1、 1 引言目前，隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)集約化、現(xiàn)代化水平的不斷提高，飼養(yǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，奶牛業(yè)對(duì)飼料加工設(shè)備的需求越來(lái)越高。然而，現(xiàn)階段在我國(guó)大部分地區(qū)中小企業(yè)仍然使用傳統(tǒng)的攪拌機(jī)，這種攪拌機(jī)設(shè)備陳舊，工藝落后，生產(chǎn)水平很低，顯然是不能夠滿足現(xiàn)代社會(huì)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)要求1。1.1 課題綜述1.1.1 攪拌機(jī)類型及特點(diǎn)（1）臥式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)TMR臥式攪拌機(jī)核心部件一般由2 根或3根水平且平行布置的攪龍和攪龍倉(cāng)構(gòu)成，根據(jù)需要還可以配備自動(dòng)取料裝置。臥式攪龍飼料攪拌倉(cāng)如圖1-1，主攪龍轉(zhuǎn)葉上配置有特殊圓刀和長(zhǎng)圓刀如圖1-2，主攪龍?jiān)O(shè)有3段不同形狀的攪拌葉片。第一段是送料段，第二段是混合段，多個(gè)葉片按螺旋

2、線間隔排列，第三段為物料出口段，葉片較寬。另外，在主攪龍混合段葉片上裝有動(dòng)力刀片，轉(zhuǎn)動(dòng)中與箱體側(cè)面定刀片對(duì)物料產(chǎn)生剪切和揉搓作用。 圖1-1 攪龍倉(cāng)結(jié)構(gòu)圖 圖1-2 主攪龍 物料按配方稱質(zhì)，從底部或上部進(jìn)入箱內(nèi)，靠重力落入箱底。啟動(dòng)主攪龍旋轉(zhuǎn)，攪龍的第一段將物料向前推進(jìn)到第二段，速度有所減緩，增加了橫向攪拌混合作用，在動(dòng)、定刀片的共同作用下，切割粉碎物料。物料繼續(xù)向前進(jìn)入第三段，物料向前、向上堆積進(jìn)入副攪龍工作區(qū)，副攪龍為左旋，由物料由前向后輸送，在重力作用下，物料再次進(jìn)入主攪龍工作區(qū)，進(jìn)行再次推進(jìn)、粉碎、并逐漸向后移動(dòng)至混合均勻。其優(yōu)點(diǎn)是攪拌時(shí)間短，尤其適合比重差異較大、較松散、含水率相對(duì)較

3、低的物料混合；另外，臥式TMR 混合攪拌設(shè)備外形通常較窄、較低，通過(guò)性好，也易于裝料。其缺點(diǎn)是在處理、切割大草捆時(shí)不如立式攪拌機(jī)快速，且攪龍容易磨損；容積相同的情況下，臥式攪拌機(jī)的配套動(dòng)力一般大于立式攪拌機(jī)1。（2）立式攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)立式TMR飼料攪拌機(jī)核心部件主要由料箱、底板、螺旋套筒、錐形螺旋葉片和刀片組成。螺旋套筒中安裝有傳動(dòng)軸，用來(lái)傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)螺旋套筒旋轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖1-3示。 圖1-3 TMR飼料攪拌機(jī)外部結(jié)構(gòu)混合時(shí)飼料以先粗后精的加料順序，按照干草、青貯、糟渣類、精料順序加入，邊加料邊混合，其混合過(guò)程包含多種混合形式。立式TMR攪拌機(jī)的螺旋攪龍呈錐形，通常由2 3片螺旋葉片

4、焊接在螺旋套筒上組成，其底部葉片直徑與料箱直徑幾乎相等。攪龍推動(dòng)飼料轉(zhuǎn)動(dòng)23圈，可將飼料從底部推至頂部，由于攪龍的錐形結(jié)構(gòu)，物料在上升過(guò)程中，葉片承載面積逐漸減小，而料箱頂部的空間很寬大，使得一部分物料被推至頂部下落到料箱底部，而另一部分在上升過(guò)程中就向周圍拋灑，落至料箱底部。隨著攪龍的旋轉(zhuǎn)，物料不斷被翻運(yùn)，形成強(qiáng)烈的對(duì)流混合。由于攪龍周圍也填滿了物料，所以物料在隨攪龍旋轉(zhuǎn)和上升的過(guò)程中，與周圍物料摩擦形成剪切面，物料在升運(yùn)過(guò)程中與周圍物料發(fā)生剪切混合。物料在隨攪龍旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一轉(zhuǎn)速時(shí)，由于離心力的作用使物料沿螺旋套筒徑向方向具有一分速度，受周圍物料的阻礙，而與周圍物料發(fā)生擴(kuò)散混合。

5、以上三種混合方式是立式TMR攪拌機(jī)物料混合的主要形式。為了在混合時(shí)能夠處理長(zhǎng)草，通常在螺旋攪龍上安裝有動(dòng)刀片，為了提高切割作用，還可在料箱上裝有長(zhǎng)度可調(diào)的定刀。飼料在攪龍、切刀的綜合作用下不斷的被剪切、揉搓、攪拌作用下快速混合均勻。其優(yōu)點(diǎn)是可以迅速打開并切碎大型圓、方形草捆，但混合時(shí)間較長(zhǎng)(一般20min/批左右)，比較適合含水率相對(duì)較高、粘附性好的物料混合。立式攪拌機(jī)一般使用壽命較長(zhǎng)，圓錐型料箱無(wú)死角，卸料時(shí)排料干凈，不留余料1。1.2 立式和臥式攪拌機(jī)性能比較下面我們分別從價(jià)格、攪拌效果、攪拌時(shí)間、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面對(duì)臥式和立式攪拌機(jī)進(jìn)行比較 ，見表1.1。表1.1 臥式、立式攪拌機(jī)性能比較

6、機(jī)型性能指標(biāo)臥式攪拌機(jī)立式攪拌機(jī)相同容積的TMR攪拌機(jī)價(jià)格較高較低攪拌均勻程度相同相同每批次攪拌時(shí)間約為1215分鐘約為1520分鐘飼料處理能力整捆草料或大塊青貯甚至?xí)逊e在絞龍上方能夠處理整捆草料飼料裝載相對(duì)容易相對(duì)較難結(jié)構(gòu)特點(diǎn)臥式機(jī)型需要鏈條傳動(dòng)，加工過(guò)程中負(fù)荷很大，鏈條壽命短，需要不斷更換立式機(jī)型的每根絞龍只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高相同容積攪拌機(jī)消耗動(dòng)力大小可靠性臥式機(jī)型因其絞龍過(guò)長(zhǎng)，飼料橫壓在絞龍上，絞龍和絞龍軸承容易變形或開焊，加大了維護(hù)成本立式機(jī)型因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故而故障率低，可靠性高損耗性容易損耗不易損耗卸料困難方便目前在歐美市場(chǎng)銷售的攪拌機(jī)中，有7080是立式機(jī)型。立

7、式絞龍呈錐形，其底部葉片直徑與料箱直徑幾乎相等，絞龍推動(dòng)飼料轉(zhuǎn)動(dòng)2至3圈，就可將飼料從底部推至頂部，而料箱頂部的空間很寬大，被推至頂部的飼料落回底部，從而不斷循環(huán)切割、攪拌。它不僅能處理大草捆，而且可以勝任所有飼料配方，容積可以達(dá)到很大，最大可達(dá)45m³。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)分析及方案選擇1.1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則強(qiáng)度準(zhǔn)則 要求機(jī)械零件的工作應(yīng)力不超過(guò)許用應(yīng)力，即。剛度準(zhǔn)則 要求機(jī)械零件在載荷作用下的彈性變形y在允許的極限值y以內(nèi)，即yy。振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則 對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件，就避免發(fā)生振動(dòng)。要求其激振源的頻率與零件的固有頻率錯(cuò)開。可靠性準(zhǔn)則 對(duì)于重要的機(jī)械零件要求計(jì)算其可靠度，作

8、為可靠性的性能指標(biāo)。此外，還有壽命準(zhǔn)則、耐熱性準(zhǔn)則等2。1.1.2 任務(wù)要求本課題設(shè)計(jì)的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)飼料自動(dòng)混合攪拌機(jī)，飼料自動(dòng)混合攪拌機(jī)制備動(dòng)物飼料的機(jī)器，它的功能包括切割、混合各類飼料原料，該機(jī)擬采用電機(jī)帶動(dòng)減速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)切割、混合各類飼料原料，通過(guò)液壓系統(tǒng)與機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各種飼料混料的出料。對(duì)所要設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)的要求：混合容量：5m³；計(jì)量精度：95%最大負(fù)荷（25km/h）：5000kg額定電壓：380V；額定功率：42KW1.1.3 機(jī)型的選擇依據(jù)文獻(xiàn)綜述中臥式和立式攪拌機(jī)的性能比較，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇立式飼料攪拌機(jī)為原型。2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 攪拌機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)飼

9、料自動(dòng)混合攪拌機(jī)是制備動(dòng)物飼料的機(jī)器，它的功能包括飼料原料切割、混合及卸料。該機(jī)擬采用電機(jī)帶動(dòng)減速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各類飼料切割、混合一次完成，通過(guò)液壓系統(tǒng)與機(jī)械傳動(dòng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混料的出料,通體設(shè)計(jì)原理圖如圖2-1所示。圖2-1 總體設(shè)計(jì)圖1-電動(dòng)機(jī) 2-料倉(cāng) 3-螺旋套筒 4-錐形螺旋葉片 5-液壓缸 2.2 攪拌機(jī)主要結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)2.2.1 料箱結(jié)構(gòu)的確定物料的特性主要包括容重、摩擦系數(shù)、休止角都將影響到混合的過(guò)程，因此，參數(shù)的確定首先要確定研究的物料。飼料主要由粗料和精料組成。粗料：包括青干草、青綠飼料，農(nóng)作物秸桿等。精料：包括能量飼料、蛋白質(zhì)飼料、以及糟渣類飼料。根據(jù)畢設(shè)要求確定容

10、積為5 m³，物料休止角為55°，物料與螺旋葉片間摩擦系數(shù)為04，為使合物料沿壁面順利下滑的要求，料倉(cāng)壁與料倉(cāng)底夾角不應(yīng)大于105°- 120°之間3。假定料倉(cāng)為底角為100°椎體，相應(yīng)的體積半徑為r，高度為h，體積為V，如圖2-2所示。 圖2-2 錐形圖計(jì)算公式如下： =h/rV =1/3 h S底= 1/3 r= 1/3 取V=9 m³, r1 =1.1486m 取r1 =1.15m h1 =6.51m 取V=4 m³, r2 =0.8766m 取r2 =0.85m h2 =4.97m H=h1 - h2 =1.55m最終確定料倉(cāng)體積為兩個(gè)椎體的實(shí)體差，上底半徑為r1 =1.15m，下底半徑為r2 =0.85m，體積近似5 m³。選料倉(cāng)材料為35號(hào)鋼，料倉(cāng)壁厚為25mm，底厚為80mm。結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3 料倉(cāng)2.2.2套筒參數(shù)的確定 圖2-4 套筒螺旋套筒用于焊接葉片，并能適于剛度的要求及螺旋葉片內(nèi)徑的安裝要求。據(jù)此，設(shè)計(jì)下部螺旋套簡(jiǎn)直徑400mm，長(zhǎng)度500mm，上部螺旋套簡(jiǎn)直徑250mm，長(zhǎng)度850mm，材料選65Mn4。形式如圖2-4所示。2.2.3攪龍螺旋葉片參數(shù)的確定 根據(jù)纖維飼