翻转机回转轴结构的优化——以商用空调机的换热器生产下线为例

摘要

商用空调机换热器的生产线的重要组成之一是翻转机,其作用是在生产线上将工件翻转成一定角度以改变产品姿态转入下一工序或方便组装。翻转机需要经启动、平稳运行、制动3个工序,各工序均承受各部件的重力、惯性力、离心力的荷载。在翻转机运行中承受了整机的载荷是回转轴,该轴属于易损伤关键零件。以某商用空调换热器模组生产线的翻转机的回转轴为研究对象,对回转轴进行了结构优化。通过建立翻转机的力学分析模型并基于翻转机结构参数计算出回转轴各回转角度下所受的剪力Fs与扭矩Ts的大小,进而分析了回转轴约束及载荷的设置方法;然后,选取最危险的启动工况与制动工况,分别利用ABAQUS有限元软件对翻转机主轴进行静力学分析,得到了两种工况下的Mises应力为308.7 MPa,制动工况下最大应力为228.0 MPa,回转轴在安全系数为1.5时启动工况不满足强度要求;最后,为避免回转轴应力集中提出一种新的回转轴设计方案,在满足要求的同时降低了回转轴制造工艺成本。