养殖场自动喂料装置设计
养殖场自动喂料装置设计,养殖场自动喂料装置设计,养殖场,自动,喂料,装置,设计
本科毕业论文(设计)论文题目:养殖场自动喂料装置设计姓名:学号:班级:年级:专业:学院:指导教师:完成时间:作者声明本毕业论文(设计)是在导师的指导下由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文(设计)引起的法律结果完全由本人承担。毕业论文(设计)成果归武昌工学院所有。特此声明作者专业:XXXXXX作者学号:XXXXXX作者签名:XX(手写有效)2013年 4 月XX日(手填时间)VII养殖场自动喂料装置设计作者中文名Farm Automatic Feeding Device DesignLiu, Mou mou英文名示例2015年 X 月XX日摘 要目前大型养猪场中使用的喂料方式有人工喂养和管道喂养,但是这些喂养方式都会产生诸如人工喂养中饲料污染、饲料浪费、每日喂料不规范、管道喂养中管道残留饲料和管道堵塞和管道老化等问题。我国是一个养殖业大国,畜禽养殖量全球第一,但养殖技术落后,生产设施十分简陋,养殖效益差,这一状况已严重影响我国畜禽养殖业的发展。但是目前大规模养殖占的总养值比例很小。我国生猪养殖业70% 以上是由农户散养,养殖结构以分散和农户养殖为主,养殖体系很脆弱。本文通过自动喂料小车实现养殖场自动喂料,自动喂料小车采用轮轨式结构,车体转角处采用圆角过渡。本设计的自动喂料小车结构如图2 所示。小车前端包括三菱PLC 控制系统和1 台前轮牵引电机两部分。小车前轮牵引电机是小车动力的来源,牵引电机的启闭控制小车的前进喂料和后退加料。小车后端包括小车饲料箱、小车喂料箱、两台电机和小车后轮4部分。小车饲料箱的作用是将饲料暂时储存在小车中,需要喂料时饲料箱电机启动,饲料就通过饲料箱口加入到小车喂料箱中。小车喂料箱的作用是喂料时饲料先从饲料箱中加入到喂料箱中,然后喂料箱电机启动,饲料就从喂料箱口加入到猪圈里的食槽中。饲料箱和喂料箱分开设计是为了防止每个圈的喂料量波动范围过大,不会因为喂料量的不同而影响猪的生长,且分开设计能够更好地减少喂料过程中的饲料浪费现象,节约了成本。小车前轮只是起到辅助的作用,并没有动力。本文对养殖场自动喂料装置设计进行设计,主要完成机械结构部分设计,最后还对小车的控制系统进行了PLC控制设计。关键词:养殖场;机械结构;自动上料AbstractFeeding methods currently used for large-scale pig farm of artificial feeding and tube feeding, but the Fed will produce problems such as artificial feeding in the feed, feed waste pollution, daily feeding is not standardized, pipeline feeding in the residue feed and the blockage of pipelines and pipe aging. China is a big country of livestock and poultry breeding, the amount of the first in the world, but in backward technology, production facilities is very simple, the breeding benefit difference, this situation has seriously affected the development of animal husbandry in china. But the current large-scale farms account for a very small proportion of the total breeding value. In China more than 70% pig breeding by backyard farms, breeding structure to disperse and farmers farming, breeding system is very fragile.In this paper, the farm automatic feeding through automatic feeding vehicle, automatic feeding car with wheel track structure, the body corner fillet. Automatic feeding carriage of the design of the structure as shown in figure 2. The car front includes Mitsubishi PLC control system and the 1 front wheel traction two part of motor. Car front wheel traction motor is the source power of the car, traction control of opening and closing of the car forward feeding and backward feeding motor. The car rear end comprises a trolley car feed box, feed box, two motors and the car rear part 4. The car feed box is the role of the feed is temporarily stored in the car, start the feed box motor need to feed, feed by feed box opening into the trolley feeding box. Trolley feeding box is the role of feeding and feed from the feed box was added to the feed box, and then feeding box motor starting, feed from the feed box mouth into pigsties trough. Feed box and a feed box is designed to prevent from feeding quantity fluctuation range of each circle is too large, not because the feeding quantity is influenced by different pig growth, and separate design can better reduce feed waste feeding process, saving the cost. Car front wheel just play a supporting role, and no power.This paper carries on the design to the farms automatic feeding device design, mainly completes the design of mechanical structure, and finally to the car control system using PLC control design.Key Words: farms; mechanical structure; automatic feeding 目 录摘 要IVAbstractV目 录VI第1章 绪论11.1本选题研究的目的11.2选题意义11.3国内外发展状况11.5研究内容和方法72. 养殖场自动喂料装置总体方案设计82.1 总体设计要求82.2 自动喂料小车总体结构82.3 传动装置的结构102.4 自动喂料小车车轮组安装结构102.5自动喂料小车行走机构的设计112.6选择车轮与轨道并验算其强度112.6.1轮压值校核及选择车轮和轨道112.6.2车轮疲劳计算122.6.3车轮强度计算122.7 运行阻力计算132.7.1摩擦阻力矩计算132.7.2摩擦阻力计算132.8 选择电动机132.8.1类型的选择132.8.2功率的确定132.8.3工作机的阻力142.8.4电动机的转速的确定142.9计算传动装置的运动参数和动力参数152.10轴的设计与校核172.10.1轴的设计172.10.2 轴的强度校核17第3章 液压部分设计213.1 液压系统原理设计213.2计算液压缸尺寸及工况213.3液压缸主要尺寸确定233.3.1顶升油缸壁厚及外径计算233.3.2工作行程确定24第4章 系统总体设计264.1 总体思路264.2 主电路设计264.3 PLC选型274.4 系统变量定义及分配表274.5 PLC系统接线图284.6系统软件设计28结束语30参考文献31致 谢32第1章 绪论1.1本选题研究的目的我国是一个养殖业大国,畜禽养殖量全球第一,但养殖生产设备落后的技术是非常简单的,低效率的农业,这种情况已经严重影响了畜牧业的发展中国。但现在增加大型企业帐户的总价值的一个非常小的比例。农业产业化的院子里的农民,农业结构和农民的70以上,以多样化的农业系统的基础生猪养殖在中国是很脆弱的。目前在大公司使用的电源模式有人工喂养和补给线,但这些必须提供人工营养的饲料污染,燃用废料,如非标料管日常食物供给软管和管塞剩余和管道老化等问题。1.2选题意义随着我国养猪场的饲养规模越来越大,国内家禽行业发展迅速,但由于缺乏一个进给机构对应,采用人工喂养,在时间,劳动强度和电源不均匀,浪费严重。为了克服这些缺点,饲养各种大飞跃的机器,但只适合大农业,与人发展农业企业更加了解农业机械化的执行的重要性,他们正试图调整其农业设备的企业。流程管理电源关闭,深入细致的工作,在稳定,最贫穷的环婉工作已导致许多农民努力工作的心态长期和平在公司,工作人员极不稳定,随着社会的进步的崛起就业饲养员他们的工作环境有更高的要求,所以现在普遍招工难的农场,就业难的问题。经验告诉我们,大量增加LAV养猪场机械化难以解决,而出路的有效途径,特别是使用高效率的自动运输和供应系统的工作最显著效果逼真。1.3国内外发展状况从较早的世界观自动送料器的发展,德国,日本等国家,产业发展开始,德国在1940年联邦共和国开始发展动力设备的振动,包括振动给料斗,输送机充满活力,日本50振动电机仿德国今年晚些时候由安川电机(株)和井上精机(株)共同开发了一种新型的发动机的振动,它产生共鸣RFH惯性自动上料机。经过多年的发展,这些国家的馈线技术相对成熟,产品质量较好。我们的汽车行业供应起步较晚,由于生产技术的总体水平相对落后,国内工作在性能和多功能性比国际一般水平等方面的自动上料机,有有一定的差距。的主要性能是在自我能力方面还有待提高。但随着越来越多的支持国民经济和国家政策的快速增长,汽车行业供应加快发展的步伐,技术有了很大的提高。其次,另一个问题是,小车轨道的设计。车追踪携带在车上运行是非常大的,这样才能满足高负荷容量的负载,有必要采用酶标仪高压共轨。标准货车轨道,轨道和支持,以提高面强度,增加轨道的负载能力。此外,如何消除这种现象小车轨道歪斜是一个亟待解决的问题。纵观国内自动喂料机的发展历程,在1950年的过程中,主要是K型机替代自动送料机的内部应用中,模型结构简单,大型,重型设备的功率消耗,和一个小加工量人工喂养,全自动电磁振动给料机60,劳动力电磁感应供电的基本原理,具有容量大,结构紧凑,重量轻,能耗可连续的功能较少间接不规则栈,但情况馈线自动限制非危险,不适合高密度矿物工作电源,在20世纪70年代末和80年代初,旨在提高发动机功率不足自动电磁振动给料机振动应运而生的新型结构简单,自动调整的同步运动的,但由于振动马达,使ADF的电机出现短系列的使用过程中的技术问题;现在一些自动送料器连续的低噪音,低功耗,大容量,连续饲料等都有其优点和适用范围,对不同功能要求的应用程序自动送料器的条件也不同,因此,自动送料器更有针对性的技术设计。国家支持农村集体经济组织,农民和农民合作经济组织建立家禽养殖场,农业区,规模化,标准化养殖的发展。兵马俑牛应根据城市(城市)规划,因地制宜组织实施。农村集体经济组织,农民,畜禽养殖根据乡(镇)土地利用总体规划的农地农用土地建立社区管理的合作经济组织。畜禽,土地使用的权利农业社区届满,需要恢复的畜禽,负责土地使用权的恢复农场社区的原有功能。在养殖场,畜禽,养殖小区需要建立一个永久的施工现场范围(构)筑物,涉及农用地根据“中国Republic土地管理法”的规定,申请转换。近20年来,水产养殖在中国的快速发展,取得了可喜的成绩,肉,蛋,禽产量连续保持世界,提高人民的生活水平,人们的饮食结构的调整,增加农民收入做出了巨大贡献。但不可避免地产生了大量的“黄牛污染”,粪便,污水的随意抛弃农业排放现象非常普遍,当地的环境中心农场恶化间接对水,土壤和空气污染。为了计算粪便排泄,相等于2猪粪排便量的个人,而是根据BOD5(生化需氧量)的排泄量,则相当于13人的猪。根据我们的猪1999 5.2亿美元,其排泄和粪便排泄BOD5相当于10.4十亿欧元分别与6.76十亿人,1鸡粪排泄,排泄BOD5他们分别相当于0, 1排便的0.68人量,根据1999年的鸡3十亿计算的中国,粪便排泄BOD5和粪便排泄在300万欧元等值和2.04十亿人的金额。随着其他牲畜和鸭,鹅,牛的畜禽粪便等纯可想而知。如今,治疗动物排泄物已经成为集约化农业产业的负担,环境控制农业,到这种地步迫在眉睫。农场环境控制包括两个方面:首先,控制环境,从外界的影响和污染的农场;二是防止自己和周围农场的不利影响和污染。在该文件中,第二做一分析。农场对环境的污染,包括农场,灰尘,病菌,噪音小,无动物消化的有机物,矿物质的吸收产生的有毒有害气体,主要的原因是治疗的禽畜废物,尸体“空气,水,土壤不当污染。农业化肥包括粪便,垃圾废弃物的床上用品,生产和生活废水等。在自动送料器的发展允许的,1.企业污染由农场,粉尘产生的有毒气体,致病性微生物排入大气中,可能会因大气扩散和传播而变化。当这些物质在过剩的环境(自净能力)的大气压力的量,将造成危害人类和动物。据调查,10万的养殖场年出栏,是由现在几乎148公斤氨(NH3),13.5千克硫化氢(H2S),24千克粉末和1.4十亿细菌排入大气,这些物质的污染,射程可达5公里,与风灰尘和微生物可以传播疾病30余公里。水体2.农场污染水体污染主要是农场的有机污染物,微生物污染,有毒污染和危险。有机污染是主要是农业的粪便中含有的烃类,氮,磷和未消化入天然水体有机物后下载营养素,能够使悬浮固体(SS),化学需氧量的水(CODcr的),生化需氧量(BOD 5)它增加。当在水中的过量的有机物质,超出其通过稀释,沉淀,吸附,分解,自净能力退化的作用,水质恶化时。有机物微生物降解水中对水生生物提供多种营养物质,水生生物(尤其是藻类)的大量繁殖,所生产的一些毒素和消耗大量溶解氧(DO)的水,最后溶解氧不足,水生生物大量死亡。此时由于缺乏氧气,水,有机物质(包括水生尸体)中的分解,黑水的厌氧降解的和难闻,水“富营养化”,这是难以纯化水并在生活中。微生物污染是主要农家肥料中含有大量的病原微生物,与肥料在水中的身体后,以水为用于传播和扩散的介质,所产生的扩展和某些疾病的扩散,损害健康人类和动物,以及带来的经济损失。据“报道,附近的一个小镇南部的河流,在分析三村养猪场发现,每升水中最多的细菌总数达到11.5到70000000。造成饲料中添加抗生素,违禁药物,矿物质和企业使用消毒剂后,有毒有害物质污染的主要污染粪便进入水体。无粪便直接在(应用)中的土壤无害化处理,粪便分解有机物在土壤中的微生物,在一些植物,二氧化碳(CO2)和水(H2O),纯化或改良土壤的微生物降解的部分。如粪中的(应用)超过的土壤(土壤净化能力)的承重能力的量,不完整或厌氧降解出现,并产生恶臭物质和亚硝酸盐等有害物质,引起土壤组成和特性分解变化,破坏土壤的基本功能。此外,一些高浓度的粪便物质(如:铜,锌,铁,微生物等)的将伴随粪肥在土壤中,引起土壤中的含量适当的材料(营养富集)异常高的,不仅对土壤本身损坏或改变结构而且还影响人类和动物生活在它的健康。养殖场污染环境主要是由于大量的农业肥料输送和处理使用不当造成的疾病的。减少使用的想法,一方面是,以尽量减少畜禽粪便排放(生产),其他的积极和负责任的养殖粪便运用声处理的量的成本,农业是有效控制的主要途径污染。今天,有许多学者,专家,农场动物,农场管理,生产过程,进行了深入的研究,取得了良好的效果的营养厂家。减少或消除废水的育种量放电主要是用在有效的营养干预,在不影响的前提下,动物和农业效率的增长,一方面,增加了性能添加剂或高原料饲料消化率合理地减少家畜和家禽饲料的营养成分含量减少排泄营养素,以减少排气育种污垢的量,通过加入添加剂其次促进动物营养物质的消化吸收,提高的营养使用的营养素率(沉积速率)的消化,牛(粒),以减少农业用地的排放量。减少或消除畜禽养殖废水的排放量,是解决农业污染的根本途径。可以通过平衡膳食氨基酸降低家畜和家禽的氮含量,氮排泄是造成环境污染的主要因素之一。 (这在粪便33,在尿液中的67)的一般干燥氮排泄占2.0和6.0。主要是通过摄取动物蛋白(蛋白氮平均16)和氮的其他状态的,消化吸收后,它被沉积在约35的动物的身体的,剩下的约65排出体外。在消化,排泄率和存款不同的营养素的不同生长阶段的猪。猪摄入平均氮在体外约65的排放。蛋白质是由氨基酸,蛋白质和利用的氨基酸和它们的相对营养蛋白的吸收一般被认为是营养氨基酸,以增强吸收和利用食物蛋白质,我们必须提高进料的氨基酸组成。研究表明,在加入的原料中的一些氨基酸,在不影响的前提下,动物和农业效率的生长,可适当降低饲料中的蛋白质含量,从而降低氮排泄的内容。涌(1991)表明,该蛋白质理想的应用(氨基酸)饮食配制概念猪,氮的排泄,可以减少30,而且还可以减少空气中的氨的浓度和农场气味。 Han等。 (1995)测试总结,仔猪饲料加0.1至0.2的赖氨酸,可减少蛋白质供给2个百分点,减少了氮和磷排泄的量20.90和17.71。他总结了鸡,猪的饲料结果更赖氨酸,在正常情况下,可促进肉鸡的赖氨酸的增长也可以减少氮的排泄。的16的粗蛋白原料肉鸡(3-6周)中加入0.2的赖氨酸和18的蛋白质饲料增益和每日食物摄取的它的转换率相似,但会降低,分别排泄氮和15.40和7.92的干物质含量的。町等人(1995)报道,20的蛋白质饲料肉鸡每赖氨酸和蛋氨酸的0.1,23的增长的结果,类似于对照组的蛋白质的作用,但减少干物质,氮和磷的排泄9.69,分别为22.9和12:46。 lenis和jongbioed(1991)报道,猪如果饮食蛋白的水平降低1,尿量减少11。 orock等。 (1997年)试验,蛋白质饮食中的4以下,在构成四种必需氨基酸,可以减少谷仓氨的69。类似的研究不再打算在这里描述了。总之,平衡在不同程度上可以降低氮气和其他内容排泄物氨基酸,蛋白质的饮食中含量低,减少畜禽(养殖污垢)的成本和减少的难度的后续处理环境的粪便污染。酶是生物催化剂的高效,动物体消化和吸收必需的营养物质的催化剂。添加某些酶在饲料中不仅能促进消化和营养充足的吸收,还能帮助消化和减肥的吸收通常不(或更少)由动物的消化和营养的吸收,并因此可以改善消化动物的养分利用率,减少废物的某些组件和营养素(有机物)的含量,减少对环境的污染排放。 komegay(1996)报道,添加200100ou植酸酶,磷排泄可以减少25至50。他认为,在一个头生长肥育猪(体重18-100公斤,317千克食物消耗)喂养植酸酶,磷排泄15公斤减到0.11千克后。町(1995)0.1八酶饲料的鸡,干物质,氮和磷排泄的结果由17减少到18,24至28和12至27的。 Simons等(1990)报道,在加入植酸酶玉米 - 大豆基肉用仔鸡饲料不能在磷的大约33的被使用变得可用磷,从而降低了磷的排泄从17至42。尽管促进和酶和一些困难的广泛应用,但有其独特的作用,提高饲料转化率,降低粪便的外观,所有的养殖场后(特别是大型养殖场)控制环境和减少农业成本有效的方法。为了减少营养物质的排泄牲畜的供应,许多学者对此进行了市场上的深入研究也有一些非常有效的添加剂。有机螯合微量元素,而不是无机微量元素添加剂的添加剂,可以有效减少矿物元素含量的排泄。研究表明,在100ppm的铜赖氨酸(有机铜)和效果最为250ppm硫酸铜饲料中的类似的形式,但前者小猪饲料级是显著降低的铜含量排泄。 Kim等人。 (1995年)添加在动物饲料肉类生产400ug /公斤甲基吡啶铬可以减少干物质和氮的排泄是分别为5.39和1.57的量。添加400ug / kg饲料甲基吡啶铬层,分别减少干物质和15和32的氮排泄量。当然,在一个合理的方式,以减少营养物质的浓度在饮食,选择易消化的饲料或原料的高效吸收,减少或禁止使用有害添加剂,具有合理的清淤过程中,加强管理,人工喂养的多级,减少电力的浪费等可有效地减少粪便排泄营养素有毒或有害的量,农业污垢,以减少对环境的压力,也能带来巨大的经济利益。本着“减量化、无害化、资源化”的原则,牲畜的污水处理和合理利用,禽畜废物是污垢的财富和减少环境污染的养殖场的重要举措。后畜禽粪便中含有大量的有机物质,矿物质,腐殖质,水分和其他营养物质,安全处置杀死病原体,寄生虫和鸡蛋等。其中,已应用于农业用地改善土壤团粒结构,提高保水的土壤,肥料喂养牲畜和家禽饲料储蓄的能力,降低养殖成本,提高养殖效率。后废水的净化的分离可重复用于洗涤马厩,农业节水。总之,污垢农业利用合理的治疗损伤变废为宝,促进农业和畜牧业,维持生态平衡和良性循环问题的可持续发展具有重要意义和深远的意义。堆肥:粪肥的需氧发酵的方法。有机物和产生热能,它可以杀死病原体,寄生虫及其卵等粪便微生物分解,在粪便中的有机分子的分解,可以容易地降解成被植物吸收为有机肥料高效的小分子,特别是包括自然土壤和沉积的方法现代化。灭菌过程后,电源家禽粪便中含有丰富的营养成分。据调查,含有干粪15的粗蛋白,10至16的从8的总氨基酸的30的粗纤维,以10,其中,高达0.9的赖氨酸的,蛋氨酸0.23 ,胱氨酸0.2,磷3.0,钾1.7,以及元素和维生素,铁,铜,锌,镁等微量元素B2,维生素B12,胆碱和其它维生素。然后,将粪便混合,灭菌后,干燥等处理,可以用于一个舒适约干燥,化学处理,发酵,青贮生产食品的方法,通过在喷雾热处理制成当然,畜禽扩张,还有一些其他的方便提手屎经济的做法。的用作基肥农业用地适量,一到改善地球的生育力,其次,以减轻他们的工作,为污染和治疗环境。养殖废水处理和利用讲述了固体废弃物,污水处理和主要使用农业正面的故事,本节的重点是水产养殖的污水(液)处理和使用。虽然需要农业土壤处理,但相对于前一个在具有更逼真的术语,意思为废水养殖处理更加迫切。原因之一是水产养殖量的废水排放,其次是因为人民的污染风险的认识更加养殖不足,重视不够。纯化可分为物理,化学,生物处理三类,包括化学治疗由于需要的化学品,其成本是高的,有二次污染的问题,需要技术人员的专门处理,小公司一般不适合使用。物理处理通常是在水产养殖处理流出物中的第一步骤。包括过滤,沉降,固液分离,主要是除去污垢农业不溶性杂质或机械。生物处理法是利用微生物在废水分解的有机物,从而使复杂的有机化合物降解为不稳定简单的微生物,无机或合成的,污水处理和保护环境。根据生物处理的微生物的类型可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。首先是在微生物的有机物的一部分,另一部分被分成CO 2,H 2 O盐,NO3-,SO42-,PO43-等;后者除了产生细胞,也产生CO 2,CH 4,H 2 S等(即甲烷)。因为BOD5反映浆料可以是有机的质量的微生物分解。您可以使用BOD5和CODcr的比例()来确定生物处理的可行性。此值 45的盈利是好的; 30可以时尚; 30为差; 60m/min,1.6,工作类型为中级时,车轮直径为=400mm,轨道为P38,其许用轮压为16t,故可用.2.6.2车轮疲劳计算疲劳计算时的等效载荷: (1.2)式中 等效系数 由表1-20查得车轮的计算轮压: (1.3)式中 冲击系数,由表2-7查的。当载荷为第一种时,运行速度V 1时,=1 载荷变化系数,查表2-8,当1.6时,=0.8根据点接触情况计算接触疲劳应力: (1.4)式中 轨顶弧形半径,由表3-8-15查得。对于车轮材料,由表5-4查得=17000-19000。比较得,故疲劳条件满足。2.6.3车轮强度计算按点接触进行接触力的强度校核: (1.5)式中 冲击系数,由表2-7查得对于车轮材料,由表5-4查得=20000-23000。比较得,故强度条件满足。2.7 运行阻力计算2.7.1摩擦阻力矩计算摩擦总阻力矩: (2.1)由表8-1-102知车轮轴承型号为7520,内径值为;由表7-1至7-3有为滚动摩擦系数;轴承摩擦系数;附加阻力系数。代入上式得:2.7.2摩擦阻力计算 运行摩擦阻力: (2.2)2.8 选择电动机 2.8.1类型的选择 根据电源的种类,工作要求,工作环境,载荷大小,本设计中选择我国新设计的国际市场上通用的统一系列Y型系列三相异步电动机。2.8.2功率的确定 计算工作机所需的功率Pw 工作机所需的功率Pw(kw)由工作机的工作负载(阻力)和运动参数计算求得:式中 Fw工作机的阻力(N) Vw工作机的线速度(m/s) Tw工作机的转矩 (N.M) 工作机的效率 2.8.3工作机的阻力已知V=200m/min3.33(m/s)又F=G1G2=150005000=20000(N)Fw=20000(N)由手册表1-14查得车轮与钢轨的滚动摩擦系数f0.050.07, 本设计中取 f0.15,Fw=f.F200000.15 3000(N)工作机的效率 由手册表1-15查得链传动的0.97 工作机的功率Pw 电机的输出功率 P0由工作机所需功率和传动装置的总效率可求得电动机所需的输出功率 式中为电动机至主传动装置的总效率(包括链轮传动,两对滚动球轴承一弹性联轴器弹性体联轴器)值的计算 12由手册表1-15查得 链轮传动10.97 滚动球轴承2 0.99因此 0.970.99 0.96所以 确定电动机的额定功率 Pm:按下式确定电动机的额定功率Pm(11.3)P0 功率的大小可据负载状况来决定,由手册第一篇中有关Y系列电动机技术参数的表中,取电动机的额定功率为Pm11KW,符合设计要求。2.8.4电动机的转速的确定从动轴的转速: r/min按手册表14-1推荐的各种传动机构传动比的范围,取链轮传动的传动比为i1,所以,电机可选择的转速范围为n电动机型号的确定:选择JK系列减速电机Y2160M-4 减速机:DCY200-2N i=402.9计算传动装置的运动参数和动力参数2.9.1 计算总传动比i 传动装置的总传动比 1 式中 nm电动机满载转速 Nw轴转速2.9.2各轴的转速 I 电动机转速 n129r/min 轴 29r/m2.9.3 各轴的功率 I 轴 P1Pm2110.99510.945(kw)II轴 P2P11310.9450.970.99=10.51KW2.9.4各轴的转距 电机轴 T03640(NM)I 轴 T1T03640(NM)II 轴 =3461N2.9.5链轮、链条的选取校核设轴径d50mm,链传动比i1选择链轮齿数:初步确定Z33定链的节距取KA1.0,齿数系数KZ0.73,单排链,则计算功率为1. 选择链条型号和节距根据Pcm8.03KW及n129r/min查表9-11,可选32A 查表的链条节距为P=50.82. 计算链节数和中心距初选中心距a0=(3050)P=(3050)x50.8mm=15242540mm取a0=1550 相应的链长节数为 取链长节数Lp=94节链长L=LpP/1000=94*50.8/1000=4.8m查表得中心距计算系数f1=0.24467,则链传动的最大中心距为2337.6mm3. 计算链速V,确定润滑方式由v=0.810m/s和链号32A,查图9-14可知应采用滴油润滑4. 计算压轴力Fp有效圆周力为:链轮水平布置时的压轴Kfp=1.15, 则压轴力为Fp=KfpFe=1.1513580.2=15617.2N计算结果总汇:链条规格:32A单排链,94节,长4.8m大小齿轮数都为33,中心距a=1550压轴力为15617.2N, 轴径d=76,轮径D=209mm2.9.6 轴承的选取校核设计选取运输车工作速度为20m/min则每个轴承所承受的压力为F=525000/4=131250N转速为则查表6-4,选择调心滚子轴承,代号为22214C其基本参数为:d=70mm D=125mm B=31mm =158KN =205KN 径向载荷 =131250N轴向载荷=0N / =0h 故轴承寿命满足条件。则轴承选取合适。2.10轴的设计与校核2.10.1轴的设计2.10.2 轴的强度校核进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选取其许用应力。对于仅仅承受扭矩的轴,应按扭矩强度条件计算;对于只承受弯矩的轴,应按弯矩强度条件计算;对于即承受弯矩又承受扭矩的轴,应按弯矩合成强度条件进行计算,需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。传动轴受力结构简图如下:1.校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后,可针对某危险截面做弯矩合成强度校核计算。按第三方强度理论,计算应力:通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力,而由扭矩所产生的扭转切应力则常常不是对称循环变应力。轴的扭转强度条件为:由上式可得轴直径:2.校核轴的强度:已知轴的弯矩和扭矩后,可针对某危险截面做弯矩合成强度校核计算。按第三方强度理论,计算应力:对于直径为d的圆轴,弯曲应力为,扭转切应力为,将,代入公式得轴的弯扭合成强度条件为:式中:轴的计算应力,MPa M轴所受的弯矩,N.mm T轴所受的扭矩,N.mm W轴的抗弯截面系数, 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力3.按疲劳强度条件进行精确校核求出计算安全系数并应使其稍大于或至少等于设计安全系数S,即:3.轴的刚度校核计算轴的弯曲刚度校核计算:式中:阶梯轴第i段的长度,mm 阶梯轴第i段的直径,mm 阶梯轴的计算长度,mm 阶梯轴计算长度内的轴段数。当载荷作用与两支承之间时,Ll(l为支承跨距);当载荷作用于悬臂端时,L=l+K(K为轴的悬臂长度,mm)。轴的弯曲刚度条件为:挠度 偏转角 式中:轴的允许挠度,mm轴的允许偏转角,rad轴的扭转刚度校核计算轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。圆轴扭转角的计算公式为:光轴 阶梯轴 式中:T轴所受的扭矩,N.mm G轴的材料的剪切弹性模量,MPa,对于钢材, 轴的截面的极惯性矩,对于圆轴, L阶梯轴受扭矩作用的长度,mm ,分别代表阶梯轴第i段上所受的扭矩,长度和极惯性矩,单位同前 Z阶梯轴受扭矩作用的轴段数。轴的扭转刚度条件为:式中,为轴每米长的允许扭转角,与轴的使用场合有关。第3章 液压部分设计3.1 液压系统原理设计该液压系统中,顶升油缸的上升,下降的速度要求不一样,有各自的速度要求,在一般情况吓,要求运动平稳性好速度负载特性好,所以在缸的路中采用单项调速的回油节流调速回路。本液压系统设计中,顶升油缸换向阀处于中位机能时及缸定位时,泵油卸载回路即容载运行,本设计采用M型换向阀中位机能的卸载回路。考虑到该系统中液压缸在工作时速度负载变化流量变化较大,从节省能量减小发热泵源系统重选用变量泵供油。由于顶升油缸要有定位功能,所以顶升油缸油路中装有液压锁即:液控单向阀,在所选基本回路的基础上在综合考虑其他因素的影响和要求便于组成图313的液压回路图:3.2计算液压缸尺寸及工况1.顶升油缸a ,缸内径D,活塞杆直径d的确定由公式 可求得杆径D式中 F液压缸的受负载(N) P1液压缸设定工作压力(mpa) P2液压缸工作背压(mpa) Gcm液压缸机械效率一般=0.90.97 本设计中去g=0.9所以 = =209mm说明d/D电液压缸内径D与活塞直径d的关系可当工作压力P7mpa时可选d/D0.7电液压缸内径尺寸系列(GB2348-80)液压缸内径标准值为D1=200mm所以活塞杆直径d1=D1*0.7=200*0.7=140mm由活塞杆直径系列(GB2348-80)可求得活塞杆直径标准值为d1=140mm2.油缸各面积计算无杆面积 : A1=有杆面积 活塞杆面积3.计算油缸在工作循环中各阶段所需压力流量和功率:计算油缸在工作循环中各阶段所需压力流量和功率列于表中34中表34各工况所需压力流量和功率工况计算公式F0(N)液压缸P1(MPa)qv(l/mm)P(KW)上升49001.59109.9017.474顶起2695008.6109.90 94.544下降49003.011434.2 3.3液压缸主要尺寸确定3.3.1顶升油缸壁厚及外径计算由前面计算可知顶升油缸内径D1=200mm活塞杆直径d1=140mm 液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算:液压缸的壁厚一般是指缸内筒中最薄处的厚度。从材料力学可知,承受内压力的圆筒其内应力分布规律因壁厚的不同而各异,一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒起重运输机械和工程机械的液压缸一般用无缝钢管材料太多属于薄壁圆筒结构,其壁厚按薄壁圆筒公式计算: 式中g液压缸壁厚(m) D液压缸内径(m) PY实验压力,一般取最大工作压力(1.251.5)倍mpa 6缸筒材料的许用应力取6=100-110mpa无缝钢管所以D外D128200225250mm3.3.2工作行程确定液压缸工作行程长度根据执行机构实际工作的最大行程来确定所以顶升缸实际最大行程并参照液压缸活塞杆行程参数系列(GB2349-80)表可查得标准值为L1200mm某自动生产线上,使用有轨小车来运转工序之间的物件,小车的驱动采用电动机拖动,其行驶示意图如图1-1所示。电机正转,小车前进;电机反转,小车后退。34 图3-1行驶小车示意图控制过程为:(1) 小车从原位A出发驶向1号位,抵达后立即返回原位;(2) 接着直向2号位驶去,抵达后立即返回原位;(3) 第二次出发一直驶向3号位,到达后返回原位;(4) 必要时,像上述一样小车出发二次运行一个周期能停下来;(5) 根据需要小车也能重复上述过程,不停的运行下去,直到按下停止按钮为止。第4章 系统总体设计4.1 总体思路在自动行驶小车控制系统中以PLC为核心,通过各种输入端接收各种输入信号,处理后经输出端输出控制信号,通过控制器里的继电器等电器开关的开通与闭合来控制小车的左行、右行与停止。根据控制任务和设计要求所设计的方案流程如图2-1所示 图4-1 自动行驶小车控制系统方案流程图在图4-1中,可以看到,本次设计的核心思想:通过PLC控制电机的正转和反转达到小车的前进和后退,并在一定条件下停止运行,实现了对小车的自动控制,满足了工业生产的要求。4.2 主电路设计本设计重点内容之一是设计电动机的正反转控制逻辑,电动机的正反转决定了小车的前进后退,因此合理的设计电动机的正反转逻辑是一项必要并且非常重要的任务。本文设计的电动机正反转的思想是把三相异步电动机的三相中的任意两相互换,电机可由正转变成反转。为了保证两个接触器不能同时得电,提高可靠性,还需加入互锁电路,集合以上要求,该控制系统的主电路如图4-2所示 图4-2 控制系统的主电路图4.3 PLC选型 根据设计要求,系统的输入量有:启、停按钮信号;1号位、2号位、3号位限位开关信号;连续运行开关信号和原位点限位开关信号,系统的输出信号有:运行指示和原位点指示输出信号;前进、后退控制电机接触器驱动信号,共需实际输入点数7个,输出点数4个。其输入点数14个,输出点数6个,
收藏