帶有自動啟停功能的全日糧飼料制備機的設計

李正仁

(黑龍江省農業機械工程科學研究院 牡丹江分院,黑龍江 牡丹江 157000)

0 引言

目前，規模較大的養殖場用到的飼料制備機主要有立式飼料制備機和臥式飼料制備機。立式飼料制備機優點是動力消耗少，而且價格較低，缺點是飼料設備混合均勻度較低，混合周期長、生產效率低，卸料不完全，造成浪費。臥式飼料制備機相對于立式飼料制備機的優點是飼料混合程度高，混合時間短生產效率高，卸料快，卸料干凈；缺點是價格偏高，操作麻煩[1]。

當進料過多時，現有飼料制備機不能解決副攪拌軸容易出現彎曲、變形等問題，影響飼料混合程度，降低生產效率，飼料品質不能達到要求，同時物料過多，混合不均勻，主攪拌軸容易發生卡死、變形等情況，損害電機，直接影響機器使用壽命。本文提出一種帶有自動啟停功能的全日糧飼料制備機，結構簡單，省去皮帶裝置，不僅能夠將飼料攪拌均勻，還能解決主攪拌軸、副攪拌軸變形、卡死問題。

1 總體結構與工作原理

1.1 總體結構

一種帶有自動啟停功能的全日糧飼料制備機，主要包括減速電機、安全離合器總成、飼料制備機箱體、機架、配電箱、主動鏈輪、從動鏈輪、出料口、噴水管等(圖1)。

1.減速電機；2.安全離合器總成；3.飼料制備機箱體；4.機架；5.配電箱；6.主動鏈輪；7.從動鏈輪；8.出料口；9.噴水管

1.2 主要技術參數

配套動力：15 kW；

攪龍轉速：12～15 r·min-1；

容積：5 m3；

生產率：2 800～3 400 kg·h-1；

整機重量：2 420 kg；

外形尺寸(長×寬×高)：3 800 mm×1 855 mm×2 040 mm。

1.3 工作原理

啟動后，減速電機帶動減速電機軸套法蘭盤轉動，減速電機軸套法蘭盤帶動離合器主動端轉動，兩者通過螺栓連接，在彈簧的推力下使兩盤的滾珠互相交錯壓緊，整個滾珠安全離合器轉動，連接套左端與連接盤焊合，連接盤通過螺栓與離合器從動端連接，連接套右端與主動鏈輪焊合，主動鏈輪右側與前端軸承座連接，主動鏈輪帶動主攪拌軸轉動，主攪拌軸后端固定安裝在后端軸承座上，主動鏈輪通過鏈條將動力傳給從動鏈輪，從動鏈輪帶動副攪拌軸攪動。

在攪拌時物料從底部通過主攪拌軸從后方推動到前方旋切攪拌，物料堆積在前方，堆積到一定量后，物料從箱體下方擠向上方，再被上方的兩套副攪拌軸從前方推動到后方，主攪拌軸的攪龍裝有動刀片，作切割動作，箱體上邊緣處設有一圈噴水管，噴水管與外接水管相連接，使攪拌效果更佳且不產生粉塵，通過攪拌機的觀察口可觀察物料的攪拌效果，攪拌均勻后打開自動出料口，完成整個飼料攪拌過程。

如果出現物料堆積卡住主攪拌軸時，減速電機控制按鈕不易控制機器的過載保護，若設置過載保護值過大，會直接損害減速電機，若設置過載保護值過小，機器可能頻繁斷電，影響工作效率。當滾珠安全離合器扭矩超過許用值時，離合器彈簧被過大的軸向分力壓縮，使離合器從動端向右移動，滾珠相互滑過，此時主動端空轉，滾珠安全離合器會自動斷開。當載荷恢復正常時，又可重新傳遞扭矩，滾珠安全離合器重新工作。

2 主要工作部件設計

2.1 機架設計

全日糧飼料制備機機架主要起到支撐作用，其他工作部件安裝在機架上，形成一個完整的機型。

全日糧飼料制備機的機架是由型材方鋼焊接形成框架，上面鋪設型材鋼板，機架上面設置有減速電機、飼料制備機箱體等裝置，各部件連接一起，形成一套完整的全日糧飼料制備機。

2.2 安全離合器總成設計

安全離合器總成主要包括離合器主動端、離合器從動端、連接盤、連接套，以及前、后端軸承座等(圖2)。

1.減速電機軸套法蘭盤；2.離合器主動端；3.離合器從動端；4.連接盤；5.連接套；6.后端軸承座；7.箱體；8.主攪拌軸；9.前端軸承座

滾珠安全離合器扭矩超過許用值時，離合器彈簧被過大的軸向分力壓縮，使離合器從動端向右移動，滾珠相互滑過，此時主動端空轉，滾珠安全離合器會自動斷開[2]。當載荷恢復正常時，又可重新傳遞扭矩，滾珠安全離合器重新工作。

2.3 攪拌軸設計

攪拌軸主要包括主攪拌軸、副攪拌軸(圖3)。該機副攪拌軸為通軸，副攪拌軸上的攪龍繞中軸線均勻分布且不是滿軸排列，該方式不會出現物料堆積，使飼料混合度更均勻。主攪拌軸的絞龍裝有動刀片，作切割動作，使飼料切割更細碎。

1.主攪拌軸；2.副攪拌軸

2.4 主攪拌軸上刀片設計

主攪拌軸和兩個副攪拌軸之間設議為倒三角結構，當物料進入主攪拌軸和副攪拌軸之間的三角區域時，使物料在三角區域內快速形成堆積與擠壓，對物料進行持續推進攪拌和混合，通過花型刀片和扇形刀片的設置(圖4)，有效提升了物料的粉碎程度。

1.花型刀片；2.扇形刀片

3 效益分析

全混合日糧是一種粗料、精料、礦物質、微生物和其他添加劑充分混合，能夠提供足夠的營養以滿足奶牛需要。這種飼養技術能夠保證奶牛采食的每一口日糧都是精粗比例穩定、營養濃度一致的日糧，是奶牛飼養方式的一大變革。

喂養全混合日糧的奶牛產奶量顯著提高，與傳統飼養方式相比，日均產奶量提高0.9 kg；增加奶牛干物質的采食量，可以排除奶牛對某一特殊飼料的選擇性(挑食)。同時全混合日糧是按日糧中規定的比例完全混合的，減少了偶然發生的微量元素、維生素的缺乏或中毒現象；提高牛奶質量；降低奶牛疾病發生率；提高奶牛繁殖率；節省飼料成本；顯著節約勞力時間，提高經濟效益。

該機可以直接將青貯飼料及各種草捆、秸稈等纖維性飼料投入攪拌機內切碎、混合，攪拌速度快，每批飼料切割攪拌時間為30 min左右。根據箱體容積不同，每臺飼料攪拌機每天可供200～2 000頭奶牛飼養，可替代20名左右工人的工作，減輕工人勞動強度，提高了飼喂效率。

4 結論

通過生產試驗表明該機具有作業效率高、作業質量好和勞動強度低的特點。本研究帶有安全離合器的全日糧飼料制備機,帶有安全離合器裝置，出現物料堆積、主攪拌軸卡死等情況，安全離合器裝置會自動斷開，主攪拌軸失去動力，保護主攪拌軸，進而保護減速電機，提高整機使用壽命。另外該機采用通軸式副攪拌軸，不會出現懸臂式副攪拌軸變形情況，提高生產效率，降低操作人員工作強度，適用性強。主、副攪拌軸之間的三角區域能使物料快速形成堆積與擠壓，對物料進行持續推進攪拌和混合，通過花型刀片和扇形刀片設置，有效提升了物料的粉碎程度。

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