养殖场自动喂料装置设计【自动喂料小车设计】【全套设计含CAD图纸、说明书】
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 :养殖场自动喂料装置设计II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)养殖场自动喂料装置设计III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2014 年 X 月 XX 日养殖场自动喂料装置设计IV摘 要喂养方法目前用于人工饲养和喂养管大型养猪场,但美联储会产生如在饲料中人工喂养问题,饲料废物污染,日摄食不规范,管道中残留的饲料喂养和管道和管道老化堵塞。中国是一个大国,畜禽养殖,世界第一的量,但在技术落后,生产设施非常简单,养殖效益差,这种情况已经严重影响了中国畜牧业的发展。但目前大型养殖场占很小比例,总育种值。在中国 70%多个养猪的后院式养殖场,养殖结构分散农户的养殖,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。自动送料小车结构本文设计的是汽车前端包括三菱 PLC 控制系统和 1 个前轮的牵引电机两部分。小车前轮的牵引电机车的电源,打开和关闭落后的车子向前送料电机牵引控制。小车尾部包括电车料箱,料箱,两个电机和小车后部 4。车料箱料的作用是暂时存放在车里,开始进给箱电机需要的饲料,饲料的饲料箱开口进入滚轮进给箱。车料箱、进料和出料从料箱的作用被添加到饲料箱,然后进给箱,电机启动,从进料箱口进猪圈的槽。料箱、料箱的目的是防止喂养每圈量波动幅度过大,不是因为进给量是由不同的猪生长的影响,与单独的设计可以更好的减少食物浪费加料工艺,节约成本。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;自动上料养殖场自动喂料装置设计VAbstractFeeding 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 feedingVI目 录摘 要 .IVAbstract .V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 .15VII2.10 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32VIIIIXXXIXII武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸1第 1 章 绪论1.1 本选题研究的目的我国是个养殖业大国,水产养殖,畜禽养殖占全世界第一,但育种技术落后,生产设备简陋,育种效率低,这种情况已经严重影响了中国畜牧业的发展。但目前大型养殖场占很小比例,总育种值。在中国 70%多个养猪的后院式养殖场,养殖结构分散农户的养殖,养殖体系很脆弱。目前在规模化猪场人工饲养和管饲两饲养方法,但这些喂养姿势如在饲料中人工喂养问题,饲料废物污染,日摄食不规范,管道中残留的饲料喂养,管道和管道老化等堵塞。1.2 选题意义随着我国养殖规模越来越大,国内肉鸡产业迅速发展,但由于缺乏料机配套使用,采用人工喂养,费时,费巩,和进料不均匀,严重浪费。为了克服这些缺点,饲料机械有几个大的飞跃,但它们只适用于大规模的农业,为人的发展带来更多的意识到农场的农业机械化农场设备的重要性,他们正努力工作。封闭式管理的劳动强度,超高和糟糕的工作在猪场环湾 LED 许多管理员难以农场长期工作在饲养过程中,工作人员是非常不稳定的,随着社会的进步和就业机会的增加,饲养员的工作环境也有了更高的要求,因此目前猪常见的有难以招聘,就业问题。经验告诉我们,大大提高机械化水平是解决养猪场就业困难和实践方式的有效途径,特别是高效率的自动送料、送料系统的影响最为显著。1.3 国内外发展状况从世界自动喂料机的发展现状,发展开始在德国,日本和其他国家行业较早,在第二十世纪 40 年代联邦德国开始振动给料设备的发展,包括振动给料斗,振动输送机;通过德意志联邦共和国的振动电机仿晚 50 天,由安川电机(株)和 Inoue 精密机械(应变)共同开发的新型振动电机,产生 RFH 式惯性共振自动送料机。经过多年的发展,在这些国家的自动送料机的技术已经比较成熟,更好的产品质量。自动送料机行业在中国起步较晚,制造业的整体技术水平相对落后,自动送料机的产武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸2品一般都与国际水平相比在性能和泛化存在一定差距。它主要表现在自我的能力等方面有待进一步提高。但随着国民经济和国家政策的支持,以增加强度的快速增长迅速,中国自动送料机行业的发展速度,技术水平有了很大的改进。其次,另一个是小车轨道设计的主要问题。小车轨道负荷是非常大的汽车运行时,为了满足高负荷能力,有必要采用共轨压力板仪。使用标准轨电车轨道,轨道和支持,以增加受力面积,增加轨道承载能力。此外,如何消除小车啃轨现象是一个迫切需要解决的问题。从观察国内的自动养殖机的发展历程年,50 年代的第二十世纪,K 型在国内的应用主要有机械往复自动送料机,该机具有结构简单,功率消耗的优点,重型设备,处理能力小,间接桩进料不均匀型;60 出现在电磁振动自动送料机,对电磁感应原理工作的主要使用饲料,具有处理能力大,结构紧凑,重量轻的优点,无级调速,动力消耗少的特点,但式自动送料机是有限的非防爆的场合,不适用于密度较大的矿送料工作;在 70 年代至 80 年代初端,电机振动自动以提高电磁振动给料机,应运而生的自动送料机的缺点的出现,该模型具有了结构简单的优点,同步运动的自动调整,但由于电机的振动,使自动送料机的电机使用寿命短、使用过程中的一系列的技术缺陷,连续自动送料机;既有各自的优点和适用范围,低噪音,低功耗,大容量、连续喂,等等,不同的自动送料机的功率要求也不同,因此,在更加有针对性的技术设计的自动送料机。国家支持农村集体经济组织,牲畜和家禽养殖场,建立农村社区合作经济组织的农民和畜牧业,大规模的发展,标准化养殖。乡(镇)土地利用总体规划应当根据当地的牲畜和家禽养殖场地的实际情况。农村集体经济组织,农民,根据经济合作组织畜牧业和城市(镇)总体规划建立的牲畜和家禽农场,农场土地的农业土地利用管理。牲畜和家禽农场,农场的土地使用权期满,有必要恢复原来的目的,由畜禽养殖场,养殖面积的土地使用权的,应负责修复。畜禽养殖场,养殖区,有必要建立一个永久性建筑(结构)的建设,涉及农用地转用的,应按照“管理法中华人民共和国的中国土地的规定。在过去的 20 年中,中国的水产养殖业的快速发展,取得了可喜的成绩,肉类,家禽,蛋生产继续保持世界第一,人民生活水平的提高,人们的饮食结构必须调整做出了巨大的贡献,增加农民收入。但不可避免地产生了大量的“畜牧业污染,畜禽粪便,水产养殖废水,从任意堆普遍现象的排放,农场集中环境退化的地区,间接地对水,空气和土壤污染。按粪便排泄量计算,1 头猪的排粪量相当于 2 个人的排粪量,而按 BOD5(生化武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸3需氧量) 的排泄量计,则 1 头猪相当于 13 个人。根据中国 1999 个 520000000 头猪的粪便排泄,排泄和 BOD5 分别相当于 1040000000 人和 6760000000 人;粪便排泄和 BOD5 1只鸡排泄粪便量相当于 0.1 人和 0.68 人,根据中国 1999 个 3000000000 只计算,粪便排泄粪便排泄量和 BOD5 是等价的 300000000 人和 2040000000 人。排泄加鸭,鹅,牛和其他牲畜和家禽,可以想象的数量。现在,畜禽粪便的处理已成为集约化畜禽养殖的负担,为即将在农场环境控制点。农业环境控制主要包括两个方面:一是从外部控制的影响和污染的农田环境;二是防止自身及周围环境的影响和污染的选育。本文针对后者作一浅析。养殖场对环境的污染包括养殖场产生的有毒有害气体、粉尘、病原微生物、噪声、未被动物消化吸收的有机物、矿物质等,究其原因主要是养殖粪污处理不当,对大气、水体、土壤造成的污染。养殖粪污包括畜禽粪便、废弃的垫草垫料、生产及生活污水等。1.养殖场对大气的污染养殖场产生的有毒有害气体、粉尘、病原微生物等排入大气后,可随大气扩散和传播。当这些物质的排出量超过大气环境的承受力(自净能力)时,将对人和动物造成危害。据调查,十万个养猪场,年产量,每小时可向大气中排放近 148 公斤的氨(NH3) ,13.5公斤的硫化氢(H2S) ,24 公斤粉尘和 1400000000 种细菌,这些物质污染半径 5 公里,灰尘和微生物,可以在上面发病风旅行。2.养殖场对水体的污染养殖场对水体的污染主要为有机物污染、微生物污染、有毒有害物污染。有机污染主要是碳氢化合物,含有有机肥氮,磷和有机质营养不吸收排入天然水体,使水的悬浮固体(SS) ,化学需氧量(COD) ,生化需氧量(BOD )增加。当有机物在水里,在稀释,沉淀,吸附,分解,自净能力下降,水质恶化。利用微生物降解有机物在水,提供营养丰富的水生,水生生物(主要是藻类)大量繁殖,产生毒素和消耗水中的溶解氧(DO)量大,最后溶解氧的消耗,水生物的死亡。在这个时候,由于缺乏氧气,水中的有机物质(包括水体)降解为厌氧分解,使水变得黑暗, “富营养化”中的水,水是很难净化和恢复活力。微生物污染主 要是养殖场粪污中含有大量的病原微生物,它们随粪进入水体后,以水为媒介进行传播和扩散,造成某些疫病的传播和扩散,危害人和动物的健康并带来经济损失。 据报道,南三村附近的河农场的分析表明,每 700000 公升的水到 11.5 细菌总数。有毒有害物质的污染主要是指其在饲料中抗生素药物,结果,矿物质和消毒武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸4剂与污水养猪场排放到水污染。养殖场粪污不经无害化处理直接进(施)入土壤,粪污中的有机物被土壤中的微生物分解,一部分被植物利用;一部分被微生物降解为二氧化碳(CO2)和水(H2O) ,使土壤得到净化或改良。如粪污进(施)入量超过了土壤的承受力(土壤自净能力) ,便会出现不完全降解或厌氧腐解,产生恶臭物质和 亚硝酸盐等有害物质,引起土壤成分和性状发生改变,破坏了土壤的基本功能。此外,一些材料中牛粪高浓度(如:铜,锌,铁,微生物)随粪便进入土壤,造成异常物质含量相对高的土壤(养分富集) ,不仅造成损坏或改变土壤结构,而且也影响生活的人和动物健康。在环境污染的农场主要是因为肥大型无序排放及处理不当。使用的思想,开源节流,以减少粪便的排放量一方面(生产) ,另一方面,积极和负责任的粪便无害化处理和利用,是有效控制水产养殖污染的主要途径。目前,有许多学者,专家,育种制造商从动物营养,进行了深入的研究,饲养管理,生产工艺等方面,取得了初步结果。减少或消除养殖排污中主要采用的是营养的有效措施,在不影响动物的生长和繁殖效率高,加入添加剂或高饲料原料的消化率,降低饲料中营养素的含量,减少营养物质的排泄,减少排放养殖污物;另一方面,通过提升营中的添加剂的牲畜和家禽的消化和营养物质的吸收,提高饲料(颗粒)对营养物质的消化率(沉积速率) ,以减少培养污染排放量。减少或消除养殖排污是解决水产养殖污染的根本途径。通过氨基酸平衡的饮食可以减少畜禽排泄物中氮含量,氮是一种废弃物对环境的污染的主要因素。粪氮占干物质的 2% 6%(包括 33%的粪便,尿中 67%) 。畜禽主要通过日粮摄入蛋白质(蛋白质平均含氮 16%)态等氮元素,经过消化吸收,被动物机体沉积利用约 35%,其余约 65%排出体外。猪在不同生长阶段对营养物质的消化率、排泄率和沉积率不同。猪摄入的氮平均约 65%排出了体外。蛋白质是由氨基酸组 成的,蛋白质的吸收利用率与其氨基酸组成有关,普遍认为蛋白质营养就是氨基酸营养,要提高饲料中蛋白质的吸收利用率,就必须改善饲料的氨基酸组成。chung 等 (1991)研究表明,应用理想蛋白(氨基酸)概念配制的猪日粮,氮的排泄量可减少 30%,同时也能减轻养殖场空气中氨的浓度和臭味。han 等( 1995)通过试验总结,仔猪饲料加 0.1%0.2%赖氨酸,可降低饲料蛋白 2 个百分点,减少氮和磷的排泄量为 20.90%和 17.71%。他在总结了鸡、猪饲料中加赖氨酸的结果,一般情况下,添加赖氨酸能促进肉鸡生长,也能降低氮排泄量。武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸5肉鸡(36 周)16%粗蛋白饲 料中添加 0.2%赖氨酸与 18%蛋白质饲料其日增重和饲料转化率相似,但降低氮和干物质排泄量分别为 15.40%和 7.92%。orock 等 (1997)试验中,降低日粮 4%的蛋白质,补足四种必需氨基酸,可降低猪舍 69%的氨气。一个类似的研究许多不再一一叙述。长话短说,氨基酸平衡,减少饮食中的蛋白质含量,但降低到氮和其他物质的分泌不同程度,降低畜禽粪便的后续处理(养殖污物)的难度和成本,减少废弃物对环境的污染。酶制剂是一种高效生物催化剂,是动物机体消化吸收营养物质必不可少的专用的催化剂。在饲料中添加某些酶制剂不仅能促进动物消化吸收相应营养物质,同时,也可以帮助消化和吸收的膳食通常不能(或不)是动物消化,然后提高养分利用动物的消化,减少粪便某些元素或营养物质(有机)含量,减少环境污染的排泄物。komegay(1996)报道,添加 200 100ou 植酸酶,可使磷下降了 25% 50%排泄。他认为,在第一长肥育猪(体重 18 100 公斤,317 公斤的饲料消耗)饲料中添加植酸酶,从 15 公斤到 0.11 公斤磷排泄。首席人事官(1995)加 0.1%八宝威复合酶鸡饲料,干物质,氮,磷的排泄量分别下降了 17% 18%,24% 28%和 12% 27%。西蒙斯(1990)报道,因为添加植酸酶对肉鸡玉米-豆粕型日粮大约 33%不能使用磷可用磷,这样可以减少磷的排泄量从 17%到 42%。尽管酶广泛应用有一定的难度,但它有其独特的作用,在提高饲料转化率,减少浪费,是育种(尤其是大型农场)来控制农业环境和降低成本的有效途径。为了减少摄入的营养物质排泄的牲畜和家禽,许多学者进行了广泛的研究,市场也出现了一些有效的添加剂。采用有机螯合微量元素添加剂替代无机微量元素添加剂,可有效地减少排泄物中的矿物元素含量。研究表明,在 100ppm 水平仔猪赖氨酸铜(有机铜)饲喂效果与铜 250ppm 硫酸铜形式是类似的,但铜排泄的含量显著下降,在前。基姆等人。(1995)添加在肉鸡饲料中的 400gkg 铬,可减少干物质和氮排泄量分别为 5.39%和1.57%。补充 400ugkg 铬蛋鸡饲料,减少干物质和氮排泄量分别为 15%和 32%.当然,通过合理的膳食营养素的浓度降低,易消化的饲料或原料的选择,可减少或者消除有害添加剂的使用,采用合理的加强粪便清理过程中,采用多阶段的饲养管理,饲养,减少饲料的浪费可以减少有毒有害物质的排泄或养殖粪便养分含量,减少对环境的污的压力,但也可以带来可观的经济效益。本着“减量化 、无害化、资源化 ”的原则,对畜禽污物进行合理处理利用,是将畜禽污物变废为宝和减轻养殖场对环境污染的重要措施。养殖粪污中含有大量的有机物、矿物武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸6元素、腐殖物质、水及其它营养物质,经无害化处理杀灭其中的病原微生物、寄生虫及其卵等后,施入农田可改善土壤的团粒结构,提高土壤的保水、保肥能力;用以饲喂畜禽可节约饲料,降低养殖开支,提高养殖效益。分离出的污水净化后可再用于冲洗畜舍,节约养殖用水。长话短说,养殖污物合理的处理和利用,使其化害为利,变废为宝,促进农牧结合,维护生态平衡,具有重要的良性循环和可持续发展的实现意义和深远的。堆肥是一种粪便好氧发酵处理方法。有机肥和高温微生物的分解作用,杀死病原微生物,寄生虫和虫卵,高分子臭粪便有机物降解为小分子物质,易被植物吸收,高效有机肥,包括自然堆肥和现代包装方法。杀菌处理后饲喂禽粪中含非常多的营养物质。有测试过,干粪中含粗纤维 10%16%,粗蛋白质15% 30%,总氨基酸 8%10% ,其中蛋氨酸占比 0.23%、赖氨酸达比 0.9%、胱氨酸比0.2%,磷比 3.0%、钾比 1.7%,还有铁、铜、锌、镁等微量元素及维生素 B2、维生素B12、胆碱等多种 维生素。因此对禽粪进行去杂、杀菌、干燥等处理后,可作质优价廉的饲料加工处理方法大致有干燥处理、化学处理、发酵处理、青贮、热喷处理、膨化处理等,当然畜禽粪便的处理还有其它一些经济方便的方法。养殖污水处理和利用前面主要讲述了对固态养殖污物的处理和利用,本节主要讲述对养殖污水(液态)的处理和利用。虽然对养殖污物的处理都很必要,但相对于前者来讲对养殖污水的处理具有更为现实、更为迫切的意义。一来是因为养殖污水排放量大,二是因为人们对养殖污水的污染危害认识更为不足、重视不够。污水处理可分为物理、化学、生物处理方法三大类,其中化学处理法因需要化学药剂,费用较高,存在二次污染问题,需有专门的处理技术人员,小型养殖场一般不适合采用。物理治疗的方法是在污水处理过程中的第一个。水过滤,沉淀,进行固液分离,以除去不溶性的或机械的水产养殖污染杂质。生物处理法是利用微生物将污水中的有机物分解,使不稳定的复杂有机物降解为简单的无机物或合成微生物体,达到处理污水、保护环境的目的。按照微生物类型生物处理法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。前者是使一部分有机物转变为微生物体,另一部分被分解为 CO2、H2o、NO3、SO42-、PO43-等的盐;后者除生成细胞体外,还生成 CO2、CH4、H2S 等(即 沼气) 。由于 BOD5 反映了污水中可被微生物分解的有机质量。武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸7故可以用 BOD5 与 CODcr 的比值(%)来判定污水生物处理的可行性。该值45%时可行性好;30%时尚可;xcV60m/min, 1.6,工作类型为中级时,车轮直径为 =400mm,轨道为 P38,其许用xc cD武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸12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)kgfQd 90156.02式中 等效系数 由 表 1-20 查得3车轮的计算轮压:(1.3)kgfPkdij 28035.01式中 fGQxc35494 冲击系数,由 表 2-7 查的。当载荷为第一种时,运行速度 V 1k时, =1sm 载荷变化系数,查 表 2-8,当 1.6 时, =0.83 xcGQ根据点接触情况计算接触疲劳应力:(1.4)cmkgfrDPjjd 61.359)0142(5640)12(40323 式中 轨顶弧形半径,由 表 3-8-15 查得。cmr 对于车轮材料 ,由 表 5-4 查得 =17000-19000 。5ZG4 maxjd2ckf比较得 ,故疲劳条件满足。jdaxj2.6.3 车轮强度计算按点接触进行接触力的强度校核:(1.5)cmkgfrDPjd 6.1842)3042(10754)12(40323max 式中 kgfkj .aa 冲击系数,由 表 2-7 查得3对于车轮材料 ,由 表 5-4 查得 =20000-23000 。5ZG4 maxd2ckgf比较得 ,故强度条件满足。dmax武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸132.7 运行阻力计算2.7.1 摩擦阻力矩计算摩擦总阻力矩:(2.1)2(dukGQMxcm由 表 8-1-102 知 车轮轴承型号为 7520,内径值为 ;由 表1 mD40 md1047-1 至 7-3 有 为滚动摩擦系数;轴承摩擦系数 ;附加阻力系数 。5.k 02.u.2代入上式得: mNMm 24)1.05.)(01(22.7.2 摩擦阻力计算运行摩擦阻力:(2.2)NDQPCmm1204.2)(2.8 选择电动机 2.8.1 类型的选择 根据供电电源种类,工作要求,工作环境,负荷的大小,统一系列的 Y 系列三相异步电动机在我国在国际市场的新设计。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:wFVP10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 w武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸142.8.3 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 9.7.0130wFVP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 P0式中 为总效率(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 20.196.0Pw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/min75.264013.6DVwN武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸15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 min/75.26r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 wmn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/minm22.9.3 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 =3461N2951.09502NPT2.9.5 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,则计算功率为武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸16KWPKZAcm 03.8173.01. 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中心距计算系数 f1=0.24467,2337.6mm mZLpfaP 09428.502476.1213. 计算链速 V,确定润滑方式 snV/1.0639061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: NvPFe 2.13580.10Kfp=1.15, Fp=KfpFe=1.15 13580.2=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/min94238.50121200aPZZpaLP武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸17则每个轴承所承受的压力为 F=525000/4=131250N转速为 min)/(10rdn则 PCd3min选择调心滚子轴承其基本参数为:d=70mm D=125mm B=31mm=158KN =205KN rr0径向载荷 =131250NrF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 轴的强度校核检查轴的强度计算,轴应该根据具体的负载和压力的情况下,采取相应的计算方法,并选择适当的许用应力。仅在轴的扭矩,扭矩强度条件应计算;只有弯曲轴,应矩条件武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸18计算;那是在弯曲、扭转轴,应根据力矩合成强度条件计算了,也应该是准确的验证按疲劳强度条件时。传动轴受力结构简图如下:1.校核轴的强度已知的弯矩和扭矩轴,可以做一个危险截面的弯矩计算合成强度校核。根据第三强度理论,计算应力: 24ca通常由弯矩的弯曲应力对称循环应力所产生的力矩,扭剪应力往往是非对称循环应力。轴的扭转强度条件为: TTdn32.0/95 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 :武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸II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)武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸3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2014 年 X 月 XX 日 本科毕业论文(设计)开题报告书题 目: 养殖场自动喂料装置设计 学 院: 专业年级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 职 称: 二 年 月 日 本科毕业论文(设计)开题报告书学院:学生姓名 学号 专业年级、班 指导教师论文题目 养殖场自动喂料装置设计1、本选题研究的目的及意义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。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。随着我国养猪场的饲养规模越来越大,国内鸡业发展迅速,但由于缺乏与之相配套的喂料机械,均采用人工喂料,费时、费工,且喂料不均,浪费严重。为克服上述不足,喂料机械有了几次大的飞跃但是它们只适合于大规模的养殖,随着养殖场事业的发展人们更清醒地认识到养殖场实行机械化的重要性,他们正在寻求适应其工作的养殖场设备。饲养过程中的封闭管理、超高的劳动强度加上猪舍内恶劣工作环婉导致许多饲养员很难在猪场长期安心工作,人员极不稳定,随着社会的不断进步和就业机会的增多,饲养员对其工作环境也有了更高的要求,因此目前猪场普遍存在招工难、用工难的问题。实践经验告诉我们,大幅度提高机械化作业程度是解决养猪场用工困难的有效途径和现实出路,特别是采用高效率的自动输料与喂料系统的省工效果最为显著。2、本选题国内外研究状况综述从世界自动喂料机的发展状况来看,德国、日本等国家工业发展起步较早,联邦德国于 20世纪40年代就开始研制振动给料设备,包括振动给料斗、振动输送机等;日 本 50年代末期通过仿制联邦德国的振动电机,由安川电机(株)和井上精机(株)共同开发出新型的振动电机,生产出 RFH型惯性共振自动喂料机等。经过多年的发 展,目前这些国家的自动喂料机技术已经比较成熟、产品质量较好。我国自动喂料机行业起步相对稍晚,由于整体制造业技术水平的相对落后,国产自动喂料机产品普遍在工作性能和通用化等方面与国际水平相比存在着一定差距。其主要表现 在自能力等方面有待进一步提高。但是随着国民经济的快速增长以及国家政策的 扶持力度的加大,我国自动喂料机行业的发展速度较快,技术水平也有了较大程度的提高。2、本选题国内外研究状况综述目前,市场上出现了很多自动喂料系统。例如,荷兰 Nedap 公司的 Velos 系统( 智能化母猪饲养管理系统) ,RA DOS 全自动喂料系统。但是这些系统的投入成本相对较高,运行成本和维护成本较高2 3 。针对目前市场上出现的这些自动喂料系统,本文设计了自动喂料小车,解决了管道喂养中出现的管道堵塞和老化,人工喂养中饲料污染、浪费、喂料不规范等问题,同时减少了系统的投入成本和维修费用。纵观国内自动喂料机的发展历程,20 世纪 50年代,国内应用的主要是 K型机械往复式自动喂料机,该机型结构简单,动力消耗较大,设备笨重,处理量小 且成间接成堆式不均匀给料;60 年代出现了电磁振动自动喂料机,其主要利用电磁感应原理进行给料工作,具有处理能力大、结构紧凑、质量轻、可无级调速以及电耗 少等特点,然而该型自动喂料机局限于非防爆场合,并且不适合于密度较大矿石的给料工作;70 年代末至 80年代初,旨在改进电磁振动自动喂料机缺点的电机振动自动喂料机 应运而生,该机型结构简单,自动调节同步运动,但由于电机参振,使得该型自动喂料机在使用过程中出现电机寿命较短等一系列技术缺陷;,现有的连续自动喂料机在低噪音、低功耗、大运量和连续给料等方面都具有各自的优势和适用范围,不同的应用条 件对于自动喂料机的功能要求也不同,因此,自动喂料机在技术设计上更加具有针对性。3、本选题研究的主要内容及写作大纲1主要内容 1.1 自动喂料系统布局设计目前猪舍形式按屋顶分,有单坡式、双坡式等; 按墙的结构和有无窗户分开放式、半开放式和封闭式。开放式是 3 面有墙 1 面无墙,半开放式是 3 面有墙 1面半截墙,封闭式是 4 面有墙,又可分为有窗和无窗两种。按猪栏排列分单列式、双列式和多列式4 。该系统应用于双列有窗封闭式的猪舍,自动喂料小车采用轮轨式的结构,小车在双轨道钢轨上滑动喂料,其牵引力是靠前端车轮与钢轨之间的摩擦力提供的。双轨道钢轨架设于养猪场猪栏的上方位置,加料仓位于钢轨的周围,另外可以根据需要增加或减少加料仓的数目。系统布局如图 1 所示。1.2 自动喂料小车设计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。小车后轮只是起到辅助的作用,并没有动力。自动喂料小车的结构如图 2 所示。1.绪论1.1自动喂料装置选题意义1.2自动喂料装置内外发展状况1.3自动喂料装置研究内容和方法2. 自动喂料装置总体方案设计2.1 总体设计要求2.2 自动喂料装置小车总体结构2.3 传动装置的结构2.4 自动喂料装置小车车轮组安装结构2.5自动喂料装置小车行走机构的设计2.6选择车轮与轨道并验算其强度2.7 运行阻力计算2.8 选择电动机2.9计算传动装置的运动参数和动力参数2.10轴的设计与校核3系统总体设计3.1 总体思路3.2 主电路设计3.3 PLC选型3.4 系统变量定义及分配表3.5 PLC系统接线图3.6系统软件设计结论参考文献4、主要参考文献1 栾远达. 探讨我国生猪养殖业发展的新模式J. 肉类工业, 2008( 10) : 1 5.2 芦惟本,吴同山,邓志欢,等. 自动喂料系统推广仍需降低成本J. 猪业科学, 2008( 5) : 28 29.3 张春贤. 猪的全自动干饲料喂料系统J. 北京农机, 1990( 5) : 28 29.4 王影,牟金波,杨科会. 北方猪场建筑技术参数J. 养殖技术顾问, 2008( 5) : 30.5 廖常初. 可编程序控制器的编程方法与工程应用M. 重庆: 重庆大学出版社, 2001: 35 36.6 廖常初. FX 系列PLC 编程及应用M. 北京: 机械工业出版社, 2005.7 闻邦椿. 机械设计手册(第5版)第1卷 机械工业出版社, 20108 王先逵. 机械制造工艺学M .北京:机械工业出版社, 20049 Handbook of Machine Tools Manfred weckJ ,2005 10Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SMEJ,20065、完成措施及写作进度计划完成措施(1) 搜集资料,了解并掌握养殖场自动喂料装置结构和工作原理。(2) 确定设计大体思路,撰写开题报告,要求完成具体的设计内容及计算。(3) 根据设计任务书的要求,熟悉相关软件 AutoCAD,确定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果,进行相关设计及计算。(4) 对所设计养殖场自动喂料装置设计相关校核,准备相关资料。(5) 对设计说明书初稿进行相关格式修改,对设计图纸并进行修改。写作进度计划2.153.15 理解和消化课题内容,完成课题的调研、开题报告、翻译、文献综的撰写等;3.164.01 完成养殖场自动喂料装置设计方案;4.024.15 完成养殖场自动喂料装置设计参数计算;4.164.20 完成养殖场自动喂料装置设计各元件设计;4.215.15 养殖场自动喂料装置设计装配图和主要零件图设计;5.165.31 完成论文的撰写和答辩准备工作。指导教师对开题报告的意见指导教师(签名):年 月 日学院审核意见1、通过; 2、完善后通过; 3、未通过学院公章年 月 日注:此表由学生填写后,在规定时间内交指导教师
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