鸡舍刮板式清粪机械设计

1课程设计课程名称：学院：机械工程学院专业：姓名：学号：年级：任课教师：2012年3月15日2目录目录················································································2鸡舍刮板式清粪机械设计·····················································3一、引言··········································································3二、刮板式清粪机的设计·····················································31、刮板式清粪机的优点··················································32、刮板式清粪机的工作原理············································43、清粪机的总体结构设计···············································44、清粪机刮板形状的选择···············································65、对清粪机主要参数的设计············································76、对清粪机相关数据的计算············································8三、清粪机的安装······························································9四、结论········································································10五、致谢·········································································11六、参考文献···································································113鸡舍刮板式清粪机械设计一、引言目前，鸡畜在国内的大规模养殖越来越普遍，众多养殖场也在逐步走向机械化。然而，粪便清扫重复的大工作量，是养殖场必须重点解决的问题之一，为了减少人力参与，提高清扫效率，需要设计开发粪便清扫机械。现今，国内对于不同的养殖业已研究出众多不同的清粪机械，而最具代表性且经济实用当属刮板式清粪机。我们下面仅针对普遍适用于养鸡场的小型清粪机的的结构设计、工作原理和特点、主要零部件设计做下简单的研究探讨。二、刮板式清粪机的设计清粪机械在机械化养鸡生产中占有十分重要的地位。因为机械清粪不仅可以大大地减轻劳动强度，使室内保持良好的空气环境，减少疾病的发生率，而且还能有效地影响鸡的生产，增加经济效益，所以欲要搞好机械化养鸡，就必须有性能优良的刮粪机械系统，这是至关重要的一个问题。在众多的清粪机械中，刮粪板这种方式简单而易行。刮板式清粪机主要应用于笼养鸡舍中。机械组成主要有电动机、减速器、刮板、钢丝绳与转向开关等设备。1、刮板式清粪机的优点（1）利用刮板式清粪机，可以大幅度的解决人工粪便清扫过程4中耗水量大问题，达到高效健康环保的养殖效益。（2）通过刮板式清粪机，可以实现养鸡过程中粪便清扫的机械化及自动化，提高清扫的效率，减少人力参与，减轻人的劳动强度（3）使用刮板式清粪机，可以保证养殖场所的长期卫生，实现鸡畜健康洁净养殖，减少鸡畜疾病的发生。2、刮板式清粪机的工作原理如图一所示，该刮板式清粪机工作时，电动机正转，驱动绞盘，便带动牵引绳正向运动，拉动刮板开始工作行程，开始清扫粪便工作。刮板正向运动过程中清扫粪便，并将粪便刮进横向粪沟，当刮板运行至终点，出动行程倒顺开关使电动机反转，带动牵引绳反向运动，拉动刮板进行空行程返回，到终点电动机又继续正转，同时，另一刮板也在进行反向清粪工作，如此循环往复两次就能达到预期清扫效果。图一刮板式清粪机工作运行图3、清粪机的总体结构设计该刮板式清粪机主要由电动机、减速器、绳轮、牵引绳、转角滑5轮、刮粪板及电控装置等组成。为了能使电机平稳地起动且通过改变外加电阻就能在一定的范围内对转速进行调节，同时也能自如地实现正反转，所以电动机我们采用功率为3KW的三相异步电动机，这样既能带动清粪机的正常运行又能实现刮板往返行程且保证工作平稳，操作性更好更便捷。由于涡轮蜗杆式减速器寿命较短，减速器的选择上我们采用摆线针式减速机，将减速机与电机法兰连接。刮板单向安装，正向行程为工作行程，反向行程为空行程，绳索与电动机之间通过滑轮连接。为了达到绳与刮板连接的受力平衡的目的，在刮板两侧安装两个三角支架，用来平衡刮板受力情况。由于在工作过程中刮板与地面相对运动摩擦力较大，为了防止过快的损坏刮板使其工作寿命缩短，我们在刮板底部安装橡胶层，既减小摩擦又可以提高了清粪效果。同时，我们设计的此清粪机为双幅式，即一台电动机同时带动两个刮板运作，两刮板之间通过绳索绕过四个固定于地面的立式滑轮往复工作，在鸡舍中其布置绘图如图二所示，效果图如图三所示。6图二双向刮板鸡场布置图图三双向刮板效果图4、清粪机刮板形状的选择目前存在的刮板式清粪机其刮板形状多为平面板，安装时一般以与地面呈55°至75°角度倾斜安装。斜板安装的方式其优点为结构简单，制造工艺简单，成本低，清洗容易。我们便采取这种方式，平面板与地面成60度角安装在矩形框架呢，在框架的前后两侧分别焊接一个三角形支架以保证在清粪工作过程中刮粪机的稳定运行。具体尺寸计算如图四所示。7图四刮板形状与参数图中：L1——刮板框架的长度,mL2——刮板框架的宽度，mL3——刮板净宽，mL4——刮板框架的高度，mL5——刮板槽深度，m5、对清粪机主要参数的设计（1）清粪机刮板支架参数长：1.8m宽：1.2m高：0.25m厚度：3mm三角支架长度：0.5m两三角支架角度：60°（2）刮板结构尺寸及材料8材料：65Mn钢或低碳钢板厚：4mm长度：1.75m高度：0.29m（3）其他部件尺寸及材料橡胶刮片材料：丁晴橡胶橡胶刮片厚度：5mm前挡盖材料：PVC塑料前挡盖跨度：0.5m前挡盖弧度：110°牵引绳材料：防腐处理的钢丝绳（4）参考一般的养鸡场规模及建设情况，整个系统参数如表一所列：表一系统设计参数6、对清粪机相关数据的计算（1）清粪机运行牵引力：F=P/v=3000/0.2=15000N（2）往返一次运行时间：t=S/v=120/0.2=600s=10min9即完成一次清扫工作耗时：T=3*t=30min（3）阻力计算：估计一排鸡舍每天产生粪便100Kg，鸡粪与地面摩擦因数为0.7，则鸡粪阻力：F1=100*10*0.7=700N又刮板与地面摩擦因数取为0.5，则刮板阻力：F2=10*10*0.5=50N则总阻力：F=F1+F2=750N三、清粪机的安装（1）地沟地沟设计一般建议设计成一边深一边浅,深的那边应是出粪和固定主机的地方，深的那头一般设计成30-35厘米，浅的那头一般设计成16-18厘米即可，这样便于清舍时候拿水往一头流，另外便于主机隐藏于地下。（2）主机主机安装应挖成1米见方,深70厘米的坑，然后使混凝土浇注，浇注完上平面应比地沟底面低12-13厘米，最好打上预埋铁，便于安装主机，拿电焊点上几点即可.或使用大号膨胀螺丝也可。（3）转角轮10安装转角轮千万要注意，绳子绕的轮槽边是中心，不是转向轮的轴是中心，如果中心找错了，刮粪时粪板将跑偏不稳定。中心找好后用混凝土浇注，浇注至转向轮轴露出来4厘米即可。转向轮高度，从沟底往上量20厘米水泥墩60*60（4）绕绳绕绳的时候，应先把绳子一头在主机两个绕绳轮绕满，然后再把转向轮绕上。最后在一个刮粪板上扣死即可。（5）紧绳紧绳应该有2个人，1个人把着开关，另1个人把绳子从刮粪板架子上绕过去，然后把绳子头固定的转向轮的轴上，然后一个人拉绳子，一个人开开关，主机把绳子拉紧即可。四、结论通过对该清粪机的设计与研究，可以得出如下结论：（1）使用此清粪机可以有效减少鸡畜等因潮湿原因而引起的疾病，从而降低养殖的疾病治疗成本；（2）实现鸡养殖中粪便清扫过程的机械化及自动化，提高了清扫的效率。另外，该清粪机仍存在需改进和完善之处：（1）增加该清粪机运行的平稳性，降低噪音，；（2）需对机器进行防锈蚀处理，增强其抗锈蚀能力；（3）对机器工作路线范围须适当增加防护装置；（4）工作11阻力较大，工作平稳性不好，不能暂存粪便。五、致谢课程设计对我来说是一个很大的挑战，在设计过程中碰到很多问题。特别是刚开始不知道怎么下手，茫然失措。指导老师给了我很大的帮助，甚至去图书馆帮我查找资料，给了我极大的鼓励。设计的顺利完成，得益于老师的精心指导，使我明白了做设计要一丝不苟，保持严谨的作风。在这里我向张富贵老师表示衷心地谢意，同时我还要衷心感谢在大学期间给我帮助和鼓励的各位老师，让我在机械这个领域学习到了很多理论知识，并体会到了怎样将理论转化为实践，以及深入思考问题的方式。农机专业是一个与现实生活联系很紧密的专业，正是各位老师的精心教育才是我此次设计完成的关键所在。六、参考文献[1]农业科技．贵州省农经网[EB／OL].[2]贵州省农业科学院．贵州省农业科学院网[EB／OL].[3]石传林.用辘轳原理制作简易刮粪设备[J].中国家禽,1998,20(4).[4]朱建钢.清粪设备的新型牵引机构—钩形链的研究与设计[J].养鸡机械与技术:1992,4.[5]张友祥.鸡舍全行程式刮粪车[J].畜牧机械,1989,7.[6]朱建钢.关于可调式清粪机的探讨[J].养鸡机械与技12术,1991,2.[7]冯福海,许修宏,赵树林.俄罗斯畜舍清粪机械概述[J].现在化农业,2010,10:36—38.[8]邹先枚,胡朝阳,王光.奶牛场清粪工艺及相关设备概述[J]．中国乳业,2008,7.[9]肖体琼,张文毅.三种计算机辅助工程软件在农业机械虚拟设计中的组合运用.中国农机化,2006(6):94-97.[10]邓星钟.机电传动控制[M].4版.华中科技大学出版社,2004.[11]孙桓,陈作模.机械原理[M].7版.北京:高等教育出版社,2006.