随着现代社会的进步与发展,搅拌工艺技术逐渐走向成熟。搅拌工艺技术的运用最先开始于化学工业,主要围绕纤维、药剂、食品、酿造、石油、造纸、水处理等行业进行发展,最终成为加工制造业的重要组成部分。搅拌工艺广泛应用于各行业领域,大部分化工生产工艺都或多或少的利用搅拌工艺。在金属凝固过程中施加机械搅拌可以达到改善金属及其复合材料凝固组织的目的。本课题通过实际生产的需要,结合工艺过程及各部件故障机理的研究分析,设计制造出合理的活塞铝液搅拌器。一方面,对活塞搅拌器进行结构分析,确定其结构组成,针对容易产生问题的零件,对各构件精心选择。运用ANSYS对搅拌叶片进行分析,选择合理的风机转速和叶片类型,以确保加入的搅拌器,可以使保温炉中的铝液在加热熔化过程中,上下、内外铝液充分混合,最终达到搅拌均匀的效果。另一方面,对搅拌工艺的机理进行学习,对搅拌器工作过程作深入研究,具体可精细到搅拌速率,搅拌时间,搅拌温度对凝固过程及凝固组织的作用。最后运用PLC编程控制技术让整套设备在实际应用中有条不紊的运行。本课题的研究成果有:1、在深入了解活塞铝液搅拌系统的特点下,对搅拌器重点构件进行了详细的故障机理分析和研究,并合理选择部件,借助于CAD软件,建立搅拌器二维模型,运用SOLIDWORKS建立搅拌器三维模型,最后绘制出详细图纸,来制造搅拌器。在保证整体可靠性的同时,尽可能降低搅拌机的材料及制造成本。2、针对搅拌器可能出现的薄弱环节,对叶片着重进行有限元强度分析。在活塞铝液搅拌过程中,验证叶片是否满足强度及刚度要求,然后对叶片进行优化设计,以降低材料成本,减小制造难度,提高搅拌系统的安全性和可靠性。3、对铝液进行流体分析研究,其中包括搅拌器结构研究分析,即搅拌速率,搅拌时间,搅拌温度对铝液均匀度的影响程度,保证液体不会飞溅的前提下,满足搅拌可靠性的要求,并能保证铝液搅拌的均匀性,再分析铝液的均匀度。4、采用PLC核心控制系统来控制搅拌器搅拌的整个过程。