毕业设计（论文）饲料颗粒机的设计（含全套CAD图纸）

1、 全日制普通本科生毕业设计 饲料颗粒机的设计the design of feed particles machine 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706 学生姓名： 学 号：年级专业及班级：2008级机械设计制造 指导老师及职称： 学 院：理工学部 提交日期：2012年5月饲料颗粒机设计学 生：指导老师： 摘 要：随着养殖业的不断发展和养殖规模的不断扩大，饲料的需求量日趋增长。如今世界上动物性食品以高于人口增长的速度发展，世界市场上的动物性食品空前丰富。在品目繁多的动物饲料中，颗粒饲料占有非常大的比重，有些国家生产的颗粒饲料占全部饲料的50%以

2、上。饲料，特别是颗粒饲料，在养殖生产中的作用越来越重要，对国民经济发展的影响越来越大。研究设计高效节能，易操作，效率高，寿命长的饲料颗粒机，对于生产加工颗粒饲料，提高养殖业的效益，增强我国饲料工业在国际市场的竞争力都有着重大的作用。 关键词：饲料；环模；颗粒机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 前言饲料颗粒机属于饲料制粒设备。是以玉米、豆粕、秸秆、草、稻壳等的粉碎物直接压制颗粒的饲料加工机械 。饲料颗粒机广泛适用于大、中、小型水产养殖，粮食饲料加工厂，畜牧场，家禽养殖场，个体养殖户及中小型养殖场，养殖户或大、中、小型饲料加工厂使用。将饲料加工成颗粒状比混合粉状饮料可获得更高的经济效益。颗粒形成过程还能使谷物、豆类中的胰酶抵制因子发生变性作用，减少对消化的不良影响，能杀灭各种寄生虫卵和其它病原微生物，减少各种生虫及消化系统疾病。本设计的目的在于针农户家庭小规模养殖生产的需要，设计一种小型饲料颗粒机。1.1 研究意义（1）结构简单,适应性广,占地面积小,噪音

7、低。 （2）粉状饲料、草粉不需要或少许液体添加即可进行制粒,故颗粒饲料的含水率基本为制粒前物料的含水率,更利于储存。 （3）鸡、鸭、鱼等,比混合粉状饲料可获得更高的经济效益。（4）干料加工,生产的饲料颗粒硬度高、表面光滑、内部熟化，可提高营养的消化吸收。 （5）颗粒形成过程能使谷物、豆类中的胰酶抵制因子发生变性作用，减少对消化的不良影响，能杀灭各种寄生虫卵和其它病原微生物，减少各种生虫及消化系统疾病。1.2 国内外现状近年来，由于消费需求和养殖结构变化，我国饲料产品结构已发生较大变化，小型饲料颗粒机价格使我国的水产饲料产量年均增长率高达17%，远高于配合饲料8%的平均增速，猪料、禽料比例呈下降

8、趋势。水产饲料业已成为饲料行业发展中的最大亮点。1991年我国水产饲料产量只有75万吨，仅占我国饲料总产量的2.1%。然而至1999年，其产量已激增至400万吨，占饲料总产量的5.8%。为了使我国水产饲料工业能够沿着科学的道路发展，从“六五”开始，国家对我国主要的养殖对象的营养需求和饲料配方组织了全国性的科技攻关，“六五”至“九五”期间，小型饲料颗粒机价格分别进行了“我国主要养殖鱼类的营养需求和鱼饲料配方的研究”、“主要水生动物饲料标准及检测技术的研究”、“鱼类营养及饲料配制技术的研究”等，目前还对我国主要名优养殖对象的饲料添加剂、预混料等进行研究。提出了草鱼、青鱼、团头鲂、鲤鱼、尼罗罗非鱼等

9、的饲料配方和添加剂预混料的配方，颁布了鳗鲡和中国对虾的饲料标准（代号分别为scl004-92，sc2012-94）；目前正在进行一些主要养殖鱼类的饲料标准制定工作。开展了甲鱼、河蟹、石斑鱼、大黄鱼等海淡水养殖对象的饲料和添加剂的研究。同时，我国水产饲料在饲料原料、加工、机械、添加剂以及研究开发条件、测验手段、质量监测、科研队伍建设、人才培养诸多方面，均得到相应发展，具备了进一步研究开发和发展工业生产的能力。 近年来，我国小型饲料颗粒机价格水产饲料行业一路高歌猛进，其直接原因是缘于国内水产养殖业一直持续地较高增长。众所周知，中国是目前世界上最大的水产品养殖国，同时也是目前世界上惟一一个养殖产量超

10、过捕捞产量的国家。当前，我国水产品总产量约占全球总量的35%，其中水产品养殖产量占全球养殖产量的2/3，已连续十三年高居世界首位。养殖产量占有如此高的比重，这在世界主要渔业大国中是绝无仅有的。 中国是世界上水产饲料市场容量最大的国家，正是由于庞大的水产养殖市场给我国水产饲料产业带来了巨大的发展空间。其中引人注目的是八十年代之后，以对虾、鳗、甲鱼等为代表的名优水产品的养殖迅猛发展，形成了阵阵的“养殖热”。作为发展水产养殖业物质基础之一的饲料加工业，随之得到快速发展，涌现出不少名优企业，一些名牌饲料受到养殖者的青睐。 根据2010年食物发展纲要，2010年我国水产品人均占有量将达到44公斤（即总量

11、达到5720万吨），但目前只有33.8公斤。因此，在未来6年当中，水产业的产量还将有大的提高。而我国现有小型饲料颗粒机价格水产养殖品2500万吨的产量中，仅有20%左右是以饲料喂养生产的。根据我国目前的政策，海洋和江河捕捞产量保持零增长，水产品总量的增长将基本上由养殖产量来提供，采用饲料养殖的比例预期将提高到35%以上，2010年水产饲料的市场需求量将达到15002000万吨，将在现有产量的基础上增长1.52.5倍。 如今饲料颗粒机更趋向于小型颗粒机的发展。小型颗粒机机型吸取了国内外颗粒机之精华，为节能新产品。过去一般将饲料加工成粉末后饲喂，存在饲喂不方便、适口性差、家畜挑食、利用率低等缺陷。

12、随着新型小型颗粒饲料机械的问世及普及，现在已可以方便地将粉末饲料加工成颗粒饲料。可采用照明电为动力，在压辊的挤压下从模孔中压出制粒，可以很方便地调整颗粒长短，其结构简单，占地面积小，噪音低，加工成颗粒饲料后具有很多优点。1.3 饲料颗粒机概述 饲料颗粒加工设备按成型的工作原理分类有：活塞冲压式成型机、螺旋挤压式成型机和辊模挤压式成型机三大类；按成型的工艺分类有：热压成型机和冷压成型机两大类；按秸秆成型后的形状分类有：实心棒状、空心棒状、颗粒状和块状四大类。根据秸秆原料的含水率、长度、拥有量等情况和秸秆成型形状的不同，其相应加工设备和成型工艺也不相同13。根据压辊式形状的不同，压辊式成型机课分为

13、环模成型和平模成型机，其中环模成型机又可以分为卧式和立式2种机型。卧式环模成型机是现有成型机的主流机型。这种机型由于有压模的更换保养方便、样机容易进行尺寸和速度放大等特点，所以近年来有了很大的发展。立式环模成型机的压模和压辊的轴线都是垂直设置。这种机型具有构造简单、结构紧凑、使用方便等特点，因此本文采用立式设计。环模旋转成型机成型工艺为冷压成型，生产产品的形状为块状，适宜在农村分散设点就地加工生产秸秆成型块，是解决秸秆运输、储存问题，使秸秆成为规模化工业燃料的有效途径之一。饲料颗粒机其主要如图1所示。1. 原料 2.压辊 3驱动轴4.切刀 5.成品 6 环模图1饲料颗粒机工作原理图fig 1

14、the work principle diagram of biomass ring-die briquetting machine 2 饲料颗粒机总体设计2.1 饲料颗粒机技术指标的确定 目前国内外市场上的颗粒颗粒机均采用热压缩成型工艺(颗粒成型温度在230c左右)加工而成，但利用热成型工艺加工颗粒，会损失一部分的生物质能量，污染环境，不是理想的颗粒成型工艺。本文利用冷压缩成型工艺来加工生物质燃料饲料颗粒机，能节省成本、简化机构、更适应农民使用。确定本次设计的饲料颗粒机的技术指标如下：（1） 整机功率：1.1kw（2） 最佳产量：100150kg/h（3） 成型尺寸：5块状 为实现冷压缩成型

15、工艺加工生物质颗粒燃料，确定本次设计的成型机具体传动方案为：电动机通过皮带与主轴相连，环模通过螺栓连接固定在壳体上，两压辊通过行星板与主轴连接，带动压辊转动。这种传动的好处在于：首先，通过调整皮带轮的大小，可以方便地调节压辊转数；其次，通过主轴拖动压辊，其机械结构简单，传动路线短，功率损耗低；最后，通过环模与压辊的滚动挤压出物料，使摩擦力降到最低，有利于提高产量，降低吨电耗。具体传动路线见图2。1. 压辊 2.环模 3.电动机4.小带轮 5.大带轮图2 饲料颗粒机传动方案fig 2 transmission scheme of biomass ring-die briquetting mach

16、ine 2.2 异步电动机型号的选择 三相交流电源容易获得，因此本次设计的饲料颗粒成型机动力源采用三相异步电动机。由于该饲料颗粒成型机对电动机无特殊的要求，因此本次设计选用最常用的y系列笼型三相异步电动机，型号规格为b5（机座不带底脚，端盖有凸缘）型，此电动机具有效率高，工作可靠，结构简单，维修方便，价格低等优点。具体参数见表1。表1三相异步电动机参数表table 1 parameter table of three-phase asynchronous motor电机型号y132s-4额定功率1.1kw额定电压380v额定转速1440r/min额定电流2.7a2.3 皮带的选择2.3.1 确

17、定计算功率 此处已删除3.2.3 压辊轴承的选择 本次设计压辊轴承选用既可以承受径向力又可以承受轴向力的圆锥滚子轴承；其型号为33208。设定轴向游隙时必须考虑热膨胀。采用x型配置方式时，温度升高总是使轴承游隙减小；采用o型配置方式时，有三种不同的情况：当滚动圆锥顶点，即轴承外圈滚道延长线与轴承中心线的交点重合时，轴承游隙不受热膨胀的影响；当两轴承距离较近，滚子圆锥顶点互相交错，轴承轴向游隙会随热膨胀的增加而减小；当轴承距离较大时，滚子圆锥顶点不相交，轴承轴向游隙会随着热膨胀的增加而增大。由于饲料颗粒成型机在工作时，压辊、环模与物料相互摩擦和挤压，产生大量的热。这些热量势必引起压辊轴系和轴承游

18、隙的变化，因此在设计时必须加以考虑。由于压辊轴较短，因此无论轴承采用哪种安装方式，在受热的状态下都会使轴承轴向游隙减小。考虑到加工和安装结构简单，本次设计的一对圆锥滚子轴承采用x型布置方式，在装配时保证轴承的轴向游隙为015mm。具体结构见图10。图10压辊轴承配合图fig 10 cooperate figure of pressure roller and bearing 3.3 主轴的设计传递功率为5.5w，主轴转速200r/min，材料牌号：45调质；硬度(hb)：230；抗拉强度：650mpa；屈服点：360mpa；弯曲疲劳极限：270mpa ；扭转疲劳极限：155mpa；许用静应力：

19、260mpa；许用疲劳应力：180mpa。首先根据轴的基本直径估算公式估算主动轴的基本直径：13 （21）式中 d为轴的基本直径，mm； p为轴的传递功率，kw； c为计算常数，取决于材料及受载情况； n为轴的转速，r/min。 选c=110，将功率和转速代入式（21）可求得直径为49.09mm,考虑到轴端要安装压辊需开键槽，将其轴颈增加3%7%，所设计的主轴的基本直径必须大于所求的直径，现取轴的直径为60mm。（1）轴传递的转矩： nmm （22）（2）轴的结构设计按照工作要求，该轴立式放置，轴的一端与联轴器相连，另一端与旋转部件相连，中间通过轴承支撑，该轴基本上只产生扭转变形，初步结构尺寸

20、如图11所示。3.3.1 轴的校核（1）皮带轮作用力 由上计算得fq=1509n（2）校核轴的弯曲强度和扭转强度如下图所示：图11 轴结构图fig.11 structure of shaft 图12 水平面剪力图（n）fig 12 figure of horizontal shear (n)图13 水平面弯矩图（nmm）fig 13 plane plot (n mm)图14 合成弯矩图（nmm）fig 14 synthetic plot (n mm)图15 扭矩（nmm）fig 15 torque (n mm) （4） 弯曲应力校核如表5：表5弯曲应力校核table 5 bending str

21、ess checking危险截面的x坐标：35mm直径：15mm危险截面的弯矩m：5205nmm扭矩t：5650.45nmm截面的计算工作应力：39.03mpa许用疲劳应力：180mpa 结论：弯曲应力校核通过（5） 疲劳强度校核如表6：表6 疲劳强度校核 table 6 fatigue strength check 危险截面的x坐标：35mm直径：15mm危险截面的弯矩m：5205nmm扭矩t：5650.45nmm 有效应力集中系数（弯曲作用）：2.05有效应力集中系数（扭转作用）：1.55截面的疲劳强度安全系数s：4.07许用安全系数s：2.0 35mm处疲劳强度校核通过 （6）静校核计算

22、如表7：表7静校核计算 table7 calculation of static check 危险截面的x坐标：35mm直径：15mm 危险截面的弯矩m：5205nmm扭矩t：5650.45nmm截面的静强度安全系数：7.56许用安全系数ss：1.8 35mm处静强度校核通过（7）扭转刚度校核如下： 选取圆轴的扭转角为0.26，许用扭转变形为0.9/m，扭转刚度校核通过（8）弯曲刚度校核如下： 挠度计算如表8表8 挠度计算 table 8 deflection calculation 序号x/mmi/mm序号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 选用许用挠度系数为0.003；最大挠度为0.054196mm，所以弯曲刚度校核通过 （9）临界转速计算如下：表9临界转速 table 9 critical speed 当量直径dv：81.74mm轴所受的重力：400n支座形式系数1：9.0轴的一阶临界转ncr1：17582.83r/min轴截面的惯性距i：52038.69mm4支承距离与l的比值：0.364 结论本文突破传统饲料颗

24、粒成型机的热成型理念，设计出利用冷成型工艺压制的饲料颗粒环模成型机。对饲料颗粒成型机进行了总体设计，对成型机的关键易损件环模设计进行了详细的阐述。主要研究内容和取得的成果有如下几个方面：1 通过对比国内外的饲料颗粒成型机，设计利用冷成型工艺压制饲料颗粒环模成型机； 2 对成型机从电动机到传动系统到工作部件进行了设计、选型；3 对压辊和环模的材料、尺寸配合等进行了详细分析；4 对主要传递转矩的主轴进行了强度校核。在设计过程中也遇到很多问题，其中最大的问题是传递方案的确定，通过对带轮传动、齿轮传动减速和减速箱减速进行计算和分析，觉得虽然带传动有容易打滑等缺点，但通过带轮传动是最简单、方便和便于实现

25、的一种传动方案，所以最后选用带传动，也希望在以后不断地学习和实践中能完善此设计。随着我国不可再生资源的减少，人们对保护自然环境意识的日益增强，可再生资源的利用越来越受到人们的重视。并且致密成型机组变废为宝，产品又有广泛的消费市场，这不仅适宜了时代发展的需求，又可解决环境保护的问题，因而饲料颗粒成型技术不仅仍将是研究的前沿和热点，而且也具有日益广阔的发展应用前景。参考文献1 陕西农业机械管理局 主编.农产品加工机械.农业出版社，19852 山东省临沂农业学校 主编.饲料生产与加工.中国农业出版社，19993 姚维祯 主编.畜牧机械.中国农业出版社，19984 robert r.mcellhine

26、y 主编.饲料制造工艺学（第四版）.中国农业出版社，19985 饲料工业职业培训系列教材编审委员会 编.饲料加工设备维修.中国农业出版社.19986 陈家瑞 主编.汽车构造(第四版)（下）.人民交通出版社.20027 孔凌嘉 张春林主编机械基础综合课程设计北京理工大学出版社20048 张国瑞 张展主编.行星传动技术.上海交通出版社.1989.9 镇江农业机械学院 洛阳农业机械学院 合编.拖拉机理论.中国农业机械出版社.198110 张建钢 胡大泽 主编. 数控技术. 华中科技大学出版社.200011 成大先主编.机械设计手册.化学工业出版社，200412 郑文维，吴克坚主编.机械原理（第七版）.高等教育出版社，200213 濮良贵，纪名刚主编.机械设计.高等教育出版社，199514 彭文生，黄华良主编.机械设计.华中理工大学出版社，200015 骆志斌主编.金属工艺学.高等教育出版社，200116 孔云生，候国忠主编.饲料制粒技术.中国农业出版社，199817 黎东光 余涛 辛莉.9pl-245型平模制粒机.中国饲料.2000（5）18 黄希国.9kp36平模制粒机.中国饲料.1995（14