HFFQ9HLP—8全混日糧糧攪拌車絞龍設計

摘要：全混日糧攪拌車要用于奶牛、肉牛全混合日糧（TMR）加工制作的專用設備，能夠將各種精、粗飼料按照一定的配方比例混合攪拌均勻，提高飼料的適口性和營養的均衡性。絞龍是其重要工作部件。為此，應用CAD和UG NX對絞龍進行輔助設計，對絞龍強度進行有限元分析，以提高TMR飼料攪拌車絞龍性能，減少物料殘留。

關鍵詞：絞龍；TMR；飼料攪拌；UG NX

0 引言

全混合日糧制備車主要用于奶牛、肉牛全混合日糧（TMR）加工制作的專用設備，能夠將各種精、粗飼料按照一定的配方比列混合攪拌均勻，提高飼料的適口性和營養的均衡性，立式攪拌車相對于臥式攪拌車具有存料少的優點，能明顯降低飼料成本，適于在我國大型養殖場推廣應用[1]。本文利用二維CAD及三維UG NX進行絞龍的輔助設計，并且應用NX Nastran對絞龍葉片進行了分析摸擬，提高了全混合日糧制備車攪拌性能，提升切割效率，降低飼料殘留量。

1. 攪拌機絞龍工作過程及主要參數

1.1攪拌車絞龍工作過程

攪拌機絞龍工作過程主要是使日糧混合飼料在絞龍推動下形成飼料循環擠壓、翻轉、對流、擴散等運動，同時下絞龍上分布刀片的的切割刀會對物料進行進一步的剪切和揉搓從而達到攪均、攪細的目的。攪拌均勻后，掃料板將攪拌好的飼料通過卸料門均勻地輸送到料倉外[2]。全混日糧攪拌車絞龍工作原理如圖l所示。

1.2絞龍工作的主要參數[3]

全混日糧攪拌車料倉容積8m3，絞龍葉片內徑r為460mm（絞龍圓筒外徑）

葉片回轉最大外徑R為1134mm，螺距s為520mm。絞龍的轉數為29rad/min。

2 .CAD與UG NX下絞龍葉片設計

絞龍在農業機械中應用特別廣泛，一般采用的是等螺距的葉片結構形式。我們立式絞龍采用變截面螺旋線結構葉片。

2.1利用CAD進行絞龍總體草圖設計，保證絞龍葉片回轉半徑最大處與混合室廂體的間隙為15-20mm。CAD進行絞龍葉片設計，需要大量的輔助線，其輔助線越多精度越高，再用樣條曲線平滑連接。圖形尺寸不容易表達清楚。

2.2 UG下絞龍葉片的設計[4]

利用UG根據絞龍葉片參數沿絞龍圓筒外表面先繪制一條等螺距螺旋線，再根據葉片設計參數利用UG的規律曲線名利繪制一條變截面螺旋線，然后利用曲線網格命令生成三維片體，最后通過加厚形成三維實體[5]。并且通過UG進行三維裝配，檢查各部件裝配有無干涉。最后將三維絞龍葉片分為3段，通過鈑金中的實物展開命令自動生成成葉片展開圖。

2.3 NX Nastran絞龍優化設計

NX Nastran是與三維設計軟件UG NX自帶的解算器 ，能對復雜機械系統進行靜力學、疲勞、頻率、熱應力等分析模擬。

絞龍工作過程主要有以下3種載荷：一是因自身回轉而產生的離心力；二是物料施加給螺旋葉片的正壓力；三是物料施加給螺旋葉片的摩擦力。利用NX Nastran分別把葉片壁厚依次遞減0.5mm，進行力分析，應力的計算結果如表1所示。

為了保證絞龍強度以及焊接性能，材料選取Q345合金鋼。從表1可以看出，滿載工況下應力最大值在隨著葉片壁厚的減小而增大。在葉片壁厚小于12mm時，應力最大值大于材料的基本許用應力Sm=345MPa[6]，不符合強度要求。綜合考慮8立方絞龍選取12mm板材。為了提高葉片的穩定性和可靠性，需保證焊接質量可在局部利用加強筋進行加強。

3結束語

本文對9HLP-8型TMR飼料攪拌車絞龍進行設計、優化分析，利用二維CAD及三維UG NX進行攪拌車部件繪制和整機裝配模擬，并且應用NX Nastran對絞龍葉片等關鍵部件進行了靜態分析模擬。經生產實踐證明方法便于設計、分析、優化，提高了絞龍的切割效率，有效減少了飼料殘留量。各項技術指標滿足全混日糧混合飼料的要求。

[1] 蔡輝益.我國今后五年飼料科技發展戰略思考[J]. 中國飼料，2004，（5）：9-12.

[2] 陳偉旭，劉希鋒，李含鋒.臥式全混合El糧機工作裝置的設計[J].農機化研究，2007（4）：84—86.

[3]畢永利，李佳慧.筒式烘干機絞龍主要參數優化設計[J].長春大學學報，2001，11（2）：1—4.

[4] 許鵬樂.螺旋輸送機葉片的加工[J].機械制造，2002，40（7）：741—42.

[5]UG NX7.5曲面造型與典范/翔宇工作室，楊波編著—北京：電子工業出版社，2011.2

[6] 機械設計實用手冊/吳宗澤主編 —3版.—北京：化學工業出版社，2010.2

作者簡介： 金鑫 男 29歲 助理工程師 ，從事重卡平衡懸掛，駕駛室翻轉機構，專用機械（農業）