大型畜牧养殖场饲料加工及传送装置方案创新设计Word文档下载推荐.doc

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饲料加工；

方案设计

中图分类号：

S817文献标志码：

A

随着社会经济的发展，宁夏回族自治区的畜牧业也得到了长足的发展.截至2008年，我区基本建立起现代畜牧业体系，畜牧业整体素质和经济效益明显提高.具体指标为：

羊只生产总量达到1500万只，奶牛存栏达到18万头，肉牛饲养量达到100万头，猪禽饲养量保持正常增长，肉、蛋、奶产量分别达到37．5万t、15万t和60万t，畜牧业产值达到

50亿元以上，占农业总产值比重的一半以上，重点市、县（区）达到60％以上.畜牧业已经成为我区经济发展的重要组成部分[1].

1宁夏畜牧业现状

养殖数量的提高对饲养方式的自动化提出了非常高的要求.现我区内的大型畜牧养殖机械设备大多数采用国外进口设备，主要存在的问题是：

设备引进费用高且国内没有专业的售后网点，对设备的操作和检修带来诸多不便；

设备体积庞大，极大地影响着养殖畜舍的整体结构设计；

由于多数机械设备采用的是内燃机提供动力，其噪声污染和尾气污染严重影响家畜环境的卫生质量[2].为了解决上述问题，急需设计出具有自主知识产权的、适应我区区情与养殖场地设计的自动机械，本文采用功能元法设计出大型畜牧养殖场饲料加工及运输机械方案，为后续实体产品加工打下基础.

2研究方法

该研究采用功能元法设计，即以机构的使用要求为目标，将功能分为总功能和分功能，由分功能与机构的对应寻求一组可实现目标的机构组合，通过选优设计得到最佳方案的过程[3-5].

2.1总功能设计

由于畜舍与各类饲料存放处距离不等，以设定畜牧场存栏奶牛6万头计，每天需要的饲料量约为10t，所以采用车载方式将饲料运至畜舍.饲料用量最大的青贮和干饲料采用机械添加，其余的饲料按照配方手工添加，之后在运输途中实现饲料的搅拌和粉碎，到畜舍后再沿畜栏通道两侧落料.

2.2功能元解及形态学矩阵

按总功能设计思路，根据实际畜舍结构设计及喂养配料要求将总体功能分解为：

①添加饲料；

②混合饲料；

③粉碎；

④传送.实际畜舍结构设计如图1所示.采用不同的工艺动作分别实现功能，分别选择相应的机构如表1所示，列成图表的形式称为形态学矩阵.由形态学矩阵综合法可以组合出3×

2×

3×

3=54种机械运动方案，可根据实际使用条件、机构的相容

性和尽量使机构简单等要求为目标进行方案评价，最终确定出以下2种方案：

A摆动导杆机构+双曲柄+齿轮机构+螺旋传动；

B曲柄滑块机构+搅龙+搅龙+带传动.

经过专家分析评价，选用方案B，即采用往复油缸带动抓草器（可设计为表面带齿的形状）将青贮从饲料堆上取下，通过抓草器的旋转将草捆从传送机中送入搅拌器内，同时精饲料采用带式运输机送入搅拌器内.搅拌和粉碎设备都采用搅龙一体完成.在搅龙与车体地面之间留有5～6mm的缝隙，搅拌器内的饲料随着搅龙的转动实现轴向移动与周向转动，从而实现搅拌功能与粉碎功能.此时粉碎的饲料已经进入车厢顶部，采用带式输送机带动落料构

将饲料送出.设计结果为机构运动简图，如图2所示.

2.3造型设计

采用SolidWorks对方案进行造型[6]，通过合理安排空间位置与结构，设计出的结构如图3所示.为了更清楚地显示各个部位之间的关系，特在图4说明.在该软件中检查模型有无干涉.经检查，模型建立准确，无干涉现象发生.

2.4电气、液压部分设计

由于采用机动车作为载体进行饲料添加与粉碎、运输的全过程，因此，需在汽车电路基础上另行设计控制方式.为了实现上述工艺动作的往复实现，搅拌机完成饲料的卸载后，整个搅拌机的质量会下降.在搅拌机下方设计安装的液压继电器控制切断搅拌机电路，同时接通车载系统的反转电路，可实现搅拌机返回干草库进行下一轮的装载.利用计数器控制装载次数，以避免多装和漏装.在主电路中安装急停按钮，保证系统的运行安全，同时主要靠控制电机正反转完成物料的运送等动作，因此需要设计电机正反转控制回路[7]，电路图如图5所示.

3讨论

采用功能元分析法设计了可应用于大型畜牧养殖场的饲料粉碎与运输设备，经过功能分析及三维造型设计，基本达到了设计目的.在设计中，通过方案的功能分析确定了相应的工艺动作，并由形态学矩阵选择出可行的几套方案并进行比较，确定出一种最优结构的机构运动简图.不足的是由于评判标准不一，本文采用了专家评价法进行了初步的分析.根据邹慧君[4]等的观点还可以采用模糊数学的方法更加定量的分析出各种方案的优劣，这将在今后的设计中加以体现.

4结语

采用功能元分析法设计出一套可用于大型畜牧养殖场的饲料粉碎与运输设备的方案，说明功能元分析法是一种可行的机构运动方案的设计方法，可作为机构创新设计的方法加以推广和使用.

参考文献：

[1]邢怀玉，蔡剑英.银川市畜牧养殖现状及发展目标和近期措施[J].西部社会，2003（11）:

15-16.

[2]汤灵姿，努力买买提·

马合木提，卜繁超，等.伊犁州畜牧工程的发展历史、现状与展望[J].新疆畜牧业，2010（3）:

21-24.

[3]田志斌，邹慧君，王石刚.基于功能进化过程模型的机电产品设计目标表达[J].机械研究与应用，2002，13

（2）：

22-24.

[4]邹慧君.机械原理课程设计手册[M].北京：

高等教育出版社，1998：

4-10.

[5]孙桓.机械原理[M].7版.北京：

高等教育出版社，2006：

490-522.

[6]池宁骏，赵立杉.SolidWorks2007产品设计教程[M].西安：

西北工业大学出版社，2008：

3-18.

[7]齐占庆.机床电气控制技术[M].3版.北京：

机械工业出版社，2006：

8-10.

Theinnovationschemedesignoffeedprocessingandtransportation

deviceforhugelivestockfarm

SHILijuan，LIPing，QUAili*

（SchoolofMechanicalEngineering，NingxiaUniversity，Yinchuan750021，China）

Abstract:

Aimattheproblemofmechanizationforfeedprocessingandtransportationdevicewhichismuch-neededfromlage-scalelivestockfarm,aschemedesignprocesswithfunctionalmethodswasprovided.Usingfunctionalmethodswithtotalfunctionalanalysis,functiondecomposition,functionsolution,schemecomparison,coordinationdesignandmore,aschemewhichcanmeettheneedoffeedprocessingandtransportationwasdesigned,themechanizationschemeforhugelivestockfarmisincludefeeding,mixing,crushingandtransportation.Practiceprovedthat:

functionalmethodscandesigntheschemeofdesiredmachines,andmoreideaswereprovidedtofollow-updesign,andit’sapracticablewaytoinnovationdesign.Keywords：

large-scaleanimalhusbandry;

feedprocessing;

schemedesign（责任编辑、校对韩小珍）