HFFQ9HLP—8全混日糧糧攪拌車絞龍?jiān)O(shè)計(jì)

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(shè)備，能夠?qū)⒏鞣N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(yǎng)的均衡性。絞龍是其重要工作部件。為此，應(yīng)用CAD和UG NX對(duì)絞龍進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，對(duì)絞龍強(qiáng)度進(jìn)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(guān)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(shè)備，能夠?qū)⒏鞣N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(yǎng)的均衡性，立式攪拌車相對(duì)于臥式攪拌車具有存料少的優(yōu)點(diǎn)，能明顯降低飼料成本，適于在我國大型養(yǎng)殖場(chǎng)推廣應(yīng)用[1]。本文利用二維CAD及三維UG NX進(jìn)行絞龍的輔助設(shè)計(jì)，并且應(yīng)用NX Nastran對(duì)絞龍葉片進(jìn)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(jī)絞龍工作過程及主要參數(shù)

1.1攪拌車絞龍工作過程

攪拌機(jī)絞龍工作過程主要是使日糧混合飼料在絞龍推動(dòng)下形成飼料循環(huán)擠壓、翻轉(zhuǎn)、對(duì)流、擴(kuò)散等運(yùn)動(dòng)，同時(shí)下絞龍上分布刀片的的切割刀會(huì)對(duì)物料進(jìn)行進(jìn)一步的剪切和揉搓從而達(dá)到攪均、攪細(xì)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(shù)[3]

全混日糧攪拌車料倉容積8m3，絞龍葉片內(nèi)徑r為460mm（絞龍圓筒外徑）

葉片回轉(zhuǎn)最大外徑R為1134mm，螺距s為520mm。絞龍的轉(zhuǎn)數(shù)為29rad/min。

2 .CAD與UG NX下絞龍葉片設(shè)計(jì)

絞龍?jiān)谵r(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用特別廣泛，一般采用的是等螺距的葉片結(jié)構(gòu)形式。我們立式絞龍采用變截面螺旋線結(jié)構(gòu)葉片。

2.1利用CAD進(jìn)行絞龍總體草圖設(shè)計(jì)，保證絞龍葉片回轉(zhuǎn)半徑最大處與混合室?guī)w的間隙為15-20mm。CAD進(jìn)行絞龍葉片設(shè)計(jì)，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(dá)清楚。

2.2 UG下絞龍葉片的設(shè)計(jì)[4]

利用UG根據(jù)絞龍葉片參數(shù)沿絞龍圓筒外表面先繪制一條等螺距螺旋線，再根據(jù)葉片設(shè)計(jì)參數(shù)利用UG的規(guī)律曲線名利繪制一條變截面螺旋線，然后利用曲線網(wǎng)格命令生成三維片體，最后通過加厚形成三維實(shí)體[5]。并且通過UG進(jìn)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(shí)物展開命令自動(dòng)生成成葉片展開圖。

2.3 NX Nastran絞龍優(yōu)化設(shè)計(jì)

NX Nastran是與三維設(shè)計(jì)軟件UG NX自帶的解算器 ，能對(duì)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、疲勞、頻率、熱應(yīng)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(zhuǎn)而產(chǎn)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(jìn)行力分析，應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果如表1所示。

為了保證絞龍強(qiáng)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(yīng)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(shí)，應(yīng)力最大值大于材料的基本許用應(yīng)力Sm=345MPa[6]，不符合強(qiáng)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(wěn)定性和可靠性，需保證焊接質(zhì)量可在局部利用加強(qiáng)筋進(jìn)行加強(qiáng)。

3結(jié)束語

本文對(duì)9HLP-8型TMR飼料攪拌車絞龍進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)化分析，利用二維CAD及三維UG NX進(jìn)行攪拌車部件繪制和整機(jī)裝配模擬，并且應(yīng)用NX Nastran對(duì)絞龍葉片等關(guān)鍵部件進(jìn)行了靜態(tài)分析模擬。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明方法便于設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化，提高了絞龍的切割效率，有效減少了飼料殘留量。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)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(fā)展戰(zhàn)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(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2007（4）：84—86.

[3]畢永利，李佳慧.筒式烘干機(jī)絞龍主要參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].長春大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，11（2）：1—4.

[4] 許鵬樂.螺旋輸送機(jī)葉片的加工[J].機(jī)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(yè)出版社，2011.2

[6] 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)/吳宗澤主編 —3版.—北京：化學(xué)工業(yè)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，專用機(jī)械（農(nóng)業(yè)）