学士优秀 论文

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1、饲料膨化机设计机械075班王超指导教师张红霞摘要：针对中、小型禽畜养殖户对饲料膨化机的需求，设计了一台挤压式饲料膨化机，该膨化机主要由电动机、V带传动、直齿圆柱齿轮减速器、螺杆等组成，其工作原理靠螺杆传动与物料挤压引起的摩擦热对物料进行膨化，其主要参数生产能力为500~1000kg/h，挤压功率为3.27kW，该机机械结构简单、操作方便。关键词：禽畜养殖；饲料加工；挤压膨化目前，农村一些中小型养鸡厂、养猪厂采用传统的饲喂生料的方法进行养殖，会产生过料现象，增加养殖成本。生料还会使一些鸡或猪的幼崽患一些肠道疾病，而使用饲料膨化机膨化后的饲料会提高幼崽成活率，有益畜禽健康，提高经济效益。我国饲料膨

2、化机用户大量增加而生产厂家相对较少，因此饲料膨化机价格比较昂贵。饲料膨化机操作难度较高，因膨化加工涉及温度、压力、湿度、负荷等多种工作参数，操作员不但了解各种工艺参数，还需要掌握各种原料的特性，需要较全面的专业知识和工作经验，中小型畜禽养殖户大多文化水平较低，正确进行饲料膨化机的操作较困难。如果养殖户在饲料膨化点加工，会使饲养成本升高。因此，研究一台适合中、小型畜禽养殖户的机构简单，操作方便，并且价格低廉的饲料膨化机是非常必要的。1结构与工作原理饲料膨化机由电动机、V带传动、直齿圆柱齿轮减速器、螺杆等组成，如图1-1所示。其工作原理是靠螺杆传动与物料挤压引起的摩擦热对物料进行膨化，物料在螺杆中

3、的挤压经历固体输送、熔融、均化和冷却的过程。其工作过程是电动机通过V带传动，经直齿圆柱齿轮减速器减速后带动螺杆转动，物料落入加料段，然后由螺旋推力作用被推至熔融段及均化段，物料温度升高，最后从膜孔挤出。1电动机2V带传动3螺杆4直齿圆柱齿轮减速器图1-1饲料膨化机机构简图2膨化装置设计2.1螺杆的设计2.1.1工艺设计物料在螺杆中的挤压经历固体输送、熔融、均化和冷却的过程，其结构如图2-1所示。图2-1螺杆分段图2.1.2主要参数确定（1）螺杆直径的确定一般在初步确定螺杆的生产能力和转速后，可根据经验生产能力公式初步确定螺杆的直径。（2-1）式中　　Q——生产能力，Q＝1000kg/h；——螺

4、杆外直径，cm；n——螺杆转速，取n=240r/min；——经验出料系数，取。由公式（2-1）代入数据，得cm，取cm。（2）长径比的确定螺杆一般长径比选为4.2~7.1，本设计取=7，所以L约为70cm。2.1.3螺杆的强度校核螺杆的连接方式按照与减速箱中的传动轴固定方式采用紧固式连接。这种连接的螺杆与传动轴为同一零件，在挤压时其螺杆端部在机筒内浮动，计算时可近似为一端固定的悬臂梁。螺杆的受力状态如图2-2所示。在螺杆上的全长上主要受物料的压力p、克服物料的阻力所需的扭矩和螺杆的自重G的作用。由图2-3可知，沿螺杆径向所受的压力p大小相等，方向相反而相互抵消。故计算时对p的影响只考虑轴向压力

5、p对螺杆的作用力（即螺杆所受的轴向力），并且螺杆的纵向弯曲问题可忽略。因此，对螺杆的强度计算，可归结为压、扭、弯联合作用下的复合计算。由于一般情况下螺杆根径处的承载能力最差，所以，对螺杆的强度计算，可进一步归结为在上述复合应力作用下螺杆根径断面的强度计算。图2-2螺杆受力分析其强度条件为：　　　　　　　　　（2-2）式中——螺杆的合成应力，Pa；——Pa，由轴向力产生的压缩应力，经计算Pa，由螺杆自重G产生的弯应力，经计算Pa；——扭矩产生的剪应力，经计算Pa；——材料的许用应力，机筒材料选为（其屈服强度Pa），，故螺杆材料的许用应力=Pa。由公式（2-2）代入数据校核，满足强度条件。2.2机

6、筒的设计2.2.1机筒的结构机筒在整个系统中是仅次于螺杆的重要零部件。这里采用分段式机筒如图2-3所示。分段式机筒是将机筒分成几段加工，然后各自用法兰或其螺栓连接起来。其优点是机械加工比整体式机筒容易，便于改装长径比及便于拆卸清洗。图2-3分段机筒结构图2.2.2加料口的设计加料口的结构如图2-4所示，加料口的左壁设计成垂直，便于加工，但向中心线方向偏移约。右壁偏离中心线约左右，便于进料。加料口的形状（俯视）为矩形，其长边平行于轴线，长度约1.5倍螺杆直径。图2-4加料口断面形状2.3模板的设计模板上具有多排圆形孔洞并使用一个板模。模孔的孔径比与压强的关系有：（2-3）式中D——模孔直径，m；

7、L——模孔长度，m；f——饲料原料与金属的摩擦系数，大多数摩擦系数在0.37~0.7之间，取f=0.4；——机筒内模孔进料处压强，=2.5×105Pa；——模孔出孔处大气压，=1.01×105Pa。由公式（2-3）代入数据，得：D/L=1.77mm当直径选为10mm时，则孔长17.7mm。2.4加热与冷却装置设计2.4.1加热装置由于刚开机时需要预热以减少人工消耗，因此需要外部加热，电阻加热是最广