牛羊舔塊生產供料系統設計

王濤

摘? ?要：牛羊舔塊是以粉鹽和多種添加劑混合壓制成的畜牧用型鹽，目前牛羊舔塊的生產機械化程度低，特別是現有生產設備的計量和供料基本為手工操作，影響產品質量和生產率。本文提出了牛羊舔塊生產供料系統設計方案，使用管式螺旋計量配比、U型螺旋混合物料并輸送、管式螺旋提升物料以及容積式量杯定量給料，提高了自動化供料程度，對螺旋給料機、螺旋混料機、螺旋提升機和定量給料機構進行了選型設計，并對螺旋直徑、螺距和螺旋轉速等主要參數進行了分析計算。

關鍵詞：牛羊舔塊? 供料系統? 螺旋? 定量給料

中圖分類號：S816? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（a）-0093-02

牛羊舔塊是以粉鹽為主要原料加入微量元素和維生素及其他輔助原料混合均勻，由模具通過加壓制成一定形狀、具有較高密度和強度的塊狀產品，放置在牛羊飼養區域或棚舍內，供牛羊等反芻動物舔食，故又通常稱為鹽磚或舔塊，其主要成分是氯化鈉，屬于畜牧用型鹽，為牛羊等反芻動物添加鹽及其它微量元素，促進牛羊健康生長。

目前，牛羊舔塊的生產基本半機械化，混料采用普通拌和機，壓制采用模具由油壓機加壓成型，混合加料及往模具里定量注料則是手工操作，物料配比不穩定，工人勞動強度大，生產效率低，因此，在原有單一壓力機的基礎上設計一套供料系統十分必要。

1? 牛羊舔塊生產過程

牛羊舔塊生產過程基本包含物料混合、定量加料、壓制成型、脫模和裝箱。

物料混合是將48%的干燥后的粉鹽（烘干）、50%的濕鹽（未烘干）和2%的飼料添加劑加入拌和機混合均勻，倒出堆好待用。

定量加料是以稱量的方式或以定量容積的容器量取一定量的物料，并將物料加入模具內的過程。

壓制成型是將裝有物料的模具移到壓力機的指定位置，在壓力作用下壓制成型，達到一定的密度，其形狀由模具決定，有圓形和方形兩種。

脫模是將壓制成形的舔塊從模具里取出的過程，一般是由液壓機構將其從模具里頂出。

裝箱是由手工將從模具里頂出來的舔塊裝入紙箱的過程。

2? 牛羊舔塊生產供料系統設計方案

2.1 主要設計參數

設備生產率為4塊/min（5kg/塊），混合均勻后物料的堆積密度γ=0.77t/m3物料的堆積角度α=40°，供料系統生產率Q=1.2t/h。

2.2 供料系統設計方案

在牛羊舔塊生產過程中，壓制成型、脫模和裝箱采用原來的壓力機，保持原來的工作模式不變，所要設計的供料系統用于實現物料混合和定量加料。牛羊舔塊生產供料系統如圖1所示，包括螺旋給料機、螺旋混料機、螺旋提升機、定量給料機構。

先將48%的干燥后的粉鹽和2%的飼料添加劑加入拌和機進行混合均勻，再與50%的濕鹽同時加入螺旋給料機。螺旋給料機將需要混合的物料按1︰1的比例送入螺旋混料機，物料在混料機內在充分混合均勻的過程中同時向前輸送，混合好的物料進入螺旋提升機，將物料提升到一定高度，將物料輸送到儲料斗內供定量給料機構量取，物料通過料管送入模具內進行壓制。螺旋給料機和螺旋混料機的安裝高度要適當，以方便工人給螺旋給料機的料斗里添加待混合的物料。

3? 牛羊舔塊生產供料系統機械裝置設計

3.1 定量給料機構設計

3.1.1 定量給料機構的結構原理

采用容積式定量給料，其主要結構由料斗、料槽、量杯和液壓控制系統等組成。料槽為長方形，一端上面是進料口并與料斗連接，另一端下面是出料口并與輸料管對接。量杯的容腔做成圓柱形，上下直通，液壓缸推動量杯在料槽內作往復移動。當量杯移動到進料口端時，料斗內的物料通過料槽進料口進入量杯，液壓缸將量杯推到料槽的另一端，量杯內的物料經料槽下面的出料口落入輸料管內，進入模具內。

3.1.2 主要參數

（1）量杯。

量杯定量為5kg，根據堆積密度，可算出散狀物料的容積為6500mL。量杯容腔為圓柱形，圓柱形截面直徑D=170mm，圓柱的高h=207mm。

（2）料斗。

生產設備每分鐘需生產出4塊成品，料斗內保持有一定的料位高度，保證能充滿量杯，料斗的最大容積定為4塊物料的總容積，約為4×6500=26000mL。

3.2 螺旋提升機設計

3.2.1 螺旋提升機結構原理

螺旋提升機采用管式螺旋輸送機，傾斜布置，電動機驅動，物料經混料機混合后進入螺旋提升機下端的進料口，經由螺旋驅動輸送到上端出料口進入定量給料機的料斗內。

3.2.2 主要參數

螺旋提升機的布置角度較大，物料基本充滿管體，則螺旋提升機的生產能力及有關參數之間的關系[1]：

Q=15π（D2-d2）Snρ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中：Q——螺旋給料機生產能力，t/h;

D——螺旋葉片直徑，m;

d——螺旋軸直徑，m;

S——螺距，m;

n——螺旋轉速，r/min;

ρ——物料堆積密度，t/m3。

參考同類機型，考慮到物料的流動性較差，取螺旋轉速n=50r/min。螺距與螺旋葉片直徑之間的關系：S=（0.8-1）D[2]，這里取S=0.8D。螺旋軸直徑與螺旋葉片直徑之間的關系：d=（0.2-0.35）D[3]，因生產能力要求較小，這里取d=0.35D。根據Q=1.2t/h，由式（1）計算得：

D=0.097m，取整數：D=100mm。那么，d=35mm，S=80mm。

3.3 螺旋混料機設計

3.3.1 螺旋混料機結構原理

螺旋混料機采用U型螺旋，20度傾斜布置，電動機驅動。物料經螺旋給料機出料口進入螺旋混料機一端的進料口，在螺旋混料機內充分混合，同時輸送到另一端的出料口而進入螺旋提升機。

3.3.2 主要參數

螺旋混料機的主要作用是混合物料，根據螺距與螺旋葉片直徑之間的比例對物料運動的影響，這里取S=1.0D[4]，填充系數φ=0.35，物料綜合系統K=0.0415，傾斜輸送系數ε=0.88，則螺旋給料機的生產能力及有關參數之間的關系[3]：

Q=47D2Snφρε? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中：ε——傾斜輸送系數，

由式（2）可得：

D3n=0.083? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

又物料輸送的最大轉速：

（4）

式中：K——物料綜合系數，

g——重力加速度，m/s2。

取S=D=0.12m，根據式（3）計算得到螺旋轉速n=48r/min，由（4）計算得nmax=216.6r/min，n遠小于nmax，為保證物料混合均勻，在螺旋葉片上加裝爪片，并適當加長螺旋混料機的長度，取L=1.5m。

3.4 螺旋給料機設計

3.4.1 螺旋給料機的結構原理

螺旋給料機要將濕鹽和干鹽按1︰1的比例送入螺旋混料機，需要實現定量輸送，故選擇管螺旋輸送機，采用雙旋向的螺旋葉片，在兩端開設加料口并配置一定容量的料斗，一個料斗填裝預混好的干鹽，另一個料斗填裝濕鹽;在螺旋給料機的中部下方開一出料口，物料從兩端進入，在螺旋葉片的推進作用下移動到中部出料口，物料落下進入螺旋混料機。

3.4.2 主要參數

螺旋給料機實質要定量給料，在料斗內的物料保持在一定范圍內使料槽充滿物料，螺旋軸水平放置，則螺旋給料機的生產能力要與螺旋混料機和螺旋提升機一致，參照螺旋提升機，螺旋給料機的參數取為：D=100mm，S=80mm，d=35mm，n=25r/min，L=0.8*2=1.6m。

4? 結語

牛羊舔塊這類畜牧用型鹽，因其粉鹽、添加劑的性狀變化，混合后物料的物理特性也會改變，在確定螺旋輸送機的各主要參數時，要根據物料的具體情況或通過實驗獲得物料的具體性能參數，才能正確選擇。本文對牛羊舔塊生產供料系統進行了設計方案分析，對主要機械裝置的參數進行了分析討論，為其它型鹽生產設備的設計提供參考。

參考文獻

[1] 李振亮，萬文艷，李亞.定量螺旋給料機在粉洗鹽生產中的應用研究[J].鹽業與化工，2008，37（2）：7-8.

[2] 吳錫贊.螺旋輸送機設計的研究[J].中國新技術新產品，2014（3）：104-105.

[3] 徐余偉.螺旋輸送機設計參數的選擇和確定[J].面粉通訊，2008（5）：21-24.

[4] 洪致譽，林良明.連續運輸機[M].北京：機械工業出版社，1981.