架焊接中成功的使用,而且使用效果很好,深受現場操作工的歡迎

④C型雙回轉焊接變位機:C型回轉形式與L型機相同,只是為了方便夾具體的設計,根據結構件的外形,變位機的工作裝置稍作變動。該種型式焊接變位機,適合裝載機的鏟斗、挖掘機的挖斗等焊接。 

⑤座式通用變位機:如圖5座式焊接變位機工作臺有一個整體翻轉的自由度,可以將工作翻轉至理想的焊接位置進行焊接。另外工作臺還有一個旋轉的自由度。該種變位機已被多個廠家系列化生產,其適合工程機械的小型焊接件及一些管類、軸類、盤類等中小型復雜結構的焊接。

從幾種變位機的示意圖可以看出,變位機的總體型式可分兩大類,一類雙底座回轉式,另一類是單機座工作裝置懸伸式。兩結構形式的顯著特點決定在設計這兩種焊接變位機時側重點不同,如L型、C型變位機要充分考慮平衡性。在選擇變位機時要根據工件的形狀、焊縫的形式及工藝現狀選取,否則,有可能不好用或不能用。

4結束語

國外大型結構件的焊接一般應用機械手,從國內目前的工藝現狀及設備投入情況,完全用焊接機器人代替手工焊接作業條件還不成熟。但是如果沒有焊接變位機,對于復雜結構件內的一些立焊縫、仰焊縫等單純靠人工調整至容易焊接的平焊或船焊位置是不可能的。工人無法按焊接工藝執行,焊接質量也無法保證。

再者,工程機械大部分結構件很不規則,如裝載機的前車架、挖掘機的大臂等類工件,焊縫復雜,外形大且重量較重,靠行車或其它吊裝設備人工翻轉,不僅頻繁占用吊裝設備,焊接效率低,而且現場操作極端野蠻,存在一定的安全隱患。因此,近年來人工焊接變位機得到國內工程機械行業的廣泛共識,都在加大這方面的投入。



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