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1、1 绪论1.1 选题背景1.1.1翻转机定义翻转机能适应不同规格的货物的翻转要求，安全、平稳、有效地提供工艺输 送，实现将货物由卧式转换成立式或将立式转换成卧式的作业目标。广泛应用于 冶金、冲压、钣金、模具、造纸、冷藏、钢带、线盘、桶料、卷料等行业。 1.1.2翻转机原理利用减速电机或液压单元驱动翻转机，翻转机带动工件匀速翻转。本机包括由翻转铰链连接的底座和翻转体，翻转机通过翻转铰链和底座进行 连接，在翻转机的中部设有胶辊，胶轮架与底座形成连接，方便快捷地将货物进 行任意角度的翻转，或者附加到输送线，采用多段速控制，和行程开关，将货物 翻转任一角度后移动到下道流水线；实现货物输送的立体流程，无
2、需人工和行吊 等高输送率特点，翻转机结构简单、造价低、工作效率高、安全可靠。 1.1.3翻转机分类：翻转机根据最大翻转角度可分为 90翻转机、180翻转机。 根据其实现的性能可分为钢卷翻转机、模具翻转机、板材翻转机。钢卷翻转机实现将重型钢卷吊放到翻转机的V型面，通过090。翻转，实现 将钢卷平放到托盘上。模具翻转机，在维修大、中型模具时，实现将模具翻转 090，方便、省力、 安全地为模具进行开合和吊装。是冲压车间不可缺少的辅助设备，也是大型模具 修理的理想设备。板材翻转机是汽车工业生产的专用设备，用于大型薄板垛料的翻转，是冲压 自动化生产线必需的辅助设备，不但可以减少板料表面划伤，提高产品质量
3、，同 时降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。1.1.4翻转机作用对于一些特殊货物，如果采用原始的人工方法翻转,可能出现意外的危险,导致工件的损坏;危及操作人员的人身安全;损坏吊装设备。该类设备的主要特点体 现在产品结构成熟、不会出现维修事故。1.2 发展前景专业翻转机的发展带动了打包机、缠绕机等包装行业的发展，翻转机工业的 发展，要结合我国国情和现有行业的基础实际，加强“三个关联”，就是将翻转 机与制造业高端相关联，向高效益产业求发展。翻转机作为包装行业的新成员， 能适应不同规格的货物的翻转要求，实现将卧式转换成立式或将立式转换成卧式 的翻转机作业目标。之前经济危机的爆发成为中国政府主动
4、调整原先经济发展模式的催化 剂，翻转机在制造业中的重要母机地位，将翻转机及所加工制品与可持续发展的 国策相关联，通过包装行业的覆盖面和巨大产量，促使我国的机械行业经济增长 方式从依靠投资和出口拉动向消费、服务型和新兴产业转变，翻转机以突破既有 的生产可能性边界、形成内生的长期可持续增长。2设计方案确定i(02.1 原始依据根据全自动翻转机的工作方式及设计要求，翻转机分为水平输送部分和水平 旋转部分及连接机构，其中的连接机构为重要的部分。2.2水平旋转部分方案确定为实现翻转机的水平 90旋转，我们最常见的方式是通过电动机输送动力， 然后通过其它功能实现旋转功能，例如齿轮传动、齿条传动、带传动、链
5、传动等 机构。同时也可以采用液压传动或气压传动来实现，液压及气压设计也是现代设 计中经常使用的设计方案。翻转机在水平旋转的时候所需要的速度很小，传动过程要平稳，为使翻转机 的机构简单可靠，传动精度高，带传动与链传动都不能很好的达到设计要求，如 果采用液压或气压方式传动来完成功能，则需要附加的设施，例如空压机等，因 为自动线上，空间很有限，每一部位的工作空间要尽可能小，要使用结构越小， 其它附件越小越好，使用液压或气压也增加了经常维护的额外工作，故选用电动 机与齿轮传动的方式。在齿轮传动中，为了使水平旋转能够平稳进行，则齿轮转 速就需要非常低才能达到要求，而所选取的电动机为考虑其成本等原因，一般
6、都 是选到普通的电动机，其转速都会比较大，故需要减速器进行减速才能完成，为 了设计结构简单方便，参考同类产品的设计，我们可以直接选取减速机来完成动 力输送，最后通过一级齿轮传动来完成速度控制，这样就尽可能的减少了翻转机 的结构，减速机也是一种标准的机械，不会因为增加减速器而使结构增大。图 2-1 齿轮传动机构2.3输送部分方案确定19因为该自动线输送，故选用辊子输送方式。2.3.1辊子输送背景辊子输送机是一种用途十分广泛的连续运输设备，近二十年得到了迅速的发 展，在工业发达的美、英、德、日等国，对辊子输送的研究和生产尤为突出，结 构形式及规格品种达数十种，甚至上百种，并完全系列化，可以满足不同
7、行业、 不同用户的生产要求。在国内，近年来引进了大量的以辊子输送机组成的各种流 水生产线和装配线，显示出辊子输送机在流水生产线中的巨大优越性，引起了行 家们的广泛第五空间，不少单位也研究和生产各种形式的辊子输送机械。 2.3.2辊子输送特点及应用范围辊子输送机可以沿水平或较小的倾斜角输送具有平直底部的成件物品，如 板、棒、管、型材、托盘、箱类容器以及各种工件。与其它输送成件物品的运输 机相比，除了具有结构简单、运输可靠、维护方便、经济、节能等特点以外，最 突出的就是它与生产工艺过程能较好地衔接和配套，前有功能 的多样性，具体 表现在以下几方面。（1）布置灵活，容易分段和连接，可以根据需要，由
8、直线、圆弧、水平、 倾斜、分支、合流等区段以及辅助装置，组成开式、闭式、平面、立体等各种形 式的输送路线。（2）功能多样，可以按无动力式、动力式、积放式等多种输送方式输送或 积存物品，可以在输送过程中升降、移动 、翻转物品，可以结合辅助装置，按 直角 、平行、上下等方式实现物品在辊子输送机之间或辊子输送机与其输送机 之间的转动。（3）便于和工艺设备衔接配套，衔接方式简易紧凑，有时可以直接作为工 艺 设备的物料输入和输出段。辊子间的空隙部位便于布置各种装置和设备。（4）物品输送平衡，便 于对输送过程中的物品进行加工、装配、试验、分 拣、包装、储存等各种工艺性操作，便于对输送过程实现自动控制。（5
9、）两台辊子输送机的连接尺寸小，可以转运较小尺寸的物品。（6）双排或数排辊子输送机可以并排组成大宽度的辊子输送机，以运送大 型成件物品。（7）允许输送高温物品。（8）辊子输送机标准化、系列、通用化程度高，易于拼装组成不同的生产 线，同时不需要特殊土建基础。出于辊子输送机在输送成件物品时具有明显优点，因而在各生产部门和行业 的物件输送中，尤其是在各种流水生产线中得到了广泛的应用。2.3.3输送设计型号确定本次设计参考 GZT 型输送机系列设计，该型号是由机械部工程建设中心和机 械工业铸造机械情报网组织开发的，于 1991 年完成，并符合行业标准 JB/T 7012-1993。GZT型辊子输送品种规
10、格比较齐全，是国内比较完整的辊子输送机 系列产品。动力式辊子输送本身带有驱动装置，辊子转动呈主动状态可以严格控 制 物品运行速度，按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品，便于实现输送 过程的自动控制。链传动承载能力大，通用性好，布置方便，对环境适应性强，可以经常接触 油、水及温度较高的地方工作，是最常用的一种动式辊子输送机。但在多尘的环 境中工作时链条容易磨损，调整运行时噪声较大。链传动分单链传动和双链传动。单链传动结构布置紧凑，适用于轻载。低速、 持续运行的场合；双链传动适用于载荷较大、速度较高、起动和制动比较频繁的 场合；在此次设计中翻转机输送箱体质量不大，但要求在工作过程中需要频繁启 动
11、、制动，故采用GZT5型定轴动力式圆柱形长辊输送机（双链传动）。根据本次 设计的要求选则双链传动，选择双链轮辊子，其结构如图 2-2：图 2-2 双链轮辊子为方便部件选用，GZT型辊子输送机每种型式都独立地配备了辊子、驱动装 置、机架、支腿、调节脚等部件，在辊子输送机型式确定之后，即可按需要的规 格和数量，成套地选用该种型式的所有部件，完成安装图设计。初步确定输送机 架结构如下图 2-3：辊子是辊子输送机直接承载和输送的基本部件。GZT型辊子输送机的辊子一 般用碳钢制造，如有特殊要求时，可按用户要求，制造涂塑、包胶的钢辊子，也 可用铝合金、不锈钢等材料 制造。钢辊子钢辊子适用于一般用途的轻、中
12、、重载各种情况。如有防震、防滑 等要求时，可采用包胶、涂塑的钢辊子。不锈钢辊子不锈钢辊子外表美观，耐酸、碱等腐蚀性强，可承受轻、中、 重各类载荷。制造成本高，适用于医药、食品等行业。铝合金辊子铝合金辊子结构轻便 ，外表美观，耐腐蚀性能好，承载能力 低于钢辊子，制造成本高于钢辊子。适于轻载、要求外表美观或移动轻便的工作 场合。考虑到本次设计的实际工作情况，翻转机工作中没有其它腐蚀性的液气体， 结构简单，不需要外表美观，且制造成品要求低，故选用钢辊子较为合理。机架在确定辊子输送机形式以后，可根据辊子直径、辊子长度选择机架， 并需要规定机架长度和机架的辊子间距。根据辊子的结构，选择槽形钢较为合理，
13、其初步结构设计如图 2-4：图 2-4 输送机架单链传动的辊子输送机，因驱动装置和传动系统 布置的需要，分头架、中 间架、尾架三种形式。头架与驱动装置连接，尾架内设置尾轮等传动系统附件， 中间架可根据整个机架长度需要选取。双链传动辊子输送机的机架无头、中、尾 之分，只有一种形式。本次设计选择为双链传动，则将驱动装置安装在输送机架 中间部位，其结构设计如下图 2-5：图 2-5 链传动机构支腿在确定辊子输送机型式以后，可根据辊子输送机高度选择支腿。支 腿一般布置在机架端部及相邻机架连接处，需要时也可按要求在机架其化部位加 设支腿。单链传动的辊子输送机支腿分通用型支腿和驱动站支腿，驱动站支腿专 供
14、安置驱动装置用。其他型式的辊子输送机的支腿只有一种形式。调节脚为便于辊子输送机支腿在地坪上的固定和安装调整，支腿下部设有 调节脚或垫板，可按辊子输送机型式配套选用。在确定辊子输送机型式以后，可按辊子直径、输送速度及功率等参数选择驱 动装置。GZT 型辊子输送机的驱动装置，采用电动机与行星摆线针轮减速器组合形式， 具有结构紧凑、布置方便、传动效率高的优点。如有调整要求，可采用电磁或变 频高速。中、轻型辊子输送机的驱动装置一般布置在机架下部，重型辊子输送机 的驱动装置在地面底架上。辊子输送机的传动部分封闭在罩壳内，以保证操作安 全。驱动装置部件内已包括链传动及张紧装置等。单链传动的辊子输送机，其驱
15、动装置布置在辊子输送机端部。为保证链条、 链轮正常啮合和补偿链条因磨损等原因引起的伸长，传动系统中设有张紧装置和 导轨。单链传动的一个驱动段的长度不宜超过15m,否则容易产生链条脉动现象， 影响物品平衡输送。双链传动的辊子输送机，其驱动装置一般宜布置在辊子输送机中部，这样可 改善链条链轮受力情况，提高传动效率。传动辊子间距应为 1/2 链条节距的整数 倍。双链传动的传递链环数不宜大于 150，否则传动效率会明显降低。链传动辊子输送机的传动链条采用标准套筒滚子链，常用链条节距为 12.7、15.875、19.02、25.4 mm。2.4连接部分方案确定12输送架与机架用轴进行连接。输送架在工作的
16、过程中，作为旋转部件，需要 对其进行准确定位，在轴向选用万向球与座板进行接触，承受轴向重量，起轴向 定位作用，在水平方向由轴承进行周向定位（如图 2-6）。万向球 旋转座板图 2-6 水平旋转机构输送架的水平旋转是由齿轮带动，齿轮通过轴将输送架将连接起来，减速机 输出的转矩通过齿轮传递给轴，由轴带动输送架进行水平旋转，完成翻转机的水平 90旋转。3 设计计算3.1基本参数计算193.1.1辊子长度圆柱形辊子输送机直线段的辊子长度根据运输机械设计选用手册中式 18-1进行计算：l=B+B(3-1)式中l一辊子长度,mm；B一物件宽度,mm；B宽度裕量，可取 B=50 150mm；对于底部刚度很大的物
