铸造砂斗压缩空气震动器的设计
摘 要此论文内容里，重点介绍了压缩空气震动器的工作过程。为明确震动器的意义与价值，首先介绍了两个方面的内容，其一是铸造砂斗放砂的情况，其二是砂斗助流装置的应用特点。在缩空气震动器的设计中同时设计了砂斗和压缩空气管路，在设计的铸造砂斗压缩空气震动器零部件中，这就包含阀体的设计，阀芯的设计，接头阀头与阀头的设计，套圈的设计，各零部件之间的配合等。压缩空气震动器主体通过铸造完成，在经过机加工达到使用要求。目 录
第一章 绪论 1
1.1砂斗放砂的困难 1
1.2压缩空气震动器的结构与原理 1
1.3工作参数 2
第二章 压缩空气震动器的设计 3
2.1铸造砂斗的设计 3
2.2震动器安装位置 3
2.3震动器的调试 3
2.4供气系统管路 4
2.5压缩空气净化 4
2.6震动器尺寸 5
第三章 压缩空气震动器零部件设计 6
3.1阀体的设计 6
3.2阀芯的设计 6
3.3接头闷头与闷头的设计 7
3.4套圈的设计 8
结束语 9
致谢 10
参考文献 11
附录 12
第一章 绪论
1.1砂斗放砂的困难
在铸造过程中，当要求迅速的放出定量的砂时，储砂斗中的新砂、回收利用的旧砂及制备完成的型砂混合在一起，很难做到精确的放砂。这个技术问题一直困扰这技术人员。之后，自动化铸造技术渐渐成熟，但是储砂斗不能自动定量的放砂以完成生产还是个难题。
如果只通过砂粒自身重力作用放砂，那么必须要有一个流动性能良好的砂斗，所以，设计人员必须进行准确地计算确定砂的流动特性。但是，如果由于粘结剂的改变，或者由于工艺过程的变化，材料性能超出原来范围时，同时受到原有砂斗设计的限制，砂的流动性能就会改变，流动性变差。
在重力作用下，如果砂粒长时间储存在砂斗中，砂粒与砂粒粘连起来凝聚成大的砂块，在没有外力作用下，砂块很难松散散开，依靠重力无法正常放砂。但是，砂粒粘结现象是铸造用砂很普遍的现象。
技术人员也试着在砂斗砂粒中安
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确地计算确定砂的流动特性。但是，如果由于粘结剂的改变，或者由于工艺过程的变化，材料性能超出原来范围时，同时受到原有砂斗设计的限制，砂的流动性能就会改变，流动性变差。
在重力作用下，如果砂粒长时间储存在砂斗中，砂粒与砂粒粘连起来凝聚成大的砂块，在没有外力作用下，砂块很难松散散开，依靠重力无法正常放砂。但是，砂粒粘结现象是铸造用砂很普遍的现象。
技术人员也试着在砂斗砂粒中安放一些装置从内部产生动力振散砂块，增加砂粒的流动性，但没有一种方法是全部有效的使砂斗顺利放砂。为了使砂斗顺利放砂，经常要消耗极大的能源产生足够的动力，对砂斗及设备造成破坏，还没有达到预期的效果。
为了解决放砂难的问题，需要砂斗助流装置，压缩空气震动器就属于振动助流装置。
1.2.压缩空气震动器的结构及原理
图121 震动器结构图
该震动器的结构见图121（箭头表示气流方向），其动作原理为:进气口与压缩空气管路连接，压缩空气进人阀体，在初始位置时右侧阀芯封住了其右去的通道，故压缩空气从左侧通道进入阀芯，因阀芯封住排气口，压缩空气不能从排气口泻掉，而阀芯的结构使其左右进气通道具有单向性，即压缩空气不能同时从左右进气通道进入阀芯，所以压缩空气从左侧阀芯进气通道进入阀芯左侧，推动阀芯向右移动，压缩阀芯右侧弹簧，弹簧压缩积蓄能量。当阀芯移动到最右端（图122位置）时，其左侧的压缩空气通道被阀芯堵住，压缩空气从右侧进入阀芯，阀芯左侧的空气压力骤降，被压缩的弹簧开始释放能量，推动阀芯向左移动，使阀芯左侧的空气压力瞬间升高，利用阀芯进气槽，阀体内空气迅速从阀体左侧排气口排出，阀芯在弹簧的作用下以极高的速度撞击接头闷头，接头闷头又把撞击传递给被振物体。此时，阀芯又回到了图121所示的位置，压缩空气从左侧进气通道进人到阀芯内部，开始新的循环。
图122
1.3工作参数
所有震动器产生的振动力都是振幅和频率的函数。振动频率最高25Hz，振幅或冲程长为0.25一12.7毫米。工作压力0.4~1.0MPa，工作温度25~80C°缓冲式振动一般有汽缸、活塞元件。
第二章 压缩空气震动器的设计
2.1铸造砂斗的设计
对于砂斗车间，在设计阶段，掌握下列一些准则:
1.砂斗采用圆形截面更易于实现。但这并不是说方形或多角形砂斗不能完成放砂，原因在于方形或多角形砂斗在转角处会阻碍垂直流动。
2.砂斗的垂直壁的高度应取砂斗直径的两倍。
3.砂斗应具有一个集中的出砂口和角度为60°圆锥截面。
4.满足上述三点要求后，用总容积除以常数1.78，得出砂斗所需要的体积，根据所得砂斗体积计算砂斗直径。（V=1/3*π*h*(r2+R*r+R2)）
根据任务书要求砂斗为锥形结构，盛砂能力为2m3
V=2*1..78=3.56m3
因为圆锥截面为60°，把V=3.56代入V=1/3*π*h*(r2+R*r+R2)
得：R=1.25m h=2.17m
根据JB/T 30022008 砂斗壁厚取10mm。
图21 砂斗
2.2震动器的安装位置
锥形、矩形砂斗仓，震动器应直接固定在砂斗的一个仓壁上，位置处在从卸料口到仓顶距离的1/4处。如图21所示。
2.3震动器的调节
震动器频率的调节主要是依靠交替变换阀体的压缩空气气路，使阀芯作快速往复运动产生振动。振运频率主要通过空气进口的压缩空气的压力进行调节。
震动器应与砂斗卸料口同时控制，只有当砂斗打开卸料口开始卸料震动器才能启动，否则震动器会将砂斗内的砂粒振实，造成新的流动问题。常用的方法是时间——循环控制法来保持物料正常的运动。每一个震动器都有很大的调节范围，根据生产条件控制振动强度，防止对砂斗造成破坏。
2.4供气系统管路
供气系统是通过管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。管道内的流速
第一章 绪论 1
1.1砂斗放砂的困难 1
1.2压缩空气震动器的结构与原理 1
1.3工作参数 2
第二章 压缩空气震动器的设计 3
2.1铸造砂斗的设计 3
2.2震动器安装位置 3
2.3震动器的调试 3
2.4供气系统管路 4
2.5压缩空气净化 4
2.6震动器尺寸 5
第三章 压缩空气震动器零部件设计 6
3.1阀体的设计 6
3.2阀芯的设计 6
3.3接头闷头与闷头的设计 7
3.4套圈的设计 8
结束语 9
致谢 10
参考文献 11
附录 12
第一章 绪论
1.1砂斗放砂的困难
在铸造过程中，当要求迅速的放出定量的砂时，储砂斗中的新砂、回收利用的旧砂及制备完成的型砂混合在一起，很难做到精确的放砂。这个技术问题一直困扰这技术人员。之后，自动化铸造技术渐渐成熟，但是储砂斗不能自动定量的放砂以完成生产还是个难题。
如果只通过砂粒自身重力作用放砂，那么必须要有一个流动性能良好的砂斗，所以，设计人员必须进行准确地计算确定砂的流动特性。但是，如果由于粘结剂的改变，或者由于工艺过程的变化，材料性能超出原来范围时，同时受到原有砂斗设计的限制，砂的流动性能就会改变，流动性变差。
在重力作用下，如果砂粒长时间储存在砂斗中，砂粒与砂粒粘连起来凝聚成大的砂块，在没有外力作用下，砂块很难松散散开，依靠重力无法正常放砂。但是，砂粒粘结现象是铸造用砂很普遍的现象。
技术人员也试着在砂斗砂粒中安
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
确地计算确定砂的流动特性。但是，如果由于粘结剂的改变，或者由于工艺过程的变化，材料性能超出原来范围时，同时受到原有砂斗设计的限制，砂的流动性能就会改变，流动性变差。
在重力作用下，如果砂粒长时间储存在砂斗中，砂粒与砂粒粘连起来凝聚成大的砂块，在没有外力作用下，砂块很难松散散开，依靠重力无法正常放砂。但是，砂粒粘结现象是铸造用砂很普遍的现象。
技术人员也试着在砂斗砂粒中安放一些装置从内部产生动力振散砂块，增加砂粒的流动性，但没有一种方法是全部有效的使砂斗顺利放砂。为了使砂斗顺利放砂，经常要消耗极大的能源产生足够的动力，对砂斗及设备造成破坏，还没有达到预期的效果。
为了解决放砂难的问题，需要砂斗助流装置，压缩空气震动器就属于振动助流装置。
1.2.压缩空气震动器的结构及原理
图121 震动器结构图
该震动器的结构见图121（箭头表示气流方向），其动作原理为:进气口与压缩空气管路连接，压缩空气进人阀体，在初始位置时右侧阀芯封住了其右去的通道，故压缩空气从左侧通道进入阀芯，因阀芯封住排气口，压缩空气不能从排气口泻掉，而阀芯的结构使其左右进气通道具有单向性，即压缩空气不能同时从左右进气通道进入阀芯，所以压缩空气从左侧阀芯进气通道进入阀芯左侧，推动阀芯向右移动，压缩阀芯右侧弹簧，弹簧压缩积蓄能量。当阀芯移动到最右端（图122位置）时，其左侧的压缩空气通道被阀芯堵住，压缩空气从右侧进入阀芯，阀芯左侧的空气压力骤降，被压缩的弹簧开始释放能量，推动阀芯向左移动，使阀芯左侧的空气压力瞬间升高，利用阀芯进气槽，阀体内空气迅速从阀体左侧排气口排出，阀芯在弹簧的作用下以极高的速度撞击接头闷头，接头闷头又把撞击传递给被振物体。此时，阀芯又回到了图121所示的位置，压缩空气从左侧进气通道进人到阀芯内部，开始新的循环。
图122
1.3工作参数
所有震动器产生的振动力都是振幅和频率的函数。振动频率最高25Hz，振幅或冲程长为0.25一12.7毫米。工作压力0.4~1.0MPa，工作温度25~80C°缓冲式振动一般有汽缸、活塞元件。
第二章 压缩空气震动器的设计
2.1铸造砂斗的设计
对于砂斗车间，在设计阶段，掌握下列一些准则:
1.砂斗采用圆形截面更易于实现。但这并不是说方形或多角形砂斗不能完成放砂，原因在于方形或多角形砂斗在转角处会阻碍垂直流动。
2.砂斗的垂直壁的高度应取砂斗直径的两倍。
3.砂斗应具有一个集中的出砂口和角度为60°圆锥截面。
4.满足上述三点要求后，用总容积除以常数1.78，得出砂斗所需要的体积，根据所得砂斗体积计算砂斗直径。（V=1/3*π*h*(r2+R*r+R2)）
根据任务书要求砂斗为锥形结构，盛砂能力为2m3
V=2*1..78=3.56m3
因为圆锥截面为60°，把V=3.56代入V=1/3*π*h*(r2+R*r+R2)
得：R=1.25m h=2.17m
根据JB/T 30022008 砂斗壁厚取10mm。
图21 砂斗
2.2震动器的安装位置
锥形、矩形砂斗仓，震动器应直接固定在砂斗的一个仓壁上，位置处在从卸料口到仓顶距离的1/4处。如图21所示。
2.3震动器的调节
震动器频率的调节主要是依靠交替变换阀体的压缩空气气路，使阀芯作快速往复运动产生振动。振运频率主要通过空气进口的压缩空气的压力进行调节。
震动器应与砂斗卸料口同时控制，只有当砂斗打开卸料口开始卸料震动器才能启动，否则震动器会将砂斗内的砂粒振实，造成新的流动问题。常用的方法是时间——循环控制法来保持物料正常的运动。每一个震动器都有很大的调节范围，根据生产条件控制振动强度，防止对砂斗造成破坏。
2.4供气系统管路
供气系统是通过管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。管道内的流速
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