飼料粉碎機(jī)的自動(dòng)上料與攪拌設(shè)計(jì)

1、飼料粉碎機(jī)的自動(dòng)上料與攪拌設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是專為農(nóng)村飼養(yǎng)戶、小型飼養(yǎng)場(chǎng)、中小型配合飼料廠設(shè)計(jì)的小型配合飼料加工設(shè)備，集一次性小投資、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、維修方便，不需特殊生產(chǎn)場(chǎng)地等優(yōu)勢(shì)。可生產(chǎn)預(yù)混料能提高養(yǎng)殖場(chǎng)自動(dòng)上料系統(tǒng)的安全方便性，在該上料系統(tǒng)中有配料系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，改變以往養(yǎng)殖場(chǎng)以手動(dòng)上料的方式，減少了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化養(yǎng)殖！本設(shè)計(jì)主要利用電力拖動(dòng)控制原理，設(shè)計(jì)出可靠安全且容易操作和維修方便的攪拌設(shè)備。主要涉及了機(jī)械傳動(dòng)對(duì)電氣控制線路的要求，采用接觸器、時(shí)間繼電器控制方式，實(shí)現(xiàn)玉米等飼料的輸送與攪拌自動(dòng)化轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到簡單經(jīng)濟(jì)的目的。 關(guān)鍵詞：電力拖動(dòng)；自動(dòng)上料系統(tǒng)；配料系統(tǒng)；攪

2、拌系統(tǒng)1 緒 論1.1本課題研究的目的和意義中國的農(nóng)業(yè)資源日趨減少，而對(duì)畜產(chǎn)品的需求卻越來越多，解決這一矛盾的方法是實(shí)施工廠化養(yǎng)殖，即以工業(yè)生產(chǎn)的方式，采用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備為畜禽生長、發(fā)育提供各種適宜的均勻混合飼料的設(shè)備，使畜禽能更好的吸收混合飼料的營養(yǎng)成分發(fā)揮，從而達(dá)到高效生產(chǎn)畜產(chǎn)品的目的。中國的工廠化養(yǎng)殖業(yè)近年得到很大發(fā)展，以養(yǎng)豬為例，較現(xiàn)代化的規(guī)模豬場(chǎng)全國已有近3000個(gè)，農(nóng)民養(yǎng)殖專業(yè)戶的規(guī)模也日趨擴(kuò)大，條件雖比不上規(guī)模豬場(chǎng)，但也應(yīng)算是工廠化養(yǎng)殖的雛形。為了降低成本，一般豬場(chǎng)都自備飼料加工間，自行生產(chǎn)配合飼料。從減少投入的角度出發(fā)，大部分豬場(chǎng)及養(yǎng)殖專業(yè)戶選用的都是老式落后設(shè)備，粉碎與

3、攪拌工序分開，其方法雖然可省些許錢，卻耗時(shí)費(fèi)力。而本設(shè)計(jì)能減少勞動(dòng)力，節(jié)約時(shí)間，達(dá)到省時(shí)省力。1.2設(shè)計(jì)理念與原則本設(shè)計(jì)理念包含以下幾個(gè)內(nèi)容，首先是設(shè)計(jì)理念，包括為養(yǎng)殖場(chǎng)提供良好的生產(chǎn)環(huán)境與有利于兩客戶采用最新的養(yǎng)殖場(chǎng)加料系統(tǒng)。養(yǎng)殖技術(shù)是隨著經(jīng)濟(jì)條件的變化、養(yǎng)殖水平的提高而不斷發(fā)展的，因此設(shè)計(jì)應(yīng)有前瞻性。其次是設(shè)計(jì)原則，其核心是用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)考慮小型或農(nóng)村養(yǎng)殖場(chǎng)的改善工作環(huán)境和提高工作效率問題。具體包括畜牧系統(tǒng)工程原則、整體最優(yōu)化原則、結(jié)構(gòu)第一原則，配套組裝原則和經(jīng)濟(jì)薄弱原則。很多小型養(yǎng)殖場(chǎng)，尤其是新進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的客戶都是從零開始的，因此必須提高起點(diǎn)，才有利于養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)實(shí)施系統(tǒng)工程，包括保健

4、工程、營養(yǎng)供應(yīng)工程、生態(tài)工程、環(huán)境工程、系統(tǒng)規(guī)劃工程等。1.3研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)使用一種塑料攪拌葉片應(yīng)用于飼料粉碎攪拌機(jī)，所述攪拌葉片是滿面式螺旋攪拌葉片，因其為滿面式，因此更能充分的使粉碎后的主料與輔料均勻混合在一起。本設(shè)計(jì)的飼料粉碎攪拌機(jī)含有固定架、攪拌裝置、粉碎裝置和吸料裝置，所述滿面式塑料攪拌軸套裝固定在攪拌倉殼體內(nèi)，攪拌軸豎向安裝在攪拌裝置的殼體中央，并且其下端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和攪拌電機(jī)連接。本實(shí)用新型的攪拌軸為滿面式，其制造工藝簡單，制作成本較低，其前后相鄰的單元螺旋葉片不能通過插接結(jié)構(gòu)連接。整體結(jié)構(gòu)安裝和拆卸十分方便。在本設(shè)計(jì)自動(dòng)上料采用電氣化控制，由于電氣化控制的可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性

5、強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡單，所以電氣化控制應(yīng)用在在動(dòng)上料系統(tǒng)是可行的，且電氣化控制的成本下降功能又不斷增強(qiáng)，所以，目前電氣化控制國內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。2 設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)思路圖2.1飼料粉碎機(jī)流程圖啟動(dòng)粉碎電機(jī)，吸料葉片工作，將主料從地面進(jìn)料倉吸入粉碎倉進(jìn)行粉碎。粉碎后由下料通道進(jìn)入攪拌倉，在輔料加料口可以加入其它原料，在攪拌倉中進(jìn)行充分均勻混合攪拌，再由出料口出料。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析由于考慮到所粉碎的主要原料純凈度，本設(shè)計(jì)中在進(jìn)料口外側(cè)裝磁鐵以去除進(jìn)料時(shí)夾雜的磁性物質(zhì)，防止例如鐵削等進(jìn)入粉碎倉，致使粉碎倉和篩片損壞及加工主料的純凈度。結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.21進(jìn)料通道2粉碎倉3電

6、氣控制箱4篩片5粉碎電機(jī) 7攪拌倉 8出料口 9輔料加料口 10輸料倉 11磁鐵6攪拌電機(jī) 12攪拌軸圖2.2飼料粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.3電氣原理分析1主電路分析:攪拌系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)M2采用直接啟動(dòng)方式，由于其功率不大且根據(jù)電源容量在180KVA以上，電動(dòng)機(jī)容量在7KW以下的三相異步電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)的規(guī)定，因此攪拌電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)方式，主要由KM2一個(gè)接觸器控制其單向運(yùn)轉(zhuǎn)，由熱繼電器KH2承擔(dān)其過載保護(hù)，由時(shí)間繼電器KT2控制其起動(dòng)時(shí)間。粉碎系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)M1采用星-三角形降壓啟動(dòng)，由于其功率較大為7.5KW，因此本設(shè)計(jì)采用降壓啟動(dòng)，主要由KM1、KMY、KM 三個(gè)接觸器控制其正常工作，由熱繼電器KH

7、1對(duì)其進(jìn)行過載保護(hù)，由時(shí)間繼電器KT1控制其起動(dòng)時(shí)間。圖2.3飼料粉碎機(jī)電路控制圖2控制電路分析:(1)粉碎電動(dòng)機(jī)M1的控制按下啟動(dòng)按鈕SB1：接觸器KM1吸合并自鎖，KMY線圈得電，電動(dòng)機(jī)接成星形降壓啟動(dòng)，時(shí)間繼電器KT1線圈得電，KT1常閉點(diǎn)延時(shí)斷開，KMY線圈失電。KT1常開點(diǎn)延時(shí)閉合，KM線圈得電，KM吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)接成三角形全壓啟動(dòng)。按下停止按鈕SB2： KM1斷電釋放，M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)攪拌電動(dòng)機(jī)M2的控制:按下啟動(dòng)按鈕SB1：KT1線圈得電，KT1常開點(diǎn)延時(shí)吸合，自鎖，KT2線圈得電，KT2常開點(diǎn)延時(shí)閉合，KM2常開點(diǎn)吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)正轉(zhuǎn);按下暫停按鈕SB3：KM2線

8、圈失電，KM2常開點(diǎn)斷電釋放,KT2常開點(diǎn)延時(shí)吸合，電動(dòng)機(jī)M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。3電器元件選擇3.1電動(dòng)機(jī)在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，正確選擇拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和合理運(yùn)行的重要保證。正確合理的選擇電動(dòng)機(jī)的功率是很重要的。因?yàn)槿绻妱?dòng)機(jī)的功率選得過小，電動(dòng)機(jī)將過載運(yùn)行，使溫度超過允許值，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)；如果選得過大，雖然能保證設(shè)備正常工作，但由于電動(dòng)機(jī)不在滿載下運(yùn)行，其用電效率和功率因數(shù)較低，電動(dòng)機(jī)的容量得不到充分利用，造成電力浪費(fèi)，并且設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，很不經(jīng)濟(jì)。在該上料與粉碎系統(tǒng)中均由三相異步交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，因此我選用7.5KW籠形的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，經(jīng)查

9、表得其參數(shù)設(shè)計(jì)如下：型號(hào)：Y123M-4功率：7.5KW電流；19.7A轉(zhuǎn)數(shù)：1440rmin效率：0.87功率因數(shù)：0.9適用電壓：380V該攪拌系統(tǒng)中，所選電機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)，由于該設(shè)計(jì)中對(duì)其功率要求不大，故選用3KW電動(dòng)機(jī)；其參數(shù)設(shè)計(jì)如下：型號(hào)：Y100L2-4功率:3KW電流:5A轉(zhuǎn)數(shù):1440rmin效率:0.88功率因數(shù)：0.9適用電壓：3803.2熔斷器（1）低壓熔斷器簡介：低壓熔斷器的作用是在線路中作短路保護(hù)，通常簡稱為熔斷器。短路是由于電氣設(shè)備或?qū)Ь€的絕緣損壞而導(dǎo)致的一種電氣故障。使用時(shí)，熔斷器應(yīng)串聯(lián)在被保護(hù)的電路中。正常情況下，熔斷器的熔體相當(dāng)于一段導(dǎo)線；當(dāng)電路發(fā)生短路故

10、障時(shí)，熔體能迅速熔斷分?jǐn)嚯娐罚瑥亩鸬奖Ｗo(hù)線路和電氣設(shè)備的作用。熔斷器的結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠，使用維護(hù)方便。熔斷器主要有熔體、安裝熔體的熔管和熔座三部分組成。熔體是熔斷器的核心，常做成絲狀、片狀或柵狀，制作熔體的材料根據(jù)受保護(hù)電路的要求而定。熔管是熔體的保護(hù)外殼，在熔體熔斷時(shí)兼有滅弧作用。熔座是熔斷器的底座，用于固定熔管和外接引線。（2） 熔斷器熔斷器的額定電壓必須等于或大于線路的額定電壓；熔斷器的額定電流必須等于或大于所裝熔體的額定電流；熔斷器的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于其中最大容量電動(dòng)機(jī)的額定電流的1.52.5倍，再加上其余

11、電動(dòng)機(jī)額定電流的總和，即：IRN(1.52.5）INmax+IN (3.1)IRN熔體額定電流INmax最大容量電動(dòng)機(jī)的額定電流IN其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和根據(jù)已知粉碎電機(jī)參數(shù)得所選熔斷器額定電流為：IRN(1.52.5)×19.7+534.5554.25查附錄2后得所選熔斷器型號(hào)為RC1-6060型熔斷器,其額定電流為60A額定電壓為380V.3.3接觸器1）接觸器簡介在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用一種自動(dòng)切換電器接觸器來實(shí)現(xiàn)電路的自動(dòng)控制。接觸器是用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通與斷開交直流主電路及大容量控制電路的一種自動(dòng)切換電器。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。接觸器不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離集中控制，而且操作

12、頻率高、控制容量大，并具有低電壓釋放保護(hù)、工作家可靠、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中最重要和最常用的元件之一。交流接觸器常用于遠(yuǎn)距離和分?jǐn)嚯妷褐?140V、電流至630A的交流電路，以及頻繁控制交流電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、彈簧和支架底座等部分組成。接觸器其原理是 ：利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈

13、斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。2）接觸器的選擇根據(jù)接觸器所控制的負(fù)載性質(zhì)選擇接觸器的類型。本設(shè)計(jì)明顯為交流負(fù)載，所以我選用交流接觸器。而根據(jù)主觸頭的額定電壓應(yīng)大于或等于所控制線路的額定電壓的原則，所以我采用控制線路的電壓（交流380V）。接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定電流。即：PN103（3.2） IC=KUN式中 K經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取11.4；PN被控制電動(dòng)機(jī)的額定功率，KW；UN被控制電動(dòng)機(jī)的額定電壓，V；IC 接觸器主觸頭電流，A；根據(jù)電動(dòng)機(jī)參數(shù)得粉碎電機(jī)所用接觸器主觸頭電流為: 7.5103（3.3） IC11.2

14、380 16A攪拌電機(jī)所用接觸器主觸頭電流為:IC23103 1.23806.5A當(dāng)控制線路簡單、使用電器較少時(shí)，可直接選用380V的電壓作為接觸器吸引線圈的額定電壓。根據(jù)上述計(jì)算，查附錄3后得，粉碎電機(jī)控制接觸器型號(hào)為CJ1020 參數(shù)為 20A/380V；攪拌電機(jī)控制接觸器型號(hào)為CJ10-10參數(shù)為 10A/380V。3.4 繼電器電器是一種根據(jù)輸入信號(hào)（電量或非電量）的變化，來接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐罚ㄈ缈刂齐娐罚?，?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力拖動(dòng)裝置的電器。1熱繼電器的選用:電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，短時(shí)過載是允許的，但如果長期過載，欠壓運(yùn)行或短相運(yùn)行等都可能使電動(dòng)機(jī)的電流超過其額定值，這樣將引起電動(dòng)

15、機(jī)發(fā)熱。繞組溫升超過額定溫升，將損壞繞組的絕緣，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤щ妱?dòng)機(jī)繞組。因此必須采取過載保護(hù)措施。最常用的是利用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)。熱繼電器是利用流過繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時(shí)限動(dòng)作的自動(dòng)保護(hù)電器。所謂反時(shí)限動(dòng)作，是指電器的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間隨通過電路電流的增加而縮短。熱繼電器主要與接觸器配合使用，用作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其它電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熱繼電器主要由熱元件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、常閉觸頭、電流整定裝置和復(fù)位按鈕組成。其工作原理為在其使用時(shí)，需要將熱元件串聯(lián)在電路中，常閉觸頭串聯(lián)在控制電路中，當(dāng)電機(jī)過載時(shí)，流過電阻絲的電流超過熱繼電器的

16、整定電流，電阻絲發(fā)熱增多，溫度升高，由于兩塊金屬片的熱膨脹程度不同而使主雙金屬片發(fā)生彎曲，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)常閉觸頭斷開，分?jǐn)嗫刂齐娐?，再通過接觸器切斷主電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。電源切除后，主雙金屬片逐漸冷卻恢復(fù)原位。選擇熱繼電器時(shí)，主要根據(jù)所保護(hù)的額定電流來確定熱繼電器的規(guī)格和熱元件的電流等級(jí)。一般情況下，應(yīng)使熱繼電器的額定電流略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流；熱元件的整定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的0.951.05倍。而作三角形連接的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用三相帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。由此查表附錄4后得,本設(shè)計(jì)所選粉碎電機(jī)熱繼電器型號(hào)為；JR36-32 其熱元件的額定電流選用22A；攪拌電機(jī)熱繼電器型號(hào)為；J

17、R36-20 其熱元件的額定電流選用7.2A。2 時(shí)間繼電器的選擇從得到輸入信號(hào)起，需經(jīng)過一定的延時(shí)后才能輸出信號(hào)的繼電器稱為時(shí)間繼電器。它是一種利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理來實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)閉合或分?jǐn)嗟淖詣?dòng)控制電器。本設(shè)計(jì)采用空氣阻尼式時(shí)間繼電器。因?yàn)樗哂醒訒r(shí)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，使用壽命長，因而在本設(shè)計(jì)控制電路中得到應(yīng)用。其選用方法是：1 根據(jù)系統(tǒng)延時(shí)范圍和精度選擇時(shí)間繼電器的類型和系列。2 根據(jù)控制線路的要求選擇時(shí)間繼電器的延時(shí)方式。3 根據(jù)控制線路電壓選擇時(shí)間繼電器吸引線圈的電壓。查表附錄4得本設(shè)計(jì)選用時(shí)間繼電器參數(shù)均為：JS7-A系列其線圈電壓為控制電路電壓380V延時(shí)范圍為（0.4

18、180s）3.5低壓斷路器（1）低壓斷路器簡介低壓斷路器集控制和多種保護(hù)功能于一體，在線路工作正常時(shí)，它作為電源開關(guān)接通和分?jǐn)嚯娐?；?dāng)電路發(fā)生短路、過載和失壓等故障時(shí)，它能自動(dòng)跳閘切斷故障電路，從而保護(hù)線路和電氣設(shè)備。（2）低壓短路器選擇低壓斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)不小于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。熱脫扣器的整定電流應(yīng)等于所控制負(fù)載的額定電流。電脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流應(yīng)大于負(fù)載電路正常工作時(shí)的峰值電流。其公式為；IZKIst （3.4）式中 K為安全系數(shù)，可取1.51.7；Ist為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。IZ1.519.7=29.55據(jù)此，查附錄1后；本設(shè)計(jì)所選低壓斷路器型號(hào)為DZ5-

19、20/380 參數(shù)為：額定電壓380V主觸頭額定電流為20A 電磁脫扣電流為30A。3.6按鈕選擇按鈕是用人體一部分施力而操作、并具有彈簧儲(chǔ)能復(fù)位的控制開關(guān)。本設(shè)計(jì)采用LA10-3K系列按鈕，其額定電壓為AC380DZ220V有3個(gè)常開觸頭和3個(gè)常閉觸頭，電流為5A。3.7元件明細(xì)表表3.1 元件明細(xì)表4 安裝、調(diào)試及運(yùn)行4.1飼料粉碎機(jī)的安裝1首先根據(jù)圖2.3所示電路圖，牢固安裝各電器元件，并進(jìn)行正確布線。根據(jù)圖2.2和附錄5所示結(jié)構(gòu)圖和面板圖將開關(guān)正確安裝與指定位置，便于控制電動(dòng)機(jī)和被拖動(dòng)機(jī)械的運(yùn)行情況。2 自檢:安裝完畢的控制線路板，必須經(jīng)過認(rèn)真檢查后，才允許通電試車，以防止錯(cuò)接、漏接，造成不能正常工作或短路事故。檢驗(yàn)各個(gè)元?dú)饧仁欠裢旰?導(dǎo)線是否損壞.3 檢查無誤后通電試車。4.2調(diào)試(不加料)1首先先合上低壓斷路器QS；使得整個(gè)電路接通交流電源。2按下啟動(dòng)按鈕SB1，使得電路啟動(dòng).檢驗(yàn)接觸器,時(shí)間繼電器,電動(dòng)機(jī)是否通電,通電正常5秒中后,觀察KMY是否斷開,KM是否吸合工作.3按下暫停按鈕SB2觀察攪拌電機(jī)是否繼續(xù)工作.松開SB2攪拌電機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn).4一切正常后,按下停止按鈕SB3,觀察粉碎電機(jī)與攪拌電機(jī)是否停止.5停止后,關(guān)閉低壓斷路器QS.調(diào)試完成，符合本設(shè)計(jì)目的。致 謝