筛沙机设计过程[1]

筛沙机设计

[摘要]从铸造业开始发展到现在的现代化，在铸小铜件产品的过程中耐高温的红沙是不可缺少的，它所起隔热，排气，冷却作用是普通沙子难以代替的。沙子在使用过程中总会进入一些杂质和杂物，就需要用筛沙机来清除那些杂质，而普通的筛沙机很容易坏，使用的效果也不是很好，因此我们设计了一种新型的筛沙机以达到使用要求。文章简要地论述了此筛沙机的设计原理，设计过程，设计的合理性，比较具体、准确地反应了该产品的生产要求和生产过程。文中还介绍了该筛沙机在实际生产中的具体作用。

[关键词]铸造弹力参数

一、前言

随着制造技术的不断提高，各机械产品向着大型化、封闭化和计算机控制的方向发展。产品上面的零件尺寸越来越精确，如何更准确地计算出适合生产实际的模型参数尤为重要。当然这不是我们设计筛沙机的原因，沙子在中间起到了辅助作用。比如在铸造小铜件的过程中，铜件模型的计算、模型的制作、烘干和使用的过程中都要了解沙子的湿度、黏度、稳定性，并以此作为模型制作的依据。普通的沙子不能达到模型制作的要求，所以我们使用性能较好的红沙，因为在使用过程中沙子是消耗品，且使用一次就会掺有了杂质，所以每次使用前都要清理干净，这就用到了筛沙机，因为普通筛沙机达不到我们的生产使用要求且噪音大，所以我们厂在原有筛沙机的基础上，设计了一种既好看、效率高且噪音小的筛沙机。本文从筛沙机的构思出发，提出对该产品在设计和使用中的问题及其解决的方法，从而更好的解决生产实际中的问题并说明了设计过程中的依据和设计特点。

二、红沙的使用量

红沙的使用量是根据铸铜件的多少决定的，因为我们铸造的大多是小铜件、小批量生产，所以所使用的红沙比较多，且考虑到铸件的价格，如果用一次成型的模型，则在小批量生产中费用较高，为了降低成本则应尽量采用结构简单，制造容易沙模，以降低铸件的成本。由此可见，红沙的使用量比较多。并且红沙可以反复使用，从而降低了铸件的成本，使双方受益。

三、旧筛沙机的形式

旧的筛沙机是摇臂式的，它的原理主要是用电动机带动皮带轮转动，皮带轮又和固定偏心轮的轴固定在一起从而带动偏心轮的转动，偏心轮转动后就带动了摇杆的左右摇动，从而又带动了筛斗的左右摇动，筛斗下面用轴和轴瓦连接，不过用铜的轴瓦很容易坏掉，轴瓦坏掉以后就只有外圈固定套与轴连接摇动，这样的连接就使的筛沙机工作时轴与外圈碰撞产生很大的噪音，严重影响工人师傅的工作环境，伤害工人师傅的身体健康。筛斗下面的连接有轴瓦的时候摇动就只是左右摇动，当轴瓦磨损只留下外圈固定套与轴连接筛斗的摇动就没有那么规律了，即有左右方向的摇动也有前后方向的摇动，这样沙子下落的方向就没有那么规律，也不方便工人师傅的操作。所以我就想怎么样改变它的工作方式，使其不用摇动而靠振动使沙子落下。

四、新筛沙机初想

初选电动机，因为以前的电动机是用功率为2.2KW的我想新做的筛沙机和以前的功率差不多，就还是选型号为B-22的功率为2.2KW的平板式混凝土振动器，所用电源为3相380V50HZ、电流为4.53A、频率为2840rpm、重量为35KG。以前的筛沙机是用连杆传动的，传动部分很容易坏掉，而且筛斗部分小，筛沙的效率低，为了提高工作效率，我把筛沙机的筛斗部分变大，至于传动部分容易坏我把它用弹簧代替，以弹簧的上下震动来代替原来的左右摇摆使沙子落下，这样

当弹簧达到使用寿命时，可以直接换成新

弹簧，不用经常因为摇杆的损坏而使工作

无法顺利进行，而且以前用摇杆式的筛沙

机时噪音很大，改用弹簧式即能减震又能

降低噪音污染。设计方案如图1-1：但是

弹簧用多大的才能达到我们的使用要求

呢？开始是因为在车间有一种专用的直

径为5mm，内径为30mm，自由高度为

350mm的弹簧，我想能不能用那种弹簧

以减少生产成本，没有考虑它的弹性够不

够，结果它因为弹力太小

达不到使用要求。并且在使用中因为弹力太小支撑不起上面筛斗的重量结果螺丝把四个螺杆全部把死，使得振动的时候机

器全部一起震动，噪音大不说，螺杆两头把的螺丝也很容易松脱，不符合我设计时的设计理念，怎么做才能即噪音小又耐用呢？首先不能用螺丝固定还要固定好使弹簧能发挥到它的弹性图1-1 作用和减震做用。

五、筛沙机初定

靠前面失败的经验，我平静的想了两

天，前面的想法是没有什么科学依据，只想

着应该可以用，没有综合考虑它的性能。后

面我查了一下振动机的功率为2.2千瓦，查

设计手册可以用YB8X80X260的弹簧受振，

它的最小允许工作负荷下的变形量F=31.6，

最大允许工作负荷下的变形量F=127，弹

簧刚度P=9.29N/mm，很适合我所设计的筛

沙机用，可是怎么把它固定在筛斗上呢？即

要牢固又要好用，我把按照自己的想法设计

为图1-2的样子。此次的设计没有以前设计的那么烦琐，就是用8个套桶固定4根弹簧，在各个套桶上钻两个螺纹孔，用螺栓固定弹簧，以防止弹簧脱落，掉出套桶伤人。在实际应用中，我们发现弹簧即

使不用螺栓固定也可以工作，不会因震

动的原因而脱落出套桶。可能是因为震

动机的震动频率适中，所以不会脱落，

不过为了安全起见，我还是在震动机的

旁边用粗铁丝连接，以避免因为焊接处

震动松脱而发生事故。在筛框中间加上

一些铁板做支撑，使筛网不会因为中间

的支撑里不够，而使沙子在中间集中而

掉不下来。应用中有些沙子会从套桶中

落下，而将套桶落满使弹簧的弹力变

小，可以用1的铁板将两个套桶的连接

处包住，防止沙子进入套桶中。最后的设计图像为图1-3

六、筛沙机设计方案论证

○1电动机的选择

对于筛沙机的工作原理，通过电动机的振动来带动筛都的震动，从而达到将红沙震下的目地。由此可见电动机的功率在合适的范围里就能够使用了，经验数值在2-2.5KW之间。为了节约成本，合理利用电动机，我们选择电动机的功率为2.2KW。

○2筛斗和底座尺寸的确定

我所设计的筛沙机就是要在原来筛沙机的基础上提高此筛沙机的工作效率，原来筛沙机的筛斗工作空间的尺寸为600X800，我设计的在以前尺寸的基础上各增加了100，即现在的尺寸为800X1000的工作尺寸，因为两旁要用软的铁丝绑紧,所以两旁还要凸去一部分的面积,最后的总尺寸为816X1200,从筛斗的尺寸来看地板的尺寸也为816X1200,其中地板上也要加上几个孔来保证连接。

○3导向机构的设计

因为是要用弹簧导向所以固定弹簧的固定套必须严格垂直，中心线不恩能够偏移太多，最多为±0.1mm为了使其中心线偏差不是很大，我想了一个办法就是先将两个固定套焊接在一起，然后先焊接在底板上，然后在反过来焊接在筛斗的下方，这样接可以保证两个固定套的同轴度，而且可以使弹簧震动平稳。

○4筛网的固定

筛网的固定开始我是想用小一点的角钢固定，在各个侧面钻几个孔用螺栓固定，后面我想那样子是会增加加工量的，后面就想在筛斗的底面的各面钻几个孔，再在底面上加上几个铁板，一来固定筛网，二来也可以对筛网起到支撑作用，也可以使筛网和筛斗的震动频率一样，有利于沙子从沙网中落下。

○5筛斗的高度确定

前面旧的筛沙机的高度为400mm，工人们用的时候觉得太低了，不能和自己的高度相当，我想把它的高度提高一点，就在原来的基础上提高了100 mm，即现在的高度为500mm，可以和操作的师傅相当，使操作方便。

七、结语

因充分考虑了红沙的粘性、湿度，故本文所得的理论与实验结果恰好吻合，