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马达来实现平移。各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置,不需要复杂的传动系统。
翻转机构的运动为轴的旋转运动，它的动力系统的主要要求为低速可调，交流电动机不能满足要求，直流电动机虽然有低速可调的性能，但是直流电动机价钱昂贵，也不能选取，液压传动的鲜明特点就是低速可调，所以我们最后选液压传动作为翻转机构的动力源。
2.7 翻转机构的基本设计
翻转机构是将三根型钢反扣到垛台上。这是一个低速运行的机构。相对于整个系统来说，翻转机构还要考虑时间因素。
2.7.1设计的基本要求
翻转机构的电磁铁要满足能吸住3根钢材所要求的磁力；轴要满足翻转台自重和钢材自重所产生的扭矩；齿轮要能承受传递扭矩所产生的力；液压缸要能产生出机构所需要的力，并满足相应的强度条件。
2.7.2 设计的基本思路
轴根据机构所需要的扭矩和型钢的长度来确定轴的具体尺寸，并根据弯扭强度校核来校核轴。齿轮根据要传递的力来确定具体尺寸，并对齿轮进行弯曲强度校核和接触强度校核。液压缸根据所需要产生出的力来确定液压缸的基本尺寸，从而选出液压缸的型号，并对液压缸的杆进行稳定性和强度校核。翻转机构的时间因素由PLC控制来调节处理。
2.8 升降机构的基本设计
升降机构是型钢堆垛机最后堆垛的一个平台。钢材分为6根一层堆垛在垛台上，然后垛台下降一定的高度让下一层的钢材跟上一层的钢材处于同一高度进行堆垛。他的基本组成有垛台、升降液压缸。
2.8.1 设计的基本要求
垛台能承受24根钢材的重量；液压缸能承受24根钢材和垛台的自重所需要的力。
2.8.2 设计的基本思路
根据简直梁的原理对垛台进行弯曲强度校核。根据液压缸所要求的力来计算液压缸的具体尺寸，从而选出液压缸的型号，并对液压缸的杆进行稳定性和强度校核。
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第3章 翻转机构
3.1翻转机构液压缸的设计
液压缸是液压传动系统中的一种液压执行元件，它是将液压能转化为机械能做直线往复运动的能量转化装置。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。
3.1.1液压缸的类型
为满足各种主机的不同用途，液压缸有多种类型。
按照结构形式的不同可以分成有活塞缸，柱塞缸，摆动缸三大类型，活塞缸和柱塞缸实现往复直线运动，输出速度和推力，摆动缸则实现的是往复摆动，输出的是角速度（转速）和转矩。
按照作用方式不同可以分为单作用缸和双作用缸。
另外，按照缸的特殊用途分，可以为串联缸，增压缸，增速缸，步进缸等等。 液压缸的结构包括：缸体组件，活塞组件，密封装置，缓冲装置，排气装置。 液压缸因用途要求的不同，有各种结构形式。而平移机构的液压缸采用的是双作用单活塞杆液压缸如图3.14所示：
图3-1
3.1.2基本参数设计
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3.1.2.1 液压缸的受力分析
在（?）轴所受的扭矩为最大时，（?）轴的扭矩同时为最大，此时液压缸的负载为最大。
根据仿形设计，取液压缸杆距（?）轴的距离为225mm。 则，由 T2?F?d
由前面计算可得 ：T2?52648.2N 得：R=233992N
在工作过程中存在摩擦力，但是相对较小，可以忽略不计，为保证工作安全，最后我们取R?250000N
3.1.2.2已知液压缸的设计相关数据
由翻转机构的工作原理，我们选用双作用单活塞杆的液压缸，无杆腔由系统直接提供压力，有杆腔的进油由液压泵直接提供，回油直接通油箱。
3.1.2.3确定液压缸的工作压力
根据前面算出的力R=250000N。由《液压与气压传动》中表9.3查得工作压力取 4 Mpa，同时根据表9.5，执行原件的背压估计值，取回油背压为 3 Mpa。即：
a P1为进口压力， P1?4MP；a P2为回油背压， P2?3MP。
3.1.2.4缸筒内径D的计算
在确定D时，必须保证液压缸在系统所给定的工作压力下，具有足够的牵引力来驱动工作负荷。对于双作用单活塞杆液压缸，当活塞杆是以推力驱动工作负载时，即压力油输入无杆腔时，工作负载R为：
R?F??推出：
?4?(D2p?D2p0?d2p0)? （3-1）
d2p04R? D? (3-2)
?(p?p0)?p?p0- 9 -
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式中：
R——液压缸的工作负载； F——活塞杆的最大推力；
?——机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封常取??0.95；
p——工作压力，一般情况下取系统的调定压力； p0——回油背压， p0?3MPa；
d——活塞杆直径，
根据《液压与气压传动》表4-2 液压缸工作压力与活塞杆直径查得 d?0.7D。 其中??0.95将已知相关的数据代入公式可得：
D?4?125000?130.7mm
3.14?1?107?0.95根据《液压系统设计元器件选型手册》表2-51，液压缸内径尺寸系列，最后取
D?160mm。
活塞杆的直径d为 d?0.7D?122mm。
根据《液压系统设计元器件选型手册》表2-52，最后取杆的外径为：d?125mm。
3.1.2.5 液压缸最大工作行程
小齿轮，机构运动简图如图3-2所示：
翻转电磁铁在翻转时，小齿轮旋转
180?，即转过11个齿，对应的扇形齿
扇形齿轮，，60°轮也转过11个齿，即扇形齿轮转了
20?，由于曲柄和扇形齿轮通过键固连
曲柄接在一起，所以曲柄也转了20?。活塞
曲柄轴杆从初始位置开始转过一定的角度，同时有一定的身长量，通过下图的运动分析及几何分析，我们可以算出活塞的行程。
其中，??arctan125?30? 216.5- - 10
液压缸支座图3-2
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几何运动分析图如图3?3所示：
图3?3
注：其中黑色粗实线组成的三角形表示系统的初始位置，即翻转电磁铁的0?位置，细实线组成的三角形表示系统的翻转极限位置，即翻转电磁铁翻转180?时的位置。
我们可以根据余旋定理计算出行程的大小：
l理论?216.52?2502?2?216.5?250?cos50??125?77mm
以上l值为理论值，现实中我们选则的液压缸的行程应略大于理论值，参考《液压元件及选用》中表3.63 ZQ型重型冶金设备液压缸的型号和技术参数得：我们选择其行程为
l＝90mm。
注：此处在进行行程计算的时候，由于活塞杆的转动角度较小，我们对其进行了简化处理，将圆心移至图示的位置了，结果相差并不大，也不会影响我们最后的选择。
3.1.2.6 缸筒长度L
缸筒长度由活塞最大行程，活塞长度、活塞杆导向长度H和特殊要求的其他长度确定（见图3-4）
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