基于拖拉机前轴焊接异型管的设计及工艺分析

摘要

在国家优惠政策的扶持下，我国农民的收入相对以前有了大幅度的提高，但是他们仍然无法接受产品价格的上涨。因此未来社会，高质量、低成本的产品是用户的期望，是行业不断竞争、技术创新不断进步带来的大趋势。为迎合市场及客户的需要，同时降低产品生产成本，提出了拖拉机前轴部分使用焊接异型管取代无缝异型管的课题。本论文是以拖拉机前轴梁由无缝异型管改为焊接异型管作为研究课题。通过传统理论计算方法对前轴进行受力分析、强度校核和零部件及组成的各种试验这两个方面来确保该焊接异型管能够满足产品的实际使用要求。
　　本文首先根据诸城市义和车桥有限公司TJ72产品工程图纸，利用机械设计和理论力学的相关知识，结合拖拉机实际使用情况，分别从正常行驶工况、前进行驶紧急制动工况、前进行驶侧滑工况及前进行驶在不平路上动载工况等四种情况，通过理论计算对拖拉机前轴梁进行受力分析，找出前轴梁不安全截面为前桥外套管中心（纵向摆轴中心）截面，并对前桥外套管中心截面进行了强度校核，得出危险截面即前轴外套管中心截面是安全的，该前轴能够满足产品使用的强度要求。
　　其次，结合TJ72.31.001前轴总成原有结构，对该前轴内外套管所使用的焊接有缝异型管进行了设计，根据设计结构及对焊接异型管在尺寸、表面质量、焊接等方面的要求，对焊接异型管进行了生产加工，然后将生产加工完的内外套管及前轴上其它零部件组装后将其整体装配到7502拖拉机上。
　　接下来就是对生产的焊接异型管进行了材料成分检验、拉伸试验及扩口试验;对装配后的前轴总成进行了垂直方向加载的疲劳性能试验和水平方向双向加载的疲劳性能试验;对拖拉机整机进行了颠簸振动和冲击条件下的可靠性试验，从对整机和零部件的各种相关试验结果中得出我们的焊接异型管能够该产品的强度使用要求。
　　然后又简单分析了在生产制造过程中影响焊接异型管的4个主要影响因素，即生产焊接异型管所用的钢板材料、焊接异型管的成型过程、焊接异型管采用的焊接工艺以及所使用的热处理方式方法。根据这些影响因素，又对焊接异型管的生产工艺参数进行了优化，为后续的批量生产奠定好基础。随后又对在拖拉机前轴梁上使用焊接异型管相对于无缝异型管的优势与不足进行了分析，其主要优势是壁厚更均匀，消除了由于壁厚不均匀而导致的内套管难以装配到外套管中的现象;焊接性能好，消除了内外套管连接件焊接缺陷的存在;焊接异型管相对于无缝异型管价格便宜，平均每吨降低1500-2000元，在不影响产品使用的前提下，符合产品利益最大化的要求。其主要缺点是焊接异型管生产工艺不易控制，尤其是焊接过程中的各焊接参数更是难以控制。
　　最后对焊接异型管的推广使用做了一下展望，目前焊接异型管已经在TJ72型拖拉机前轴总成中开始小批量验证。若此类型在小批量验证无问题的情况下，将对25系列、40系列、80系列前轴总成的内外套管进行推广使用，最终全面实现拖拉机前轴内外套管全部由无缝异型管调整为焊接异型管。
　　本文的研究结果，达到了预期的目标，同时可为其它拖拉机前轴受力分析及强度校核、焊接异型管的设计、制造、零部件及总成试验和工艺优化提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的背景和意义

1．1．1 课题的背景

1．1．2 课题意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题的来源、目的和研究内容

1．3．1 课题来源

1．3．2 课题目的

1．3．3 课题研究内容

第2章 拖拉机前轴受力分析及强度校核

2．1 拖拉机前轴结构

2．2 拖拉机前轴受力分析及强度校核

2．2．1 拖拉机前轴受力分析

2．2．2 拖拉机前轴强度校核

2．3 本章小结

第3章 焊接异型管设计生产及装配

3．1 确定焊接异型管的技术要求

3．2 设计焊接异型管

3．2．1 确定焊接异型管的材料

3．2．2 设计焊接异型管的结构

3．3 焊接异型管的生产加工及装配

3．4 本章小结

第4章 焊接异型管及其总成的相关试验

4．1 焊接异型管的试验

4．1．1 焊接异型管材料化学成分的检验

4．1．2 焊接异型管拉伸试验

4．1．3 焊接异型管扩口试验

4．2 拖拉机前轴总成弯曲疲劳试验

4．2．1 拖拉机前轴总成垂直弯曲疲劳试验

4．2．2 拖拉机前轴总成水平双向加载弯曲疲劳试验

4．3 拖拉机性能试验

4．4 本章小结

第5章 工艺参数优化

5．1 焊接异型管在生产过程中的主要影响因素

5．2 优化焊接异型管的生产工艺参数

5．3 本章小结

第6章 焊接异型管的优缺点及推广应用

6．1 使用焊接异型管的优缺点

6．2 焊接异型管在其他系列拖拉机前轴的推广使用

第7章 论文总结与工作展望

7．1 论文总结

7．2 工作展望

参考文献

致谢