钢筋笼滚焊机多边形成型及自动焊接结构研究

作     者：程洋 

作者单位：长春理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王淑坤

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：钢筋笼 轮压成型 自动焊接 结构设计 有限元分析 

摘      要：钢筋笼滚焊机是现代化建设工程中必不可少的建筑机械设备之一,广泛用于桥涵、高铁等现代化建设工程中。钢筋笼滚焊机结束了传统钢筋笼一贯手工捆绑的历史,为我国大型建筑的制造提高了效率,具有加工速度快,加工质量稳定可靠等特点。然而传统钢筋笼滚焊机加工生产出来的钢筋笼的横截面一般为圆形,形状过于单一,并且采用人工试制的方法对焊点进行逐一焊接,有时甚至会导致漏焊的状况,其加工效率远远达不到现代化建设的基本要求。为了满足现代化建设的需求,提高钢筋笼滚焊机的加工效率,考虑到钢筋笼加工时,由箍筋与主筋的搭接点形成的焊点的运动特性与箍筋材料的力学性能,在传统滚焊机的基础上设计了能够加工多边形钢筋笼的多边形成型以及自动焊接装置。该装置不仅能够在钢筋笼加工过程中,将两条主筋之间的箍筋由曲线形压为直线形,还具有对运动焊点进行自动捕捉的特点,并且能够在捕捉后对焊点进行追踪焊接,提高了钢筋笼焊接装置的自动化水平和生产效率。主要研究内容有以下几点:(1)针对钢筋笼滚焊机加工钢筋笼的特点,研究钢筋笼螺旋角形成方法,对钢筋笼加工过程中的箍筋进行受力分析,获取箍筋受力达到极值的瞬时状态,建立多边形钢筋笼轮压成型基本方案。(2)设计了一种自动捕捉焊接方法。根据由箍筋与主筋的搭接点形成的焊点的运动特性,研究了一种针对于钢筋笼滚焊机的自动捕捉追踪焊接方法,并对焊接的方案进行分析选择,利用气缸作为动力推进,并对气缸的型号进行计算选型。(3)对钢筋笼滚焊机的多边形轮压成型以及自动焊接装备进行结构设计,利用CATIA V5 R20软件建立该装置的三维模型。再使用ANSYS有限元分析软件对多边形钢筋笼轮压成型装置中的带压轮支架的压轮旋转装置和自动焊接装置上的焊枪安装装置进行静力学校核。