帶有自動啟停功能的全日糧飼料制備機的設(shè)計

李正仁

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學(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)殖場用到的飼料制備機主要有立式飼料制備機和臥式飼料制備機。立式飼料制備機優(yōu)點是動力消耗少，而且價格較低，缺點是飼料設(shè)備混合均勻度較低，混合周期長、生產(chǎn)效率低，卸料不完全，造成浪費。臥式飼料制備機相對于立式飼料制備機的優(yōu)點是飼料混合程度高，混合時間短生產(chǎn)效率高，卸料快，卸料干凈；缺點是價格偏高，操作麻煩[1]。

當(dāng)進料過多時，現(xiàn)有飼料制備機不能解決副攪拌軸容易出現(xiàn)彎曲、變形等問題，影響飼料混合程度，降低生產(chǎn)效率，飼料品質(zhì)不能達到要求，同時物料過多，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，直接影響機器使用壽命。本文提出一種帶有自動啟停功能的全日糧飼料制備機，結(jié)構(gòu)簡單，省去皮帶裝置，不僅能夠?qū)暳蠑嚢杈鶆颍€能解決主攪拌軸、副攪拌軸變形、卡死問題。

1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

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

1.減速電機；2.安全離合器總成；3.飼料制備機箱體；4.機架；5.配電箱；6.主動鏈輪；7.從動鏈輪；8.出料口；9.噴水管

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

配套動力：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；

整機重量：2 420 kg；

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

1.3 工作原理

啟動后，減速電機帶動減速電機軸套法蘭盤轉(zhuǎn)動，減速電機軸套法蘭盤帶動離合器主動端轉(zhuǎn)動，兩者通過螺栓連接，在彈簧的推力下使兩盤的滾珠互相交錯壓緊，整個滾珠安全離合器轉(zhuǎn)動，連接套左端與連接盤焊合，連接盤通過螺栓與離合器從動端連接，連接套右端與主動鏈輪焊合，主動鏈輪右側(cè)與前端軸承座連接，主動鏈輪帶動主攪拌軸轉(zhuǎn)動，主攪拌軸后端固定安裝在后端軸承座上，主動鏈輪通過鏈條將動力傳給從動鏈輪，從動鏈輪帶動副攪拌軸攪動。

在攪拌時物料從底部通過主攪拌軸從后方推動到前方旋切攪拌，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到后方，主攪拌軸的攪龍裝有動刀片，作切割動作，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，通過攪拌機的觀察口可觀察物料的攪拌效果，攪拌均勻后打開自動出料口，完成整個飼料攪拌過程。

如果出現(xiàn)物料堆積卡住主攪拌軸時，減速電機控制按鈕不易控制機器的過載保護，若設(shè)置過載保護值過大，會直接損害減速電機，若設(shè)置過載保護值過小，機器可能頻繁斷電，影響工作效率。當(dāng)滾珠安全離合器扭矩超過許用值時，離合器彈簧被過大的軸向分力壓縮，使離合器從動端向右移動，滾珠相互滑過，此時主動端空轉(zhuǎn)，滾珠安全離合器會自動斷開。當(dāng)載荷恢復(fù)正常時，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

2.1 機架設(shè)計

全日糧飼料制備機機架主要起到支撐作用，其他工作部件安裝在機架上，形成一個完整的機型。

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

2.2 安全離合器總成設(shè)計

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

1.減速電機軸套法蘭盤；2.離合器主動端；3.離合器從動端；4.連接盤；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許用值時，離合器彈簧被過大的軸向分力壓縮，使離合器從動端向右移動，滾珠相互滑過，此時主動端空轉(zhuǎn)，滾珠安全離合器會自動斷開[2]。當(dāng)載荷恢復(fù)正常時，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

攪拌軸主要包括主攪拌軸、副攪拌軸(圖3)。該機副攪拌軸為通軸，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刀片，作切割動作，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

主攪拌軸和兩個副攪拌軸之間設(shè)議為倒三角結(jié)構(gòu)，當(dāng)物料進入主攪拌軸和副攪拌軸之間的三角區(qū)域時，使物料在三角區(qū)域內(nèi)快速形成堆積與擠壓，對物料進行持續(xù)推進攪拌和混合，通過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，可以排除奶牛對某一特殊飼料的選擇性(挑食)。同時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)約勞力時間，提高經(jīng)濟效益。

該機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內(nèi)切碎、混合，攪拌速度快，每批飼料切割攪拌時間為30 min左右。根據(jù)箱體容積不同，每臺飼料攪拌機每天可供200～2 000頭奶牛飼養(yǎng)，可替代20名左右工人的工作，減輕工人勞動強度，提高了飼喂效率。

4 結(jié)論

通過生產(chǎn)試驗表明該機具有作業(yè)效率高、作業(yè)質(zhì)量好和勞動強度低的特點。本研究帶有安全離合器的全日糧飼料制備機,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，安全離合器裝置會自動斷開，主攪拌軸失去動力，保護主攪拌軸，進而保護減速電機，提高整機使用壽命。另外該機采用通軸式副攪拌軸，不會出現(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度，適用性強。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，對物料進行持續(xù)推進攪拌和混合，通過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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