碾轮式混砂机使用历史最久，混砂性能好，适应性强。最近一段时期，在主轴转速，碾压机构、刮板形状等方面有了许多改进，因此仍是世界各国应用最多的混砂机。
辗压力碾轮式混砂机的结构及工作原理
图2是我国最近设计的S1118型碾轮式混砂机。它的机体由底盘，围圈和支腿组成，传动系统的电动机和减速器装在底盘下面。减速器的垂直输出轴联接混砂机主轴，在主轴的顶端安装着十字头。两个碾轮通过碾轮轴及曲柄装在十字头两侧，在十字头的另外两侧固定着壁刮板、内刮板和外刮板。混砂机加料后，在碾盘上形成一定厚度的砂层。辗轮一方面随主轴公转，另一方面由于与砂层接触，又绕水平碾轮轴自转，在转动过程中将砂层压实。随十字头一起旋转的刮板，接着将压实的砂层翻起，松散，并送入下一个溅轮工作区。内刮板将砂从底盘中部向外送，外刮板将围圈附近的砂向里送，壁刮板用于清除围圈内表面上面的粘砂。混砂机主轴以一定转速带动十字头旋转，碾轮和刮板就不断地碾压和松散型砂，达到混砂目的。
碾轮的碾压和搓研作用，是提高混砂作用的关键。具有一定碾压力的辗轮，在碾压和搓研砂层的过程中，使砂粒产生相对运动，互相摩擦；将干砂压入混砂时形成的粘土团中，使其变脆，易于破碎，挤出粘土团中富集的水分，使干粘土得到润湿；将粘土膜更均匀地包复在砂粒表面。所以碾轮的结构和参数对混砂效果十分重要，一方面需要辗压力使砂层产生最大的变形，而另一方面又不希望砂层过于压实，因为砂层越紧实，刮板所受阻力越大，磨损越严重，功率消耗也增加。碾压力的大小决定于碾盘上的砂层厚度，型砂性能和碾轮宽度。在保证一定碾压力的情况下，应加大碾轮宽度，使碾轮碾压和搓研型砂的数量增多，提高混砂效率。
虽然碾轮式混砂机主轴转速不高，但是对于刮板的混砂作用也不容忽视，因为没有刮板，碾轮就不能发挥作用，而且刮板使型砂愈松散，碾压的作用才愈显著。另外，碾轮的碾压面积仅占照碾盘总面积的40%左右，而刮板则在整个碾盘搅拌和松散型砂。刮板的混砂作用在混砂初期，以及采用矮刮板时最为明显。
辗压力碾轮的弹簧加减压装置
为强化碾轮混砂机的混砂过程，提高生产率，就要增加每次加料量和提高主轴转速，使单位时间内碾压和松散型砂的次数增加。但是这些措施是与碾轮的重量和尺寸互相矛盾的，为解决这一问题，人们设计了碾轮弹簧加压装置，最近又改进成弹簧加减压装置，它的安装情况如图3所示。支架固定在十字头上，而曲柄则铰接在十字头上。在曲柄和支架的上墙铰接着弹簧加减压装置，在曲柄下端的碾轮轴上装着碾轮。弹簧加减压装置(图4)由拉杆活塞、加压弹簧、减压弹簧、套筒等组成。设、、、、、分别表示加压和减压弹簧的弹簧力、弹簧刚度和弹簧变形量，表示碾轮重量，为与曲柄结构尺寸有关的折算系数。
在混砂机空载时，碾轮自重使曲柄沿逆时针方向转动，拉杆活塞左移，压缩减压弹簧，直至碾轮自重与减压弹簧力平衡，即：
混砂时，碾轮在压实砂层时被抬高，曲柄顺时针方向转动，减压弹簧伸长，加压弹簧受到压缩。弹簧力经过曲柄和碾轮对砂层产生一附加载荷，因此这时总的碾压力F为：
随着混砂时间的延长，型砂强度增高，碾轮继续祓抬高。在达到一定高度后，，则此时之总的碾压力为。由此可以看出，当碾轮重量，曲柄尺寸及弹簧刚度确定后，则碾压力与弹簧变形量成正比。而弹簧变形量是随碾轮抬起高度而变化的，亦即与砂层厚度成正比，所以碾压力正比于砂层厚度。
当型砂混制完毕进行卸砂时，碾盘上的砂层厚度很快降低，这时减小而增加，当碾轮自重与减压弹簧力平衡时，则碾压力等于零。
辗压力弹簧加减压装置优点
由以上分析可以看出弹簧加减压装置有下述优点：
1)在减轻碾轮自重的情况下，利用弹簧加减压装置保证一定的碾压力。因此可以适当增加碾轮宽度，扩大碾压面积，也可以提高主轴转速，加快混砂过程。
2)碾压力随砂层厚度自动变化，加砂量多或型砂强度增加，则碾压力增加，加砂量少或在卸砂时，碾压力也随之降低。这不但符合混砂工艺要求，而且可以减少功率消耗和刮板磨损。
S1118型碾轮式混砂机主轴转速为36r/min，外刮板线速度较高，在设计中采用形状简单的短形矮刮板，其高度为70mm。所有刮板的底缘均堆焊硬质合金，提高了使用寿命。在混砂机底盘上铺有辉绿岩铸石板，既耐磨又光滑，型砂不易粘附，可减少刮板阻力，也便于清理。 2100433B
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