一种新型立式粉碎混合搅拌一体机设计及其关键部件有限元分析

摘要

目前国内的立式饲料粉碎混合搅拌一体机因为其占地面积大，所需的电力设备及配套设备要求比较高，基本上只能适用于大中型养殖企业。而随着改革开放以来，中国的养殖业特别是中小型养殖业迅猛发展，传统市场上的饲料已经不能满足广大养殖户的需求，这就需要养殖户根据自身养殖的特点去自主的调配饲料，自主调配饲料就必须拥有一台适合自己的饲料机。然而传统的立式饲料粉碎混合搅拌一体机，不仅不能适用于中小型养殖户，也不能搅拌混合干湿饲料（特别是发酵饲料），为此研制一种既能够适用于中小型养殖户又能够混合搅拌干湿饲料的新型立式饲料粉碎混合搅拌一体机就显得尤为重要。文章针对中小型养殖户的实际需要，设计了一种新型的立式饲料粉碎混合搅拌一体机，主要从实现干湿饲料混合搅拌的整体结构设计、避免湿饲料易结块堵死而对预搅机构的创造性设计、对混合机构的整体结构设计等几个方面入手进行深入的研究，通过三维软件SolidWorks进行虚拟样机的搭建，运用ANSYS软件进行了静力学分析和模态分析，然后由模拟样机，制造出真实样机，在宿州仔猪养殖场进行现场实验分析，最终得以确定本设计的合理性及可行性。主要有以下几个方面的工作:
　　1.饲料粉碎混合搅拌一体机的整体结构设计。在借鉴国内外参考文献和设计理念的基础上和联系我国中小型养殖户的实际情况，提出了一种新型的立式饲料粉碎混合搅拌一体机的整体结构设计方案，立式饲料粉碎混合搅拌一体机主要由粉碎机构、预搅机构和混合机构构成。用SolidWorks进行了虚拟的三维建模。
　　2.对预搅机构和混合机构的主要部件进行了有限元静力学分析和模态分析。为了使混合效果更好，重点对预搅叶片进行了静力学分析，因为预搅叶片与水平面的倾斜角度会影响预搅效果，进而影响混合效果，所以分别对不同倾斜角的预搅叶片做了静力学分析，最后得出比较合理的倾斜角度，再以这个角度的预搅叶片对其进行模态分析，得出设计参数;同时也对混合机构的主要部件圆柱螺旋搅龙进行了有限元静力学分析和模态分析，得出设计参数。
　　3.搭建实验平台并对其分析。通过对虚拟样机的科学性和可行性分析，进而研制出真实样机。在宿州仔猪养殖场用样机进行现场加工饲料，然后对成品饲料进行实验分析。先理论分析成品饲料的大小，混合均匀度等，再通过对仔猪饲喂成品饲料来检验其肥育仔猪的效果。最后验证了本样机的可行性，亦为以后的立式饲料粉碎混合一体机的研究提供了参考。

目录

声明

致谢

摘要

附图清单

附表清单

1 绪论

1．1 研究课题来源和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本论文研究的主要内容方法及技术路线

1．3．1 研究内容和方法

1．3．2 技术路线

1．3．3 论文基本结构

1．4 本章小结

2 立式粉碎混合搅拌一体机整体设计

2．1 整体机构简介

2．2 饲料粉碎混合搅拌一体机的传动方案

2．3 传动系统功率计算

2．4 粉碎机构的整体介绍

2．4．1 粉碎机简介

2．4．2 粉碎机构的工作原理

2．4．3 影响粉碎效果的因素

2．4．4 粉碎机构的维修保养

2．4．5 粉碎机构的常见故障和解决手段

3 立式混合搅拌机构的设计

3．1 立式混合搅拌机构的组成及工作原理

3．2 立式混合搅拌机构原理介绍

3．3 立式混合搅拌机构整体设计

3．3．1 料箱外壳总体设计

3．3．2 圆柱螺旋搅龙设计

3．3．3 立式搅拌机构螺旋搅龙转速的确定

3．4 有限元法求解和ANSYS软件介绍

3．4．1 有限元法求解

3．4．2 ANSYS软件介绍

3．5 圆柱型螺旋绞龙的静力学分析

3．5．1 圆柱螺旋绞龙的应力分析

3．5．2 圆柱螺旋搅龙的静力学有限元分析

3．5．3 模态分析理论

3．5．4 圆柱螺旋搅龙叶片的模态分析

3．6 混合机构的维修保养

3．6．1 安全要求

3．6．2 维修

3．6．3 常见故障及解决方案

3．7 本章小结

4 预搅机构的整体设计

4．1 预搅机构的背景和意义

4．2 预搅机构的组成及工作原理

4．3 预搅料斗和预搅轴的重要参数确定

4．4 基于ANSYS的预搅轴结构分析

4．4．1 基于ANSYS的预搅叶片倾斜角度的分析

4．4．2 预搅轴模态分析

4．5 本章小结

5 立式饲料粉碎混合搅拌一体机养猪场实验分析

5．1 立式饲料粉碎混合搅拌一体机实验测定的方法及目标

5．2 立式饲料粉碎混合一体机实验结果和评价

5．3 本章小结

6 结论和展望

6．1 结论

6．1．1 得出参数和三维建模

6．1．2 ANSYS有限元应力和模态分析

6．1．3 宿州仔猪养殖厂的实验

6．2 展望

参考文献

个人简介

附录