20Kg铝锭连续铸造机组是集机、电、光、液、气于一体的专门用于普通重熔用铝锭连续铸造的自动化生产线，该机组主要由铸造机、冷却运输机、堆垛机、成品运输机、打包机及打印机和铝液分配器以及液压与气动系统、水冷却系统和电控系统组成。针对该机组存在的一些问题，兰州理工大学成套装备与数字制造技术学科组对其关键部件和结构进行了创新性设计，使整个机组性能得到较大改善。本文就机组中堆垛机的关键部件---翻转装置的动力学特性进行了较为深入的研究。通过确定惯性元件和弹性元件，建立了堆垛机翻转装置基于Riccati传递矩阵法的集中参数动力学模型，基于此模型建立了与之相应的数学模型；通过MATLAB编程运算对系统的动力学性能进行计算机数值仿真，获得了翻转装置扭转振动时的固有特性表征参量，并对这些数值进行了详细的分析；通过模态柔度的计算确定了系统扭转振动时的危险模态，通过能量分布率的计算确定了系统在危险模态下的薄弱环节；最后，以模态柔度要小、惯性能分布率和弹性能分布率均匀为动态优化目标，提出了一种修改方案，即修改翻转装置各元件的刚度和转动惯量，并对改进后的翻转装置动态性能进行预测，从而对翻转装置进行了动态优化设计。本文从理论上为铝锭堆垛机翻转装置建立了比较完整的动态模型，对该模型进行了动态性能分析并提出了一种修改方案，为翻转装置的优化设计制造提供了一定的理论依据。