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螺旋带式动物饲料搅拌机的结构设计与研究

目录

摘要 .................................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................................. II 第一章绪论 . (1)

1.1畜牧业概述 (1)

1.2本文研究的目的和意义 (1)

1.3TMR饲料搅拌机研究动态 (2)

1.3.1国外机研究动态 (2)

1.3.2国内研究动态 (2)

1.3.3TMR饲料搅拌机种类及特点概述 (2)

1.4本文主要研究内容及研究方法 (4)

1.4.1研究内容 (4)

1.4.2研究方法 (5)

1.4.3技术路线 (6)

第二章搅拌机总体设计及混合机理 (7)

2.1物料特性 (7)

2.2主要组成结构 (7)

2.3混合机理分析 (9)

2.31混合原理 (9)

2.32饲料粒子受力运动分析 (10)

2.4本章小结 (13)

第三章搅拌机主要结构参数分析 (14)

3.1螺旋带式TMR饲料搅拌机主要参数 (14)

3.2主要结构参数分析 (14)

3.2.1搅拌仓体积确定 (14)

3.2.2搅拌仓长宽比的设计 (14)

3.2.3搅龙中最大直径的确定 (15)

3.2.4螺旋搅拌带螺旋升角的设计分析 (15)

3.2.5搅拌臂数目及排列形式的分析 (16)

3.3转速的确定 (18)

3.4三维模型的建立 (19)

3.41虚拟样机的装配 (19)

3.43三维模型的建立 (19)

3.5本章小结 (20)

第四章搅拌装置有限元分析 (21)

4.1 ABAQUS简介 (21)

4.2ABAQUS搅拌装置有限元静强度分析 (22)

4.21搅拌装置有限元模型的建立 (22)

4.22网格划分 (22)

4.2.3材料特征参数 (23)

4.2.4加载及约束 (23)

4.2.5有限元计算结果分析 (24)

4.3ABAQUS搅拌装置的模态分析 (26)

4.3.1模态分析简介 (26)

4.3.2搅拌装置模态分析 (26)

4.4本章小结 (28)

第五章基于EDEM物料混合过程仿真分析 (29)

5.1离散元基本理论 (29)

5.11颗粒接触模型 (29)

5.12接触算法 (30)

5.13DEM计算过程 (31)

5.2相似理论 (32)

5.3EDEM仿真前期处理 (33)

5.31EDEM软件介绍 (33)

5.32关键设置 (34)

5.4仿真结果分析 (36)

5.41饲料运动轨迹分析 (36)

5.42饲料混合均匀度分析 (37)

5.5本章小结 (40)

第六章结论与展望 (41)

6.1结论 (41)

6.2展望 (42)

参考文献 (43)

致谢 (46)

个人简介 (47)

在读期间主要科研成果 (48)

图表目录

图1-1TMR饲料搅拌机分类 (3)

图1-2立式TMR饲料搅拌机图 (4)

图1-3浆式TMR饲料搅拌机 (4)

图1-4单搅龙卧式TMR饲料搅拌机 (4)

图1-5双搅龙卧式TMR饲料搅拌机 (4)

图1-6三搅龙卧式TMR饲料搅拌机 (4)

图1-7四搅龙卧式TMR饲料搅拌机 (4)

图1-8拨轮式TMR饲料搅拌机 (4)

图1-9螺旋带式TMR饲料搅拌机 (4)

图1-10技术路线图 (6)

图2-1螺旋带式饲料搅拌机的主要结构 (8)

图2-2搅拌传动简图 (8)

图2-3搅拌装置结构图 (9)

图2-4饲料混合三个变化阶段 (10)

图2-5颗粒受力分析图 (11)

图3-1物料质点受力分析 (15)

图3-2搅拌臂排列方式 (17)

图3-3搅拌臂分布图 (18)

图3-4螺旋带式TMR饲料搅拌机三维图 (19)

图4-1搅拌装置网格划分 (23)

图4-2搅拌装置载荷约束添加 (24)

图4-3螺旋搅拌装置应力图 (24)

图4-4螺旋搅拌装置应力集中区域图 (25)

图4-5螺旋搅拌装置变形图 (25)

图4-6螺旋搅拌装置变形集中区域 (25)

图4-7搅拌机构前十二阶模态振型图 (27)

图5-1接触算法流程图 (31)

图5-2离散元法循环计算流程图 (31)

图5-3计算流程图 (33)

图5-4饲料搅拌机离散元模型 (34)

图5-5定义颗粒模型 (35)

图5-6接触模型种类 (36)

图5-7颗粒-颗粒、颗粒-搅拌机碰撞模型选择 (36)

图5-8物料运动轨迹图 (37)

图5-9搅拌系统网格划分 (38)

图5-10时刻的部分数据图 (39)

图5-11变异系数与搅拌时间变化图 (39)

表2-1饲料组成成分比例 (7)

表4-1搅拌装置前十二阶固有频率 (26)

表5-1三种模型对比 (30)

表5-2材料属性列表 (35)

表5-3接触属性列表 (35)

第一章绪论

1.1畜牧业概述

畜牧业在我国农业中占重要地位,是人类跟大自然进行能量交换的关键环节之一。近年来,国家对农业方面越来越重视,我国畜牧业实现了稳步快速的发展,人们对畜产品的需求与畜产品的总产量大幅上升,畜牧业的发展在我国农业发展中的地位也随之大幅提高[1]。

近年来,我国百姓生活水平在逐步提高,人们在畜产品及其周边产品的需求方面也随之增加,这也促使着我国畜牧业的发展将进入一个更高的发展阶段。畜牧业的飞速发展不仅改善了我国人民的膳食结构,丰富了我国“菜篮子”工程,对我国人民的整体生活水平的提高更是起到了至关重要的作用。不仅有效的促进了我国农民收入及我国农业结构更加完整化,而且对保障我国农产品市场稳定起到了重要作用[2]。1.2本文研究的目的和意义

我国动物饲料搅拌技术相对落后,TMR饲料搅拌设备的关键核心技术的研究还不成熟,现在我国所用的TMR饲料搅拌机基本都是靠国外进口或在国外技术的基础上进行基本的改进,并没有完整的研发技术。虽然国外的饲料混合搅拌技术已经很成熟,功能也更加完善,但是毕竟它的饲养环境与我国还是有很大差距的。国外动物养殖基本是以大型牧场的形式来养殖,他们主要是以优质的青贮及牧草为原料来制作饲料,而我国现在的养殖户基本仍是以玉米秸秆为主要原料,而且在饲料加工及其它添加剂的选择上也有很大的不同,这使得制作的饲料在性能上有很大差别,并没有国外那么高效率,且我国虽然动物养殖数量庞大,但大部分都是很小规模的养殖,大规模牧场相对国外很少,而国外进口的TMR饲料搅拌机价格非常昂贵,小规模养殖的养殖户花钱去买进口饲料搅拌机并不可行,也不适合。因此,研制出一种适合于我国畜牧业这种大环境下的TMR饲料搅拌机具有非常大的意义。

对于国家而言,研制出一台适用于我国当下饲养大环境的TMR饲料搅拌机,可以减少我国对国外先进技术的依赖,拉近我国与西方发达国家的技术水平,加强了我国在世界上的地位;对于养殖户而言,研制出一台成本低、功耗小、效率高并且适合作用于我国饲料的TMR饲料搅拌机可以大大提高他们的收入,同时也大大提高了我国农业的总产值,有利于带动我国农业经济的提高;对于企业而言,研制出一台属于我国的TMR饲料搅拌机,可以提高我国国产企业业绩,扩大企业的经营范围,使我国的制造企业在世界上有一席之地。

综上所述,在我国进行TMR饲料搅拌机研究,对我国在TMR 饲料搅拌技术的应用和推广有很好的促进作用,不仅提高了我国畜牧业的发展,还促进了我国经济

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