90度自动翻转机的设计【字数：12876】
摘 要翻转机在机械行业多个领域的应用越来越广泛、重要。根据其应用范围主要用于钢材、模具、线缆等零件的翻转，本课题则针对于中小型模具的翻转。在实际工作上的应用主要是利于各种零件或设备在生产和修配过程中实现机械化和自动化，有利于提高修配的质量，加快生产过程。在分析国内外研究现状的基础上，分析比较各种方案的优劣，进行机械结构部分和控制系统的设计。其机械结构部分主要由动力部分，传动部分及整体外形部分构成，动力部分主要包括电机及液压泵构成，根据所受的力及驱动力的大小选择三相异步电动机作为动力源；传动方式为液压缸驱动轴的运动进行翻转，传动系统主要包括翻转轴、耳轴、轴承等零件的组成，通过受力分析，得出轴的最小直径及其他轴段的尺寸，结合轴选择合适内径大小的轴承，三是整体外形的设计，包括翻转架与基座，最后将这些计算转化为结果绘制成图纸。最后根据工作要求编写出合适的控制程序。
目录
1．绪论 1
1.1课题来源及研究的目的和意义 1
1.2翻转机的研究现状与发展趋势 1
1.2.1国外翻转机的研究现状 1
1.2.2国内翻转机的研究现状 3
1.2.3国内外翻转机的发展趋势 4
1.3本课题设计的主要内容 5
1.3.1 初始工况 5
1.3.2 本课题设计的主要内容 6
2．系统方案的比较与确定 7
2.1链式翻转机构 7
2.2环式翻转机构 7
2.3液压式翻转机构 8
2.4方案的确定： 9
2.5总体结构方案的确定 10
3．翻转机的机械结构设计 13
3.1基座与翻转架整体尺寸及材料的选取 13
3.2翻转架与零件的的综合重心分析 14
3.2液压缸的设计 15
3.2.1液压缸系统参数的设计 15
3.2.2液压缸内径D与活塞杆d的确定 15
3.2.3液压缸的壁厚和外径计算 18
3.2.4液压缸工作行程的确定 18
3.2.5液压缸缸盖的确定 19
3.2.6缸筒长度以及其它部位尺寸 19
3.3液 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
压泵的选择 20
3.4驱动电机的选择与校核 21
3.4.1驱动电机的选择 21
3.4.2驱动电机的校核 22
3.5翻转轴的结构设计 23
3.5.1 翻转轴材料的选择 23
3.5.2 轴的结构设计 23
3.5.3 校核轴的强度 25
3.6滚动轴承的选择计算 26
4．控制系统的设计 29
4.1 I/O接线图的绘制 29
4.2控制系统软件设计 30
5．轴的力学性能仿真分析 33
5.1建立翻转轴的三维模型 33
5.2定义单元类型及划分网格 33
5.3施加约束及求解 34
5.4查看分析结果 35
5.5翻转轴优化。 37
全文总结.............................................................................................................................38
参考文献 39
致谢......................................................................................................................................40
1．绪论
1.1课题来源及研究的目的和意义
翻转机是一种辅助装置和设备，根据翻转的角度分类，可分为90度和180度，本课题主要是针对90度翻转机进行设计。翻转机在机械行业多个领域的应用越来越广泛、重要。根据其应用范围主要用于钢材、模具、线缆等零件的翻转，本课题则针对于中小型模具的翻转。其优势在于有利于各种零件或设备在生产和修配过程中实现机械化和自动化，有利于提高修配的质量，加快生产过程，它能满足不同规格货物的工程周转要求，提供安全平稳的运输，有效地实现货物从水平到垂直或水平到水平的作业。
随着经济的不断发展，翻转机在机械工业的许多领域的应用越来越广泛和重要。其中：首先随着各机械行业的繁荣使得这种工业上对翻转机有着巨大的市场需求。其次，在技术要求的不断提升的前提下，需要翻转机的动态品质和综合性能来应对翻转机市场的挑战。在现有液压翻板的基础上，如何调整液压系统的结构，设计控制策略，实现更高的自动控制，更好的安全性和可靠性，更高的运行效率，满足高质量液压翻板的要求，已经成为液压翻板研究和生产厂家的当务之急。在这种经济背景下，大规模翻转机制应运而生。
采用传统的手动方式翻转有许多缺点，不仅会危及工作人员的安全，还会导致零件和起重设备的损坏。而采取翻转机进行翻转，则一般不会出现意外事故。
1.2翻转机的研究现状与发展趋势
1.2.1国外翻转机的研究现状
在国外翻转机早已应用在机械行业，发展起步早，几乎涵盖了所有能应用到领域，其产品及型号多达上百种。以下描述几种典型类型的翻转机：
美国Busuman设备有限公司生产各种产品，如CL型翻车机、L2型液压翻车机、头尾机架翻转机、O型翻车机等。CL型、O型和C型辊统称为圆柱型辊翻转机。分析其特点，发现这种翻转机的主体外廓为圆柱形滚环架，主体的滚中心为圆柱形中心轴。工件被具有圆柱形外轮廓的内L2形或U形工作台约束，使得工作台和工件围绕虚拟圆柱形中心轴线滚动以实现工件车削。
CL型翻转机工作台为L2形，如图1.1所示。其优势在于可以承受较大的载荷，
受力也较为均匀，多用于钢材，筒形零件等大型的可旋转部件。[1]
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图1.1 CL型翻转机
这种翻转机为单自由度90度翻转机，L型工作台由链条驱动。 翻转过程如图1.2所示，负载范围为1吨至120吨。
/
图1.2CL型翻转机翻转过程
韩国萨米尔夫格公司生产的L型可变液压翻转机如图1.3所示。其液压缸驱动系统和控制系统封装在防尘罩中，载重量可达130吨。
/
图1.3 L型翻转机
在翻转过程中，依靠重力密封定位，不需要夹紧，占用空间小，采用液压驱动。翻转过程如图1.4所示.根据工作台两个定位平面之间的角度变化，平板式翻转器可分为L型和变量式翻转器。L型翻转机工作台由两块固定在90度的板组成。一般来说，完成周转只需要一套驱动系统。它可以根据工件的形状来进行不同角度的翻转，也可以用来翻转一些特殊形状的工件[2]。
目录
1．绪论 1
1.1课题来源及研究的目的和意义 1
1.2翻转机的研究现状与发展趋势 1
1.2.1国外翻转机的研究现状 1
1.2.2国内翻转机的研究现状 3
1.2.3国内外翻转机的发展趋势 4
1.3本课题设计的主要内容 5
1.3.1 初始工况 5
1.3.2 本课题设计的主要内容 6
2．系统方案的比较与确定 7
2.1链式翻转机构 7
2.2环式翻转机构 7
2.3液压式翻转机构 8
2.4方案的确定： 9
2.5总体结构方案的确定 10
3．翻转机的机械结构设计 13
3.1基座与翻转架整体尺寸及材料的选取 13
3.2翻转架与零件的的综合重心分析 14
3.2液压缸的设计 15
3.2.1液压缸系统参数的设计 15
3.2.2液压缸内径D与活塞杆d的确定 15
3.2.3液压缸的壁厚和外径计算 18
3.2.4液压缸工作行程的确定 18
3.2.5液压缸缸盖的确定 19
3.2.6缸筒长度以及其它部位尺寸 19
3.3液 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
压泵的选择 20
3.4驱动电机的选择与校核 21
3.4.1驱动电机的选择 21
3.4.2驱动电机的校核 22
3.5翻转轴的结构设计 23
3.5.1 翻转轴材料的选择 23
3.5.2 轴的结构设计 23
3.5.3 校核轴的强度 25
3.6滚动轴承的选择计算 26
4．控制系统的设计 29
4.1 I/O接线图的绘制 29
4.2控制系统软件设计 30
5．轴的力学性能仿真分析 33
5.1建立翻转轴的三维模型 33
5.2定义单元类型及划分网格 33
5.3施加约束及求解 34
5.4查看分析结果 35
5.5翻转轴优化。 37
全文总结.............................................................................................................................38
参考文献 39
致谢......................................................................................................................................40
1．绪论
1.1课题来源及研究的目的和意义
翻转机是一种辅助装置和设备，根据翻转的角度分类，可分为90度和180度，本课题主要是针对90度翻转机进行设计。翻转机在机械行业多个领域的应用越来越广泛、重要。根据其应用范围主要用于钢材、模具、线缆等零件的翻转，本课题则针对于中小型模具的翻转。其优势在于有利于各种零件或设备在生产和修配过程中实现机械化和自动化，有利于提高修配的质量，加快生产过程，它能满足不同规格货物的工程周转要求，提供安全平稳的运输，有效地实现货物从水平到垂直或水平到水平的作业。
随着经济的不断发展，翻转机在机械工业的许多领域的应用越来越广泛和重要。其中：首先随着各机械行业的繁荣使得这种工业上对翻转机有着巨大的市场需求。其次，在技术要求的不断提升的前提下，需要翻转机的动态品质和综合性能来应对翻转机市场的挑战。在现有液压翻板的基础上，如何调整液压系统的结构，设计控制策略，实现更高的自动控制，更好的安全性和可靠性，更高的运行效率，满足高质量液压翻板的要求，已经成为液压翻板研究和生产厂家的当务之急。在这种经济背景下，大规模翻转机制应运而生。
采用传统的手动方式翻转有许多缺点，不仅会危及工作人员的安全，还会导致零件和起重设备的损坏。而采取翻转机进行翻转，则一般不会出现意外事故。
1.2翻转机的研究现状与发展趋势
1.2.1国外翻转机的研究现状
在国外翻转机早已应用在机械行业，发展起步早，几乎涵盖了所有能应用到领域，其产品及型号多达上百种。以下描述几种典型类型的翻转机：
美国Busuman设备有限公司生产各种产品，如CL型翻车机、L2型液压翻车机、头尾机架翻转机、O型翻车机等。CL型、O型和C型辊统称为圆柱型辊翻转机。分析其特点，发现这种翻转机的主体外廓为圆柱形滚环架，主体的滚中心为圆柱形中心轴。工件被具有圆柱形外轮廓的内L2形或U形工作台约束，使得工作台和工件围绕虚拟圆柱形中心轴线滚动以实现工件车削。
CL型翻转机工作台为L2形，如图1.1所示。其优势在于可以承受较大的载荷，
受力也较为均匀，多用于钢材，筒形零件等大型的可旋转部件。[1]
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图1.1 CL型翻转机
这种翻转机为单自由度90度翻转机，L型工作台由链条驱动。 翻转过程如图1.2所示，负载范围为1吨至120吨。
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图1.2CL型翻转机翻转过程
韩国萨米尔夫格公司生产的L型可变液压翻转机如图1.3所示。其液压缸驱动系统和控制系统封装在防尘罩中，载重量可达130吨。
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图1.3 L型翻转机
在翻转过程中，依靠重力密封定位，不需要夹紧，占用空间小，采用液压驱动。翻转过程如图1.4所示.根据工作台两个定位平面之间的角度变化，平板式翻转器可分为L型和变量式翻转器。L型翻转机工作台由两块固定在90度的板组成。一般来说，完成周转只需要一套驱动系统。它可以根据工件的形状来进行不同角度的翻转，也可以用来翻转一些特殊形状的工件[2]。
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