一．开题依据

1.1本课题的目的与意义

现如今在我们的日常生活中充满着许多的pe管道，众所周知pe管道在我们的日常生活中起着重要作用，由于pe管道具有的其强度高、抗腐蚀、耐高温、无毒、耐磨等特点被我们广泛用于给排水制造领域，化学气体的传送，矿泥泥浆输送等等行业。所以当我们要制作长距离输送的pe管道时，我们便要使用pe管对接的方法将pe管道连接在一块以此来增加pe管的长度，由此便有了管焊机的诞生。而本课题自动管焊机是其中的一种。自动管焊机在现如今的pe管对接技术中越发成熟，由于自动管焊机的操作简单，携带方便等特点开始慢慢代替了原来的手动热熔焊接技术，在行业中有着重要的地位。并且由于手动热熔焊机不可检测与不能保证质量问题，而自动焊机可以实现实时监控，完全代替了手动热熔焊机

1.2国内外现状

1.3水平与发展趋势

二．文献综述

三．方案论证

本课题是315自动管焊机机架设计，是一个大课题自动管焊机的三分之一部分，以下为在网上查阅的一些机架图片。

从图1中可以看到该机架是由四根金属杆与两个支撑架子组成，这样做的优点是机架的结构非常简单同时携带很方便足以只要两个工作人员就可以将它移动，并且它的外观相当出色很吸引人的眼球，简约大气，而且因为其四根金属杆的设计保证了其一定的抗变形的能力；当然它的缺点则是刚度不太足够，在连续使用多次之后会可能出现损伤。

从图2中可以看出虽然它的结构与上图类似，但是它的结构更加简单美观，更方便去携带，结构相当紧凑具有一定的经济性，缺点则是它的刚度可能无法很好的保证。

图3设备为能实现自动焊接的管焊机机架，从图中可以看出，热板的位置被放置于活塞杆一端可左右来回浮动，再通过液压设备可以控制热板在1s时间内迅速抬起实现之后的自动控制动作，这种设计的好处是可以实现自动控制很好的避免了人工带来的误差与不可检测性，可以实现对焊接质量的实时监控，而且此图中设计的活塞杆与支架为螺栓连接保证了其一定的刚度。

图4中的自动管焊机机架的设计相对比较紧凑，所以它的便携性会比较好，但是它的活塞杆与支架部分只用了一个螺栓连接可能会使它的刚度不够。

经上述分析，以下为两个方案。

方案一：首先有个矩形的底座，在底座的上方有着两根金属杆，两个夹具穿过两个金属杆可以进行直线的运动，而夹具为一个内径为315mm的圆形夹具，半上半部分通过螺栓螺母连接与下半圆压紧，下半部分固定，并且拧开螺母可以掀开上半圆，并且随机架会有几个垫块来适应各种国标的聚乙烯管的直径，在其中夹具上连接着一个液压缸可以将这个夹具进行沿刚杆的方向进行直线运动，而另一个夹具也是如此，因为这个设计可以通过液压缸的大推力把正在进行热熔焊接的聚乙烯管分开。在底座的一侧是一个加热板放置的位置，而相对一侧则是铣刀的位置，并且铣刀可以进行浮动，在自动管焊机进行焊接工作时，它会靠在底座的一边，并且铣刀可以做曲线弧形上下运动，这个方案可以最大限度的实现全自动控制并且具有很高灵活性但是这样的结构复杂。

方案二：首先在底部有个半圆的底座，在底座上可以连接两根活塞杆，平行放置，高低角度45度，夹具为4个一摸一样的上下半圆的夹具，最大直径为315mm，两个夹具（两夹具间距200mm）为一组，其中一端夹具不用移动，另一端夹具可通过油缸移动120mm，而热板的位置在上面的那一根活塞杆上，同理铣刀的位置则是在下面的活塞杆上，当要焊接pe管时，先将pe管放置好，先将铣刀压下工作铣出新面再将铣刀抬起，压下热板之后将全自动控制。如图5，这样既能保证一定的刚性又能保证它的便捷性。由于热板与pe管加热后可能会粘在一起，所以还需设计一个脱开装置将其脱开，在上端活塞杆的外侧设计一个新的金属杆将热板放置在新的金属杆上，此金属杆长度较短并且固定，所以既可以保证热板在杆上浮动又可以保证热板在移动一段距离后会脱开；在重点的活塞杆与支架连接的位置，决定采用简单的螺栓连接，这样能保证它的刚性又能便于拆卸。