畢業(yè)設計（論文）飼料顆粒機的設計（含全套CAD圖紙）

1、 全日制普通本科生畢業(yè)設計 飼料顆粒機的設計the design of feed particles machine 由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，cad圖紙等，聯(lián)系153893706 學生姓名： 學 號：年級專業(yè)及班級：2008級機械設計制造 指導老師及職稱： 學 院：理工學部 提交日期：2012年5月飼料顆粒機設計學 生：指導老師： 摘 要：隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展和養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，飼料的需求量日趨增長。如今世界上動物性食品以高于人口增長的速度發(fā)展，世界市場上的動物性食品空前豐富。在品目繁多的動物飼料中，顆粒飼料占有非常大的比重，有些國家生產(chǎn)的顆粒飼料占全部飼料的50%以

2、上。飼料，特別是顆粒飼料，在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的作用越來越重要，對國民經(jīng)濟發(fā)展的影響越來越大。研究設計高效節(jié)能，易操作，效率高，壽命長的飼料顆粒機，對于生產(chǎn)加工顆粒飼料，提高養(yǎng)殖業(yè)的效益，增強我國飼料工業(yè)在國際市場的競爭力都有著重大的作用。 關鍵詞：飼料；環(huán)模；顆粒機the design of feed particles machine student：ututor：(oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128)abstract：as the ceaseless devel

3、opment of aquaculture and breeding scale unceasing expansion, the demand of feed growing. now the world of animal foods with higher population growth rate of development, the world market of unprecedented abundance of animal food. in a wide variety of goods in animal feed, pellet feed occupies very

4、large proportion, some countries in the production of pellet feed more than 50% of the total feed. feed, particularly in pellet feed, aquaculture production in the increasingly important role, the effect that develops to national economy is more and more big. research and design of high efficiency a

5、nd energy saving, easy operation, high efficiency, long service life of the machine feed particles, the production and processing of grain feed, improve breeding efficiency, enhance chinas feed industry s competitiveness in the international market have a significant role.key words：feed；ring mode；gr

6、anule machine1 前言飼料顆粒機屬于飼料制粒設備。是以玉米、豆粕、秸稈、草、稻殼等的粉碎物直接壓制顆粒的飼料加工機械 。飼料顆粒機廣泛適用于大、中、小型水產(chǎn)養(yǎng)殖，糧食飼料加工廠，畜牧場，家禽養(yǎng)殖場，個體養(yǎng)殖戶及中小型養(yǎng)殖場，養(yǎng)殖戶或大、中、小型飼料加工廠使用。將飼料加工成顆粒狀比混合粉狀飲料可獲得更高的經(jīng)濟效益。顆粒形成過程還能使谷物、豆類中的胰酶抵制因子發(fā)生變性作用，減少對消化的不良影響，能殺滅各種寄生蟲卵和其它病原微生物，減少各種生蟲及消化系統(tǒng)疾病。本設計的目的在于針農(nóng)戶家庭小規(guī)模養(yǎng)殖生產(chǎn)的需要，設計一種小型飼料顆粒機。1.1 研究意義（1）結構簡單,適應性廣,占地面積小,噪音

7、低。 （2）粉狀飼料、草粉不需要或少許液體添加即可進行制粒,故顆粒飼料的含水率基本為制粒前物料的含水率,更利于儲存。 （3）雞、鴨、魚等,比混合粉狀飼料可獲得更高的經(jīng)濟效益。（4）干料加工,生產(chǎn)的飼料顆粒硬度高、表面光滑、內(nèi)部熟化，可提高營養(yǎng)的消化吸收。 （5）顆粒形成過程能使谷物、豆類中的胰酶抵制因子發(fā)生變性作用，減少對消化的不良影響，能殺滅各種寄生蟲卵和其它病原微生物，減少各種生蟲及消化系統(tǒng)疾病。1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀近年來，由于消費需求和養(yǎng)殖結構變化，我國飼料產(chǎn)品結構已發(fā)生較大變化，小型飼料顆粒機價格使我國的水產(chǎn)飼料產(chǎn)量年均增長率高達17%，遠高于配合飼料8%的平均增速，豬料、禽料比例呈下降

8、趨勢。水產(chǎn)飼料業(yè)已成為飼料行業(yè)發(fā)展中的最大亮點。1991年我國水產(chǎn)飼料產(chǎn)量只有75萬噸，僅占我國飼料總產(chǎn)量的2.1%。然而至1999年，其產(chǎn)量已激增至400萬噸，占飼料總產(chǎn)量的5.8%。為了使我國水產(chǎn)飼料工業(yè)能夠沿著科學的道路發(fā)展，從“六五”開始，國家對我國主要的養(yǎng)殖對象的營養(yǎng)需求和飼料配方組織了全國性的科技攻關，“六五”至“九五”期間，小型飼料顆粒機價格分別進行了“我國主要養(yǎng)殖魚類的營養(yǎng)需求和魚飼料配方的研究”、“主要水生動物飼料標準及檢測技術的研究”、“魚類營養(yǎng)及飼料配制技術的研究”等，目前還對我國主要名優(yōu)養(yǎng)殖對象的飼料添加劑、預混料等進行研究。提出了草魚、青魚、團頭魴、鯉魚、尼羅羅非魚等

9、的飼料配方和添加劑預混料的配方，頒布了鰻鱺和中國對蝦的飼料標準（代號分別為scl004-92，sc2012-94）；目前正在進行一些主要養(yǎng)殖魚類的飼料標準制定工作。開展了甲魚、河蟹、石斑魚、大黃魚等海淡水養(yǎng)殖對象的飼料和添加劑的研究。同時，我國水產(chǎn)飼料在飼料原料、加工、機械、添加劑以及研究開發(fā)條件、測驗手段、質(zhì)量監(jiān)測、科研隊伍建設、人才培養(yǎng)諸多方面，均得到相應發(fā)展，具備了進一步研究開發(fā)和發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的能力。 近年來，我國小型飼料顆粒機價格水產(chǎn)飼料行業(yè)一路高歌猛進，其直接原因是緣于國內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)一直持續(xù)地較高增長。眾所周知，中國是目前世界上最大的水產(chǎn)品養(yǎng)殖國，同時也是目前世界上惟一一個養(yǎng)殖產(chǎn)量超

10、過捕撈產(chǎn)量的國家。當前，我國水產(chǎn)品總產(chǎn)量約占全球總量的35%，其中水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量占全球養(yǎng)殖產(chǎn)量的2/3，已連續(xù)十三年高居世界首位。養(yǎng)殖產(chǎn)量占有如此高的比重，這在世界主要漁業(yè)大國中是絕無僅有的。 中國是世界上水產(chǎn)飼料市場容量最大的國家，正是由于龐大的水產(chǎn)養(yǎng)殖市場給我國水產(chǎn)飼料產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的發(fā)展空間。其中引人注目的是八十年代之后，以對蝦、鰻、甲魚等為代表的名優(yōu)水產(chǎn)品的養(yǎng)殖迅猛發(fā)展，形成了陣陣的“養(yǎng)殖熱”。作為發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)物質(zhì)基礎之一的飼料加工業(yè)，隨之得到快速發(fā)展，涌現(xiàn)出不少名優(yōu)企業(yè)，一些名牌飼料受到養(yǎng)殖者的青睞。 根據(jù)2010年食物發(fā)展綱要，2010年我國水產(chǎn)品人均占有量將達到44公斤（即總量

11、達到5720萬噸），但目前只有33.8公斤。因此，在未來6年當中，水產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量還將有大的提高。而我國現(xiàn)有小型飼料顆粒機價格水產(chǎn)養(yǎng)殖品2500萬噸的產(chǎn)量中，僅有20%左右是以飼料喂養(yǎng)生產(chǎn)的。根據(jù)我國目前的政策，海洋和江河捕撈產(chǎn)量保持零增長，水產(chǎn)品總量的增長將基本上由養(yǎng)殖產(chǎn)量來提供，采用飼料養(yǎng)殖的比例預期將提高到35%以上，2010年水產(chǎn)飼料的市場需求量將達到15002000萬噸，將在現(xiàn)有產(chǎn)量的基礎上增長1.52.5倍。 如今飼料顆粒機更趨向于小型顆粒機的發(fā)展。小型顆粒機機型吸取了國內(nèi)外顆粒機之精華，為節(jié)能新產(chǎn)品。過去一般將飼料加工成粉末后飼喂，存在飼喂不方便、適口性差、家畜挑食、利用率低等缺陷。

12、隨著新型小型顆粒飼料機械的問世及普及，現(xiàn)在已可以方便地將粉末飼料加工成顆粒飼料?？刹捎谜彰麟姙閯恿?，在壓輥的擠壓下從?？字袎撼鲋屏＃梢院芊奖愕卣{(diào)整顆粒長短，其結構簡單，占地面積小，噪音低，加工成顆粒飼料后具有很多優(yōu)點。1.3 飼料顆粒機概述 飼料顆粒加工設備按成型的工作原理分類有：活塞沖壓式成型機、螺旋擠壓式成型機和輥模擠壓式成型機三大類；按成型的工藝分類有：熱壓成型機和冷壓成型機兩大類；按秸稈成型后的形狀分類有：實心棒狀、空心棒狀、顆粒狀和塊狀四大類。根據(jù)秸稈原料的含水率、長度、擁有量等情況和秸稈成型形狀的不同，其相應加工設備和成型工藝也不相同13。根據(jù)壓輥式形狀的不同，壓輥式成型機課分為

13、環(huán)模成型和平模成型機，其中環(huán)模成型機又可以分為臥式和立式2種機型。臥式環(huán)模成型機是現(xiàn)有成型機的主流機型。這種機型由于有壓模的更換保養(yǎng)方便、樣機容易進行尺寸和速度放大等特點，所以近年來有了很大的發(fā)展。立式環(huán)模成型機的壓模和壓輥的軸線都是垂直設置。這種機型具有構造簡單、結構緊湊、使用方便等特點，因此本文采用立式設計。環(huán)模旋轉(zhuǎn)成型機成型工藝為冷壓成型，生產(chǎn)產(chǎn)品的形狀為塊狀，適宜在農(nóng)村分散設點就地加工生產(chǎn)秸稈成型塊，是解決秸稈運輸、儲存問題，使秸稈成為規(guī)模化工業(yè)燃料的有效途徑之一。飼料顆粒機其主要如圖1所示。1. 原料 2.壓輥 3驅(qū)動軸4.切刀 5.成品 6 環(huán)模圖1飼料顆粒機工作原理圖fig 1

14、the work principle diagram of biomass ring-die briquetting machine 2 飼料顆粒機總體設計2.1 飼料顆粒機技術指標的確定 目前國內(nèi)外市場上的顆粒顆粒機均采用熱壓縮成型工藝(顆粒成型溫度在230c左右)加工而成，但利用熱成型工藝加工顆粒，會損失一部分的生物質(zhì)能量，污染環(huán)境，不是理想的顆粒成型工藝。本文利用冷壓縮成型工藝來加工生物質(zhì)燃料飼料顆粒機，能節(jié)省成本、簡化機構、更適應農(nóng)民使用。確定本次設計的飼料顆粒機的技術指標如下：（1） 整機功率：1.1kw（2） 最佳產(chǎn)量：100150kg/h（3） 成型尺寸：5塊狀 為實現(xiàn)冷壓縮成型

15、工藝加工生物質(zhì)顆粒燃料，確定本次設計的成型機具體傳動方案為：電動機通過皮帶與主軸相連，環(huán)模通過螺栓連接固定在殼體上，兩壓輥通過行星板與主軸連接，帶動壓輥轉(zhuǎn)動。這種傳動的好處在于：首先，通過調(diào)整皮帶輪的大小，可以方便地調(diào)節(jié)壓輥轉(zhuǎn)數(shù)；其次，通過主軸拖動壓輥，其機械結構簡單，傳動路線短，功率損耗低；最后，通過環(huán)模與壓輥的滾動擠壓出物料，使摩擦力降到最低，有利于提高產(chǎn)量，降低噸電耗。具體傳動路線見圖2。1. 壓輥 2.環(huán)模 3.電動機4.小帶輪 5.大帶輪圖2 飼料顆粒機傳動方案fig 2 transmission scheme of biomass ring-die briquetting mach

16、ine 2.2 異步電動機型號的選擇 三相交流電源容易獲得，因此本次設計的飼料顆粒成型機動力源采用三相異步電動機。由于該飼料顆粒成型機對電動機無特殊的要求，因此本次設計選用最常用的y系列籠型三相異步電動機，型號規(guī)格為b5（機座不帶底腳，端蓋有凸緣）型，此電動機具有效率高，工作可靠，結構簡單，維修方便，價格低等優(yōu)點。具體參數(shù)見表1。表1三相異步電動機參數(shù)表table 1 parameter table of three-phase asynchronous motor電機型號y132s-4額定功率1.1kw額定電壓380v額定轉(zhuǎn)速1440r/min額定電流2.7a2.3 皮帶的選擇2.3.1 確

17、定計算功率 此處已刪除3.2.3 壓輥軸承的選擇 本次設計壓輥軸承選用既可以承受徑向力又可以承受軸向力的圓錐滾子軸承；其型號為33208。設定軸向游隙時必須考慮熱膨脹。采用x型配置方式時，溫度升高總是使軸承游隙減?。徊捎胦型配置方式時，有三種不同的情況：當滾動圓錐頂點，即軸承外圈滾道延長線與軸承中心線的交點重合時，軸承游隙不受熱膨脹的影響；當兩軸承距離較近，滾子圓錐頂點互相交錯，軸承軸向游隙會隨熱膨脹的增加而減??；當軸承距離較大時，滾子圓錐頂點不相交，軸承軸向游隙會隨著熱膨脹的增加而增大。由于飼料顆粒成型機在工作時，壓輥、環(huán)模與物料相互摩擦和擠壓，產(chǎn)生大量的熱。這些熱量勢必引起壓輥軸系和軸承游

18、隙的變化，因此在設計時必須加以考慮。由于壓輥軸較短，因此無論軸承采用哪種安裝方式，在受熱的狀態(tài)下都會使軸承軸向游隙減小?？紤]到加工和安裝結構簡單，本次設計的一對圓錐滾子軸承采用x型布置方式，在裝配時保證軸承的軸向游隙為015mm。具體結構見圖10。圖10壓輥軸承配合圖fig 10 cooperate figure of pressure roller and bearing 3.3 主軸的設計傳遞功率為5.5w，主軸轉(zhuǎn)速200r/min，材料牌號：45調(diào)質(zhì)；硬度(hb)：230；抗拉強度：650mpa；屈服點：360mpa；彎曲疲勞極限：270mpa ；扭轉(zhuǎn)疲勞極限：155mpa；許用靜應力：

19、260mpa；許用疲勞應力：180mpa。首先根據(jù)軸的基本直徑估算公式估算主動軸的基本直徑：13 （21）式中 d為軸的基本直徑，mm； p為軸的傳遞功率，kw； c為計算常數(shù)，取決于材料及受載情況； n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min。 選c=110，將功率和轉(zhuǎn)速代入式（21）可求得直徑為49.09mm,考慮到軸端要安裝壓輥需開鍵槽，將其軸頸增加3%7%，所設計的主軸的基本直徑必須大于所求的直徑，現(xiàn)取軸的直徑為60mm。（1）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： nmm （22）（2）軸的結構設計按照工作要求，該軸立式放置，軸的一端與聯(lián)軸器相連，另一端與旋轉(zhuǎn)部件相連，中間通過軸承支撐，該軸基本上只產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，初步結構尺寸

20、如圖11所示。3.3.1 軸的校核（1）皮帶輪作用力 由上計算得fq=1509n（2）校核軸的彎曲強度和扭轉(zhuǎn)強度如下圖所示：圖11 軸結構圖fig.11 structure of shaft 圖12 水平面剪力圖（n）fig 12 figure of horizontal shear (n)圖13 水平面彎矩圖（nmm）fig 13 plane plot (n mm)圖14 合成彎矩圖（nmm）fig 14 synthetic plot (n mm)圖15 扭矩（nmm）fig 15 torque (n mm) （4） 彎曲應力校核如表5：表5彎曲應力校核table 5 bending str

21、ess checking危險截面的x坐標：35mm直徑：15mm危險截面的彎矩m：5205nmm扭矩t：5650.45nmm截面的計算工作應力：39.03mpa許用疲勞應力：180mpa 結論：彎曲應力校核通過（5） 疲勞強度校核如表6：表6 疲勞強度校核 table 6 fatigue strength check 危險截面的x坐標：35mm直徑：15mm危險截面的彎矩m：5205nmm扭矩t：5650.45nmm 有效應力集中系數(shù)（彎曲作用）：2.05有效應力集中系數(shù)（扭轉(zhuǎn)作用）：1.55截面的疲勞強度安全系數(shù)s：4.07許用安全系數(shù)s：2.0 35mm處疲勞強度校核通過 （6）靜校核計算

22、如表7：表7靜校核計算 table7 calculation of static check 危險截面的x坐標：35mm直徑：15mm 危險截面的彎矩m：5205nmm扭矩t：5650.45nmm截面的靜強度安全系數(shù)：7.56許用安全系數(shù)ss：1.8 35mm處靜強度校核通過（7）扭轉(zhuǎn)剛度校核如下： 選取圓軸的扭轉(zhuǎn)角為0.26，許用扭轉(zhuǎn)變形為0.9/m，扭轉(zhuǎn)剛度校核通過（8）彎曲剛度校核如下： 撓度計算如表8表8 撓度計算 table 8 deflection calculation 序號x/mmi/mm序號x/mmi/mm 117.250.0541966103.50.022973 234.5

23、0.0478997120.750.017427 351.750.04160181380.012619 4690.0353039155.250.008341 586.250.02901310172.50.004724 選用許用撓度系數(shù)為0.003；最大撓度為0.054196mm，所以彎曲剛度校核通過 （9）臨界轉(zhuǎn)速計算如下：表9臨界轉(zhuǎn)速 table 9 critical speed 當量直徑dv：81.74mm軸所受的重力：400n支座形式系數(shù)1：9.0軸的一階臨界轉(zhuǎn)ncr1：17582.83r/min軸截面的慣性距i：52038.69mm4支承距離與l的比值：0.364 結論本文突破傳統(tǒng)飼料顆

24、粒成型機的熱成型理念，設計出利用冷成型工藝壓制的飼料顆粒環(huán)模成型機。對飼料顆粒成型機進行了總體設計，對成型機的關鍵易損件環(huán)模設計進行了詳細的闡述。主要研究內(nèi)容和取得的成果有如下幾個方面：1 通過對比國內(nèi)外的飼料顆粒成型機，設計利用冷成型工藝壓制飼料顆粒環(huán)模成型機； 2 對成型機從電動機到傳動系統(tǒng)到工作部件進行了設計、選型；3 對壓輥和環(huán)模的材料、尺寸配合等進行了詳細分析；4 對主要傳遞轉(zhuǎn)矩的主軸進行了強度校核。在設計過程中也遇到很多問題，其中最大的問題是傳遞方案的確定，通過對帶輪傳動、齒輪傳動減速和減速箱減速進行計算和分析，覺得雖然帶傳動有容易打滑等缺點，但通過帶輪傳動是最簡單、方便和便于實現(xiàn)

25、的一種傳動方案，所以最后選用帶傳動，也希望在以后不斷地學習和實踐中能完善此設計。隨著我國不可再生資源的減少，人們對保護自然環(huán)境意識的日益增強，可再生資源的利用越來越受到人們的重視。并且致密成型機組變廢為寶，產(chǎn)品又有廣泛的消費市場，這不僅適宜了時代發(fā)展的需求，又可解決環(huán)境保護的問題，因而飼料顆粒成型技術不僅仍將是研究的前沿和熱點，而且也具有日益廣闊的發(fā)展應用前景。參考文獻1 陜西農(nóng)業(yè)機械管理局 主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機械.農(nóng)業(yè)出版社，19852 山東省臨沂農(nóng)業(yè)學校 主編.飼料生產(chǎn)與加工.中國農(nóng)業(yè)出版社，19993 姚維禎 主編.畜牧機械.中國農(nóng)業(yè)出版社，19984 robert r.mcellhine

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