奶牛饲喂装置的设计研究

为了提高单头奶牛的牛奶产量,缩小与世界发达国家的差距,推行机械化奶牛饲养生产,是中国奶牛业发展的必然趋势。2006年,新疆奶牛存栏数占全国18.23%,而牛奶产量只占全国的5.93%,原因是新疆奶牛单产及饲喂管理水平较低、管理粗放以及大型机械化养殖环节的配套性技术较差。经过对新疆兵团141、142、147及西部牧业奶牛场的调研,研制能够根据不同奶牛个体所需投放饲料的设备很有必要。 本文首先分析了奶牛饲喂技术与设备的发展现状,确定了装置的技术要求。按照整个设备的设计过程进行分析研究,确定饲喂装置的总体方案,装置主要由给料机构、称重机构及卸料机构组成。又确定了奶牛饲喂装置的整机结构和各部件结构参数,重点叙述了该机构的关键部件——螺旋输送给料机构的结构设计。并对螺旋输送给料机构的螺旋体进行了优化设计,以其空心轴外径D、内径d、螺旋叶片直径Dp、螺距S作为设计变量。以螺旋体的质量G作为目标函数,建立约束方程,并用MATLAB7.0软件编程求解出结果。 再以智能仪表为核心,搭建了称重系统。进行了气动卸料机构的设计和饲喂装置的继电控制电路的设计。利用AUTOCAD软件,绘制了整机零部件的图纸。并利用CATIA软件完成了螺旋输送给料机构的螺旋体三维造型和整机虚拟装配。 最后进行了三轮样机试制,第一轮样机是以机械式卸料门进行卸料,第二轮样机是以气动式卸料门进行卸料。经过试验,气动式卸料门具有结构简单,响应速度快等优点。第三轮样机采用气动式卸料,并对螺旋叶片进行了改进设计,提高了称量的准确性。改固定式为万向轮移动式,样机可以用手推动进行移动,在运动中可以准确地进行给料、称重、卸料,称量精度为5%左右。