开题报告-精粗饲料混合搅拌机的设计

XXXXXXXXX（设计）开题报告课题名称精粗饲料混合搅拌机的设计学生姓名学号所属学院专业班级指导教师起止时间XXXXXX开题报告正文精粗饲料混合搅拌机开题报告一、选题背景及研究目的和意义随着我国畜牧业的迅速发展，养殖业科技水平不断提高，对饲料提出了更高的要求，原有的饲料厂的成料已无法同时满足每家每户的不同要求。饲料工业是现代畜牧业和水产养殖业发展的物质基础，直接关系着农业、农村经济发展和人民群众生活水平的提高，己成为中国国民经济的重要基础产业之一。为了进一步提高养殖质量，养殖户需要自行对饲料进行调整，这样能够满足养殖户的要求的占地面积小、制造成本低的饲料混合搅拌机便迅速在市场中热销。饲料混合搅拌机的发展至今已在饲料机械行业占有重要位置，对其所开展的理论分析和实验研究也更加深入。对混合搅拌技术的研究主要围绕着两个方面展开：一方面是开发新型、高效的混合设备，另一方面是合理地选择混合设备。为了提高饲料混合搅拌机的混合质量，本课题对市场上现有的精粗饲料混合搅拌机的进行改进研究，并设计了新型立式精粗饲料混合搅拌机。二、国内外研究现状和发展状况目前，国内对饲料混合搅拌机械的研究处于刚刚起步的阶段，其研制的饲料混合搅拌机仍属于对现有机型的生产性制造，对于研究开发的饲料混合搅拌机尚未见详细的研究报道。在该技术研究方面，华中农学院的饶应昌对混合搅拌机混合机理进行了总结和分析，给出了搅龙式混合机的工艺算法；东北农学院的姚维侦针对立式物料螺旋输送，研究并分析了垂直搅龙的临界转速，通过试验得出了螺旋搅龙结构参数；东北农学院的朱世浩针对立式混合机，对其搅龙转速、混合时间进行了深入分析；东北农业大学的王德福、夏吉庆教授近几年对全混合日粮混合机进行了较为深入的研究，并取得了相应研究成果，然而在实际混合机应用中仍存在着一定问题。单卧轴式混合技术：东北农业大学王德福教授基于奶牛饲料喂养对单卧轴式全混合日粮饲喂装置进行了总体方案设计和试验研究。通过单轴叶板上所安装的剪切刀、揉搓刀对奶牛混合饲料进行加工，以此满足饲料剪切及揉搓作业要求；同时在轴的旋转下，叶板对饲料进行推送以达到混合的要求。双轴桨叶式混合技术：两根相向旋转的搅龙轴和安装在搅龙轴上方的桨叶，通过桨叶旋转将桨叶一侧物料提起至桨叶另一侧，另一侧物料随桨叶反向移动。以此物料便会落入对方区域内，从而使物料充分混合。立式混合搅拌技术：石河子大学冯静安等人对立式搅拌机结构进行了设计并对搅龙参数进行了优化。通过立式搅龙轴上螺旋叶片提升物料，螺旋叶片上安装的切刀对长草物料进行切割。美国等畜牧养殖业发达国家对饲料混合机械已进行了较为深入研究。六十年代末美国、英国、以色列等发达国家开始在生产中使用。目前，全混合日粮饲养技术在畜牧养殖业发达国家已基本普及。在亚洲的日本和韩国，饲料混合搅拌设备的推广和应用也已经达到50%。畜牧业发达国家在其研究过程中，不但对混合机的结构参数进行深入研究，而且更为注重物料混合方式的研究。主要涉及物料的填装顺序、物理特性（如容重、粒度、摩擦角等）以及混合时间等对混合均匀度的影响。国外也对全混合日粮的评价进行了研究，如粒度测定及混合均匀度测定研究。目前为止，国外就TMR饲料混合机生产厂家多达20多家。混合机按动力来源和行走方式不同可分为固定式、牵引式和自走式三种；按其结构型式分，大约有8种基本混合机型：即立螺旋式、单螺旋卧式、双螺旋卧式、三螺旋卧式、四螺旋卧式、拨轮式、转筒式和链浆式多种混合机。立式螺旋混合机混合室由一个箱体型壳体和一个（或两个）垂直于料箱底面的中心锥形螺旋组成，中心锥形螺旋通过齿轮变速箱来进行动力传递，螺旋叶片上装有切刀，箱型壳体壁面提供剪切面，以完成长草物料的剪切。该种混合机可增加处理干草，甚至是大圆捆牧草，且不需要前处理干草。该种混合机型以扩散形式为主，其结构简单，使用与维护保养方便。卧式混合机是由水平布置单轴、双轴、三轴或四轴和料箱箱体组成，对单、双螺旋混合机物料在螺旋叶片作用下由混合机两侧中部运动并逐渐堆积。对多螺旋混合机，在混合过程中由一根或两根反向螺旋反方向推送物料，以达到较高的混合均匀度。搅龙叶片上安装有动刀，增强了对长草物料的切割能力，以达到高效、快速的混合目的。拨轮式混合机由一组相反方向运动的螺旋输送器和一个拨轮组成。旋转的拨轮通过螺旋输送器所在面反方向旋转提升箱体内物料进入一组旋向相反的螺旋输送器工作区域，从而实现物料的对流混合。动刀部分的旋转可对长茎杆饲料有效剪切和粉碎，可切至3-4英寸，从而很好的将不同种饲料加以混合。这种饲料混合机目前应用也较为广泛。三、本课题的提纲及重点内容1）本课题的提纲（1）粗精饲料混合搅拌机外形的设计；（2）粗精饲料混合搅拌机工作装置的总体设计；（3）混合搅拌系统的设计。2）本课题的重点内容

（1）混合饲料各组成成份物料特性研究，从而为剪切、揉搓及混合室工作部件的几何模型建立提供参数化依据。以饲料各组成份的含水率、摩擦角、休止角及容重等物料特性为影响因素，采用含水率测定仪等仪器按照JB/T9014.5-1999等的测定规程，用常规的检测方法对饲料个组成进行物料特性测定。（2）物料运动混合过程分析研究，利用solidworks软件建立混料系统虚拟样机模型。对物料在混合过程中动态进行模拟并分析物料空间方向的速度情况，运用EDEM软件对混料系统进行描述，分析混合过程中物料运动轨迹，研究物料在搅龙螺旋不同转速、螺距以及物料距离搅龙中轴线相对位置等前提条件下，物料的运动轨迹和速度变化情况。采用数据分析模块将模拟混合仿真数据导出并计算，从而获取混和物料理论变异系数，以此验证总体方案的可行性。（3）试验研究分析设计并试制混合搅拌机物理样机，以混合均匀度和饲料剪切率为指标参数对混合搅拌机进行整机性能检测；通过饲喂试验，以肉羊增重效果和采食量为影响因素对饲喂效果进行研究，以此对饲料混合搅拌装备进行评定。四、研究本课题的指导思想及预计可能遇到的困难1）指导思想通过国内外资料的翻阅整理，掌握了现有饲料混合搅拌机工作装置的特点，并且调研了周边地区饲料混合搅拌机的使用情况及结合周边饲料品种，综合国内外相关方面的成果，整理并分析了资料，针对现有饲料混合搅拌机存在着操作复杂，噪声大，效率低及混合搅拌效果不佳的特点，本课题主要对其主要部件——主轴、搅拌叶片和混合搅拌系统以及零部件的耐磨性等进行试验研究，以提高饲料混合搅拌机的设计理论水平。遇到的问题课题要求完成对精粗饲料混合搅拌机的设计，现有饲料混合搅拌机存在着操作复杂，噪声大，效率低，成本高及混合搅拌效果不佳的缺点，本次设计就会针对提高饲料混合搅拌机的混合搅拌效率，降低成本，使混合搅拌后的饲料充分混合、营养均匀为目的作出优化和设计。五、完成本课题的工作方案及进度计划完成本课题必须要了解精粗饲料混合搅拌机的工作原理及各个机构的选择原则，电动机的选择，工作叶片、传动机构、送料口及传输带的设计。且还需明白零件加工工艺的设计，这些问题均可从工具书，资料中查找的到，也可以向导师求教了解。对于课题设计图纸的绘制需要用到计算机，上边要安装CAD及SolidWorks等绘图软件，用来完成课程设计二维三维图纸的绘制。

第1～2周：根据课题要求，查阅相关资料,确定研究对象,熟悉课题内容。第3～4周：撰写开题报告，了解饲料混合搅拌的工作原理。第5～6周：确定总体设计方案，初步确定在立式精粗饲料混合搅拌的方案。第7～8周：进行该精粗饲料混合搅拌机的研究工作，初步完成精粗饲料混合搅拌机的设计，并绘制出各个零部件的二维三维图。第9～10周：对于所设计的零部件进行校核和受力分析，修改设计图。第11～12周：整理设计过程，撰写产品设计说明书。根据定型的产品结构，绘制出总装配图及各零件图纸。第13～14周：修改完善论文，制作PPT，准备答辩。六、参考文献[1]饶应昌.饲料加工工艺与设备[M].北京:中国农业出版社,1996:96-139.[2]陈玉凤.谈饲料加工中保证饲料混合均匀度的几点措施[J].饲料工业,2002,23(2):8.[3]刘娟.浅析几种饲料混合机的结构,性能与工作特点[J].粮食与饲料工业,1998(11):17-18.[4]王民,杨悦乾,李漫江.饲料混合机的原理及使用维护[J].农机化研究,2000(2):136-138.[5]饶应昌.混合机的混合原理和计算[J].饲料工业,1983,(2):25-29.[6]姚维祯.垂直搅龙的临界转速和最佳参数[J].饲料工业,1984,(4):4-10.[7]朱世浩.立式混合机[J].饲料工业,1985,(4):35-40.[8]刘清萼.卧式混合机的设计[J].饲料工业,1986,(3):26-29.[9]濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计[M].9版.北京:高等教育出版社,2013:143-410.[10]单辉祖.材料力学[M].3版.北京:高等教育出版社,2009:55-230.[11]吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].4版.北京:高等教育出版社,2012:48-163

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