新型纸堆翻转机的结构设计及研究
李松梅 ，赵 伟琨 ，常 德功
(青 岛科技 大学机电工程学院，山东 青岛 266061）
摘 要 ：针对目前纸堆翻转问题，设 计出纸堆翻转机的新型结构，包括夹紧装置 、旋转装置 、推拉装置和基座 4个部 分，通过理论 分析确定各部分的连接和运行方式，选择合适的动力源。利用SolidWorks软件对新型结构进行三维建模，应用力学公式和理论对翻转机 的结构参数进行了计算和校核，然后通过有限元分析功能对翻转机的关键零部件进行了静力学分析，验证结构方案的可行 性 。同时，对新型结构的功能及特点进行了归纳 ，固定式翻纸机，总结了纸堆翻转机设计中的关键点，为翻转装置的研究和开发提供了借鉴 。
关键词：纸堆翻转机；夹紧装置；推拉装置；旋转装置
中图分类号：TH69 文献标识码：A 文章编号：1001—2257(2017)07—0047—05
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新型纸堆翻转机的结构设计及研究
李松梅 ，赵伟琨 ，常德功
(青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛 266061）
2 关键部件的分析与研究2.1 液压系统的计算与分析
纸堆在翻转过程中，为了降低其复合的高度差，决定采用双向变负载结构 。这种结构液压负 载随着翻转体翻转角度的变化而变化，固定式翻纸机规格，因此通过绘制翻转过程简图 (图 6)对受力进行分析计算，来 确定液压系统工作参数 。图6中，G为翻转体复合重力；f为翻转惯性力；A为旋转支撑点 。
由翻转过程简图可以获知，液压缸在工况1时， 施加推力并随着翻转角度增大而减小；在工况2时，翻转体 (纸堆和夹紧机构)复合垂线与支撑点A重合，此时液压缸推力为零，通过工况2后液压缸的施力状态由推力变为拉力并逐渐增大 。
因此，在纸堆翻转过程中，液压缸运动的速度所呈现的是加速一匀速～减速的变化趋 势，根据翻 转机的设计参数，纸堆从 0度到90度的翻转过程中，加速、减速和匀速用时分别为0.5S，0.8S和 2.7S。
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2.3 力 学分析连接杠作为纸堆翻转机的关键部件，对其进行有限元分析，对优化设计方案和凋整结构类型非常重要 。连接杠所用材料为Q235，材料屈服强度为235MPa，固定式翻纸机品牌，密度为7．85 g／cm，弹性模为2O0 Gpa，固定式翻纸机报价，泊松比为 0．33 。对连接礼做有限冗静力学分析，得到成力 、位移和心变云图分别如图 11、图 12 和 图13所示 。
通过对连接杠的有限元分析，得到1r在负荷下的应力 、位移 、应变云图 。 由于连接杠滚轮板 的接触面为直角面容易产生应力集中，因此设计成圆角过渡 ，在连接处的槽钢内侧焊接加强筋，缓解应力集中现 象 。经有限元分析，得到应力为157MPa，对比材料屈服成力为 221MPa，满足强度设计要求；连接杠的位移发生在连接杠扁钢前部，位移量为 1.1mm，在允许的变形范 围内。参考静力学云图可以确定零件在负载范围内可安全运行。满足零件设计要求 。
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