小型立式TMR饲料车的实体设计与运动分析开题报告

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：陈冰 学 号：20054083037专 业：机械设计制造及其自动化设计(论文)题目：小型立式TMR饲料车的实体设计与运动分析指 导 教 师： 车 刚2009 年3月20日1结合毕业设计（论文）课题情况，相关方面的文献综述1.1国产化TMR设计在我国农业机械化上的作用近十几年来，我国的奶牛和肉牛饲养业得到了长足的发展，牛奶总产量从 1980年的114万吨发展到2000年919万吨，牛肉生产量从 1980年的 26.9 万吨发展到 2000年的735万吨，平均年增长速度达 17.46% 。人均占有量从1.15 千克发展到 6.2千克。已经逐步地从单位个体饲养发展为部分规模化、集约化饲养，提高了奶、肉品质和产奶、产肉量，降低奶、肉成本。牛奶和牛肉以其特有的营养价值日益受到人们的重视，已成为我国城镇居民不可缺少的优质蛋白质来源，是提高人们身体健康的全营养佳品。根据不断增长的社会需求和近几年的生产发展趋势预测，我国的养牛业还将会有大的发展。特别是西部地区大开发中，保护生态环境、退耕还草，加强优质牧草的种植加工，奶牛、肉牛饲养由传统的散养放牧改为圈养和围栏养殖及集约化饲养方向发展，对机械化程度较高的饲养设备的需求量越来越大。 与发达国家及与国内畜禽养殖的其他行业相比，我国养牛业的生产还有一定的差距。我国的肉牛平均胴体重量比世界平均水平低 50千克，比发达国家低 150 千克；我国单位饲养奶牛头数仅为国外发达国家的 1/10 。与国内相关的养殖业相比，在饲料混合加工方面我国的规模化蛋鸡、肉鸡及猪的饲养场均已实现了机械化作业，机械化配合饲料已很普及，提高了肉蛋产量。但在奶牛的规模化饲养场中，绝大多数饲养场的饲料混合配制工作仍由手工操作完成，不仅劳动强度大，生产率低，而且人工混合难以达到机械混合的饲料质量，无论在混合均匀度、秸秆等粗饲料的精细加工程度上都难以相比，且造成饲喂时间过长，饲料浪费严重1。由人工混合的不均匀性造成牛挑食现象严重，涉入营养不全面，消耗内能高而吸收率低。据国外测定，在同样饲养环境和饲料供给条件下，采用饲料TMR混合装置与人工喂料相比，奶牛的产奶量可提高1020%，我国的一些奶牛场在采用饲料 TMR 混合装置后产奶量也有相同情况。由此可见，应用奶牛饲喂系统的关键技术TMR混合喂料装置，解决我国养牛业饲料机械化混合搅拌喂料问题，不仅仅是减轻劳动强度提高劳动生产率，而是提高整个养牛业的饲养水平，提高饲料利用率，提高奶和肉产量，降低饲料消耗，降低防疫难度的关键。国外相继有部分厂商已看准时机，在国内寻求粗精料搅拌喂料车合作代理，但车型、价格等不适合中国规模饲养场现状。 1.2课题研究的意义所谓全混合日粮( TMR) 是一种将粗料、精料、矿物质、维生素和其他添加剂充分混合， 能够提供足够的营养以满足奶牛需要的饲养技术。TMR 饲养技术在配套技术措施和性能优良的TMR 机械的基础上能够保证奶牛每采食一口日粮都是精粗比例稳定、营养浓度一致的全价日粮。目前这种成熟的奶牛饲喂技术在意大利、加拿大、以色列、美国、法国等国已经普遍使用， 我国现正在逐渐推广使用中。全混合日粮(TMR)技术较传统人工喂料有以下优点1:(1) 可提高奶牛产奶量奶牛能将营养均衡的饲料在24小时内每次少量地、逐步地多次进行摄取。可使瘤胃发酵十分平稳，有效地防止食欲不振和消化障碍地发生; 能提高象尿素之类的非蛋白氨的利用;对于母牛产后可以很快达到最高干物质进食量， 故可防止和减少产后副平衡的发生，并可较快地提高日产奶量。(2) 提高牛奶质量粗饲料、精料和其他饲料被均匀地混合后， 被奶牛统一采食，减少了瘤胃pH 值波动，从而保持瘤胃pH值稳定，为瘤胃微生物创造了一个良好的生存环境， 促进微生物的生长、繁殖，提高微生物的活性和蛋白质的合成率。最终，饲料营养物质的转化率( 消化、吸收) 提高， 奶牛采食次数增加， 奶牛消化紊乱减少和乳脂含量增加。(3) 提高奶牛繁殖率泌乳高峰期的奶牛采食高能量浓度的TMR日粮，可以在保证不降低乳脂率的情况下，维持奶牛健康体况，有利于提高奶牛受胎率及繁殖率。(4) 降低奶牛疾病发生率瘤胃健康是奶牛健康的保证，使用TMR后能预防营养代谢紊乱， 减少真胃移位、酮血症、产褥热、酸中毒等营养代谢病的发生。(5) 避免了挑食现象采用人工混合调制饲料， 因为人工搅拌饲料不可能将粗饲料、青饲料和精饲料混合得很均匀， 而是一股粗一股精的，牛很好辨别， 因此牛采食时东挑西捡， 把认为好吃的那部分饲料先抢到口。使用TMR 牛饲料搅拌设备， 能将各种粗精饲料搅拌混合得非常均匀， 牛无法辨认出哪是粗那是精饲料，避免了挑食现象。(6) 减少了饲料浪费采用TMR 搅拌喂料设备，精粗饲料经过充分搅拌混合，饲料不但混合均匀度提高了，而且其破断和揉碎功能使得粗长的秸秆和节段变成又细又碎的柔绒状，提高了粗饲料的适口性，提高了饲料的利用率，减少了浪费现象。解放生产力、提高生产率、减轻防疫难度一个存栏1000 头奶牛场， 采用人工喂饲约需饲养员1520 人，而且劳动强度大。如果采用3 吨混合喂料装置1台， 饲养人员只需23 人，就可完成饲料称重、搅拌、喂料、观察牛群等一系列工作，提高了饲养、管理、防疫水平，不但减少了饲养人员的劳动强度又提高了饲养场人员的文化素质，缩短了喂饲时间。2 国内外研究现状、水平和发展趋势2.1国外TMR饲料混合喂料装置现状在世界上一些农业劳动力紧缺、社会福利好、农业机械化程度高而奶牛业单位规模不断扩大的国家，在二十年前在奶牛饲料方面，开始探索试用机械化分发饲料，以减轻劳动强度，吸引就业和提高劳动效率，提高业者的生活质量和争取更多盈利，所以在无论是肉牛业还是奶牛业都已实现了规模化饲养，在喂料、挤奶这些劳动强度较大、影响活体动物生长发育的主要生产环节早已实现了机械化作业，而且在饲料混合、喂料技术方面投入了很大的科研力量，不断开发研制出一代又一代新机型替代旧产品。TMR十分适于规模大的牛场，因为TMR的购置成本较高，只有在替代更多劳力和TMR车总成本小于劳动力成本的情况下才能体现出投入产出比的产出优势。TMR较适于在舍饲的“散放饲养、自由牛床”模式中应用。现在发展比较好的大公司如：瑞典的阿法拉法公司、意大利的STORTI公司、MARMIX公司和法国的KUHN公司等，目前已有生产量从2吨到20吨的各种产品，可以满足不同饲养规模牛场的需求。在对混合机理、混合部件的研究方面也不断深入，关键部件的结构参数都在不断变化，进行改进和提高。从结构上看，混合部件的功能不断加强，使其更加适应牛饲料的混合特点，而且不仅增强了对物料的混合性能，对秸秆、草类粗饲料的揉搓、切碎功能也在新一代产品上逐渐体现并不断强化。通过对该领域发达国家先进机型的追踪分析，可以看出在这一领域的技术发展是很快的，其特点是：向着提高混合均匀度、提高对粗饲料的切碎揉搓度即提高精加工能力方向发展；向着操作自动化、方便化发展。该设备不仅有混合、喂料的功能，还兼有自动取料、上料的功能，做到一机多用，一机多能。产品系列化、标准化、模块化，可满足不同层次、不同规模用户的需求。2.2我国目前TMR搅拌喂料设备使用情况由于我国人民的饮食习惯及重农轻牧等种种原因，我国的养牛规模化发展一直是比较缓慢的。从20世纪80年代中期开始，发展速度逐渐加快，奶牛饲养向规模化、集约化方向发展，生产水平逐渐提高，对机械设备提出了要求。中国农业机械化科学研究院从90年代开始涉足粗精饲料混合、喂料设备的研究开发领域，从收集、分析研究国外先进技术入手，结合国内规模化牛场的具体情况，确定了研究开发的初步方案，经历了关键部件图纸设计、试制、试验研究、改进设计、再试验研究等几个开发阶段，目前已开发出2-3吨/批固定、牵引两个系列六个机型投入市场，特别新研制双搅龙侧置式TMR饲料混合喂料装置，克服了三搅龙设备的一些缺陷，如：一些零部件的材料工艺问题，耐磨损、抗腐蚀性能不理想，需要经常更换；搅拌室内虽然大部分物料混合运动良好，但在极个别角落里仍有死角，且残留严重；产量较小，规模较大的饲养场不太适用。经过搅拌混合，再用手推车喂料，工序复杂，时间长，对牛饲喂造成一定影响。这些缺点在新型设备中都得到里了不同程度的克服，经用户使用反映良好，不仅提高了劳动生产率，而且明显地提高了饲料的利用率，提高了产奶量。经用户的生产数据对比，牛挑食的现象没有了，牛群在采食时变安静了，牛的产奶量和牛场的生产率明显提高。TMR饲料搅拌喂料车与TMR饲料搅拌站以及适合于已建牛场急需的自走式喂料车通切、揉搓、挤压、翻转、对流、扩散等机械作用，把粗料揉细，把干湿、茎叶、粉粒料完全搅拌均匀，使动物采食均衡，提高劳动生产率、产奶量和增肉量，提高饲料利用率，减轻防疫难度，受到用户欢迎。新设备可填补国内空白，为现有牛场集约化饲养提供优良的设备。同时提高产奶量，按最低510%计算，在全国现有奶牛规模基础上，年产奶量增加3366万吨，相当于增加奶牛头数15万33万头，对一个规模500头的奶牛场，按北京地区平均产奶量每头每年7000千克/年计算，一头产奶母牛年增产350千克700千克，市场意义广阔。全国173个养牛示范县， 72个商品牛基地， 48家万头及万头以下规模奶牛场都是该设备的广大用户。按一台搅拌喂料系统满足500头奶牛饲喂，规模牛场饲养量占6%计算，需配套3600多台该种设备。目前全国有1万头规模奶牛场17个，1万头以下规模奶牛场31家，急需配套该种设备1000余台。随着人民生活水平的提高，牛的饲养量还要逐年增加，特别是奶牛饲养量增加，由此可以看出，该设备的需求量是相当大的。中国农业机械化科学研究院的竞争优势就是能及时研究出适应市场需要的新技术、新产品，不断推陈出新，靠技术、靠质量竞争，推动我国农机行业的发展1985年，北京农业大学周建民先生在北京三元绿荷奶牛养殖中心金星奶牛场和金银岛奶牛场进行了TMR的饲养试验，取得了较好的效果。目前，北京、上海、广州、福建等地部分奶牛场已经采用了该饲养技术。三元绿荷从意大利司达特公司引进了欧洲品牌TMR 搅拌车，并加紧进行与之相配套的基础设施改造和技术培训，已有中以示范牛场、金银岛牧场、永乐店新牛场等15 个牛场在全国率先实现了TMR 饲养工艺，收到良好效果。但从总体来看，目前TMR技术在中国的发展仍处于初级阶段，许多技术还需要进一步本土化，要“以技术带动效益，在效益的追求中不断完善技术；同时，仍然还有相当多的奶牛场并没有接受或是透彻地理解TMR技术。因此，还需要业内人士的共同努力，使TMR产品技术真正在中国这个畜牧养殖大国开花结果，共同促进中国奶业的发展。随着国家宏观调控政策的实施，农业产业化政策的倾斜，以及各有关管理部门对奶业专项技术应用及推广和扶持力度的加大，加上养殖场（小区）、牧业集团对TMR技术认识的不断深入，接下来的几年，必将迎来TMR饲养工艺大跨步的发展时期。我们坚信，TMR技术在中国已经进入春天。参考文献1 范占炼，王光文. 奶牛全混合日粮的应用J。当代畜牧，2000（6）：11122 孟庆翔译.奶牛营养需要（NRC，第七次修订版）J.北京：中国农业大学出版社，20033 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册M.北京：机械工业出版社，19884 濮良贵，纪名刚.机械设计M（第七版）.北京：高等教育出版社，20015 机械设计手册编委会.机械设计手册M（第三版）.北京：机械工业出版社，20046 王加中.汽车轮胎选用手册.汽车工业出版社.1992年7 朱世浩.立式混合机J.饲料机械，1984年，第四期8 方建军.刘仕良.机械动态仿真与工程分析Pro/ENGINEER Wildfire.化学工业出版社 9 Nutter， D; Kirk， JM; Stamatellos， D; Ward-Thompson， D. 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ISA Transactions，2008，No.1：85193本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：课题研究方案与可行性分析1.1设计方案根据奶牛场的实际情况设计饲料车，基本结构设计如下：设计小型立式螺旋搅拌系统。刀盘上拥有5个高强度刀片，能使饲料以更快的速度和最佳的均匀度得以搅拌，以便达到最佳的饲喂效果。独特的结构设计只需较低的动力输出。独立的底盘设计。底盘能够支持3个称重元件，独特的结构设计使搅拌和运输时能承受很大压力同时更加经久耐用。同时也为准确称重提供了可靠保证。 停车支架。停车支架由拖拉机上的双向阀控制，方便与各种类型的拖拉机挂接和停放使饲料搅拌车的停靠更加方便、稳固可靠。 卸料口的设计位置为快捷、方便的卸料提供了保障。主要部件结构示意图如图3-1图3-1 二维总装图1车架 2轮子 3搅龙 4大链轮 5卸料门 6小链轮7锥形齿轮箱 8支架 9箱体1.2可行性分析1.2.1结构的可行性。由动力设备输出动力经过减速器进而把动力传递至第一锥形齿轮箱，再传递至第二锥形齿轮箱，两个锥形齿轮箱驱动双立式螺旋绞龙旋转，旋转的螺旋绞龙将物