特厚板翻板机设计

刘 云，段丽娟

在特厚板翻板机所翻转的钢板中，厚度在150~200 mm的钢板占到70%以上，钢板的总重可达30 t，由此将使翻转臂所受冲击大大增加，相比普通翻板机其设计强度和扭矩也必须充分满足载荷要求。

1 结构特点及原理

本次设计的翻板机为曲柄摇杆式结构，由两个四连杆机构组成，两个四连杆机构之间互相联系。工作时由一套连杆带动一个同步轴转动，再由同步轴带动几个，甚至十几个翻转臂同时进行翻转，使钢板在长度方向上得到支撑。翻板机的工作过程分启动阶段，交接阶段和返回阶段，翻板机翻转动作是可连续的和可逆的（见图1）。翻板机可以对特厚钢板进行180°翻转。

2 同步轴和翻转臂的过盈计算

翻板机在连续工作过程中是靠同步轴来传递大扭矩的，所以同步轴和翻转臂之间的配合非常重要，如果过盈量不足，翻转臂和同步轴之间会发生相对运动，将不能完成翻板动作，如果过盈量过大，不仅将会增加装配难度，而且单个零件的设计强度也得相应提高，增加制造成本。

图1 翻板机结构简图

2.1 模型的建立

根据翻板机图纸建立过盈配合的套、轴计算模型，在建模过程中有所简化，建模工作在dell T7500工作站上完成，软件为UG NX 5.0（见图2、图3）。

图2 轴套配合几何模型

图3 轴、套模型主要尺寸

2.2 网格划分

将模型导入ANSYS Workbench中，采用六面体单元对模型进行有限元网格划分。轴共划分为17 709个单元、67 882个节点；套共划分为24 600个单元、104 665个节点（见图4）。

图4 轴、套有限元网格模型

2.3 边界条件及载荷

由于计算对象为轴套配合处的接触面，因此需要首先定义轴与套的接触区域（见图5）。……