钢坯火焰清理机中的翻版机构设计.docx

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钢坯火焰清理机中的翻版机构设计

翻板装置中各数据计算

一、双臂曲柄摇杆式翻板机设计

1.1概述

翻板机是中厚板车间精整工段不可缺少的辅助设备之一。

其作用是将钢板翻转180°，用来检查钢板上、下表面的质量。

本次钢坯火焰清理机设计中，对钢板上、下两表面进行清理，采用的翻板机构为双臂曲柄摇杆式翻板机构。

双臂曲柄摇杆式翻板机由电机、减速机、曲柄连杆机构组成。

电机、减速机提供低速大扭矩的动力，由两个曲柄连杆机构分别带动翻板臂和接板臂的旋转，从而实现翻板的动作。

1.2工作原理和结构特点

图1.1为双臂曲柄摇杆式翻板机的机构示意简图。

电机经减速机减速后，由减速机的低速轴分别带动两套曲柄四连杆机构，两个曲柄a1、a2有一定的角度位置差，两摇杆轴上有若干个翻板臂和接板臂。

低速轴带动曲柄做逆时针转动，曲柄a1带动连杆b1，连杆b1带动摇杆c1做逆时针转动；同时曲柄a2带动连杆b2，连杆b2带动摇杆c2做顺时针转动。

为了满足空载启动，在初始位置翻板臂（送料拨杆）先向下偏转5°，接板臂也位于水平面以下偏5°，翻板臂逆时针旋转托起钢板直到与水平位置成85°，与此同时，接板臂（接料拨杆）由水平位置顺时针旋转处于与翻板臂平行和接近平行的位置。

然后两臂加持钢板一起转动，开始钢板的交接（如图2）。

当它们共同转过10°后，翻板臂开始返回到水平位置。

此时接板臂也托起钢板返回，当处于水平位置时，钢板落到辊道上，完成180°翻面。

而此时接料臂仍继续向下偏转5°，最后再回到水平位置。

从而完成一次翻板，完成一次翻板的时间是21s。

图1.1转动角度初始位置图

图1.2接送位置角度图

结构特点：

1、两翻臂的摆动角度100°，从水平线下5°摆到过垂直位置5°，当减速器输出轴的曲柄回转360°，通过两连杆带动两摇杆在105°来回摆动一次，两翻臂则在100°来回摆动一次，两曲柄相位差22°8′14″，故主动翻臂以-5°摆动托起钢板到85°时，从动翻臂摆动100°过垂直线5°。

2、翻臂的摆动是由曲柄通过连杆、摇杆、撑杆在翻臂中部撑起而动，翻臂轴不承受翻板扭矩，可以做得较小，两翻臂轴就可以靠的很近（因为最大钢板厚300mm，取600mm）。

3、翻转钢板时由于接送拨杆有10°左右的平行移动过程，所以交接平稳，不产生冲击

4、在翻臂上安装自由转动的小托辊，当钢板没有到规定位置（翻臂止挡处）而翻板时，当翻臂稍成倾角，钢板就会平稳而轻快地滚移到位，避免了很大冲击和噪声的产生。

1.3机构尺寸确定

1、两套四杆机构极位夹角的确定

两套四杆机构用OA1B1C1和OA2B2C2表示（如图1.3）

图1.3两套四杆机构极位夹角图

因为钢坯交接过程中，要平稳可靠，两翻转臂加持钢板需同时旋转，并基本保持同步旋转。

故两套四杆机构的极位夹角（如图1.4）必须相同，并且当其值为零时，没有机会运动，同步性最优。

、即：

θ1=θ2=0

图1.4两套连杆机构的极位夹角图

二、机构尺寸确定

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四.电动机和减速器的选取

由前面讲叙的翻臂翻转一次再回到原来位置的要用21s，曲柄转动一周也是t=21s。

圆周长s=2πr=2×3.14×0.555=3.4854m。

曲柄切线方向的力为F=648648.65N，那电动机的输出功率为P=FS/T=107657.1431w=107.66kw。

选取电动机为YZR355M-10型号的额定功率为110Kw,转速为581r/min。

曲柄21s内完成一次循环，一分钟转2.857圈，总传动比i=

=581÷2.857≈204

将额定功率和传动比告诉厂家可以定到符合规格的电动机和减速器。

结论与展望

本文对曲柄翻板机的一些关键数据进行了计算，获得了一些成果与结论。

我们求出了翻版过程受力和四杆机构中各个杆件的强度及大小，现已经能够熟练的操作SolidWorks制图软件。

同时我们对机构的尺寸确定、传动角及各角度的验算、电动机的选取方法都有了一定的掌握。

原本要通过比较繁琐的单一的翻转在这套机构出现以后大大的改进了生产流程，节约了时间和人力，也给工人们增强了安全保障。

电机、减速机提供低速大扭矩的动力，由两个曲柄连杆机构分别带动翻板臂和接板臂的旋转，由此带动钢板翻转。

翻转工程中各杆件和摇臂的载荷、角度的变化迫切需要本文的出现。

通过本文的研究分析得出的结论我们有理由相信：

随着我国制造业的不断发展，不同类型的钢板需求越来越大。

这给钢板生产家也带来了技术更新的压力，在结合生产经验和各厂家场地的不同，曲柄四杆机构翻板机将更加完善。

在不久的将来曲柄连杆翻版机构将会广泛运用于加工和检测中，人工和维修性都会降低，生产效率将大大提高。

参考文献

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清华大学出版社，2003．

[2]纪名钢.机械设计.8版.北京：

高等教育出版社，2006

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武汉理工大学出版社，2001

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[7]胡坚.几种中板翻转机典型结构的运动分析.重钢技术.重钢设计院，2008

[8]孙桓，葛文杰，陈作模.机械原理，第7版.高等教育出版社，2006

[9]邵胜太，刘少阳.翻板机曲柄连杆机构的计算机设计及演示，河北冶金01

年第3期.2001

[10]于文妍.翻板机构的分析及其理论计算，内蒙古科技与经济08年10月.

2008

致谢

录一:

中文文献

字典

一、联动可能被定义为固体的，或链接，其中每一个环节，是连接通过引脚连接（铰链）或滑动关节至少有两个人组合。

为了满足这一定义，必须形成一个联动层出不穷，或关闭，或一个封闭的链条链系列。

很明显，有许多链接链的行为从为数不多的不同。

这就提出了一个非常重要的问题，关于为运动中的一台机器传输给联动的适用性。

这是否适当取决于链接的数量和接头数量。

二、自由度。

一个三杆机构（含连在一起的三间酒吧）显然是一个僵化的框架，没有相对运动之间的联系是可能的。

来描述一个四连杆机构，有必要才知道之间的任何连接两个角度的联系的相对位置。

（包括固定链接OQ的，在图5c机制四个环节，因此是一个四连杆机构。

）这种联系是说，有一个自由度。

两个角度都必须在指定的五杆机构的联系的相对位置，它有两个自由度

三、单自由度运动的联系，制约，也就是说，对所有的链接上所有的点都认为是固定的，确定的其他链接路径。

路径是最容易掌握的或假设上的路径是必要的联系是固定的，然后移动的方式与约束兼容其他环节的可视化。

四、四杆机构。

当一个约束联系的成员之一，是固定的，联动机制，执行变成了机器中的一个有用的机械功能的能力。

在针脚连接联系的输入（驱动器）和输出（跟随者）链接通常枢连接到固定的联系;连接链路（耦合器）通常不投入，也没有输出。

由于任何一个链接可以是固定的，如果链接的不同长度，四个机制，用不同的输入输出关系，每一个都可以得到以四杆机构。

这四个机制是说是基本的联动反转。

五、当最短的链接图11（上）是固定的，链接B和D可以完成革命。

这就是所谓的拖链接机制。

如果曲柄在一个恒定速度b旋转，曲轴D将在同一方向旋转的速度也不同。

通过自身或与其他机制系列，拉杆可以提供有用的运动效果。

在图中，曲柄B是司机，在一个统一的旋转速度逆时针;曲柄D扫过的角度φ，这是只有50度扫描。

这意味着，曲柄d将曲柄移动速度比b当移动从B到B'和比

扫过的角度φ，这是只有50度扫描。

这意味着，曲柄d将曲柄移动速度比b当移动从B到B'和比B更快速移动时来自B到B如果曲柄D组附加到一个沙在包装机英尺，例如，其议案，这与一些升油墨的比例几乎是停顿或停留，缓慢的部分可利用的，必须在一个缓慢的速度进行执行操作。

六、四杆机构第二反演得到利用最短的链接作为司机。

如图Ⅱ（下），连一个可以显示完整的革命，而对面的链接，这可能是为B，C或D，只能通过振荡角φ。

这就是所谓的曲柄摇杆机构，它是产生振荡运动有快速回报的行动装置，结合有用的结果的事实，对于逆时针旋转的，振荡的C从B到B的对应角θ1，而从B'to乙振荡对应angleθ2。

由于曲轴在一个恒定的速度旋转，θ1较大thanθ2，摇臂将需要更长的时间由右摆动比其他的方式离开了。

机器上做有益的工作只有在活跃的成员是在一个方向移动，快速回装置的成员迅速返回其初始位置。

七、在极端的立场所示，虚线在图Ⅱ（下），曲柄和连杆一个链路B一字排开（共线），如果C组的摇杆驱动程序，意味着将要进行的追随者提供链接过去这些死的立场。

在脚踏式磨石脚踏板连接，连接C和砂轮轴连接答磨刀石的角动量是利用过去的死进行位置的链接。

八、在四杆机构，最短的链接是第三反演耦合器，以及其他运动的联系只能振荡。

这就是所谓的双摇杆机构。

九、机构综合。

图形和分析方法，可以很容易地确定聘用的位移，速度，以及在一个联动机制的联系加速。

设计，或综合的联系，以满足特定的要求是要困难得多。

没有设计一个拖放链接机制，以满足输入与输出关系给予频谱已知的方法。

认为做的最好的表现是调查一个特定的配置所选号码的特点，并挑选了最佳。

十、在曲柄摇杆机构的设计人员可以控制的摇杆和振荡，角度在一定程度上的快速回报率。

曲柄摇杆位移，速度，和加速度不能关联

十一、如果在一个四杆机构的曲柄，总要在相同或旋转方向相反，如果他们轮换限于大大低于180度，它可能会关联曲柄在三，四轮换，五，或即使是大量的职位。

这两种方法的分析和图形制作提供的相关性

十二、图12（左）显示了函数发生器，相关的曲柄旋转b

在与旋转60度以上D系列曲轴70度的范围。

这样的相关关系，以满足与X为Y=X2的不同从1到6和Y从1到36。

b的曲柄转动的机械模拟X的，而旋转曲柄D是Y的模拟X和Y之间的关系是准确的在X=1.19，2.54，4.46，和5.81;在它是错误的，但这个错误已经被最小化的其他职位上述精确点多的间距。

十三、函数发生器不是通常用来表示两个功能相关的变量，如X和Y在图12（左）所示的规模通常不提供相应的值，他们已被添加到带出一个最重要特征函数发生器，即规模是统一的，也就是说，在平等的师毕业。

这意味着，由于φ为70度，而Y范围为35，每两个度旋转曲柄ð对应一个Y的单位，如果D是用来操作响应B信号从一个阀门，相应的三维旋转到一个给定的Y的变化是在同一个范围内的所有点。

十四、曲柄滑块倒置。

当在一个四杆机构的引脚连接都是由一名滑动联合取代，一个有用的一些机制，可从产生的联系。

在图13（上）之间的联系1和4是一个滑动的接缝，允许4座，在幻灯片中链接的插槽连接1。

这将不作任何区别，运动学，如果链路是在一个4孔或槽滑动链接1。

十五、如果链接图13（上）1是固定的，由此产生的曲柄滑块机构如图13（中心）。

这是一个往复引擎机制。

该块4代表活塞;链接1所示，阴影，是块，它包含在A和汽缸的曲轴轴承;链接2是曲轴与连杆连接3。

偏轴轴承是在B点，在三腕销轴承活塞的行程两次AB公司，扔的曲柄。

十六、曲柄滑块机构提供的手段转换成曲轴的，或在一台泵曲轴的旋转运动，旋转运动的活塞的运动用在往复式发动机活塞成一个移动式的议案。

在图13（中心），当B在位置B'时，会干扰连杆曲柄如果两个人在同一平面上。

这个问题解决了发动机和水泵来抵消从曲轴轴承曲柄销轴承。

通过使用一个地方的偏心和连杆机构曲柄，没有补偿是必要的和非常小的抛出可以得到。

十七、在图13（下）在B点的偏轴轴承已成为一个巨大的圆形磁盘在A无所不能带有偏心或扔AB型。

连杆偏心杆，已成为一个带的环绕和偏心幻灯片。

在中部和底部图图13运动学等效的机制。

通过固定链接2，3，4而不是链接1，在图13个连锁有其他倒（上）获得。

十八、空间联系。

所考虑的联系，到目前为止已全部平面，也就是说，它们的运动一直局限在单一的平面或平行平面和轴平行，他们就可以了。

空间之间的联系在三个层面，用于非平行轴之间传递运动。

虽然一些使用多年的著名空间联动机制是特殊形式的联系，但直到20世纪50年代的约kinematicians发展成为严重的描述，分析和综合这些联系程序感兴趣。

虽然在这一领域取得了一些进展，许多问题仍未解决。

十九、而一个平面连杆，或许可以用一个二维绘图和分析，并与平面的几何结构合成的，这不是一个空间的联系成为可能。

至少有两种观点都是需要定义在三维空间的链接和其他方面复杂的速度和加速度分析。

因此，空间联系的分析涉及到高等数学的使用。

二十、在平面上的联系，只有两种类型的连接器或接缝，即针或关节铰链和滑动接头（crossheads）。

由于需要2个元素，使联合，kinematicians称之为运动“对。

“因此，一针联合是一个旋转，或把对和一个滑动的接缝，是一个移动副。

在空间上的联系还有另外一些对，即一对圆筒，它允许两个相对平移和旋转，螺旋对（螺丝和螺母），以及球形对（球窝关节）。