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干燥盘焊接变形控制及多点电阻焊机的研制

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盘式连续干燥器是一种高效节能的新型传导式干燥设备,广泛用于化工、轻工、冶炼、环保、食品、医疗,饲料等领域的湿物料干燥。本项目采用数值模拟仿真技术对不同拘束条件和不同焊接顺序条件下干燥盘的残余应力和残余变形进行了计算,优化了焊接顺序和拘束条件,找到了最佳工艺参数。另外设计了一台针对干燥盘薄壁、多焊缝特点的多点电阻焊机,实现了焊接过程的自动化,并将焊接变形由28mm降低到3mm,生产效率提高了60%,干燥盘承压能力提高了25%。采用新型结构和新型焊接工艺生产的干燥盘已经在多家用户单位使用,运行以来,干燥盘没有出现鼓包、开裂现象,表面平整,耙叶在搅动过程中受干扰减小,物料可以均匀受热,干燥效果得到了提升。项目研制过程中授权发明专利1项,发表El检索论文2篇,培养研究生2名,其中1名研究生毕业论文被评为河北省优秀硕士学位论文。

成果创新性:

1、干燥盘的传统结构设计采用简化的简支梁模型进行推导计算和结构设计,简化模型与实际情况存在差距,计算偏差。本项目采用正交优化设计和数值模拟相结合方法对干燥盘的结构进行了优化,节省了数值模拟计算工作量,得到了干燥盘的优化结构尺寸;

2,干燥盘焊接变形大,国内外厂家目前主要采用强制变形法来减少其焊接变形,焊后残余应力大,干燥盘的承压能力低。本项目中将干燥盘每条环形焊缝作为一个整体进行编号,然后按照事先设定的焊接顺序对200余条焊缝进行排列,最后采取死活单元法逐个激活进行计算,实现了干燥盘的焊接数值模拟,优化了焊接顺序,焊接变形减少41.5%,生产效率提高30%

3、国外同类设备大多采用电阻焊进行焊接,焊接效率高、变形小,工人劳动条件好,国为此,开发了一台适合干燥盘的电阻焊专用设备,主要由干燥盘旋转机构、干燥盘送进机构、电阻焊机本体三部分组成。焊接变形为仅电弧焊的10-20%,自动化程度高,生产效率提高了60%

4、上述研究成果获得了1项国家发明专利,在《焊接学报》发表了2篇文章。