【正文】 圖9—4 卸砂門啟閉氣缸1— 啟端蓋； 2—?dú)飧祝?3—緩沖活塞； 4—活塞； 5—前端蓋； 6—節(jié)流閥；7—壓蓋； 8—活塞桿； 9—單向閥； 10—管接頭因?yàn)榈撞啃渡笆窃诠伟寰€速度作用下，依靠型砂本身的重力進(jìn)行的，所以在刮板運(yùn)動方向的卸砂門尺寸，應(yīng)該有足夠的長度。對氣缸的要求是，動作應(yīng)迅速但是啟動和停止應(yīng)平穩(wěn)。但需要設(shè)立液壓動力站。由電機(jī)啟閉卸砂門，要有減速裝置，結(jié)構(gòu)比較 復(fù)雜。往復(fù)動作的抽板卸砂門結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，關(guān)閉時(shí)，靠卸砂門端部和底盤上的刃口切去積留的型砂，是刮砂板密封良好。圖9—3 抽板式卸砂門1輝綠巖鑄石；2混砂機(jī)底盤；3—卸砂門；4—卸砂門導(dǎo)軌；5—托輪軸承座；6—固定板；7—托輪；8—?dú)飧祝?—活塞桿；10—固定座； 11—擋砂罩底部卸砂門的形式有翻板式和抽板式兩種。有的也希望混砂機(jī)有兩個(gè)卸砂門，以便把不同性能的型砂，分別卸在不同的膠帶運(yùn)輸機(jī)上。高效率混砂機(jī)要求卸砂時(shí)間短，因此有的用一個(gè)卸砂門，有的用兩個(gè)卸砂門，有的甚至采用底部卸砂饑餓側(cè)面卸砂并用的方式。圖9—2 回轉(zhuǎn)接頭1— 接頭上體；2—靜環(huán)；3—動環(huán)；4—J型密封圈；5—接頭下體；6—壓蓋；7—心軸；9．2 卸砂門的設(shè)計(jì)混砂機(jī)有底部卸砂和側(cè)面卸砂兩種基本方式，目前以底部卸砂用的比較多?；剞D(zhuǎn)接頭要密封性好，否則容易漏水而損壞其中的軸承。圖9—1 加水系統(tǒng)1—進(jìn)水管；2—回轉(zhuǎn)接頭；3—連接座；4—出水管；5—噴頭隨十字頭旋轉(zhuǎn)，而進(jìn)水管是固定不動的，因此兩者之間必須裝以回轉(zhuǎn)接頭。回轉(zhuǎn)接頭要密封性好，否則容易漏水而損壞其中的軸承。這種中心加水的方法，由于由于連接座隨十字頭旋轉(zhuǎn)，而進(jìn)水管是固定不動的，因此兩者之間必須裝以回轉(zhuǎn)接頭。加水系統(tǒng)的連接座固定在混砂機(jī)十字頭中心，并隨之旋轉(zhuǎn)，出水管和噴頭都裝在連接座上。利用一個(gè)帶活塞的定量水筒，水進(jìn)入水筒后，使活塞升至一定高度，停止。壓力加水可以縮短加水時(shí)間，提高混砂效率?，F(xiàn)在也有根據(jù)型砂的造型性或緊實(shí)性來控制加水量的。所謂定量加水，就是利用定量水表，或者其他定量裝置，每次混砂就加一定量的水分。如前所述，目前最常用的加料次序是，加砂后即加水，然后再加粘土，盡量避免形成粘土團(tuán)，提高混砂效率。水使使粘土具有粘結(jié)能力，能控制型砂的緊實(shí)能力，也是回收舊砂的主要冷卻劑。項(xiàng)目名稱計(jì)算公式及數(shù)據(jù)傳動功率P=30kW蝸桿轉(zhuǎn)速N1=1470r/min傳動比i=49基本參數(shù)選擇及計(jì)算1蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)Z1=1 Z2=492選擇材料蝸桿：40Cr，表面淬火，HRC50蝸輪：ZCuSn10Pb1 離心鑄造，σb=225MPa3工況系數(shù)4材料系數(shù)5制造精度系數(shù)6中心距根據(jù)承載能力查圖a=280mm7蝸桿分度圓直徑（理論）8蝸輪分度圓直徑（理論）9蝸輪端面模數(shù)mm取10修正后蝸輪分度圓直徑ｄ2＝ｍｔZ2＝1049＝490㎜ 11修正后中心距ａ＝ｄ2/（2K1）＝490/（）＝12修正后蝸桿分度圓直徑ｄ1＝K1ａ＝＝㎜13蝸輪包容齒數(shù)取　14蝸輪主基圓直徑ｄｂ＝ｋｂａ＝＝㎜15頂隙16齒頂高17齒根高19蝸輪分度圓壓力角α＝arcsin()=176。 參數(shù)的確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速為n1=1470r/min,因工藝要求減速機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速為30r/min，則減速機(jī)傳動比為i=1470/30=49。采取措施有：采取合理的密封結(jié)構(gòu)，高速軸采用雙刃口壓力型雙排骨架式旋轉(zhuǎn)軸油封，低速軸采用單刃口普通型單排骨架式旋轉(zhuǎn)軸油封；選用優(yōu)質(zhì)密封件及油封軸套，密封件的壽命長且防滲儒效果好，配以美國CR型油封軸套，克服了軸表面加工質(zhì)量低的缺點(diǎn)，既保護(hù)了軸表面不磨損，又可防滲漏；增加了潤滑油回油槽，避免了由于密封部位憋壓而滲漏；對密封部位零件、標(biāo)準(zhǔn)件表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，降低磨擦系數(shù)，減少磨損：對零件密封部位的機(jī)加工質(zhì)量提出較高要求。(6)混砂機(jī)減速機(jī)無漏油現(xiàn)象 。④ 除啟動制動階段外，該聯(lián)軸器兩部分無轉(zhuǎn)速差，無磨擦損耗，傳動效率不低于99％ ⑤ 該聯(lián)軸器中有專門設(shè)計(jì)的彈性元件，可以補(bǔ)償被聯(lián)兩軸不可避免的偏移、并具有緩沖減震作用。③傳遞的扭矩可調(diào)節(jié)，容易實(shí)現(xiàn)過載安全保護(hù)?？蓪㈦姍C(jī)的重載啟動轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛰d啟動．實(shí)現(xiàn)工作機(jī)軟啟動，降低啟動電流，減少啟動能耗約65％ 。③ 齒面接觸面積大，并且有瞬時(shí)雙線接觸，接觸線長度長(如圖4) ④ 齒面潤滑角大，蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)容易形成動壓油膜，減少齒面磨損。具體是：①蝸桿為環(huán)面蝸桿，與蝸輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)多(如圖3)。(3)平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速機(jī)是一種新型蝸桿傳動裝置，其成形過程主要包括兩次包絡(luò)運(yùn)動。其結(jié)構(gòu)簡單，成本低易于制造，安裝、調(diào)試要求低，運(yùn)行維護(hù)方便，可靠性強(qiáng)。張力柔性聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動和過載保護(hù)，成功應(yīng)用于生產(chǎn)，開創(chuàng)了混砂機(jī)設(shè)計(jì)的新途徑。為此為此也有混砂機(jī)電機(jī)輸出軸與減速機(jī)連接采用限矩式液力偶合器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動和過載保護(hù)，其體積大成本高，維修不便?；焐皺C(jī)電機(jī)輸出軸與減速器連接一般采用彈性聯(lián)軸器。國內(nèi)使用的混砂機(jī)減速機(jī)多采用圓錐+二級漸開線圓柱齒輪軟齒面減速機(jī)。目前德國、美國、瑞士、日本的碾輪混砂機(jī)均采用圓錐+二級漸開線圓柱齒輪硬齒面減速機(jī)。減速器設(shè)計(jì)是否合理，制造和安裝是否達(dá)到技術(shù)要求，對混砂機(jī)的使用效果關(guān)系極大。主要用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場合，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦上機(jī)械、攪拌機(jī)等。本設(shè)計(jì)選取電動機(jī)為Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機(jī)，型號為Y200L4，其額定功率為30kW，滿載轉(zhuǎn)速1470r/mi。內(nèi)外刮板除了混砂和送砂作用外，并清理混砂轉(zhuǎn)子甩向周圍和立柱的型砂。S136型混砂機(jī)設(shè)計(jì)了內(nèi)、中、外三塊刮板，中刮板與底盤的夾角為15度，其長度略大于輾輪寬度，表面應(yīng)平直光滑，以減少對型砂流動的阻力。 　　　　　7—1 輾輪與刮板作用范圍圖關(guān)于刮板臂的設(shè)計(jì)，除強(qiáng)度外，更應(yīng)注意其剛度和固定問題。至于在刮板本體上固定橡膠板，用橡膠刮砂的方法，在刮板線速度高時(shí)，磨損也較快。在設(shè)計(jì)時(shí)，按照7—1，畫出輾輪、刮板和混砂轉(zhuǎn)子的工作范圍，以便于全面的考慮問題，有利于設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。這樣，刮板的作用范圍就可以遍及混砂機(jī)底盤。 設(shè)計(jì)刮板關(guān)于刮板高度，目前趨向于將其設(shè)計(jì)為低于砂層厚度中線這種矮刮板的翻動作用好，所受阻力小，功率消耗可顯著降低。而且在上下兩邊都磨損后，也不必將整個(gè)刮板換掉，只要更換標(biāo)準(zhǔn)刮板即可。組合刮板可以根據(jù)混砂機(jī)的系列尺寸進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)刮板可以組織專門生產(chǎn)，這樣有利于標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于生產(chǎn)管理。這種刮板有一塊或者幾塊高度較低的矩形標(biāo)準(zhǔn)刮板組成，根據(jù)混砂機(jī)大小和刮板的工作位置，可以用標(biāo)準(zhǔn)刮板組成不同高度和長度的刮板。當(dāng)前，為適應(yīng)造型自動線對型砂日益增長的數(shù)量和質(zhì)量要求，混砂機(jī)正向高效率方向發(fā)展，每次加料量增加，主軸轉(zhuǎn)速提高，上述刮板的缺點(diǎn)就顯得更加突出。缺點(diǎn)之二是刮板系一曲面，制造比較麻煩，而且在底邊磨損后，要將整個(gè)刮板換掉，給維修工帶來許多麻煩。在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)這種刮板有許多缺點(diǎn)。從輾輪式混砂機(jī)發(fā)展歷史來看，早期的刮板設(shè)計(jì)比較重視其送砂工作，因此在刮板的工作表面具有一定高度的曲面，有人曾致力于研究什么樣的曲面更適合于型砂沿刮板流向輾輪的工作區(qū)域?！　　　　　　　　D6－5　混砂轉(zhuǎn)子部件尺寸示意圖混砂轉(zhuǎn)子部件設(shè)計(jì)結(jié)果如下表:軸行星齒輪軸介輪軸混砂轉(zhuǎn)子功率扭矩684065005450相對轉(zhuǎn)速141172200齒數(shù)504135模數(shù)555材料4540Cr45熱處理調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理硬度HB217～255HB241～286HB217～255中心距A2=230A3=190速比i32=i43=效率刮板的設(shè)計(jì)刮板是輾輪轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)中重要的組成部件之一，它的功能有以下幾個(gè)方面：①混合和松散型砂；②將型砂連續(xù)而且均勻地送至輾輪和混砂轉(zhuǎn)子的工作區(qū)域；③卸砂門開啟后，能迅速徹底地完成卸砂工作；④在非自動檢測的情況下，完成取砂樣工作。又知行星齒輪軸的相對轉(zhuǎn)速n2e=141r/min。為了避免根切，取行星齒輪的齒數(shù)Z2=16，則太陽輪齒,取Z1=：取mn=6（mm），則齒斜角 。采用斜齒圓柱齒輪。在計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，用上述兩齒輪許用接觸力的平均值，即。選擇行星齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，HB=241～286，取HB=260，其許用接觸應(yīng)力。就小齒輪取力與力矩平衡，得。圖6—4，因?yàn)檗D(zhuǎn)臂是由主軸驅(qū)動的，系主動件，其絕對速度為，所以扭矩為： 用力與力矩平衡可以求出各構(gòu)件的力與力矩。已知轉(zhuǎn)臂即十字頭的轉(zhuǎn)速，根據(jù)行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，初步?jīng)Q定，則行星齒輪的絕對轉(zhuǎn)速為。因?yàn)?0這就相當(dāng)于轉(zhuǎn)臂靜止不動，行星輪系為定軸輪系，因此就可以用定軸輪系的方法求減速比： 圖6—4 行星傳動計(jì)算圖因兩個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，故加負(fù)號。假定在整個(gè)系統(tǒng)上，附加一個(gè)與轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動方向相反，數(shù)值相等的角速度，則系統(tǒng)各構(gòu)件的相對運(yùn)動并不改變。下面將混砂轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)分為行星齒輪傳動和定軸齒輪傳動兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1） 行星齒輪傳動設(shè)計(jì)首先利用“轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)”計(jì)算行星齒輪的減速比和絕對速度。但是目前還沒有計(jì)算混砂轉(zhuǎn)子功率消耗的方法，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，只能根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，參照現(xiàn)有的機(jī)器說明書，暫且以主電動機(jī)輸出功率的40%進(jìn)行計(jì)算。采用一臺主電動機(jī)時(shí)，混砂機(jī)減速器輸出的功率，大體上可分為三部分，一部分供給輾輪，用于輾壓、搓研型砂；一部分在十字頭轉(zhuǎn)動時(shí)，供給刮板及混砂轉(zhuǎn)子牽連運(yùn)動的混砂和送砂工作；另一部分則經(jīng)過行星齒輪和定軸齒輪傳動，供給混砂轉(zhuǎn)子相對運(yùn)動的混砂工作。用齒輪減速器減速。設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖6—3 混砂轉(zhuǎn)子的傳動機(jī)構(gòu)十字頭； 主軸； 定軸傳動齒輪箱； 混砂轉(zhuǎn)子；行星齒輪； 立柱　 太陽輪國內(nèi)也有單獨(dú)的電動機(jī)驅(qū)動混砂轉(zhuǎn)子的。由于水平面內(nèi)鏈傳動使用效果不佳，而且在磨損后，鏈條的張緊比較麻煩，因此不如齒輪傳動方便可靠。就圖6—2，根據(jù)（64）式，知 聯(lián)立下面兩個(gè)方程式： 解得 因此混砂轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至A點(diǎn)及C點(diǎn)時(shí)的絕對速度的最大值和最小值分別為： 混砂轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)混砂轉(zhuǎn)子傳動機(jī)構(gòu)的形式多種多樣。決定混砂轉(zhuǎn)子的相對速度為200rpm，其絕對速度為200+30=230rpm。按STOTZ輾輪轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)數(shù)據(jù)：混砂轉(zhuǎn)子直徑d=2a與混砂機(jī)盤徑之比：；其相對轉(zhuǎn)速為200～220rpm；當(dāng)混砂轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至A點(diǎn)時(shí)，混砂轉(zhuǎn)子中心距混砂機(jī)周圍護(hù)板的內(nèi)側(cè)為：因此混砂機(jī)主軸至混砂機(jī)轉(zhuǎn)子軸的距離 ：。混砂轉(zhuǎn)子絕對速度的極值為 （63） （64）混砂轉(zhuǎn)子絕對速度的方向垂直于 線。從方程式知，x的取值范圍是從a到a。D點(diǎn)的坐標(biāo)為。 現(xiàn)在進(jìn)一步分析混砂轉(zhuǎn)子的絕對速度。于是 ∴ 　　 　　 （61）由此可見，混砂轉(zhuǎn)子的絕對速度，等于其牽連速度（即十字頭或者主軸的角速度）和混砂轉(zhuǎn)子的相對角速度之和。就桿來說，點(diǎn)的相對速度0，其絕對速度就等于其牽引速度。若平行于主軸，并通過D點(diǎn)的軸叫瞬時(shí)軸，則混砂轉(zhuǎn)子的絕對運(yùn)動就成為繞瞬時(shí)軸的運(yùn)動。根據(jù)理論力學(xué)，必定能在上找到一點(diǎn)D，D點(diǎn)的絕對速度由兩部分組成：繞O軸轉(zhuǎn)動的牽連速度，及繞軸轉(zhuǎn)動的相對速度，兩個(gè)速度都與垂直 ，但方向相反。圖6—1 混砂轉(zhuǎn)子示意圖 1—輾輪； 2—曲柄； 3—十字頭 ； 4—主軸 ； 5—鏈傳動； 6—混砂轉(zhuǎn)子； 7—行星齒輪； 8—立柱； 9—太陽輪 混砂轉(zhuǎn)子的運(yùn)動分析和參數(shù)選擇如圖6—2，設(shè)混砂機(jī)主軸通過點(diǎn)，混砂轉(zhuǎn)子通過點(diǎn)，均垂直于混砂機(jī)底盤。然后由內(nèi)刮板和外刮板將松散過的型砂進(jìn)一步混合，并再次送到輾輪工作區(qū)域，由輾輪輾壓和搓研。當(dāng)混砂機(jī)主軸帶動十字頭轉(zhuǎn)動時(shí)，行星齒輪與太陽輪嚙合做行星傳動，然后再經(jīng)鏈傳動使混砂轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 。即最大預(yù)緊壓力應(yīng)小于。在許用極限載荷下，彈簧的極限變形量。一般情況下，P3應(yīng)該大于。取彈簧指數(shù)C==，彈簧的材料選用60Si2Mn，其許用扭剪應(yīng)力，許用扭剪極限應(yīng)力，剪切彈性模量G，則彈簧絲直徑為： 按彈簧的直徑系列，將d圓整到標(biāo)準(zhǔn)值，取d=10mm。而 　　 　 所以 在曲柄相應(yīng)地轉(zhuǎn)動角后，其另一端，與彈簧拉桿聯(lián)結(jié)的曲柄擺動的弧長為 現(xiàn)將此值近似地作為彈簧在最大工作壓力下的變形量，即圖54 彈簧加壓裝置計(jì)算圖（5） 同樣由圖54知： 上式中。表52中的數(shù)據(jù)都是停車后測得的，與實(shí)際混砂情況多少有些出入，因此在計(jì)算時(shí)，取c=.表52輾輪代號高外刮板矮外刮板輾輪代號高外刮板矮外刮板1h1