李正仁

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院 牡丹江分院,黑龍江 牡丹江 157000)

0 引言

目前，規(guī)模較大的養(yǎng)殖場(chǎng)用到的飼料制備機(jī)主要有立式飼料制備機(jī)和臥式飼料制備機(jī)。立式飼料制備機(jī)優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力消耗少，而且價(jià)格較低，缺點(diǎn)是飼料設(shè)備混合均勻度較低，混合周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低，卸料不完全，造成浪費(fèi)。臥式飼料制備機(jī)相對(duì)于立式飼料制備機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是飼料混合程度高，混合時(shí)間短生產(chǎn)效率高，卸料快，卸料干凈；缺點(diǎn)是價(jià)格偏高，操作麻煩[1]。

當(dāng)進(jìn)料過(guò)多時(shí)，現(xiàn)有飼料制備機(jī)不能解決副攪拌軸容易出現(xiàn)彎曲、變形等問(wèn)題，影響飼料混合程度，降低生產(chǎn)效率，飼料品質(zhì)不能達(dá)到要求，同時(shí)物料過(guò)多，混合不均勻，主攪拌軸容易發(fā)生卡死、變形等情況，損害電機(jī)，直接影響機(jī)器使用壽命。本文提出一種帶有自動(dòng)啟停功能的全日糧飼料制備機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去皮帶裝置，不僅能夠?qū)暳蠑嚢杈鶆?，還能解決主攪拌軸、副攪拌軸變形、卡死問(wèn)題。

1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

一種帶有自動(dòng)啟停功能的全日糧飼料制備機(jī)，主要包括減速電機(jī)、安全離合器總成、飼料制備機(jī)箱體、機(jī)架、配電箱、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪、出料口、噴水管等(圖1)。

1.減速電機(jī)；2.安全離合器總成；3.飼料制備機(jī)箱體；4.機(jī)架；5.配電箱；6.主動(dòng)鏈輪；7.從動(dòng)鏈輪；8.出料口；9.噴水管

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

配套動(dòng)力：15 kW；

攪龍轉(zhuǎn)速：12～15 r·min-1；

容積：5 m3；

生產(chǎn)率：2 800～3 400 kg·h-1；

整機(jī)重量：2 420 kg；

外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)：3 800 mm×1 855 mm×2 040 mm。

1.3 工作原理

啟動(dòng)后，減速電機(jī)帶動(dòng)減速電機(jī)軸套法蘭盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，減速電機(jī)軸套法蘭盤(pán)帶動(dòng)離合器主動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者通過(guò)螺栓連接，在彈簧的推力下使兩盤(pán)的滾珠互相交錯(cuò)壓緊，整個(gè)滾珠安全離合器轉(zhuǎn)動(dòng)，連接套左端與連接盤(pán)焊合，連接盤(pán)通過(guò)螺栓與離合器從動(dòng)端連接，連接套右端與主動(dòng)鏈輪焊合，主動(dòng)鏈輪右側(cè)與前端軸承座連接，主動(dòng)鏈輪帶動(dòng)主攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主攪拌軸后端固定安裝在后端軸承座上，主動(dòng)鏈輪通過(guò)鏈條將動(dòng)力傳給從動(dòng)鏈輪，從動(dòng)鏈輪帶動(dòng)副攪拌軸攪動(dòng)。

在攪拌時(shí)物料從底部通過(guò)主攪拌軸從后方推動(dòng)到前方旋切攪拌，物料堆積在前方，堆積到一定量后，物料從箱體下方擠向上方，再被上方的兩套副攪拌軸從前方推動(dòng)到后方，主攪拌軸的攪龍裝有動(dòng)刀片，作切割動(dòng)作，箱體上邊緣處設(shè)有一圈噴水管，噴水管與外接水管相連接，使攪拌效果更佳且不產(chǎn)生粉塵，通過(guò)攪拌機(jī)的觀察口可觀察物料的攪拌效果，攪拌均勻后打開(kāi)自動(dòng)出料口，完成整個(gè)飼料攪拌過(guò)程。

如果出現(xiàn)物料堆積卡住主攪拌軸時(shí)，減速電機(jī)控制按鈕不易控制機(jī)器的過(guò)載保護(hù)，若設(shè)置過(guò)載保護(hù)值過(guò)大，會(huì)直接損害減速電機(jī)，若設(shè)置過(guò)載保護(hù)值過(guò)小，機(jī)器可能頻繁斷電，影響工作效率。當(dāng)滾珠安全離合器扭矩超過(guò)許用值時(shí)，離合器彈簧被過(guò)大的軸向分力壓縮，使離合器從動(dòng)端向右移動(dòng)，滾珠相互滑過(guò)，此時(shí)主動(dòng)端空轉(zhuǎn)，滾珠安全離合器會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。當(dāng)載荷恢復(fù)正常時(shí)，又可重新傳遞扭矩，滾珠安全離合器重新工作。

2 主要工作部件設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)

全日糧飼料制備機(jī)機(jī)架主要起到支撐作用，其他工作部件安裝在機(jī)架上，形成一個(gè)完整的機(jī)型。

全日糧飼料制備機(jī)的機(jī)架是由型材方鋼焊接形成框架，上面鋪設(shè)型材鋼板，機(jī)架上面設(shè)置有減速電機(jī)、飼料制備機(jī)箱體等裝置，各部件連接一起，形成一套完整的全日糧飼料制備機(jī)。

2.2 安全離合器總成設(shè)計(jì)

安全離合器總成主要包括離合器主動(dòng)端、離合器從動(dòng)端、連接盤(pán)、連接套，以及前、后端軸承座等(圖2)。

1.減速電機(jī)軸套法蘭盤(pán)；2.離合器主動(dòng)端；3.離合器從動(dòng)端；4.連接盤(pán)；5.連接套；6.后端軸承座；7.箱體；8.主攪拌軸；9.前端軸承座

滾珠安全離合器扭矩超過(guò)許用值時(shí)，離合器彈簧被過(guò)大的軸向分力壓縮，使離合器從動(dòng)端向右移動(dòng)，滾珠相互滑過(guò)，此時(shí)主動(dòng)端空轉(zhuǎn)，滾珠安全離合器會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)[2]。當(dāng)載荷恢復(fù)正常時(shí)，又可重新傳遞扭矩，滾珠安全離合器重新工作。

2.3 攪拌軸設(shè)計(jì)

攪拌軸主要包括主攪拌軸、副攪拌軸(圖3)。該機(jī)副攪拌軸為通軸，副攪拌軸上的攪龍繞中軸線均勻分布且不是滿軸排列，該方式不會(huì)出現(xiàn)物料堆積，使飼料混合度更均勻。主攪拌軸的絞龍裝有動(dòng)刀片，作切割動(dòng)作，使飼料切割更細(xì)碎。

1.主攪拌軸；2.副攪拌軸

2.4 主攪拌軸上刀片設(shè)計(jì)

主攪拌軸和兩個(gè)副攪拌軸之間設(shè)議為倒三角結(jié)構(gòu)，當(dāng)物料進(jìn)入主攪拌軸和副攪拌軸之間的三角區(qū)域時(shí)，使物料在三角區(qū)域內(nèi)快速形成堆積與擠壓，對(duì)物料進(jìn)行持續(xù)推進(jìn)攪拌和混合，通過(guò)花型刀片和扇形刀片的設(shè)置(圖4)，有效提升了物料的粉碎程度。

1.花型刀片；2.扇形刀片

3 效益分析

全混合日糧是一種粗料、精料、礦物質(zhì)、微生物和其他添加劑充分混合，能夠提供足夠的營(yíng)養(yǎng)以滿足奶牛需要。這種飼養(yǎng)技術(shù)能夠保證奶牛采食的每一口日糧都是精粗比例穩(wěn)定、營(yíng)養(yǎng)濃度一致的日糧，是奶牛飼養(yǎng)方式的一大變革。

喂養(yǎng)全混合日糧的奶牛產(chǎn)奶量顯著提高，與傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式相比，日均產(chǎn)奶量提高0.9 kg；增加奶牛干物質(zhì)的采食量，可以排除奶牛對(duì)某一特殊飼料的選擇性(挑食)。同時(shí)全混合日糧是按日糧中規(guī)定的比例完全混合的，減少了偶然發(fā)生的微量元素、維生素的缺乏或中毒現(xiàn)象；提高牛奶質(zhì)量；降低奶牛疾病發(fā)生率；提高奶牛繁殖率；節(jié)省飼料成本；顯著節(jié)約勞力時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。

該機(jī)可以直接將青貯飼料及各種草捆、秸稈等纖維性飼料投入攪拌機(jī)內(nèi)切碎、混合，攪拌速度快，每批飼料切割攪拌時(shí)間為30 min左右。根據(jù)箱體容積不同，每臺(tái)飼料攪拌機(jī)每天可供200～2 000頭奶牛飼養(yǎng)，可替代20名左右工人的工作，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了飼喂效率。

4 結(jié)論

通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)表明該機(jī)具有作業(yè)效率高、作業(yè)質(zhì)量好和勞動(dòng)強(qiáng)度低的特點(diǎn)。本研究帶有安全離合器的全日糧飼料制備機(jī),帶有安全離合器裝置，出現(xiàn)物料堆積、主攪拌軸卡死等情況，安全離合器裝置會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，主攪拌軸失去動(dòng)力，保護(hù)主攪拌軸，進(jìn)而保護(hù)減速電機(jī)，提高整機(jī)使用壽命。另外該機(jī)采用通軸式副攪拌軸，不會(huì)出現(xiàn)懸臂式副攪拌軸變形情況，提高生產(chǎn)效率，降低操作人員工作強(qiáng)度，適用性強(qiáng)。主、副攪拌軸之間的三角區(qū)域能使物料快速形成堆積與擠壓，對(duì)物料進(jìn)行持續(xù)推進(jìn)攪拌和混合，通過(guò)花型刀片和扇形刀片設(shè)置，有效提升了物料的粉碎程度。

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