锤式轴型饲草粉碎机构设计与试验

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。

9NTB型双向摆动旋转式牛体刷研制

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。

奶牛电动提升保定架设计及优化

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。