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[摘 要 ]论文对国内外翻转机的现有类型进行了分析和探讨,归纳出常见的柱状翻转机、板式翻转机和头尾架式翻转机这三种翻转机构的结构特点和组成,总结出了三种翻转机构的结构特征、翻转过程以及翻转原理,并分别对国内外翻转机的发展现状进行了简单的总结分析,得出了目前国际上翻转机的发展趋势,同时总结出了我国现有翻转机的发展现状、发展前景以及发展方向,为原有翻转机结构的改进及新型翻转机结构的设计打下了基础.
[关 键 词 ]翻转机；柱状翻转机；板式翻转机；头尾架式翻转机
[中图分类号]TH6
翻转机是一种改变操作对象位置或姿态的专用设备,根据其实现的性能可分为钢卷翻转机,模具翻转机,钢板翻转机,垛料翻转机,焊接翻转机；根据其结构形式可分为头尾架式翻转机,柱状翻转机和板式翻转机；根据其驱动方式可分为液压翻转机和机械翻转机.
1.国外翻转机的发展现状
国外翻转机的生产技术已经比较成熟,涵盖了上百种系列及型号的翻转机产品,翻转能力范围0.1吨～120吨.下面介绍几种典型的翻转机类型.
美国Bushman设备公司所生产的翻转机包括CL型翻转机、L型液压翻转机、头尾架式翻转机、O型翻转机等几乎所有种类的产品.
CL型翻转机、O型翻转机和C型翻转机可统称为柱状外廓翻转机.分析其特点发现：该类翻转机主车体外廓为圆柱状滚圈架,主车体滚转中心即为圆柱中心轴线；利用外廓为圆柱状的内侧L型或U型工作台约束工件,使工作台连同工件围绕虚拟的圆柱中心轴进行滚转实现工件翻转.
其中CL型翻转机工作台为L型,受力均匀,承载重量大,主要用于大型回转零件如钢卷,模具等大型零件的翻转[1].如图1所示,该翻转机为单自由度,由链条驱动的L型工作台的90°翻转机,其翻转过程见图2,负载范围1吨～120吨.
韩国SAMIL MFG公司生产的L型和可变型液压板式翻转机如图5所示,它的液压缸驱动系统和控制系统均封闭在防尘罩内,其翻转过程如板式翻转机的工作台是板状结构,翻转过程中依靠重力封闭和定位,无需装夹,占用空间小,采用液压驱动翻转[2].
板式翻转机根据工作台两个定位面间的角度变化分为L型和可变型翻转机.L型翻转机工作台由两个固接成90°的板组成,一般只需一套驱动系统即可完成翻转.可变型翻转机的工作台是由两个板状工作台铰接起来的,左右各有一套驱动系统,翻转时左右两侧互不干涉,可根据工件形状转至不同的角度,因此也可用作某些异形工件的翻转.
除此之外,德国和日本的翻转机生产技术也比较成熟.
2.国内翻转机的发展现状
近几年,翻转机已成为我国制造业的一种不可或缺的设备,特别在机械制造行业更是获得了广泛的应用.随着产业技术的进步,已经开发的翻转机约有十余个产品系列,近百余种规格.下面介绍几种技术比较成熟的翻转机产品.
2003年济南二机床集团公司成功研制了国内首台C型垛料翻转机如图7所示[3],其翻转过程如图8所示.该垛料翻转机使用对中囊式夹紧结构将垛料与上料架靠紧,保证垛料的重心和翻转机的中心可以最大限度的重合,以减少翻转时受到的冲击,使翻转过程平稳可靠.
C型翻转机与O型翻转机均属于柱状外廓翻转机,两者结构比较相近,类似于火车翻车机,主要用于汽车自动化生产线上薄板垛料以及形状规则的中小型工件等的翻转,依靠上下平台夹紧工件.
武汉博生工业技术公司生产的头尾架式翻转机包括自由移动式和轨道移动式两种,其翻转过程如图9所示,负载范围达到3吨～20吨.
头尾架式翻转机的特点是依靠头尾夹紧装置夹紧工件,有的尾架可移动以方便工件装夹,有的还配有升降系统可调整工件装夹高度,然后由车体两侧的翻转机构在绕自身水平中心轴线回转的同时带动工件一起翻转[4].这种翻转机构主要用于车体,转向架,型钢等长宽比例较大的工件在机械加工、装配、焊接、检修、清洗或者搬运过程中的翻转变位,不适合截面尺寸较大的工件；而且工件翻转时其纵轴重心坐标应尽量与翻转机的回转中心轴线重合,避免造成工件的偏心矩过大.
目前国内翻转机生产的主要特点是“一次需求,一次设计”；通用程度及互换性较低；没有统一的产品行业标准.
3.结论
综上所述,国内外现有的翻转机设备具有相同的特征：以主车体滚转为主要运动形式,机构一般具有1～2自由度；以工件翻转90°居多、约束工件的为L型或可变L型工作台；缺乏统一的国际标准和应用理论研究的支撑.
参 考 文 献
[1] 麦贯之,朱红安. 翻转机[P]. CN：200420044376.4,2005-3-23.
[2] 冯消冰,王伟,任伟华,等. 风机叶片模具液压翻转机构的设计[J]. 机床与液压,2011,39（4）：66-69.
[3] 济南二机床研制成功国内首台垛料翻转机[J]. 锻压装备与制造技术,2003,（4）：72.
[4] 王清林. 转向架翻转机[P]. CN：02210873.4,2003-1-15.
作者简介：杜聿静,女,1981年出生,在读工程硕士,助理讲师.主要研究方向为机械工程.目前从事机械类相关课程的教学及研究工作.
王雷,女,1985年出生,硕士,助理讲师.主要研究方向为机械工程.目前从事机械类相关课程的教学及研究工作.