立式全混合日粮制备机的优化设计与试验

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作者 韩见 于世震 范国强 《农业装备与车辆工程》 2025年第4期22-26,共5页

全混合日粮(TMR)制备机是提升畜牧业饲料利用效率、保障动物蛋白食品安全的核心装备。针对传统设备存在的混合不均、能耗高、适应性差等问题,结合国内外TMR技术现状与用户需求,通过结构创新与智能化控制优化,研制了立式TMR制备机。采用... 全混合日粮(TMR)制备机是提升畜牧业饲料利用效率、保障动物蛋白食品安全的核心装备。针对传统设备存在的混合不均、能耗高、适应性差等问题,结合国内外TMR技术现状与用户需求,通过结构创新与智能化控制优化,研制了立式TMR制备机。采用变锥角螺旋叶片、变频甩料功能等关键技术,显著提升了混合均匀度与切割效率,同时降低了能耗。实验表明,该机生产效率达7 200 kg/h,残留率≤0.7%,满足规模化养殖需求。未来研究方向包括AI算法优化混合参数与物联网技术集成,推动畜牧业机械化向智能化升级。 展开更多

关键词 立式全混合日粮 制备机 变锥角螺旋叶片 变频甩料 智能化

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锤式轴型饲草粉碎机构设计与试验

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作者 刘猛 员荣基 +3 位作者 王忠宇 范国强 董和银 吴爱兵 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第4期93-99,共7页

针对我国牛羊养殖业对高效饲草粉碎机需求增加的现状,设计一种锤式轴型饲草粉碎机构,主要由锤片、安装盘、轴式粉碎转子和筛网组成。选用直刀型锤片设计粉碎机构,建立粉碎作业的理论模型,对刀片、粉碎转速和供料旋转速度进行设计与计算... 针对我国牛羊养殖业对高效饲草粉碎机需求增加的现状,设计一种锤式轴型饲草粉碎机构,主要由锤片、安装盘、轴式粉碎转子和筛网组成。选用直刀型锤片设计粉碎机构,建立粉碎作业的理论模型,对刀片、粉碎转速和供料旋转速度进行设计与计算。采用Adams与Simulink联合仿真对轴式粉碎转子启动过程进行分析,得到粉碎转子加速时间为0.35 s,锤片所受最大载荷为4 478.5 N,锤片最大变形量为36.1μm,锤片应力集中在销轴孔处,应力最大为64.3 MPa。采用ANSYS对锤片结构进行静力学分析,并对锤片强度进行校核,满足强度要求。采用ANSYS Workbench对设计的粉碎转子进行模态分析,分析表明粉碎转子在锤片处最容易发生位移变形,粉碎转子的前4阶固有频率远大于激励频率,发生共振概率极小。对样机的粉碎性能进行试验,平均粉碎效率达到25 m^(3)/h以上,达到预期设计目标。 展开更多

关键词 饲草 粉碎机 锤片 旋筒供料 粉碎转子

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9NTB型双向摆动旋转式牛体刷研制

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作者 孙杰 王辛政 +3 位作者 员荣基 范国强 董和银 吴爱兵 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第1期90-95,共6页

针对国内奶牛养殖过程中,奶牛牛体表面经常粘结泥土、粪便等污物,易滋生寄生虫,导致奶牛发炎患病,影响产奶量这一问题,总结国内外牛体刷的研究现状,设计一种9NTB型双向摆动旋转式牛体刷。该装置由安装座、转动铰接Ⅰ、L形支架、减速电... 针对国内奶牛养殖过程中,奶牛牛体表面经常粘结泥土、粪便等污物,易滋生寄生虫,导致奶牛发炎患病,影响产奶量这一问题,总结国内外牛体刷的研究现状,设计一种9NTB型双向摆动旋转式牛体刷。该装置由安装座、转动铰接Ⅰ、L形支架、减速电机、转动铰接Ⅱ和滚刷组成。通过对奶牛的身高体型进行分析,确定L型支架参数:长0.9 m、宽0.6 m,安装座离地高度为2.22 m。通过对刷毛变形受力和对泥块的剪切力等计算分析,选取尼龙为刷毛材料,并确定刷毛的长度为135 mm,滚刷外径为440 mm、高度为600 mm,确定滚刷的工作转速为24 r/min。对奶牛受到的摩擦力进行校核,得到最大消耗功率为169.45 W,并选择相应的减速电机。试验表明:该牛体刷能够在两个平面内摆动,可以满足奶牛刷毛的需求,能有效清洁牛体的头部、背部和侧面,清洁度评分由3.4分降到1.6分,作业效果良好。 展开更多

关键词 旋转式牛体刷 奶牛 双向摆动 畜禽养殖

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旋筒供料锤式饲草粉碎机设计与试验 被引量：9

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作者 范国强 王忠宇 +3 位作者 王保兴 王金星 董和银 韩见 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期43-53,76,共12页

针对我国养殖业缺乏高效饲草粉碎机的问题,设计了一种旋筒供料锤式饲草粉碎机,建立了粉碎和旋转作业的理论模型,对锤片尺寸形状、回转半径、粉碎转速、抛送距离、输送能力、供料转速和粉碎长度等关键参数进行了设计与计算,采用EDEM对粉... 针对我国养殖业缺乏高效饲草粉碎机的问题,设计了一种旋筒供料锤式饲草粉碎机,建立了粉碎和旋转作业的理论模型,对锤片尺寸形状、回转半径、粉碎转速、抛送距离、输送能力、供料转速和粉碎长度等关键参数进行了设计与计算,采用EDEM对粉碎羊草的转速、锤片数量、动定刀间隙和出料口仰角等关键因素进行了仿真分析。分析表明随着粉碎转速增高、锤片数量增加和动定刀间隙减小,颗粒尺寸均减小,粉碎扭矩先减小后增大,羊草抛送距离先增大后减小。随着出料口仰角的增大,羊草抛送距离先增大后减小。仿真得到的羊草最佳粉碎条件为粉碎转速1500 r/min、锤片数量24把、动定刀间隙22 mm和出料口仰角20°。取羊草进行粉碎试验,试验结果与仿真分析基本一致。当旋筒转速为8 r/min时,成捆压实羊草的粉碎效率为25 m^(3)/h,单人作业效率是铡草机的12倍,单机作业效率是铡草机的3倍。粉碎羊草破壁率大于90%,搓揉效果良好。粉碎羊草直径为0.1~1.2 mm,平均直径为0.65 mm。粉碎羊草长度为16~157 mm,平均长度为47 mm,抛送距离为11 m。粉碎后的羊草饲喂效果较好,达到了设计目标。 展开更多

关键词 羊草粉碎机 锤片 旋筒供料 破壁 搓揉

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牵引式液态肥喷洒机设计与试验 被引量：5

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作者 杨延强 贠莹莹 +3 位作者 陈兆英 范国强 董和银 王玉亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期159-167,共9页

针对目前国内缺乏专业的液态肥喷洒机,设计了主要由罐体、吸料系统、排料系统和喷洒器等部件组成的牵引式液态肥喷洒机,建立了喷洒作业理论模型,并对真空泵排量、罐体结构、喷嘴喷射速度等关键参数进行了设计与计算。采用仿真软件对喷... 针对目前国内缺乏专业的液态肥喷洒机,设计了主要由罐体、吸料系统、排料系统和喷洒器等部件组成的牵引式液态肥喷洒机,建立了喷洒作业理论模型,并对真空泵排量、罐体结构、喷嘴喷射速度等关键参数进行了设计与计算。采用仿真软件对喷洒器散射挡板形状、散射挡板朝向、喷嘴形状和喷嘴喷射速度等关键因素进行了仿真分析,结果表明,为达到较好的喷洒效果,应采用扇形散射挡板、圆锥形喷嘴和13 m/s左右的喷射速度,散射挡板与水平面呈正夹角。以喷洒幅宽、均匀性变异系数、平均厚度为喷洒性能指标,采用正交试验对喷洒作业进行了优化仿真,得出对喷洒幅宽影响显著的因素是散射挡板长轴长度,对地面水平均厚度影响显著的因素是散射挡板倾斜角,各个因素对于喷洒均匀变异性系数的影响不显著。结合设计目标,当行进速度5 km/h时,优先选取散射挡板与水平夹角35°、散射挡板长轴长度32 cm、喷射速度13 m/s和喷嘴高度1 m,可得试验喷洒幅宽为11 m,地面水平均厚度为1.65 mm,喷洒均匀性变异系数C_(V)为34.86%,仿真分析与试验结果基本一致,验证了设计的准确性和可靠性,达到了设计目标,满足使用要求。 展开更多

关键词 液态肥喷洒机 牵引式 计算流体动力学

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奶牛卧床垫料抛撒机锤式抛撒机构设计与试验 被引量：4

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作者 范国强 滕翔 +3 位作者 姜军鹏 董和银 王玉亮 齐自成 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期120-128,共9页

针对奶牛卧床垫料抛撒缺乏专用机械的问题,设计了一种锤式奶牛卧床垫料抛撒机。以沙子为研究对象,建立了锤式垫料抛撒机构作业的理论模型,对锤头回转半径、抛撒转速、物料抛出角、锤头数量和锤头尺寸进行了设计和计算。采用EDEM建立了... 针对奶牛卧床垫料抛撒缺乏专用机械的问题,设计了一种锤式奶牛卧床垫料抛撒机。以沙子为研究对象,建立了锤式垫料抛撒机构作业的理论模型,对锤头回转半径、抛撒转速、物料抛出角、锤头数量和锤头尺寸进行了设计和计算。采用EDEM建立了沙子抛撒仿真模型,并对抛撒转速、抛料切线角、上挡板开启角和上挡板长度等关键因素进行了仿真分析,得出各因素对抛撒幅宽、地面堆积物料平均厚度和抛撒均匀性的影响规律。仿真分析表明,提高抛撒转速、减小抛料切线角、增大上挡板开启角和减小上挡板长度,能够显著增大物料抛撒幅宽和提高抛撒均匀性,并能够降低地面堆积物料平均厚度。选取抛撒转速1 200 r/min、抛料切线角35°、上挡板开启角70°、上挡板长度180 mm和行驶速度4 km/h进行仿真分析与现场试验,结果表明,仿真分析与试验结果基本吻合,证实了仿真分析的可靠性。试验测试抛撒幅宽为5.1 m,地面堆积物料平均厚度为22 mm,抛撒均匀性变异系数为31.96%,满足养殖场的使用要求。 展开更多

关键词 奶牛 卧床垫料 抛撒机构 锤头 抛撒性能

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自走式全混合日粮制备机取料装置设计与试验 被引量：2

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作者 陈兆英 王保兴 +3 位作者 范国强 董和银 王忠宇 王玉亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期148-157,共10页

针对自走式全混合日粮制备机缺乏取料机理、堵塞问题明显的情况,建立了取料作业的理论模型,对取料宽度、刀具回转半径、取料刀安装螺距、取料刀密度、取料转速、每刃进给量、抛料速度、物料射入角和输送带尺寸等关键因素进行了设计与计... 针对自走式全混合日粮制备机缺乏取料机理、堵塞问题明显的情况,建立了取料作业的理论模型,对取料宽度、刀具回转半径、取料刀安装螺距、取料刀密度、取料转速、每刃进给量、抛料速度、物料射入角和输送带尺寸等关键因素进行了设计与计算。为衡量取料刀刃口长度与取料宽度之间的关系,提出取料刃长度比C的概念,取C为1.25。采用EDEM对青贮取料进给速度和取料转速等关键因素进行了仿真,分析表明由于螺旋叶片与护罩间隙较大,物料会随着取料刀和滚筒高速转动,回流率较高。提高取料进给速度,取料效率增大,但回流率上升。当进给速度为4 m/min时,回流率高达50.05%,造成物料的过度切割,且能耗大。增加取料转速,取料效率增大,回流率降低,但转速超过230 r/min后驱动扭矩增幅较大。采取中等进给速度和取料转速,加大取料刀安装螺距、滚筒护罩后部导流倾角和物料射入角,能够提高取料效率,并降低回流率和能耗。选取料进给速度2.5 m/min和转速230 r/min对优化装置进行仿真和试验,结果基本一致。仿真分析功耗降低64%,试验未出现堵塞和憋车现象,取料宽度2000 mm,取料高度5050 mm,取料效率75.02 m^(3)/h,回流率28.95%。 展开更多

关键词 全混合日粮 制备机 青贮饲料 取料装置

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螺旋绞龙式牛场清粪机设计与试验 被引量：7

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作者 滕翔 董和银 +3 位作者 范国强 吴爱兵 韩见 姜军鹏 《中国农机化学报》 北大核心 2020年第12期42-47,共6页

针对目前国内牛场粪污清理机械化程度低、缺乏专用作业机械的现状,设计一种螺旋绞龙式牛场清粪机,主要由螺旋绞龙集粪机构、刮板输送机构、六连杆位置调整机构和车厢组成,实现牛粪的收集、输送和运输联合作业。螺旋绞龙集粪机构的主要... 针对目前国内牛场粪污清理机械化程度低、缺乏专用作业机械的现状,设计一种螺旋绞龙式牛场清粪机,主要由螺旋绞龙集粪机构、刮板输送机构、六连杆位置调整机构和车厢组成,实现牛粪的收集、输送和运输联合作业。螺旋绞龙集粪机构的主要部件为旋向相反的两段绞龙叶片,对称安装在一根绞龙轴上,清粪机前进时粪污被收集聚拢,聚集的粪污被旋转的绞龙刮削收集并向中部汇集输送。通过计算,确定绞龙直径为0.38 m,螺距为0.28 m。设计刮板输送机构,将牛粪输送至车厢。刮板输送机构向下旋转将粪污刮起,防止粪污的飞溅。在刮板下端安装橡胶条与输送槽形成有效密封,降低了输送过程中牛粪的泄露。为达到粪污收集输送机构的位置调节,实现刮板输送机构出料口与车厢收料口之间实现精确配合和平稳分离,设计一套六连杆机构。试验结果表明:在牛粪含水率为72%、厚度为5 cm、作业速度为0.8 m/s和收集宽度为2.2 m的作业条件下,该机清洁率为98%,实现牛粪的收集、输送和运输联合作业。 展开更多

关键词 清粪机 螺旋输送 刮板输送 牛粪 连杆机构 液压系统

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牛羊养殖电动推料机设计与试验 被引量：1

9

作者 王保兴 董和银 +3 位作者 范国强 王金星 王忠宇 吴爱兵 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第6期76-82,共7页

针对国内牛羊养殖业饲喂过程中,撒料车将饲料抛撒到牛羊的围栏边缘,牛羊在食用过程中将大量饲料拱出饲喂区域造成饲料浪费,增加养殖成本这一现象,设计一种电动推料机。该机主要由推料机构、清扫机构、行走机构、转向机构、液压系统和照... 针对国内牛羊养殖业饲喂过程中,撒料车将饲料抛撒到牛羊的围栏边缘,牛羊在食用过程中将大量饲料拱出饲喂区域造成饲料浪费,增加养殖成本这一现象,设计一种电动推料机。该机主要由推料机构、清扫机构、行走机构、转向机构、液压系统和照明系统和车架组成,实现推料作业和饲料清扫作业。其关键机构为推料机构和清扫机构,推料机构主要由升降液压缸、转向液压缸和推料板组成,通过控制2个液压缸实现推料板的升降和转向动作;清扫机构主要由柱刷、液压马达、液压缸和护罩组成,液压马达驱动柱刷的旋转,液压缸控制柱刷的升降。在奶牛牧场进行样机试验,所用的饲料为青贮饲料,试验结果表明,撒料车抛撒饲料到奶牛围栏边缘,饲料堆宽度为0.8 m;奶牛食用后,饲料堆宽度一般为1.2 m;推料机作业后,料堆的宽度为0.7 m。一般成年奶牛可以食用到距围栏0.8 m范围内得饲料。能够满足预期的作业效果,电动推料车作业后的路面上无大范围饲料遗漏,路面整洁。该电动推料车能够较好地实现牧场中的推料作业,降低养殖成本。 展开更多

关键词 推料机 电动 液压系统 牛羊养殖 饲料

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9QQ1600-5青贮取料机设计与试验 被引量：1

10

作者 姜军鹏 董和银 +4 位作者 范国强 吴爱兵 滕翔 王保兴 王忠宇 《农机化研究》 北大核心 2022年第9期55-62,共8页

我国奶牛已经实现集约化和规模化养殖,而青贮取料是关键作业环节。为此,研制出一种可横向移动的青贮取料机,取料宽度1600mm,取料高度5000mm。该机取料头由异步电动机提供动力,经摆线针轮减速器初级减速,通过链传动驱动取料头进行取料作... 我国奶牛已经实现集约化和规模化养殖,而青贮取料是关键作业环节。为此,研制出一种可横向移动的青贮取料机,取料宽度1600mm,取料高度5000mm。该机取料头由异步电动机提供动力,经摆线针轮减速器初级减速,通过链传动驱动取料头进行取料作业;输料装置采用链条刮板结构,采用液压马达驱动链轮。为了满足不同方向上的取料工作,设计了横向行走和纵向行走机构,并对驱动力、速度进行了设计计算,确定了关键部件。同时,采用EDEM对取料进行了仿真分析,得出刀具密度是影响取料效率的关键因素,进给量次之,转速和刀具角度影响较小,优化参数:刀具密度为0.03片/mm,转速为160r/min,刀具角度为0°,进给量为25mm,此时取料效率为20m^(3)/h。 展开更多

关键词 青贮饲料 取料机 液压系统 横向行走

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2FYP-20型棉田液态肥撒施机的研制 被引量：1

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作者 王保兴 王忠宇 +4 位作者 范国强 张晓辉 董和银 齐自成 韩见 《新疆农机化》 2021年第1期5-6,8,共3页

针对棉田缺乏大型液态有机肥撒施机械的现状,研制了2FYP-20型棉田用液态肥撒施机,实现了液态有机肥机械化撒施。文中对整机结构进行了设计,计算了牵引功率和真空泵抽气速率。试验数据显示拖拉机最大作业效率为4 hm2/h,当牵引速度为1.5 k... 针对棉田缺乏大型液态有机肥撒施机械的现状,研制了2FYP-20型棉田用液态肥撒施机,实现了液态有机肥机械化撒施。文中对整机结构进行了设计,计算了牵引功率和真空泵抽气速率。试验数据显示拖拉机最大作业效率为4 hm2/h,当牵引速度为1.5 km/h时,有效抛撒幅宽为12 m,抛撒平均厚度为1.5 cm,均匀性变异系数CV为29%。 展开更多

关键词 液态有机肥 真空泵 棉田 撒施机

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牛羊养殖场剩料收集机设计与试验

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作者 王忠宇 董和银 +3 位作者 范国强 王金星 王保兴 吴爱兵 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第11期56-61,共6页

针对目前我国牛羊养殖场饲喂过程中饲喂通道存在剩余饲料的问题,设计一种代替人工收集剩余饲料的剩料收集机。该机主要由盘刷、收料装置、输送装置、集料箱等部件组成。收集机通过前端的盘刷,将剩料清扫到收集机的清扫方向上,再利用圆... 针对目前我国牛羊养殖场饲喂过程中饲喂通道存在剩余饲料的问题,设计一种代替人工收集剩余饲料的剩料收集机。该机主要由盘刷、收料装置、输送装置、集料箱等部件组成。收集机通过前端的盘刷,将剩料清扫到收集机的清扫方向上,再利用圆柱刮板、螺旋圆柱刷、两侧绞龙将剩料输送到吸口处,利用链条、刮板将剩料输送到剩料箱。重点对盘刷清扫装置、螺旋圆柱刷、螺旋集料机构、链条刮板机构和液压系统等关键部分进行设计计算,确定盘刷的旋转速度为150 r/min,螺旋圆柱刷的转速为80 r/min,螺旋绞龙的转速为60 r/min,剩料收集机的前进速度为5 km/h。在实际试验中,剩料收集率均在96%以上,平均收集率达到97%,收集机收料效果良好,达到牧场的使用要求,验证了本设计的正确性。 展开更多

关键词 剩料收集 收料装置 毛刷 链条刮板 绞龙

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奶牛电动提升保定架设计及优化

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作者 王辛政 孙杰 +3 位作者 员荣基 范国强 董和银 吴爱兵 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第10期72-77,共6页

对奶牛进行修蹄和人工授精等操作,需要采用保定架将奶牛提升和牛蹄绑定,然而当前关于奶牛保定架的公开研究较少,且普通奶牛保定方法易损伤其关节,基于此设计一款奶牛电动提升保定架。该保定架由整机框架、颈夹、绑定装置、电动提升机构... 对奶牛进行修蹄和人工授精等操作,需要采用保定架将奶牛提升和牛蹄绑定,然而当前关于奶牛保定架的公开研究较少,且普通奶牛保定方法易损伤其关节,基于此设计一款奶牛电动提升保定架。该保定架由整机框架、颈夹、绑定装置、电动提升机构和防踢装置组成,其中颈夹选用直径35 mm热镀锌钢管为主体材料,其尺寸根据大多数成年奶牛脖颈高度及宽度进行设计。绑定装置中套绳用于保定牛蹄,手动摇轮防止套绳脱轮,对绑定装置进行受力分析,确定手动摇轮两转盘直径分别为100 mm和200 mm。通过计算得到提升机构的提升功率,确定电机的功率为1.5 kW,转速为1400 r/min,减速机的减速比为70,尼龙绳直径为25 mm。样机试验结果表明:奶牛电动提升保定架可提升936 kg的奶牛,提升高度为25 cm,能有效保护操作人员。 展开更多

关键词 奶牛保定架 电动提升机构 绑定装置 防踢装置 畜禽护理机械

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2FGH-12型棉田用固态肥抛撒机的研制

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作者 王忠宇 王保兴 +4 位作者 范国强 张晓辉 董和银 齐自成 陈丙龙 《新疆农机化》 2020年第6期27-29,共3页

针对棉田缺乏大型固态有机肥抛撒机械的现状,研制了2FGH-12型棉田用固态肥抛撒机,实现了固态有机肥机械化抛撒。对整机结构进行了设计,计算了立式抛撒辊的转速。当拖拉机牵引速度为5 km/h时,作业效率为2~4 hm2/h,有效抛撒幅宽为8 m,抛... 针对棉田缺乏大型固态有机肥抛撒机械的现状,研制了2FGH-12型棉田用固态肥抛撒机,实现了固态有机肥机械化抛撒。对整机结构进行了设计,计算了立式抛撒辊的转速。当拖拉机牵引速度为5 km/h时,作业效率为2~4 hm2/h,有效抛撒幅宽为8 m,抛撒平均厚度为0.5 cm,均匀性变异系数CV为32%。 展开更多

关键词 固态有机肥 抛撒转速 棉田 抛撒机

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9JGL-12型全混合日粮制备机的研制

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作者 董和银 滕翔 +3 位作者 范国强 姜军鹏 齐自成 韩见 《新疆农机化》 2019年第6期32-33,37,共3页

针对中小型牧场对饲料搅拌的需求,设计了一种9JGL-12型全混合日粮制备机。该样机搅龙螺旋叶片采用变锥角设计,提高了搅拌效率,降低了搅拌功率。切割刀片基材采用高锰钢,并进行碳化钨涂层处理,提高了切割刀片切割效率和耐磨性。实验表明... 针对中小型牧场对饲料搅拌的需求,设计了一种9JGL-12型全混合日粮制备机。该样机搅龙螺旋叶片采用变锥角设计,提高了搅拌效率,降低了搅拌功率。切割刀片基材采用高锰钢,并进行碳化钨涂层处理,提高了切割刀片切割效率和耐磨性。实验表明,该机性能稳定,作业效率高,各项指标满足了饲料搅拌的要求。 展开更多

关键词 全混合日粮 制备机 立式

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