焊接装备就是在焊接生产中与焊接工序相配合，有利于实现焊接生产机械化，自动化，有利于提高装配焊接质量，促使焊接生产过程加速进行的各种辅助装置和设备。焊接滚轮架是借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊接旋转的变位机械。焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接。焊接滚轮架按结构形式分为两类：第一类是长轴式滚轮架。第二类是组合式滚轮架。本文主要对组合式12T焊接滚轮架进行设计，并对轴、键等主要构件进行了校核。结果表明各主要部件符合要求。该滚轮架结构简单，使用方便灵活，对焊件的适应性很强。设计中充分的考虑了滚轮架的合理性和经济性等因素。
关键词：焊接；工装夹具；滚轮架
目 录
第一章 文献综述 1
1.1焊接的应用 1
1.2焊接机械装备 1
1.2.1焊接机械设备的分类 2
1.2.2焊接机械装备对焊接生产的作用 2
1.3焊接自动化： 3
1.4焊接工装夹县 4
1.4.1焊接工装夹具的特点 5
1.4.2焊接工装夹具的分类 6
1.4.3对焊接工装夹具的设计要求 6
1.4.4焊件在焊接工装夹具中的定位方法 7
1.5焊接变位机械 8
1.5.1焊接变位机械的分类 8
1.5.2焊接变位机械应具备的性能 9
1.6几类焊接机械设备的具体介绍 10
1.6.1焊接变位机 10
1.6.2焊接翻转机 11
1.6.3焊接操作机 12
1.6.4焊接滚轮架 13
1.6.5关于滚轮架轴向窜动的问题 16
第二章 方案的选择与确定 18
2.1组合式滚轮架的特点： 18
2.2滚轮驱动方案 20
2.3减速器的选择： 20
2.4连轴器的选用： 21
2.5滚轮架滚轮的设计 21
2.6轴的设计 23
2.7轴承的选用 24
2.8轴承端盖的设计 25
2.9丝杠的设计 26
2.10键的设计 27
2.11机架的设计 27
2.12表面粗糙度 29
第三章 计算与校核 30
3.1焊接滚轮架的设计计算 30
3.1.1驱动圆周力与支反力的分析及中心角的确定 30
3.1.2 焊接滚轮架的受力分析 33
3.1.3滚轮支反力的计算 34
3.2电动机的选定 36
3.3轴的校核 37
3.4滚轮处键的校核 38
3.5轴承寿命计算 38
3.6轴承的强度计算 39
结论 41
致谢 42
参考文献 43
目前，已有三种执行机构可完成此任务：
（1）顶升式执行机构 从动滚轮架的一侧滚轮可以做升降运动，使焊件轴线发生偏移，同时也使焊件自重产生的轴向分量发生变化。这种调节方式其优点是调节灵敏度较高，缺点是制造成本高，体积大。
（2）偏移式执行机构 从动滚轮架的两侧滚轮沿其垂直中心线可做同向偏移，以此改变滚轮与焊件的轴向摩擦分力。这种调节方式其优点是灵敏度高，但最大的缺点是对滚轮的磨损太大。
（3）平移式执行机构 从动滚轮架的两侧滚轮可以同时垂直于焊件轴心线做水平移动，从而达到调节焊件轴心线以及调节滚轮轴线夹角的目的。这种调节方式其优点是稳定性好，制造成本低，结构简单，不占用额外的安装空间。
主动轮转速控制
我们的目的是要检测出焊件在轴线方向上的窜动位移，从原理上说，可以采取在焊件筒壁侧面检测方式和在焊件端面检测方式。筒壁侧面检测方式可以不受焊件端面误差的影响，但这种检测方式由于要去除筒壁的垂直旋转分量，再加上打滑、筒体表面粗糙、污物的影响，因此要制造出可靠的传感器来是不容易的。在焊件端面检测方式是目前贯用的检测方式，这种检测凡是不可避免地受到焊接焊件端面与其轴心线垂直方向上凹凸不平的影响，因此要求对焊件的受测端面进行加工。但对大型焊件来讲，这种加工要求的精度越高，其困难和费用也就越大。能否降低对端面加工的要求，就显得重要起来。比如，工艺要求焊件的轴向窜动量不大于±2mm，可是焊件的受测端面不平度却大于±2mm，在这种条件下能否做到防止焊件的轴向窜动是衡量防窜滚轮架是否实用的重要指标之一。
第二章 方案的选择与确定
确定焊接滚轮架方案时，其合理性和经济性是主要考虑的因素。当焊件的焊接方法及工艺确定后，所选夹具结构，首先要能保证焊接工艺的实施。同时，焊件结构尺寸以及组成焊件坯料的制作工艺和制造精度，则是确定夹具定位方法、定位基准和夹紧机构方案的重要依据。除此之外，还应考虑经济上的因素，使夹具的制造、使用费用最低而取得的经济效益最大。由于上述各因素都不是孤立存在的，它们之间往往有联系又有制约，所以在确定夹具方案时要对上述各因素进行综合分析，只有通盘考虑，才能制定出最佳的设计方案具体确定设计方案时，应联系以下几个方面进行考虑：
1)焊件的整体尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形状、尺寸和精度。其中．形状和尺寸是确定夹具设计方案、夹紧机构类型和结构形式的主要依据，并且直接影响其几何尺寸的大小；制造精度是选择定位器结构形式和定位器配置方案以及确定定位器本身制造精度和安装精度的主要依据。
2)装焊工艺对夹具的要求。例如与装配工艺有关的定位基面装配次序、夹紧方向对夹具结构提出的要求。再如，不同的焊接方扫对夹具提出的要求，像埋弧焊，可能要求在夹具上设置焊剂垫；电渣焊要求夹具保证能在垂直位置上施焊；电阻焊要求夹具本身就是电极之一等。
3)装、焊作业能否在同一夹具上完成，或是需要单独设计装固夹具和焊接夹具。
本次设计采用组合式滚轮架进行设计
2.1组合式滚轮架的特点：
1)主从动滚轮架各自独立，可根据焊件的重量，长度任意组合，使用方便灵活 滚轮架靠滚轮对的自由摆动或靠丝杠的调节作用在规定范围内调节滚轮中心距，适用不同直径的焊件，圆筒体焊件放置平稳
2)可无级调速，焊速范围大，速度稳定。
3)为了便于调节滚轮架之间的距离，以适应不同长度焊件的装焊要求，有的滚轮架上还安有机动或飞机动行走机构，沿轨道行走，调节相互之间的距离。
焊接滚轮架多采用直流电动机驱动，降压调速。这种方式沿用已久，技术很成熟，电动机的机械特性较硬，启动力矩较大，是目前滚轮架使用最广的拖动调速方式。缺点是电动机结构复杂，调速范围较窄，一般恒转矩的调速范围为1：10左右低速时的速度不够稳定，有爬行现象。也有滚轮架是采用交流异步电动机拖动，变频调速。
