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畢業(yè)設(shè)計開題報告 設(shè) 計 題 目: 飼料自動混合攪拌機 院 系 名 稱: 機電工程學院 專 業(yè) 班 級: 學 生 姓 名: 導 師 姓 名: 開 題 時 間: 2014 年 3 月 18 日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 1課題研究目的和意義（黑體小二） 隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量的顯著提高,畜產(chǎn)品生產(chǎn)和消費量也相應的增加；同時，國家也愈來愈重視現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)并加大投入力度，使得粉碎塑料和其他的農(nóng)產(chǎn)品加工機械的需求量也隨之增長。 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)模不斷擴大，奶牛業(yè)對飼料加工設(shè)備的需求越來越高。然而，現(xiàn)階段在我國大部分地區(qū)中小企業(yè)仍然使用傳統(tǒng)的攪拌機，這種攪拌機設(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)代社會市場的競爭要求. 近年來，在國家一系列發(fā)展的驅(qū)動下，當前我國的飼料自動混合攪拌機工業(yè)正處在歷史上最好的發(fā)展時期，總體形式看好，已經(jīng)連續(xù)五年保持高速增長，出現(xiàn)產(chǎn)銷兩旺的喜人態(tài)勢。同時，在2007年，國家將繼續(xù)加大對購買農(nóng)機產(chǎn)品的補貼力度，而且隨著國家及地方政府對粉碎機科技的研究,各企業(yè)收入將有所增加,負擔減輕,支出減少。這些因素將使粉碎塑和其他農(nóng)產(chǎn)品加工機械的需求量有較大幅度的增長。 2文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）（黑體小二） 該設(shè)計在設(shè)計思想、機體結(jié)構(gòu)和具體零件等方面都進行了創(chuàng)新。目前，國內(nèi)無具體的樣機，是一種較新穎的產(chǎn)品。它在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進行的創(chuàng)新，提高經(jīng)濟和社會效益具有重要的意義。因此應大力開發(fā)使其朝著高效低能耗方向發(fā)展，以適合我國的發(fā)展需要。 2.1 攪拌機類型及特點 （1）臥式攪拌機結(jié)構(gòu)原理及特點 TMR臥式攪拌機核心部件一般由2 根或3根水平且平行布置的攪龍和攪龍倉構(gòu)成，根據(jù)需要還可以配備自動取料裝置。臥式攪龍飼料攪拌倉如圖1-1，主攪龍轉(zhuǎn)葉上配置有特殊圓刀和長圓刀如圖1-2，主攪龍設(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，多個葉片按螺旋線間隔排列，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力刀片，轉(zhuǎn)動中與箱體側(cè)面定刀片對物料產(chǎn)生剪切和揉搓作用。 圖1-1 攪龍倉結(jié)構(gòu)圖 圖1-2 主攪龍 物料按配方稱質(zhì)，從底部或上部進入箱內(nèi)，靠重力落入箱底。啟動主攪龍旋轉(zhuǎn)，攪龍的第一段將物料向前推進到第二段，速度有所減緩，增加了橫向攪拌混合作用，在動、定刀片的共同作用下，切割粉碎物料。物料繼續(xù)向前進入第三段，物料向前、向上堆積進入副攪龍工作區(qū)，副攪龍為左旋，由物料由前向后輸送，在重力作用下，物料再次進入主攪龍工作區(qū)，進行再次推進、粉碎、并逐漸向后移動至混合均勻。 其優(yōu)點是攪拌時間短，尤其適合比重差異較大、較松散、含水率相對較低的物料混合；另外，臥式TMR 混合攪拌設(shè)備外形通常較窄、較低，通過性好，也易于裝料。其缺點是在處理、切割大草捆時不如立式攪拌機快速，且攪龍容易磨損；容積相同的情況下，臥式攪拌機的配套動力一般大于立式攪拌機[1]。 （2）立式攪拌機結(jié)構(gòu)原理及特點 立式TMR飼料攪拌機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軸，用來傳遞動力，帶動螺旋套筒旋轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖1-3示。 圖1-3 TMR飼料攪拌機外部結(jié)構(gòu) 混合時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，其混合過程包含多種混合形式。立式TMR攪拌機的螺旋攪龍呈錐形，通常由2～ 3片螺旋葉片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。攪龍推動飼料轉(zhuǎn)動2—3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，形成強烈的對流混合。由于攪龍周圍也填滿了物料，所以物料在隨攪龍旋轉(zhuǎn)和上升的過程中，與周圍物料摩擦形成剪切面，物料在升運過程中與周圍物料發(fā)生剪切混合。物料在隨攪龍旋轉(zhuǎn)的過程中，當?shù)竭_某一轉(zhuǎn)速時，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)生擴散混合。以上三種混合方式是立式TMR攪拌機物料混合的主要形式。為了在混合時能夠處理長草，通常在螺旋攪龍上安裝有動刀片，為了提高切割作用，還可在料箱上裝有長度可調(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)點是可以迅速打開并切碎大型圓、方形草捆，但混合時間較長(一般20min/批左右)，比較適合含水率相對較高、粘附性好的物料混合。立式攪拌機一般使用壽命較長，圓錐型料箱無死角，卸料時排料干凈，不留余料[1]。 2.2 立式和臥式攪拌機性能比較 下面我們分別從價格、攪拌效果、攪拌時間、結(jié)構(gòu)特點等方面對臥式和立式攪拌機進行比較 ，見表1.1。 表1.1 臥式、立式攪拌機性能比較 機型 性能指標 臥式攪拌機 立式攪拌機 相同容積的TMR攪拌機價格 較高 較低 攪拌均勻程度 相同 相同 每批次攪拌時間 約為12～15分鐘 約為15～20分鐘 飼料處理能力 整捆草料或大塊青貯甚至會堆積在絞龍上方 能夠處理整捆草料 飼料裝載 相對容易 相對較難 結(jié)構(gòu)特點 臥式機型需要鏈條傳動，加工過程中負荷很大，鏈條壽命短，需要不斷更換 立式機型的每根絞龍只有一個驅(qū)動齒輪箱，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高 相同容積攪拌機消耗動力 大 小 可靠性 臥式機型因其絞龍過長，飼料橫壓在絞龍上，絞龍和絞龍軸承容易變形或開焊，加大了維護成本 立式機型因其結(jié)構(gòu)簡單，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 目前在歐美市場銷售的攪拌機中，有70～80％是立式機型。立式絞龍呈錐形，其底部葉片直徑與料箱直徑幾乎相等，絞龍推動飼料轉(zhuǎn)動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，容積可以達到很大，最大可達45m3。 3設(shè)計基本內(nèi)容、擬解決的主要問題（黑體小二） 本課題設(shè)計的是飼料自動混合攪拌機，飼料自動混合攪拌機制備動物飼料的機器，它的功能包括切割、混合各類飼料原料，該機擬采用電機帶動減速系統(tǒng)驅(qū)動機械傳動實現(xiàn)切割、混合各類飼料原料，通過液壓系統(tǒng)與機械傳動的結(jié)合，實現(xiàn)各種飼料混料的出料。 對所要設(shè)計的攪拌機的要求： 混合容量：5m3； 最大負荷（25km/h）：5000kg 依據(jù)文獻綜述中臥式和立式攪拌機的性能比較，此次畢業(yè)設(shè)計選擇立式飼料攪拌機為原型。 飼料自動混合攪拌機是制備動物飼料的機器，它的功能包括飼料原料切割、混合及卸料。 本次設(shè)計的是立式攪拌棒攪拌機。立式機械沖擊攪拌機的轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸豎直設(shè)置，在驅(qū)動軸上有不同梯度的攪拌棒回轉(zhuǎn)進行物料的攪拌。 機械沖擊攪拌機有立式和臥式之分，結(jié)構(gòu)分別如圖2—1（a）、（b）所示 （a）臥式攪拌機 （b）立式攪拌機 圖2—4 攪拌機示意圖 從圖中可以看出，立式結(jié)構(gòu)在空間利用率、攪拌機的安裝穩(wěn)定性等方面都具有明顯的優(yōu)勢。另外，從實踐中可知，立式結(jié)構(gòu)的攪拌機，物料從進料口進入攪拌室進行攪拌再從出料口出物料，這一過程中物料受重力的作用，可以更方便的攪拌和排出物料，因而攪拌充分且效率高，粒度要求容易滿足；還由于其軸是豎直安裝，因而其軸承及其它密封裝置所受的縱向力要小，使用壽命要長。因此本人選取立式攪拌機，其圖如下 圖2 立式攪拌機結(jié)構(gòu)示意圖[16] 1—電機 2—變速器 3—小帶輪 4—大帶輪 5—篩網(wǎng) 6—中心軸 7—攪拌棒 8—旋轉(zhuǎn)擋盤9—軸承 10—軸承蓋 2.3攪拌機的工作原理 破碎理論是解決物料攪拌與能量消耗關(guān)系的理論基礎(chǔ)，探索物料攪拌狀態(tài)與能量消耗之間的內(nèi)在聯(lián)系，對指導制造更有利于攪拌、更節(jié)能的攪拌設(shè)備，對降低能耗、節(jié)約能源有重要的理論研究價值和重大的現(xiàn)實意義。自19世紀，提出了破碎理論的新概念以來，到上個世紀80年代加巴洛夫從結(jié)構(gòu)化學的角度研究了攪拌能耗問題。破碎理論經(jīng)過100多年的發(fā)展與完善，在攪拌領(lǐng)域起著重要的指導作用。但這些理論都在一定程度上存在不足及其局限性，從實際使用出發(fā)，三大攪拌理論都有各自的適用范圍，具有一定的片面性。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的理論落后于實踐，傳統(tǒng)破碎理論的缺陷與不足日顯突出，在許多領(lǐng)域已不能起到指導作用。為此，尋求更合理、更準確、更能反映實際攪拌狀態(tài)的破碎理論已迫在眉睫。物料變形、破碎過程十分復雜、它不是一個孤立系統(tǒng)，而是一個與外界有物質(zhì)和能量交換的開放系統(tǒng)，也是一個由穩(wěn)態(tài)一漸變一突變的螺旋式演變過程，同時伴隨聲、熱等能量的耗散。要完整建立系統(tǒng)，建立物料攪拌功耗方程，需要多學科的理論做基礎(chǔ)，在多學科交叉融合的前提下，來建立功耗方程才可能更完善和全面，才能揭示物料攪拌這一復雜系統(tǒng)的內(nèi)在演變機理。 立式攪拌機采用多口進料，增大了物料進入攪拌室的第一次打擊面，喂料輪將物料均勻分散地送至攪拌室進料口，從而使攪拌過程均勻自如。轉(zhuǎn)子為水平狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)工作，轉(zhuǎn)子財團360度范圍及下方均為篩板，因而篩理面積大。進料裝置無需配備吸風系統(tǒng)，這樣即節(jié)省了這部份電耗，又解決了由于吸風系統(tǒng)故障而產(chǎn)生的攪拌效率低下的問題。但當篩網(wǎng)孔小于4mm時應考慮采用吸風裝置。因為溫度較低時容易產(chǎn)生粉塵，出料口采用吸風裝置，攪拌效率會有所提高。立式攪拌機可配變頻器以實現(xiàn)喂料量的自動調(diào)控，使主電機始終保持在額定負荷狀態(tài)下工作，以獲得最經(jīng)濟加工手段。與臥式攪拌機相比，立式攪拌機的重要重力作用比較明顯，物料從攪拌室頂部進料口萍時，其運動軌跡正好與旋轉(zhuǎn)的攪拌棒的運動軌跡垂直相交，加上有多個進料口同時進料，因而物料擊中率較高。由于轉(zhuǎn)子上下層存在長短差異，在上層由較短的攪拌棒末端和篩網(wǎng)之間形成的預攪拌區(qū)內(nèi)，大部分物料就得到了攪拌或半攪拌，攪拌合格的物料迅速通過周圍360范圍的篩孔排出攪拌室。半攪拌或未攪拌的物料繼續(xù)下落，落入轉(zhuǎn)子下層的主攪拌區(qū)，于下層攪拌棒對物料繼續(xù)施加沖擊力外，還入得研磨力等聯(lián)合作用，以使物料得到進一步的攪拌。 4技術(shù)路線或研究方法（黑體小二） 1、 設(shè)計準備 閱讀和研究設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計內(nèi)容和要求；分析設(shè)計題目了解原始數(shù)據(jù)和工作條件；通過參觀事物和模型和觀看電教片，查閱有關(guān)設(shè)計資料以及必要的調(diào)研等途徑了解設(shè)計對象；準備設(shè)計所需材料、上機軟件和設(shè)計用具等；擬定設(shè)計計劃。 2、機械主體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 根據(jù)機器完成工作的工藝動作分析，提出初步的機構(gòu)設(shè)計方案，通過方案評價，確定出最佳方案，并在此基礎(chǔ)上進行機構(gòu)的尺度綜合，繼而完成機構(gòu)運動件圖的繪制。 3、 機械運動分析和動力分析 進行機械運動分析，檢驗設(shè)計機構(gòu)是否滿足預期的要求，確定機構(gòu)各構(gòu)件的運動參數(shù)。根據(jù)機械執(zhí)行構(gòu)件上所受的載荷，確定機械所輸入的扭矩和轉(zhuǎn)速，為選擇原動機提供數(shù)據(jù)；確定作用反力，為軸承設(shè)計提供依據(jù)。 4、 傳動裝置的總體設(shè)計和傳動件等的設(shè)計 擬定和確定傳動方案；選擇電動機；分配傳動比；計算各軸上的轉(zhuǎn)速、功率和扭矩；設(shè)計傳動件；初算軸徑；初選聯(lián)軸器、軸承和鍵。 5、 裝配草圖的設(shè)計與繪制 分析和選定傳動裝置的結(jié)構(gòu)方案；根據(jù)機箱體、機架與相關(guān)附件的結(jié)構(gòu)；完善裝配草圖。 6、 完成裝配工作圖 在裝配草圖的基礎(chǔ)上繪制裝配圖；標注主要尺寸、配合、零件序號；編寫標題欄、零件明細表、技術(shù)特性及技術(shù)要求等。 7、 繪制零件工作圖 繪出零件的必要視圖；標注尺寸、公差及表面粗糙度；編寫技術(shù)要求和標題欄等。 8、 編寫設(shè)計計算說明書 寫明整個設(shè)計的主要計算和一些技術(shù)說明。 9、 設(shè)計答辯 5設(shè)計進度安排（黑體小二） 開學～3月15日．畢業(yè)實習階段。 畢業(yè)實習，查閱資料，市場調(diào)查，到多個公司實踐，撰寫實習報告。 3月16日～3月31日．論文開題階段。 論文總體構(gòu)思方案，填寫開題報告。 4月1日～5月10日．論文初稿階段。 撰寫畢業(yè)論文初稿。 5月11日～6月4日． 中期工作階段。 充實完善畢業(yè)論文，中期檢查。 6月5日～6月7日．畢業(yè)論文預答辯。 6月8日～6月13日．論文定稿階段。 論文修改、定稿，材料復查。 6月14日～6月16日．畢業(yè)答辯。 6月17日～6月18日．材料整理裝袋。 6主要參考文獻（黑體小二） 1 馮靜安.飼料攪拌機攪龍參數(shù)優(yōu)化研究[D].石河子大學碩士學位論文2009年 2 李勝利.中國奶牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].中國畜牧雜志, 2008,44(10):45-49 3 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