新型水面清漂器磁控焊接结构设计和制造研究.pdfVIP

会议交流论文 223 新型水面清漂器磁控焊接结构 设计与制造研究。 叶延洪 刘克威 卢先正 胡剑 邱忠才 张安昌 谢雨 罗键” (重庆大学机械工程学院材料成型系400044重庆) 摘要：由于水面漂浮物对生态、旅游、环境、水利以及航运等都有较大的危 害，清漂任务比较繁重，因此，本文介绍一个自动化的机械式新型清漂装置，对该新 型水面清漂器关键装置的焊接结构进行了设计与优化，采用磁控脉冲C0：焊接工 艺对该装置进行了制造，分析了熔滴过渡过程与焊缝的微观组织，焊接接头满足需 要。 关键词：清漂器焊接结构磁控焊接设计 1 前言 河流与城市水面漂浮物种类繁多，漂浮物主要有树枝、稻草、桔杆、塑料制品和 人畜尸体等，其中以树枝、桔杆和塑料居多。特别典型的是三峡库区漂浮物量大， 常年漂浮物数量估计每年约为15～20万m3[1]，持续时间长。水上漂浮物的打捞 方法主要有两种：人工打捞和机械打捞。前者机动灵活，但是效率低，多用于日常 维护；后者工作效率高，但大型船只的机动性差，且成本较高，目前三峡库区、河流 与城市水面主要以人工打捞为主，清漂工作劳动强度大，存在许多难题s 目前机械打捞装置大部分是用传送带进行打捞漂浮物，而传送带模式在水面 以下存在机械部件的润滑问题，润滑油会对水体进行污染，因此，为了解决这些问 题，我们创新设计一种滚筒式水域漂浮物的新型清漂器，它结构简单紧凑，占有空 间小，操作简单方便，工作效率高，并且维护维修简单，可安装在小型渔船上，有利 于三峡库区、水域及城市内陆河域的环境保护，申请了国家发明专利和新型实用专 基金的资助。 **通讯作者：罗键．1971年生，男，湖南湘西人，法国博士后，教授。博导，从事磁控焊接研究，luojian@ Cltl cnle．cqu．edu 224 2008年第六届中国北方焊接学术会议论文集 为焊接结构件，因此，如何进行该焊接结构的设计与焊接制造是实现该新型清漂器 投入使用的关键环节。 本文在简单介绍该清漂器的工作原理的的基础上，重点对该新型水面清漂器 关键装置的焊接结构进行了设计与优化，采用磁控脉冲C02焊接工艺对该装置进 行了制造，分析其熔滴过渡过程的特征，观察焊缝微观组织，以使焊接接头满足实 际需要 2新型清漂器的工作原理 该清漂器有捕捞器和分离器两大部分组成，它的捕捞原理是利用捕捞器的捕 捞齿捕捞漂浮物，随着捕捞器的旋转，捕捞齿和分离齿啮合，捕捞器上的漂浮物被 分离齿从根部彻底清除分离，然后沿着分离器滑板滑人后处理收集装置中(如图 1)。 该新型清漂器设计的关键是：(1)如何保证捕捞和分离的有效性；(2)如何保证 捕捞器在转动过程中不被卡死。这些关键技术正是该清漂器的创新点，具体内容 2)的申请书。 图l清漂器示意图 1．动力装置，2．转轴，3．捕捞器，4．捕捞齿，5，分离器，6．分离齿，7．支撑肋，8．轮 毂，9．套筒，10．密封挡板，11．轴承座，12．活塞杆，13．液压缸，14．液压泵，15．控 制系统，16．平衡阀 图2捕捞器剖面图 1．捕捞齿，2．挡板，3．分离齿，4．支撑肋，5．轮辐，6．外轮毂，7．捕捞齿，8．内轮 毂，9．密封套筒，10．密封挡板，11．转轴 。 3捕捞器焊接结构的设计与优化 该新型清漂器的关键部件是捕捞器，它是由捕捞齿、转轴、动力装置、轮毂、轮 辐、挡板及套筒等组成(如图2)。捕捞器通过转轴由动力装置提供能量的而转动， 捕捞齿将漂浮物捞起，在捕捞器后部通过分离器将漂浮物分离。 会议交流论文 225 为保证捕捞的有效性，我们使用CAD软件和ANSYS有限分析软件对捕捞齿 的角度、分布、位置进行了设计与优化，具体创新设计如下： (1)通过设计与优化保证水面上漂浮物