大学毕业设计论文-自动喷漆设备设计论文.doc

1 前言 要实现喷漆系统的完整功能必须有相应的喷漆设备，用电机控制相应设备的动作，通过其传动系统利用相应的传动形式完成动作。在生产过程中，尤其是在汽车生产线上，喷漆设备应用的越来越广泛，人工喷漆已不能满足生产的需要，这就迫使自动喷漆设备的出现。自动喷漆设备就意味着在无人工或在人工很少干预的情况下自动完成对工件的喷漆工艺。这就需要机器有很高的精度还需要精度较高的相对运动。自动喷漆设备有如下的优点。（1）柔性大。工作范围大，升级可能性大；可实现多种品种的混线生产。（2）提高喷涂质量和材料使用率。仿形喷涂轨迹精确，提高涂膜的均匀性等外观喷涂质量；降低过喷涂量和清洗溶剂的用量，提高材料利用率。（3）易操作和维护。可离线编程，大大缩短现场调试时间；接插件结构和模块化的设计，可实现快速安装和更换元器件，极大缩短了维修的时间；所有部件的维护可接近性好，便于维护保养。（4）设备利用率高。往复式自动喷涂机利用率一般仅为40%-60%；人工喷涂:由于存在喷涂操作距离远近、高低位置波动及人的情绪不稳定等主客观因素，油漆的额外耗损无疑是不可避免的。自动喷涂:在相同的客观条件前提下，与人工喷涂相比,由于自动喷枪正交于喷涂面,油漆雾粒含稀释剂量固定、均距、均次、均速、均匀重复涂饰,可较好解决上述因素造成喷涂质量的影响，其光泽性、平坦性、垂流(即“挂泪”) 、针孔、气泡亦易于控制。随着科技的进步，尤其是控制技术和计算机软件水平的不断提高，自动喷漆机也必将在性能上有进一步的提高。 2自动喷漆机总体设计方案 本次设计的任务是完成自动喷漆机的机械结构部分的设计，机械结构部分是机器的重要组成部分，是实现机器各个动作的本体，虽然一台自动程度比较高的机械的电气控制部分决定着它的高科技程度，但还必须与机械系统相匹配，相辅相成，组成一个完整的系统。 本课题要求设计一台自动喷漆机械结构设计，主要对中、大型起重机的横梁进行喷漆。该设备能够实现自行走，能够完成起重机横梁的多面、多角度喷漆。按照设计要求，该机采用龙门式机构。该机的机械结构部分由往复横移机构、上下移动机构、喷头升降机构、走行机构、喷头旋转机构组成；机械部分是设备动作的执行机构，主要是由链条实现往复横移运动，由丝杠螺母机构实现喷头升降，由电机带动走行机构在导轨上行走。本次设计的喷漆机设计总体方案如图2.1所示。 1—走行机构 2—上下移动机构 3—机械手部分 4—往复移动机构 图2.1自动喷漆机结构图 2.1行走机构 行走机构采用Y系列（IP44）三相异步电动机，经摆线针轮减速器直接驱动龙门架，如图2.2所示，行走时4 轮可完全接触在轨道上,线性启动、运行平稳、无抖动、跳动现象。Y系列（IP44）三相异步电动机为一般用途全封闭自扇冷式龙型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的的特点。并且效率高，耗电少，性能好，噪声小，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便；摆线针轮减速器具有传动比大，传动效率高，结构紧凑，相对体积小，重量轻的特点；并且通用于中小功率，适用性广，运转平稳，噪声低，适用于连续工作制，允许正、反向运转，满足使用要求。 图2.2行走机构驱动部分结构图 1—联轴器 2减速器 3电动机 2.2上下移动机构及往复运动机构 往复机构是自动喷漆机的重要组成部分。其结构原理如图2.1所示。链条借助与电动机传给的动力，驱动链轮做定向的循环往复运动。由于走形装置被固定在链条上，这样被安装在走形装置上的喷枪便实现了自动喷涂；其次链条链轮机构能实现匀速运动，能实现均匀喷漆。 图2.3上下移动机构结构图 2.3机械手部分 2.3.1喷头伸缩机构和喷头旋转机构 机械手是由个伸缩液压缸，1个摆动缸以及一个四杆铰链机构实现要求的动作的。 手结构如图23所示。通过最左侧的液压缸的伸缩来适应工件的不同宽度变化，此缸下方的导杆起导向作用，并且防止活塞杆端部的安装板晃动旋转。机械手中部的是实现喷头俯仰运动的四杆铰链机构，最右侧是摆动缸，可以实现喷涂起重机梁侧板的喷涂。 图2.4伸展旋转装置 2．3．2走形装置 走形装置沿着导轨往复运动，使喷头实现自动喷漆，因此导轨的平行度、平滑性和耐磨性是影响往复机构走形性能的重要因素，因此导轨的选择很重要，本机采用四滚道型滚动直线导轨副，它的轨道两侧各有互成45度的两列承载滚珠。垂直向上、下和左右水平额定载荷相同。额定载荷大，刚性好，运行在低高速，可靠性较高，可以承受冲击机重载，满足要求。 1机身 2工作台 3导轨 4 滚珠 5滑块 图2.5走形装置 1-工作台 2连接板 3-链条 图2.6连接部分结构图 3 零部件的设计计算 3.1 链条的设计 链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮组成，通过链轮轮齿与链条链接的啮合来传递运动和