【正文】 簽名 教研室主任 〔 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 〕 簽名 系主任 簽名 2021 年 11 月 12 日 III 摘 要 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是進(jìn)行混輾式混砂機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 屬于比較傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)類的設(shè)計(jì)。 在這些 部分 中比較重要的 是控制部分的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和砂門控制機(jī)構(gòu)。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中， 首先對(duì)傳動(dòng)方案確立，然后在對(duì)傳動(dòng)部件的進(jìn)行設(shè)計(jì)。在砂門控制部分，設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在氣缸的選擇上。 關(guān)鍵詞： 混砂機(jī)；機(jī)械結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)部件；減速箱 IV Abstract This graduation design is the design of mechanical structure of mixed rolling type sand mixing machine. it is belong to the mechanical structure design of traditional. Design of mechanical structure is a set of thinking, drawing, design calculation process, it is the most involved problems in mechanical design and the most detailed, the workload of the largest stage, This design includes the types of sand mixing machine description, design of transmission machine parts, door control mechanism choice and control part of the design. The important ones of them is the control part of the design, the transmission mechanism and sand control mechanism. The control part of the design use PLC .In the transmission design, we establish transmission scheme firstly, and then design the transmission parts. In the design of transmission part, I mainly design a conical gear box and sand mixing machine vertical spindle design. In the sand control part, the main point is the design of the cylinder which is the choice of the cylinder. Through these designs make new sand mixer more stable, more adaptable and high efficiency, and has the advantages of pact structure, proportion, beautiful generous, and cheap price. Keywords: sand mixer。 transmission parts。 在這些主要部分是控制部分的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和砂門控制機(jī)構(gòu)。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，首先對(duì)傳動(dòng)方案確立 ，然后在對(duì)傳動(dòng)部件的進(jìn)行設(shè)計(jì)。在砂門控制部分，設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在氣缸的選擇上。 本課題的研究意義 在現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)中，都有一個(gè)砂型供應(yīng)問題。 所以，型砂 供應(yīng) 中的 問題就 顯得 更為突出。所謂高效率混砂機(jī)應(yīng)滿足三方面的要求： (1) 在混砂機(jī)盤徑一定時(shí)，能增加每次加料量 。我們通常用技術(shù)經(jīng)濟(jì)指數(shù) k 來全面衡量和評(píng)價(jià)一臺(tái)混砂機(jī)。 本課題的意義在于對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深入認(rèn)識(shí)和對(duì)混砂機(jī)的加深了解。也為我們以后工作和學(xué)習(xí)中積累經(jīng)驗(yàn)。在上世紀(jì) 40 年代末 蘇聯(lián)的阿德肖克 夫教授提出要濕粘土膜 吸 附在砂粒表面。 阿德肖克夫教授感覺 只有在 混砂機(jī)具有搓揉部件后 才能達(dá)到這一 要求 ， 而且砂粒的運(yùn)動(dòng) 有不同方向的要求 ， 且具備 速度間隔 。 混輾 式 混砂機(jī)混制 型 砂的 統(tǒng)治地位 被 它的 登場(chǎng)打破了 ，也使 混砂機(jī)工作 方法 的 專研 興趣 也出現(xiàn)在人們 的視線中 ，因此這方面有許多重要的探索 和論述 誕生于這黃金 30 年里 。 這些構(gòu)成有效混輾(Mulling)的基礎(chǔ) 是使機(jī)械力能更好地促進(jìn)砂粒間的碰撞和摩擦 。主要 來說 混砂原理和混砂 結(jié)構(gòu) 工 具 決定了搓揉 ，而混砂工具的速度 則影 響著型砂的運(yùn)動(dòng)速度 ，還有 整個(gè)型砂的能力 被混砂工具加快 ，在垂直和水平方向 進(jìn)行 連續(xù)運(yùn)動(dòng) 是型砂必須條件 ，但是混砂是否成功 不是只有型砂的運(yùn)動(dòng)速度說的算的 ?；旌狭?yīng)足夠大，但也不能太高 ,它的大小與所混材料有關(guān)?；燧毷巧傲ｉg的壓力和接觸頻率問題。 設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)的話， 這兩個(gè)要求不但要符合他們，而且不可以超過他們 。 有效 提高型砂的濕強(qiáng)度的方法是在混輾 工作的時(shí)候時(shí)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(dòng)。 萊茵頓 對(duì)混輾和混合的論點(diǎn)與日本粉體工業(yè) 協(xié) 會(huì)對(duì)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。對(duì)碰 混合是攪拌葉片 或混合容器 等的轉(zhuǎn)動(dòng)使顆粒群 位置發(fā)生變化 。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。在實(shí)際混合過程中這三種混合是同時(shí)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。該混砂機(jī)為混輾式的混砂機(jī)，為中批量生產(chǎn)。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 。另外加深了對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，提高了機(jī)械行業(yè)整體認(rèn)識(shí)。 移動(dòng)式雙臂連續(xù)混砂機(jī)實(shí)物如圖 所示，其主要特點(diǎn)有 [1]： (1) 配置有進(jìn)砂讀式轉(zhuǎn)速無級(jí)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。 (2)消化吸收 艾姆弗鑄造設(shè)備 和德國(guó) 沃爾重工科技 等國(guó)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(dòng) 軌跡，既保證了關(guān)尾砂的質(zhì)量又 可以 確保混砂均勻、快速。 (4) 可以讓 高性能的隔膜泵 以及 氣動(dòng)閥輸送固化劑， 較長(zhǎng)的 使用 使用時(shí)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(jí)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) 。 鈦化鎢硬質(zhì)合金刀片 嵌焊 在 混砂刀桿頭部 延 長(zhǎng)的 使用時(shí)間 ，攪籠內(nèi)臂為硬絡(luò)鍍層， 使用方便長(zhǎng) 久、 硬度高 。其它電氣元器件均選用國(guó)內(nèi)正廠生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)件。 (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。 固定式單臂混砂機(jī)實(shí)物如圖 所示 [2]。 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(shí)間 長(zhǎng) 。主要用于大 ， 中型鑄造車間混制機(jī)器造型用濕型單一 砂。輾輪轉(zhuǎn)子混砂機(jī)如圖 所示，其技術(shù)參數(shù)見表 21。 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 混輾式混砂機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 5 圖 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(hào) S1310 S1312C S1316B S1320C 盤徑 (mm) φ1000 φ1260 φ1600 2021 一次加料量 (kg) 150 280 450 800 生產(chǎn)率 (t/h) 10 20 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 30 34 40 30 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 (r/min) 480 396 340 220 輾壓力 (kg/F) 60110 160330 220420 400800 輾輪直徑 (mm) φ420 φ550 φ670 φ800 輾輪寬度 (mm) 130 170 210 260 裝機(jī)功率 (kw) 26 機(jī)器質(zhì)量 (kg) 1200 2021 2900 2900 粒狀物料，如圖 所示，這種混合方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)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； 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 (2) 輝 藍(lán)石 鑄石、碳化鎢堆焊、 3 號(hào)填料等新材料 的運(yùn)用 全面提升 了易損件 使用時(shí)間 ，液力偶合器、復(fù)合 鋼齒輪、 5 號(hào)填料、潤(rùn)滑控機(jī)除了 保證 傳動(dòng)系統(tǒng) 穩(wěn)定 還 可以 負(fù)載 中 啟動(dòng)； (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(duì)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。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(hào)填料等新 式 材料可以 全面 提高 易損件 使 用時(shí)間 ； (3) 液力偶合器、合金鋼齒輪、潤(rùn)滑控機(jī)，確保傳動(dòng)系統(tǒng)平穩(wěn)可靠，并能負(fù)載啟動(dòng)； (4) 旋轉(zhuǎn)卸料門（國(guó)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。 本機(jī)供型砂試驗(yàn)混制型砂及芯砂之用。 混輾式混砂機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 7 圖 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(hào) S1110D S1112 S1116D S1120D S1120E S1122 盤徑 (mm) φ1000 φ1200 φ1600 φ2021 φ2021 φ2240 一次加料量 (kg) 110 200 500 800 800 1350 主電機(jī)功率 (kW) 4 30 37 55 生產(chǎn)率 (t/h) 5 12 20 22 30 機(jī)器質(zhì)量 (kg) 800 2021 4000 5500 6000 9500 減速器的選擇 減速器的分類 分類：擺線針輪減速器、諧波傳動(dòng)減速器、 三環(huán)減速器 、 行星齒輪減速器 。 使用可靠，較長(zhǎng) 使用時(shí)間 。所有滾筒均可配置逆止器?？捎糜诜蹓m大、潮濕、泥濘、露天等環(huán)境惡劣場(chǎng)所。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(dòng)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(jiǎn)單等特色 。點(diǎn)線嚙合齒輪傳動(dòng)是一種區(qū)別于之前的傳動(dòng)模 式 ,1998 年 8月被列為我國(guó)“九五”重 點(diǎn)技術(shù) 推廣項(xiàng)目 ， 擺線針輪減速器實(shí)物如 圖所示。 它脫胎于行星減速器。 傳動(dòng)原理 ： 它主要由三個(gè)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)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(duì)剛輪沿波發(fā)生器 不同 方向的緩慢旋轉(zhuǎn)， 剛輪固定，動(dòng)力 通過波發(fā)生器輸入，柔輪輸出，其輸入 與混輾式混砂機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 9 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(dòng)的柔輪應(yīng)力較小，結(jié)構(gòu)相對(duì) 簡(jiǎn)單， 方便獲得大的傳動(dòng) 比 ,所以是 目前應(yīng)用最廣的一種 [7]。 諧波齒輪傳動(dòng)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 21z z n??式中 1z 、 2z 分別為剛輪與柔輪的齒數(shù)。 雙波傳