【正文】 年指出：混輾(Mulling)只限于對濕型砂的混合，它的要求是施一強(qiáng)大的工作力于混合料，將粘土膜覆蓋在砂粒表面，提高型砂的強(qiáng)度和塑性。有效提高型砂的濕強(qiáng)度的方法是在混輾工作的時候時施以拖(Smearing)、搓揉(Kneadhag)、摩擦(Rubbing)和剪切(Shearing)作用, 在壓力下引起物料流動?；熘普惩辽暗哪繕?biāo)，僅僅混合(Mixing)是達(dá)不到。萊茵頓對混輾和混合的論點(diǎn)與日本粉體工業(yè)協(xié)會對混練和混合的定義有共通之處，后者認(rèn)為：混制是指在顆粒中加入微量液體或細(xì)粉粘結(jié)劑，使粘結(jié)劑在顆粒表面形成塑性物質(zhì)或膠體物質(zhì)的示范操作?；熘频牡谝徊绞腔旌希旌戏譃閷ε龌旌?、擴(kuò)散混合和剪切混合。對碰混合是攪拌葉片或混合容器等的轉(zhuǎn)動使顆粒群位置發(fā)生變化。在混臺機(jī)內(nèi)形成循環(huán)流動而進(jìn)行的混合。擴(kuò)散混合是指鄰近顆粒間的位置變化，實(shí)際上是隨機(jī)混合由方向和速度不同而引起的。剪切混合是因?yàn)轭w粒群內(nèi)速度差造成的滑移或撞擊混合。在實(shí)際混合過程中這三種混合是同時存在的，究竟那一種混合起主要作用則取決于混合設(shè)備的型式、結(jié)構(gòu)和操作條件。本課題要求跟據(jù)一定的參數(shù)要求進(jìn)行混砂機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該混砂機(jī)為混輾式的混砂機(jī)，為中批量生產(chǎn)。這個課題能充分體現(xiàn)機(jī)械專業(yè)知識，對機(jī)械結(jié)構(gòu)能力有一定的考驗(yàn)。通過本課題的研究，我們要達(dá)到的要求有：(1) 熟悉混砂機(jī)的發(fā)展歷程，特別是近幾十年來新的混砂機(jī)種類； (2) 熟練掌握混砂機(jī)的原理以及設(shè)計(jì)減速箱的原理和方法； (3) 熟練掌握氣缸的設(shè)計(jì)和選擇； (4) 掌握混砂機(jī)未來的發(fā)展和前景； (5) 熟練使用AUTOCAD等繪圖軟件。通過對這次機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以加強(qiáng)我們的專業(yè)知識和基本功為以后從事實(shí)際工作和研究工作打下一定的思想基礎(chǔ)，也同時使我們具有一定的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。另外加深了對機(jī)械基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，提高了機(jī)械行業(yè)整體認(rèn)識。第二章 混砂機(jī)的設(shè)計(jì)目前在生產(chǎn)中使用的混和攪拌方式大致分為以下幾種： 移動式雙臂連續(xù)混砂機(jī) 移動式雙臂連續(xù)混砂機(jī)是近年來通過技術(shù)合作消化吸收國內(nèi)外先進(jìn)機(jī)型的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，它具有生產(chǎn)率高、能耗低、混砂質(zhì)量穩(wěn)定、自動化程度高、工作環(huán)境好、操作簡單方便等特點(diǎn)。，其主要特點(diǎn)有[1]： (1) 配置有進(jìn)砂讀式轉(zhuǎn)速無級調(diào)速，可任意設(shè)定需要的流量也可以按用戶要求預(yù)先設(shè)定多種不同配比量，使用十分方便。閘板及新舊砂比例調(diào)節(jié)器，新舊砂比例由氣缸氣閥控制可多比例調(diào)節(jié)。(2)消化吸收艾姆弗鑄造設(shè)備和德國沃爾重工科技等國外公司的先進(jìn)技術(shù)的混砂攪籠讓葉片形成多螺旋線的軌跡路線，快速的混砂、均勻兼顧多處反螺旋的運(yùn)動軌跡，既保證了關(guān)尾砂的質(zhì)量又可以確?；焐熬鶆?、快速。(3) 設(shè)計(jì)有PLC控制的智能頭尾砂控制系統(tǒng)，確保無頭尾砂。(4) 可以讓高性能的隔膜泵以及氣動閥輸送固化劑，較長的使用使用時間，液料輸送定量誤差低于1%，調(diào)速系統(tǒng)可以分成直讀式轉(zhuǎn)速以及無級調(diào)速，可隨意設(shè)定需要的流量，多種不同配比量預(yù)先設(shè)定也可以按用戶要求，人性化設(shè)計(jì)。(5) 混砂槽是可以兩面180度敞開甚至還要完全裸露能夠攪籠軸和刀桿，使極其易于維修檢查。鈦化鎢硬質(zhì)合金刀片嵌焊在混砂刀桿頭部延長的使用時間，攪籠內(nèi)臂為硬絡(luò)鍍層，使用方便長久、硬度高。(6) 電器控制由進(jìn)口日本三菱FX1N型PLC主機(jī)及輸出輸入接口，PLC主機(jī)留有余地有充分的輸出輸入接口，以備擴(kuò)展。其它電氣元器件均選用國內(nèi)正廠生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)件。(7) 隨機(jī)配置有樹脂、固化劑液料桶各一只，并設(shè)有自動溫控加熱裝置。(8) 各路液料的輸入有專門設(shè)計(jì)然后才用在噴嘴混砂機(jī)上，通過壓縮空氣助變化成擴(kuò)大扇型霧狀帶狀態(tài)，更容易快速均勻混合粘結(jié)劑和砂子。 移動式雙臂連續(xù)混砂機(jī)實(shí)物圖 固定式單臂混砂機(jī)使用途徑：經(jīng)常應(yīng)用于混制鑄鐵、鑄鋼、有色件、自硬砂，不但頻繁用于小批量生產(chǎn)大中型鑄件的單件，還可以進(jìn)行其它造型設(shè)備所組成的機(jī)械化塑型生產(chǎn)線配套。[2]。結(jié)構(gòu)：主要由加料、混砂機(jī)主機(jī)、防腐液料儲存罐、液料供給系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。特點(diǎn)：(1) 液料系統(tǒng)定量準(zhǔn)確，耐腐蝕，經(jīng)久耐用；(2) 混砂均勻，效率高，可根據(jù)生產(chǎn)需求，調(diào)節(jié)生產(chǎn)率；(3) 葉片采用硬質(zhì)合金材質(zhì)，耐磨、使用時間長。 固定式單臂混砂機(jī) 輾輪轉(zhuǎn)子混砂機(jī)該機(jī)的混砂裝置由輾輪、混砂轉(zhuǎn)子、刮板等部分組成。主要用于大，中型鑄造車間混制機(jī)器造型用濕型單一砂。這個融會貫通了眾多學(xué)者專家的最新技術(shù)，采用多項(xiàng)國家以及專利，技術(shù)參數(shù)一流，技術(shù)領(lǐng)先、結(jié)構(gòu)完美，海內(nèi)外眾多廠家十分喜歡使用。，其技術(shù)參數(shù)見表21。其主要特點(diǎn)是[3]： (1) 混砂效率高、質(zhì)量好、適用范圍廣； (2) 輝綠巖鑄石、2號填料等新型材料，大大提高了容易受損件使用時間；(3) 液力偶合器、合金鋼齒輪、潤滑控機(jī)，確保傳動系統(tǒng)平穩(wěn)可靠，并能負(fù)載啟動； (4) 旋轉(zhuǎn)卸料門開啟靈活，工作可靠，徹底解決了底部漏砂的問題； (5) 鋼結(jié)構(gòu)底座便于使用和安裝。 轉(zhuǎn)子混砂機(jī)轉(zhuǎn)子混砂機(jī)主要用于砂混合的大型和中型鑄造砂成型機(jī)不僅可以混合使用單砂，混合砂造型，快速硬化砂子，砂子和砂面,亦可用于耐火材料，陶瓷等不同混制各種高科技粉 輾輪轉(zhuǎn)子混砂機(jī)實(shí)體圖表21 輾輪轉(zhuǎn)子混砂機(jī)技術(shù)參數(shù)型號S1310S1312CS1316BS1320C盤徑(mm)φ1000φ1260φ16002000一次加料量(kg)150280450800生產(chǎn)率(t/h)1020主軸轉(zhuǎn)速(r/min)30344030轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min)480396340220輾壓力(kg/F)60110160330220420400800輾輪直徑(mm)φ420φ550φ670φ800輾輪寬度(mm)130170210260裝機(jī)功率(kw)26機(jī)器質(zhì)量(kg)1200200029002900粒狀物料，這種混合方式具有結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，但是濁砂質(zhì)量差，且不穩(wěn)定，在鑄造中對型砂質(zhì)量要求較高,不能滿足生產(chǎn)要求，其特點(diǎn)是[4]：(1) 低速刮板與中速轉(zhuǎn)子最佳配合、混砂量大、混勻能力強(qiáng)，型砂綜合性能好； (2) 輝藍(lán)石鑄石、碳化鎢堆焊、3號填料等新材料的運(yùn)用全面提升了易損件使用時間，液力偶合器、復(fù)合鋼齒輪、5號填料、潤滑控機(jī)除了保證傳動系統(tǒng)穩(wěn)定還可以負(fù)載中啟動； (3) 最新式旋轉(zhuǎn)卸料門開啟靈活，工作可靠，徹底解決了底部漏砂的問題； (4) 對稱開設(shè)的檢修門極大的方便了檢修和清理； (5) 鋼結(jié)構(gòu)底座便于使用和安裝。 轉(zhuǎn)子混砂機(jī)實(shí)物圖 混碾式混砂機(jī)混輾式混砂機(jī)的混砂方式混合砂質(zhì)量好且穩(wěn)定，生產(chǎn)效率也較高，功率損耗小，目前機(jī)械鑄造業(yè)中普遍應(yīng)用，其技術(shù)參數(shù)如表22所示。其特點(diǎn)[5]：(1) 混砂效率高、質(zhì)量好，適用范圍廣； (2) 輝綠巖鑄石、碳化鎢堆焊、2號填料等新式材料可以全面提高易損件使用時間； (3) 液力偶合器、合金鋼齒輪、潤滑控機(jī)，確保傳動系統(tǒng)平穩(wěn)可靠，并能負(fù)載啟動； (4) 旋轉(zhuǎn)卸料門（國家專利：）開啟靈活，工作可靠，徹底解決了底部漏砂的問題； (5) 鋼結(jié)構(gòu)底座極大方便了使用和安裝。統(tǒng)合所述，選定混砂方式為混碾式。本機(jī)供型砂試驗(yàn)混制型砂及芯砂之用。其結(jié)構(gòu)由碾盤、碾輪、垂直主軸、內(nèi)外括砂板、減速器、出砂口、電動機(jī)等部分組成。 混輾式混砂機(jī)實(shí)物圖表22 混輾式混砂機(jī)技術(shù)參數(shù)參數(shù)\機(jī)器型號S1110DS1112S1116DS1120DS1120ES1122盤徑(mm)φ1000φ1200φ1600φ2000φ2000φ2240一次加料量(kg)1102005008008001350主電機(jī)功率(kW)4303755生產(chǎn)率(t/h)512202230機(jī)器質(zhì)量(kg)80020004000550060009500 減速器的分類分類：擺線針輪減速器、諧波傳動減速器、三環(huán)減速器、行星齒輪減速器。 （1）擺線針輪減速器的特點(diǎn)作為擺線針輪減速機(jī)具備了如下特點(diǎn)：大傳動比 高傳動效率 緊密結(jié)構(gòu) 平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低，能承受過載和沖擊。使用可靠，較長使用時間。電動滾筒涵蓋齒輪滾筒、擺線滾筒、行星滾筒三大類別，擁有緊密結(jié)構(gòu)，體積較小，重量較輕，大承載能力的優(yōu)點(diǎn)，好密封性，方便安裝，維修簡單等特色。所有滾筒均可配置逆止器。產(chǎn)品使用環(huán)境溫度在。可用于粉塵大、潮濕、泥濘、露天等環(huán)境惡劣場所。適用于礦山、冶金、 煤炭、建材、電力、輕工、糧食及交通運(yùn)輸?shù)炔块T。螺型桿升降機(jī)的上升、跟進(jìn)、降落等功能通過蝸輪轉(zhuǎn)動螺桿完成，冶金、煤炭、機(jī)械、建材、化工等各項(xiàng)行業(yè)中廣泛應(yīng)用，具有緊湊結(jié)構(gòu)，體積小，重量輕，大承載能力，好密封性，方便安裝，維修簡單等特色。本系列升降機(jī)可自鎖，承載能力在之間，最高輸入轉(zhuǎn)速，工作溫度在之間[6]。點(diǎn)線嚙合齒輪傳動是一種區(qū)別于之前的傳動模式,1998年8月被列為我國“九五”重點(diǎn)技術(shù)推廣項(xiàng)目。 擺線針輪減速器 （2）諧波傳動減速器的特點(diǎn)諧波齒輪減速器是一種新型減速器。它脫胎于行星減速器。諧波齒輪減速器，它是利用柔性零件產(chǎn)生的一種彈性機(jī)械波來傳遞能量的行星齒輪傳動。 傳動原理： 它主要由三個基本構(gòu)件組成：a、帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪），它相當(dāng)于行星系中的中心輪； b、帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪），它相當(dāng)于行星齒輪；c、波發(fā)生器，它相當(dāng)于行星架。當(dāng)作減速器使用，一般情況下波發(fā)生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式，作為一個桿狀零件波的發(fā)生器，其兩邊配有滾動軸承組成滾輪，與柔輪的內(nèi)壁相互擠壓，柔輪可產(chǎn)生具有可觀彈性的薄壁齒輪，還可以變形，它的內(nèi)孔直徑短于波發(fā)生器的總長，波發(fā)生器是產(chǎn)生控制彈性柔輪的更換元件，當(dāng)一種柔輪波發(fā)生器，柔輪的力從原始的圓形橫截面的擠壓成橢圓形，只是完全嚙合的齒輪的齒的端部附近的長軸，短軸和牙齒附近的兩人只是車輪完全分離，其他路段處于過渡狀態(tài)的齒嚙合和脫開的周長。當(dāng)波發(fā)生器是連續(xù)顯示的方向旋轉(zhuǎn)，柔輪的變形不斷變化的，所以柔輪，剛輪嚙合狀態(tài)始終是不同嚙合，嚙合，啃出關(guān)，然后咬成，循環(huán)地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)柔輪相對剛輪沿波發(fā)生器不同方向的緩慢旋轉(zhuǎn)，剛輪固定，動力通過波發(fā)生器輸入，柔輪輸出，其輸入與輸出轉(zhuǎn)向不同，在作用過程中，波發(fā)生器發(fā)生一周，柔輪上點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變換的次數(shù)稱為波數(shù)，以 n 表示，常用的是雙波和三波兩種，雙波傳動的柔輪應(yīng)力較小，結(jié)構(gòu)相對簡單，方便獲得大的傳動比,所以是目前應(yīng)用最廣的一種[7]。諧波齒輪傳動的柔輪和剛輪的周節(jié)相同，但齒數(shù)不等，通常采用剛輪與柔輪齒數(shù)差等于波數(shù)，即式中 、分別為剛輪與柔輪的齒數(shù)。當(dāng)剛輪固定、發(fā)生器主動、柔輪從動時，諧波齒輪傳動的傳動比為 。雙波傳動中，柔輪齒數(shù)很多。上式負(fù)號表示柔輪的轉(zhuǎn)向與波發(fā)生器的轉(zhuǎn)向相反。由此可看出，諧波減速器可獲得很大的傳動比。其主要特點(diǎn)如下： 1) 高承載能力 諧波傳動中，齒與齒的嚙合為面接觸，加上同時嚙合齒數(shù)（疊加系數(shù)）比較多，因而單位面積載荷小，承載能力較高于其他傳動形式； 2) 傳動比大 單級諧波齒輪傳動的傳動比，可達(dá) ； 3) 體積小、重量輕； 4) 傳動效率高、使用時間長； 5) 傳動平穩(wěn)、無沖擊，無噪音，運(yùn)動精度高。諧波減速器國內(nèi)于七八十年代才開始研究，到現(xiàn)在很多廠家特地生產(chǎn)，并形成各種系列。廣泛應(yīng)用于電器電子、航空科技、人工智能等行業(yè)，由于它的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在化工行業(yè)應(yīng)用也逐漸增多。 諧波傳動減速器 （3）三環(huán)減速器的特點(diǎn)三環(huán)減速器的特點(diǎn): 承載能力強(qiáng)，使用使用時間長，對齒同時進(jìn)入嚙合區(qū)，輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)。傳動比大，分級密集，單級,雙級達(dá)11000。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小于、振動幅值小于。效率高，單級為。結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，比普通圓柱齒輪減速器小2/3。裝拆與維修方便，平行軸，易損件少，易更換，無需特殊材料及熱處理。有時候適用性廣，結(jié)構(gòu)多，而且衍生出多種系列，減速器中一顆明珠。