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毕业设计开题报告 设 计 题 目 : 饲料自动混合搅拌机 院 系 名 称 : 机电工程学院 专 业 班 级 : 学 生 姓 名 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 2014 年 3 月 18 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 1 课题研究目的和意义 （黑体小二） 随着我国经济的持续快速发展 ， 人民 生活质量的显著提高 ,畜产品生产和消费量也相应的增加 ； 同时 ， 国家也愈来愈重视现代农业建设并加大投入力度 ，使得粉碎塑料和其他的农产品加工机械的需求量也随之增长。 目前，随着奶牛养殖业生产集约化、现代化水平的不断提高，饲养规模不断扩大，奶牛业对饲料加工设备的需求越来越高。然而，现阶段在我国大部分地区中小企业仍然使用传统的搅拌机，这种搅拌机设备陈旧，工艺落后，生产水平很低，显然是不能够满足现代社会市场的竞争要求 . 近年来 ， 在国家一系列 发展 的驱动下 ， 当前我国的 饲料自动混合搅拌机 工业正处在历史上最好的发展时期 ， 总体形式 看好 ， 已经连续五年保持高速增长 ， 出现产销两旺的喜人态势 。 同时，在 2007 年，国家将继续加大对购买农机产品的补贴力度，而且 随着国家及地方政府对 粉碎机科技的研究 ,各企业 收入将有所增加 ,负担减轻 ,支出减少。这些因素将使 粉碎塑 和其他农产品加工机械的需求量有较大幅度的增长。 2 文献综述（课题研究现状及分析） （黑体小二） 该设计在设计思想、机体结构和具体零件等方面都进行了创新。目前，国内无具体的样机，是一种较新颖的产品。 它在结构设计方面进行的创新 ， 提高经济和社会效益具有重要的意义。因此 应 大力 开 发使其朝着高效低能耗方向发 展 ， 以适合我国的发展需要。 拌机类型及特点 （ 1）卧式搅拌机结构原理及特点 根或 3根水平且平行布置的搅龙和搅龙仓构成，根据需要还可以配备自动取料装置。卧式搅龙饲料搅拌仓如图 1搅龙转叶上配置有特殊圆刀和长圆刀如图 1搅龙设有 3段不同形状的搅拌叶片。第一段是送料段，第二段是混合段，多个叶片按螺旋线间隔排列，第三段为物料出口段，叶片较宽。另外，在主搅龙混合段叶片上装有动力刀片，转动中与箱体侧面定刀片对物料产生剪切和揉搓作用。 物料按配方称质，从底部或上部进入箱内，靠重力落入箱底。启动主搅龙旋转，搅龙的第一段将物料向前推进到第二段，速度有所减缓，增加了横向搅拌混合作用，在动、定刀片的共同作用下，切割粉碎物料。物料继续向前进入第三段，物料向前、向上堆积进入副搅龙工作区，副搅龙为左旋，由物料由前向后输送，在重力作用下，物料再次进入主搅龙工作区，进行再次推进、粉碎、并逐渐向后移动至混合均匀。 其优点是搅拌时间短，尤其适合比重差异较大、较松散、含水率相对较低的物料混合；另外，卧式 合搅拌设备外形通常较窄、较低 ，通过性好，也易于装料。其缺点是在处理、切割大草捆时不如立式搅拌机快速，且搅龙容易磨损；容积相同的情况下，卧式搅拌机的配套动力一般大于立式搅拌机 1。 （ 2）立式搅拌机结构原理及特点 立式 板、螺旋套筒、锥形螺旋叶片和刀片组成。螺旋套筒中安装有传动轴，用来传递动力，带动螺旋套筒旋转。其结构如图 1 混合时饲料以先粗后精的加料顺序，按照干草、青贮、糟渣类、精料顺序加入，边加料边混合，其混合过程包含多种混合形式。立式 机的螺旋搅龙呈锥形，通常由 2 3片螺旋叶片焊接在螺旋套筒上组成，其底部叶片直径与料箱直径几乎相等。搅龙推动饲料转动 2 3圈，可将饲料从底部推至顶部，由于搅图 1搅龙仓结构图 图 1主搅龙 图 1料搅拌机外部结构 龙的锥形结构，物料在上升过程中，叶片承载面积逐渐减小，而料箱顶部的空间很宽大，使得一部分物料被推至顶部下落到料箱底部，而另一部分在上升过程中就向周围抛洒，落至料箱底部。随着搅龙的旋转，物料不断被翻运，形成强烈的对流混合。由于搅龙周围也填满了物料，所以物料在随搅龙旋转和上升的过程中，与周围物料摩擦形成剪切面，物料在升运过程中与周围物料发生剪切混合。物料在 随搅龙旋转的过程中，当到达某一转速时，由于离心力的作用使物料沿螺旋套筒径向方向具有一分速度，受周围物料的阻碍，而与周围物料发生扩散混合。以上三种混合方式是立式 了在混合时能够处理长草，通常在螺旋搅龙上安装有动刀片，为了提高切割作用，还可在料箱上装有长度可调的定刀。饲料在搅龙、切刀的综合作用下不断的被剪切、揉搓、搅拌作用下快速混合均匀。 其优点是可以迅速打开并切碎大型圆、方形草捆，但混合时间较长 (一般20左右 )，比较适合含水率相对较高、粘附性好的物料混合。立式搅拌机一 般使用寿命较长，圆锥型料箱无死角，卸料时排料干净，不留余料 1。 式和卧式搅拌机性能比较 下面我们分别从价格、搅拌效果、搅拌时间、结构特点等方面对卧式和立式搅拌机进行比较 ，见表 表 卧式、立式搅拌机性能比较 机型 性能指标 卧式搅拌机 立式搅拌机 相同容积的 较高 较低 搅拌均匀程度 相同 相同 每批次搅拌时间 约为 12 15分钟 约为 15 20分钟 饲料处理能力 整捆草料或大块青贮甚至会堆积在绞龙上方 能够处理整捆 草料 饲料装载 相对容易 相对较难 结构特点 卧式机型需要链条传动，加工过程中负荷很大，链条寿命短，立式机型的每根绞龙只有一个驱动齿轮箱，结构简单，可靠性高 需要不断更换 相同容积搅拌机消耗动力 大 小 可靠性 卧式机型因其绞龙过长，饲料横压在绞龙上，绞龙和绞龙轴承容易变形或开焊，加大了维护成本 立式机型因其结构简单，故而故障率低，可靠性高 损耗性 容易损耗 不易损耗 卸料 困难 方便 目前在欧美市场销售的搅拌机中，有 70 80是立式机型。立式绞龙呈锥形，其底部叶片直径与料箱直径几乎相等 ，绞龙推动饲料转动 2 至 3 圈，就可将饲料从底部推至顶部，而料箱顶部的空间很宽大，被推至顶部的饲料落回底部，从而不断循环切割、搅拌。它不仅能处理大草捆，而且可以胜任所有饲料配方，容积可以达到很大，最大可达 45m。 3 设计 基本内容、拟解决的主要问题 （黑体小二） 本课题设计的是饲料自动混合搅拌机，饲料自动混合搅拌机制备动物饲料的机器，它的功能包括切割、混合各类饲料原料，该机拟采用电机带动减速系统驱动机械传动实现切割、混合各类饲料原料，通过液压系统与机械传动的结合，实现各种饲料混料的出料。 对所要设计的搅拌机的要求 ： 混合容量： 5m； 最大负荷（ 25km/h）： 5000据文献综述中卧式和立式搅拌机的性能比较，此次毕业设计选择立式饲料搅拌机为原型。 饲料自动混合搅拌机是制备动物饲料的机器，它的功能包括饲料原料切割、混合及卸料。 本次设计的是立式搅拌棒搅拌机。 立式机械冲击搅拌机的转子驱动轴竖直设置，在驱动轴上有不同梯度的搅拌棒 回转进行物料的搅拌 。 机械冲击搅拌机有立式和卧式之分，结构分别如图 2 1（ a）、（ b）所示 （ a）卧式搅拌机 （ b）立式搅拌机 图 2 4 搅 拌机示意图 从图中可以看出，立式结构在空间利用率、搅拌机的安装稳定性等方面都具有明显的优势。另外，从实践中可知，立式结构的搅拌机，物料从进料口进入搅拌室进行搅拌再从出料口出物料，这一过程中物料受重力的作用，可以更方便的搅拌和排出物料，因而搅拌充分且效率高，粒度要求容易满足；还由于其轴是竖直安装，因而其轴承及其它密封装置所受的纵向力要小，使用 寿命要长。 因此本人选取立式搅拌机，其 图如下 图 2 立式 搅拌机结构 示意 图16 1 电机 2 变速器 3 小带轮 4 大带轮 5 筛网 6 中心轴 7 搅拌棒 8 旋转挡盘 9 轴承 10 轴承盖 拌机的工作原理 破碎理论是解决物料搅拌与能量消耗关系的理论基础，探索物料搅拌状态与能量消耗之间的内在联系，对指导制造更有利于搅拌、更节能的搅拌设备，对降低能耗、节约 能源 有重要的理论研究价值和重大的现实意义。自 19 世纪，提出了破碎理论的新概念以来，到上个世纪 80 年代加巴洛夫从结构化学的角度研究了搅拌能耗问题。破碎理论经过 100 多年的发展与完善，在搅拌领域起着重要的指导作用。但这些理论都在一定程度上存在不足及其局限性，从实际使用出发，三大搅拌理论都有各自的适用范围， 具有一定的片面性。随着科学技术的发展，现有的理论落后于实践，传统破碎理论的缺陷与不足日显突出，在许多领域已不能起到指导作用。为此，寻求更合理、更准确、更能反映实际搅拌状态的破碎理论已迫在眉睫。物料变形、破碎过程十分复杂、它不是一个孤立系统，而是一个与外界有物质和能量交换的开放系统，也是一个由稳态一渐变一突变的螺旋式演变过程，同时伴随声、热等能量的耗散。要完整建立系统，建立物料搅拌功耗方程，需要多学科的理论做基础，在多学科交叉融合的前提下，来建立功耗方程才可能更完善和全面，才能揭示物料搅拌 这一复杂系统的内在演变机理。 立式搅拌机采用多口进料，增大了物料进入搅拌室的第一次打击面，喂料轮将物料均匀分散地送至搅拌室进料口，从而使搅拌过程均匀自如。转子为水平状态下旋转工作，转子财团 360 度范围及下方均为筛板，因而筛理面积大。进料装置无需配备吸风系统，这样即节省了这部份电耗，又解决了由于吸风系统故障而产生的搅拌效率低下的问题。但当筛网孔小于 4应考虑采用吸风装置。因为温度较低时容易产生粉尘，出料口采用吸风装置，搅拌效率会有所提高。立式搅拌机可配变频器以实现喂料量的自动调控，使主电机始终保持在额定负 荷状态下工作，以获得最经济加工手段。与卧式搅拌机相比，立式搅拌机的重要重力作用比较明显，物料从搅拌室顶部进料口萍时，其运动轨迹正好与旋转的搅拌棒的运动轨迹垂直相交，加上有多个进料口同时进料，因而物料击中率较高。由于转子上下层存在长短差异，在上层由较短的搅拌棒末端和筛网之间形成的预搅拌区内，大部分物料就得到了搅拌或半搅拌，搅拌合格的物料迅速通过周围 360 范围的筛孔排出搅拌室。半搅拌或未搅拌的物料继续下落，落入转子下层的主搅拌区，于下层搅拌棒对物料继续施加冲击力外，还入得研磨力等联合作用，以使物料得到进一步的搅 拌。 4 技术路线或研究方法 （黑体小二） 1、 设计准备 阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求；分析设计题目了解原始数据和工作条件；通过参观事物和模型和观看电教片，查阅有关设计资料以及必要的调研等途径了解设计对象；准备设计所需材料、上机软件和设计用具等；拟定设计计划。 2、 机械主体结构方案设计 根据机器完成工作的工艺动作分析，提出初步的机构设计方案，通过方案评价，确定出最佳方案，并在此基础上进行机构的尺度综合 ，继而完成机构运动件图的绘制。 3、 机械运动分析和动力分析 进行机械运动分析，检验设计机构是否满足预期的 要求，确定机构各构件的运动参数。根据机械执行构件上所受的载荷，确定机械所输入的扭矩和转速，为选择原动机提供数据；确定作用反力，为轴承设计提供依据。 4、 传动装置的总体设计和传动件等的设计 拟定和确定传动方案；选择电动机；分配传动比；计算各轴上的转速、功率和扭矩；设计传动件；初算轴径；初选联轴器、轴承和键。 5、 装配草图的设计与绘制 分析和选定传动装置的结构方案；根据机箱体、机架与相关附件的结构；完善装配草图。 6、 完成装配工作图 在装配草图的基础上绘制装配图；标注主要尺寸、配合、零件序号；编写标题栏、零件明细表、技术特 性及技术要求等。 7、 绘制零件工作图 绘出零件的必要视图；标注尺寸、公差及表面粗糙度；编写技术要求和标题栏等。 8、 编写设计计算说明书 写明整个设计的主要计算和一些技术说明。 9、 设计答辩 5 设计进度安排 （黑体小二） 开学 3 月 15 日毕业实习阶段。 毕业实习，查阅资料，市场调查，到多个公司实践，撰写实习报告。 3 月 16 日 3 月 31 日论文开题阶段。 论文总体构思方案，填写开题报告。 4 月 1 日 5 月 10 日论文初稿阶段。 撰写毕业论文初稿。 5 月 11 日 6 月 4 日 中期工作阶段。 充实完善毕业论文，中期检查。 6 月 5 日 6 月 7 日毕业论文预答辩。 6 月 8 日 6 月 13 日论文定稿阶段。 论文修改、定稿，材料复查。 6 月 14 日 6 月 16 日毕业答辩。 6 月 17 日 6 月 18 日材料整理装袋。 6 主要参考文献 （黑体小二） 1 冯静安 D009年 2 李胜利 J 2008,44(10):45 陆海霞 ,张丽君 J 2007， (12):4 韩臻 费市场的前景展望 J 2006(08):62 蔡珣 D2005 6 郑国强 ,武瑞 M中国农业出版社 ,2005 7 孔凡真 J. 当代畜禽养殖业 , 2005,(03):40 张文举 ,晏向华 ,龚月生等 2003,23(1):8 凌宝明 ,余学兰 ,汪汉华等 日粮 (养技术 J. 饲料工业 , 2006， 27(3):500 刘希锋 ,徐冬 ,谭海林 拌机的种类与应用 J 2006， (3):1261 宋连喜 ,綦颖 J2004,14(6):422 饶应昌 J 1983,(2):2513 姚维祯 J 1984,(4):44 朱世浩 J 1985,(4):355 陈松 ,黄浩堂 J 2000,(9):166 王德福 ,于克强 J. 东北农业大学学报， 2008,39(5):1287 王德福 ,张建军 J008,13(1):858 王德福 ,王吉权 J2008,39(6):859 于克强 D东北农业大学 ,2007 20 . 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