焊接系统中的送丝机构

摘要：本文对焊接系统中的送丝机构做了系统分析，介绍了其原理及组成，并对部分部件（送丝轮及其轮轴）做了设计和计算。

关键词：送丝机构 原理 计算分析

1送丝机构组成

一般可分为两轮送丝机构和四轮送丝机构，考虑传动效率高，送丝力大，我们采用四轮送丝机构，该机构主要由送丝电机、压紧机构、焊丝导向管等组成。

2 送丝机构原理

工作原理：送丝电机驱动主送丝轮及其主齿轮旋转，通过主、从动齿轮啮合传到压紧轮上，焊丝经导向管从两轮之间通过，使进入焊枪的焊丝被修整的比较直，以便在焊接过程中不会出现卡丝现象。

直流送丝电机的转速一般在3000转/分以上，送丝速度一般在1. 5-18米/分，通常减速比在1/25左右，为减小机构体积，一般的送丝机构多采用蜗轮、蜗杆传动.而本送丝机构根据负荷情况大胆采用了全齿轮传动，部分齿轮以工程塑料为材料，既提高了传动效率，又降低噪音，同时最后一级输出轴齿轮和送丝轮的传动，采用升速传动，使送丝轮的受力合理，输出轴齿轮寿命增加.

3送丝轮结构分析和尺寸计算

根据焊丝的不同直径将送丝轮分组，不同规格的焊丝配备相应的送丝轮，这样既保证了焊丝从进丝嘴到出丝嘴的直线性，又能保证送丝轮齿轮的啮合中心距。

4.31 送丝轮的结构型式和径间尺寸

送丝轮和送丝轮齿轮设计成一体，这样有两个好处:a.能更好的保证送丝轮和送丝轮齿轮的同心度，减少径向跳动，提高送丝的稳定性.b.既能保证齿轮的啮合中心距，又能保证压紧焊丝的同时，送丝轮留有一定的备磨量.

送丝轮槽的形式有60"'V"型槽和“U"型槽两种，这是因为:a.实心焊丝本身强度，硬度高，不易变形，可用较大的压紧力得到相应的送丝力，因而用“V"型槽;b药芯焊丝相对实心焊丝强度，硬度较差，应使用“U"型槽，这样不至于把焊丝压变形，影响送丝，又能承受较大的压紧力而获得较大的送丝力。

送丝轮齿轮

4关于送丝轮槽轴向尺寸和装配后轮槽轴向尺寸的分析

为了保证送丝时焊丝的直线性，四个送丝轮的送丝轮槽必须在同一平面内.从图可知，四个送丝轮有两个是装在送丝结构底座上，另外两个分别装在送丝轮上架1和送丝轮上架Ⅱ。

装在送丝结构底座上的送丝轮见图4.

如图示，影响轮槽偏移的尺寸有37.5士0.05，12士0.05，25.5士0.03，则构成尺寸链.

轮槽最大偏移量的公称尺寸:37.5-25.5-12=0其公差

δ==0.154

故两轮槽最大偏移量为0+0.154 。

装在送丝结构底座上的送丝轮

故两轮槽最大偏移量为0+0.154 .现在分析装在送丝轮架上的两个送丝轮的情况，

装在轮架I上的送丝轮影响其沟槽的轴向尺寸的尺寸有:

10.029士0.029，12士0.05

结构底座上的尺寸有:9.957士0.018，37，5士0.05

首先计算轮架I对中心的偏移量

公称尺寸:10.029-9.957=0.072

δ==0.068

因为是轮架I对中心的偏移，故取一半，其值为0.036+0.034

送丝轮装在轮架上，尺寸12士0.05，37.5士0.05均对轮槽尺寸有影响，但其尺寸基准均为中心，对送丝槽总的影响为。

= =0.158

同理可计算送丝轮架Ⅱ上送丝轮槽的位移量。

因四个送丝轮的送丝轮槽位移的计算都是以37.5士0.05的中心平面为基准，各个轮槽的位移相互间没有影响，所以，四个送丝轮的送丝轮槽中心位移分别为:0.153、0.153、0.158、0.172.

装在送丝轮架上的两个送丝轮

在送丝时，为防止轮槽中心位移的误差过大，留有预留间隙，来自动进行校正、补偿.

从图3可知:送丝轮总宽18士0.03定距套16士0.03轴肩宽2.5士0.025送丝轮轴向间隙公称尺寸=2.5+16-18 =0.5

公差δ = =士0.049 即0.5 0.049。

此预留间隙足以消除四个送丝轮由于制造误差引起的送丝轮槽轴向位移，确保送丝时焊丝的直线性.

对导丝嘴和出丝嘴根据不同直径的焊丝进行分组，这样可使焊丝顺利地进人送丝轮槽并送出.如送φ0.8的焊丝时，出丝嘴过大或过小都容易使焊丝被卡死;而送φ2.0的焊丝时若间隙不当，又会降低送丝力.因此，不同直径的焊丝配用相应规格的导丝嘴，出丝嘴就避免了这些现象的发生.

参考文献：

[1]林尚扬，陈善本，李成桐．焊接机器人及其应用[M]．北京：机械工业出版社，2000

[2]郑国云．移动机器人角焊缝轨迹跟踪仿真及智能控制系统[C]．南昌大学硕士论文，2005