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武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙
本科畢業(yè)論文（設(shè)計）
論文題目
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養(yǎng)殖場自動喂料裝置設(shè)計
姓名
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學(xué)號
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班級
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專業(yè)
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學(xué)院
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指導(dǎo)教師
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完成時間
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作者聲明
本畢業(yè)論文（設(shè)計）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)論文（設(shè)計）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。
畢業(yè)論文（設(shè)計）成果歸武昌工學(xué)院所有。
特此聲明
作者專業(yè)
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XXXXXX
作者學(xué)號
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XXXXXX
作者簽名
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XX（手寫有效）
2013年 4 月XX日（手填時間）
VII
武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙
養(yǎng)殖場自動喂料裝置設(shè)計
作者中文名
Farm Automatic Feeding Device Design
Liu, Mou mou英文名示例
2014年 X 月XX日
摘 要
目前大型養(yǎng)豬場中使用的喂料方式有人工喂養(yǎng)和管道喂養(yǎng)，但是這些喂養(yǎng)方式都會產(chǎn)生諸如人工喂養(yǎng)中飼料污染、飼料浪費、每日喂料不規(guī)范、管道喂養(yǎng)中管道殘留飼料和管道堵塞和管道老化等問題。我國是一個養(yǎng)殖業(yè)大國，畜禽養(yǎng)殖量全球第一，但養(yǎng)殖技術(shù)落后，生產(chǎn)設(shè)施十分簡陋，養(yǎng)殖效益差，這一狀況已嚴(yán)重影響我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。但是目前大規(guī)模養(yǎng)殖占的總養(yǎng)值比例很小。我國生豬養(yǎng)殖業(yè)70% 以上是由農(nóng)戶散養(yǎng)，養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)以分散和農(nóng)戶養(yǎng)殖為主，養(yǎng)殖體系很脆弱。
本文通過自動喂料小車實現(xiàn)養(yǎng)殖場自動喂料，自動喂料小車采用輪軌式結(jié)構(gòu)，車體轉(zhuǎn)角處采用圓角過渡。本設(shè)計的自動喂料小車結(jié)構(gòu)如圖2 所示。小車前端包括三菱PLC 控制系統(tǒng)和1 臺前輪牽引電機兩部分。小車前輪牽引電機是小車動力的來源，牽引電機的啟閉控制小車的前進喂料和后退加料。小車后端包括小車飼料箱、小車喂料箱、兩臺電機和小車后輪4部分。小車飼料箱的作用是將飼料暫時儲存在小車中，需要喂料時飼料箱電機啟動，飼料就通過飼料箱口加入到小車喂料箱中。小車喂料箱的作用是喂料時飼料先從飼料箱中加入到喂料箱中，然后喂料箱電機啟動，飼料就從喂料箱口加入到豬圈里的食槽中。飼料箱和喂料箱分開設(shè)計是為了防止每個圈的喂料量波動范圍過大，不會因為喂料量的不同而影響豬的生長，且分開設(shè)計能夠更好地減少喂料過程中的飼料浪費現(xiàn)象，節(jié)約了成本。小車前輪只是起到輔助的作用，并沒有動力。
本文對養(yǎng)殖場自動喂料裝置設(shè)計進行設(shè)計，主要完成機械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計，最后還對小車的控制系統(tǒng)進行了PLC控制設(shè)計。
關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖場；機械結(jié)構(gòu)；自動上料
Abstract
Feeding methods currently used for large-scale pig farm of artificial feeding and tube feeding, but the Fed will produce problems such as artificial feeding in the feed, feed waste pollution, daily feeding is not standardized, pipeline feeding in the residue feed and the blockage of pipelines and pipe aging. China is a big country of livestock and poultry breeding, the amount of the first in the world, but in backward technology, production facilities is very simple, the breeding benefit difference, this situation has seriously affected the development of animal husbandry in china. But the current large-scale farms account for a very small proportion of the total breeding value. In China more than 70% pig breeding by backyard farms, breeding structure to disperse and farmers farming, breeding system is very fragile.
In this paper, the farm automatic feeding through automatic feeding vehicle, automatic feeding car with wheel track structure, the body corner fillet. Automatic feeding carriage of the design of the structure as shown in figure 2. The car front includes Mitsubishi PLC control system and the 1 front wheel traction two part of motor. Car front wheel traction motor is the source power of the car, traction control of opening and closing of the car forward feeding and backward feeding motor. The car rear end comprises a trolley car feed box, feed box, two motors and the car rear part 4. The car feed box is the role of the feed is temporarily stored in the car, start the feed box motor need to feed, feed by feed box opening into the trolley feeding box. Trolley feeding box is the role of feeding and feed from the feed box was added to the feed box, and then feeding box motor starting, feed from the feed box mouth into pigsties trough. Feed box and a feed box is designed to prevent from feeding quantity fluctuation range of each circle is too large, not because the feeding quantity is influenced by different pig growth, and separate design can better reduce feed waste feeding process, saving the cost. Car front wheel just play a supporting role, and no power.
This paper carries on the design to the farms automatic feeding device design, mainly completes the design of mechanical structure, and finally to the car control system using PLC control design.
Key Words: farms; mechanical structure; automatic feeding
武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙
目 錄
摘 要 IV
Abstract V
目 錄 VI
第1章 緒論 1
1.1本選題研究的目的 1
1.2選題意義 1
1.3國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1
1.5研究內(nèi)容和方法 7
2. 養(yǎng)殖場自動喂料裝置總體方案設(shè)計 8
2.1 總體設(shè)計要求 8
2.2 自動喂料小車總體結(jié)構(gòu) 8
2.3 傳動裝置的結(jié)構(gòu) 10
2.4 自動喂料小車車輪組安裝結(jié)構(gòu) 10
2.5自動喂料小車行走機構(gòu)的設(shè)計 11
2.6選擇車輪與軌道并驗算其強度 11
2.6.1輪壓值校核及選擇車輪和軌道 11
2.6.2車輪疲勞計算 12
2.6.3車輪強度計算 12
2.7 運行阻力計算 13
2.7.1摩擦阻力矩計算 13
2.7.2摩擦阻力計算 13
2.8 選擇電動機 13
2.8.1類型的選擇 13
2.8.2功率的確定 13
2.8.3工作機的阻力 14
2.8.4電動機的轉(zhuǎn)速的確定 14
2.9計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù) 15
2.10軸的設(shè)計與校核 17
2.10.1軸的設(shè)計 17
2.10.2 軸的強度校核 17
第3章 液壓部分設(shè)計 21
3.1 液壓系統(tǒng)原理設(shè)計 21
3.2計算液壓缸尺寸及工況 21
3.3液壓缸主要尺寸確定 23
3.3.1頂升油缸壁厚及外徑計算 23
3.3.2工作行程確定 24
第4章 系統(tǒng)總體設(shè)計 26
4.1 總體思路 26
4.2 主電路設(shè)計 26
4.3 PLC選型 27
4.4 系統(tǒng)變量定義及分配表 27
4.5 PLC系統(tǒng)接線圖 28
4.6系統(tǒng)軟件設(shè)計 28
結(jié)束語 30
參考文獻(xiàn) 31
致 謝 32
武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙
第1章 緒論
1.1本選題研究的目的
我國是一個養(yǎng)殖業(yè)大國，畜禽養(yǎng)殖量全球第一，但養(yǎng)殖技術(shù)落后，生產(chǎn)設(shè)施十分簡陋，養(yǎng)殖效益差，這一狀況已嚴(yán)重影響我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。但是目前大規(guī)模養(yǎng)殖占的總養(yǎng)值比例很小。我國生豬養(yǎng)殖業(yè)70% 以上是由農(nóng)戶散養(yǎng)，養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)以分散和農(nóng)戶養(yǎng)殖為主，養(yǎng)殖體系很脆弱。
目前大型養(yǎng)豬場中使用的喂料方式有人工喂養(yǎng)和管道喂養(yǎng)，但是這些喂養(yǎng)方式都會產(chǎn)生諸如人工喂養(yǎng)中飼料污染、飼料浪費、每日喂料不規(guī)范、管道喂養(yǎng)中管道殘留飼料和管道堵塞和管道老化等問題。
1.2選題意義
隨著我國養(yǎng)豬場的飼養(yǎng)規(guī)模越來越大，國內(nèi)雞業(yè)發(fā)展迅速，但由于缺乏與之相配套的喂料機械，均采用人工喂料，費時、費工，且喂料不均，浪費嚴(yán)重。為克服上述不足，喂料機械有了幾次大的飛躍但是它們只適合于大規(guī)模的養(yǎng)殖，隨著養(yǎng)殖場事業(yè)的發(fā)展人們更清醒地認(rèn)識到養(yǎng)殖場實行機械化的重要性，他們正在尋求適應(yīng)其工作的養(yǎng)殖場設(shè)備。飼養(yǎng)過程中的封閉管理、超高的勞動強度加上豬舍內(nèi)惡劣工作環(huán)婉導(dǎo)致許多飼養(yǎng)員很難在豬場長期安心工作，人員極不穩(wěn)定，隨著社會的不斷進步和就業(yè)機會的增多，飼養(yǎng)員對其工作環(huán)境也有了更高的要求，因此目前豬場普遍存在招工難、用工難的問題。實踐經(jīng)驗告訴我們，大幅度提高機械化作業(yè)程度是解決養(yǎng)豬場用工困難的有效途徑和現(xiàn)實出路，特別是采用高效率的自動輸料與喂料系統(tǒng)的省工效果最為顯著。
1.3國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
從世界自動喂料機的發(fā)展?fàn)顩r來看，德國、日本等國家工業(yè)發(fā)展起步較早，聯(lián)邦德國于20世紀(jì)40年代就開始研制振動給料設(shè)備，包括振動給料斗、振動輸送機等；日 本50年代末期通過仿制聯(lián)邦德國的振動電機，由安川電機（株）和井上精機（株）共同開發(fā)出新型的振動電機，生產(chǎn)出RFH型慣性共振自動喂料機等。經(jīng)過多年的發(fā) 展，目前這些國家的自動喂料機技術(shù)已經(jīng)比較成熟、產(chǎn)品質(zhì)量較好。
我國自動喂料機行業(yè)起步相對稍晚，由于整體制造業(yè)技術(shù)水平的相對落后，國產(chǎn)自動喂料機產(chǎn)品普遍在工作性能和通用化等方面與國際水平相比存在著一定差距。其主要表現(xiàn) 在自能力等方面有待進一步提高。但是隨著國民經(jīng)濟的快速增長以及國家政策的 扶持力度的加大，我國自動喂料機行業(yè)的發(fā)展速度較快，技術(shù)水平也有了較大程度的提高。
其次，另一個是對小車軌道設(shè)計的主要問題。小車軌道承受荷載在汽車運行是非常大的，所以為了滿足高負(fù)荷能力，有必要采用共軌壓力板儀。小車軌道采用標(biāo)準(zhǔn)軌道，軌道與支持，為了增加受力面積，增加軌道的承載能力。此外，如何消除啃軌現(xiàn)象小車軌道是一個亟待解決的難題。
縱觀國內(nèi)自動喂料機的發(fā)展歷程，20世紀(jì)50年代，國內(nèi)應(yīng)用的主要是K型機械往復(fù)式自動喂料機，該機型結(jié)構(gòu)簡單，動力消耗較大，設(shè)備笨重，處理量小 且成間接成堆式不均勻給料；60年代出現(xiàn)了電磁振動自動喂料機，其主要利用電磁感應(yīng)原理進行給料工作，具有處理能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、可無級調(diào)速以及電耗 少等特點，然而該型自動喂料機局限于非防爆場合，并且不適合于密度較大礦石的給料工作；70年代末至80年代初，旨在改進電磁振動自動喂料機缺點的電機振動自動喂料機 應(yīng)運而生，該機型結(jié)構(gòu)簡單，自動調(diào)節(jié)同步運動，但由于電機參振，使得該型自動喂料機在使用過程中出現(xiàn)電機壽命較短等一系列技術(shù)缺陷；，現(xiàn)有的連續(xù)自動喂料機在低噪音、低功耗、大運量和連續(xù)給料等方面都具有各自的優(yōu)勢和適用范圍，不同的應(yīng)用條 件對于自動喂料機的功能要求也不同，因此，自動喂料機在技術(shù)設(shè)計上更加具有針對性。
國家支持農(nóng)村集體經(jīng)濟組織、農(nóng)民和畜牧業(yè)合作經(jīng)濟組織建立畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)，發(fā)展規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖。鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土地利用總體規(guī)劃應(yīng)當(dāng)根據(jù)本地實際情況 安排畜禽養(yǎng)殖用地。農(nóng)村集體經(jīng)濟組織、農(nóng)民、畜牧業(yè)合作經(jīng)濟組織按照鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）土地利用總體規(guī)劃建立的畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)用地按農(nóng)業(yè)用地管理。畜禽養(yǎng)殖 場、養(yǎng)殖小區(qū)用地使用權(quán)期限屆滿，需要恢復(fù)為原用途的，由畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)土地使用權(quán)人負(fù)責(zé)恢復(fù)。在畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)用地范圍內(nèi)需要興建永久性建 （構(gòu)）筑物，涉及農(nóng)用地轉(zhuǎn)用的，依照《中華人民共和國土地管理法》的規(guī)定辦理。
近20多年來，我國養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，取得了可喜的業(yè)績，肉、蛋、禽總產(chǎn)量連續(xù)保持世界第一，對改善人民生活水平，調(diào)整人們膳食結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)民收入做出了巨 大的貢獻(xiàn)。但不可避免地產(chǎn)生了大量的“畜產(chǎn)公害”，畜禽糞便、養(yǎng)殖污水任意堆棄、排放現(xiàn)象普遍存在，養(yǎng)殖場集中地區(qū)環(huán)境惡化，間接地對水源、土壤空氣等產(chǎn) 生污染。按糞便排泄量計算，1頭豬的排糞量相當(dāng)于2個人的排糞量，而按BOD5（生化需氧量） 的排泄量計，則1頭豬相當(dāng)于13個人。按我國1999年養(yǎng)豬5.2億頭計，其糞便排泄量和BOD5 排泄量分別相當(dāng)于10.4億人和67.6億人；1只雞的糞便排泄量和BOD5排泄量分別相當(dāng)于0.1人和0.68人的排糞量，按我國1999年養(yǎng)雞30億 只計算，其糞便排泄量和BOD5排泄量分別相當(dāng)于3億人和20.4億人的排糞量。再加上鴨、鵝、牛等其它家畜家禽的排泄物，其數(shù)量之巨可想而知。如今對畜 禽排泄物的處理已成為集約化養(yǎng)殖業(yè)的負(fù)擔(dān)，對養(yǎng)殖場環(huán)境的控制到了迫在眉睫的地步。
養(yǎng)殖場環(huán)境控制主要包括兩方面內(nèi)容：一是控制養(yǎng)殖場環(huán)境免受外界的影響和污染；二是防止養(yǎng)殖場對自身及周圍環(huán)境造成不良影響和污染。本文針對后者作一淺析。養(yǎng)殖場對環(huán)境的污染包括養(yǎng)殖場產(chǎn)生的有毒有害氣體、粉塵、病原微生物、噪聲、未被動物消化吸收的有機物、礦物質(zhì)等，究其原因主要是養(yǎng)殖糞污處理不當(dāng)，對大氣、水體、土壤造成的污染。養(yǎng)殖糞污包括畜禽糞便、廢棄的墊草墊料、生產(chǎn)及生活污水等。
1.養(yǎng)殖場對大氣的污染
養(yǎng)殖場產(chǎn)生的有毒有害氣體、粉塵、病原微生物等排入大氣后，可隨大氣擴散和傳播。當(dāng)這些物質(zhì)的排出量超過大氣環(huán)境的承受力（自凈能力）時，將對人和動物造成危害。據(jù)測，一個年出欄10萬頭的豬場，每小時可向大氣排出近148千克氨氣（NH3）、13.5千克硫化氫（H2S）、24千克粉塵和14億個菌體，這些物質(zhì)的污染半徑可達(dá)5公里，而塵埃和病微生物可隨風(fēng)傳播30公里以上。
2.養(yǎng)殖場對水體的污染
養(yǎng)殖場對水體的污染主要為有機物污染、微生物污染、有毒有害物污染。有機物污染主要是養(yǎng)殖場糞污中含有的碳?xì)浠衔铩⒑?、含磷有機物和未被消化的營養(yǎng)物質(zhì)排放進入自然水體后，可使水體固體懸浮物（SS）、化學(xué)耗氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）升高。當(dāng)超量的有機物進入水體后，超過其通過稀釋、沉淀、吸附、分解、降解等作用的自凈能力時，水質(zhì)便會惡化。有機物被水中的微生物降解， 為水生生物提供了豐富的營養(yǎng)，水生生物（主要是藻類）大量孳生，產(chǎn)生一些毒素并消耗水中大量的溶氧（DO），最后溶氧耗盡，水中生物大量死亡。此時因缺 氧，水中的有機物（包括水生生物尸體）降解轉(zhuǎn)為厭氧腐解，使水變黑變臭，水體“富營養(yǎng)化”，這種水體很難再凈化和恢復(fù)生機。微生物污染主 要是養(yǎng)殖場糞污中含有大量的病原微生物，它們隨糞進入水體后，以水為媒介進行傳播和擴散，造成某些疫病的傳播和擴散，危害人和動物的健康并帶來經(jīng)濟損失。 據(jù)報，南方某市三個村的豬場附近河水分析表明，每升水中細(xì)菌總數(shù)高達(dá)11.5～70萬。 有毒有害物污染主要是指飼料中的抗生素、違禁藥物、礦物質(zhì)及豬場用的消毒劑等隨糞污排入水體后對其造成的污染。
養(yǎng)殖場糞污不經(jīng)無害化處理直接進（施）入土壤，糞污中的有機物被土壤中的微生物分解，一部分被植物利用；一部分被微生物降解為二氧化碳（CO2）和水（H2O），使土壤得到凈化或改良。如糞污進（施）入量超過了土壤的承受力（土壤自凈能力），便會出現(xiàn)不完全降解或厭氧腐解，產(chǎn)生惡臭物質(zhì)和 亞硝酸鹽等有害物質(zhì)，引起土壤成分和性狀發(fā)生改變，破壞了土壤的基本功能。另外，糞污中的一些高濃度物質(zhì)（如：銅、鋅、鐵、微生物等）會隨同糞污一同進入 土壤，引起土壤中相應(yīng)的物質(zhì)含量異常之高（營養(yǎng)富集），不僅對土壤本身結(jié)構(gòu)造成破壞或改變，而且還會影響生活于其上的人和動物的健康。
養(yǎng)殖場對環(huán)境的污染主要是因為養(yǎng)殖糞污大量的無序排放和處理利用不當(dāng)造成的。運用開源節(jié)流之思想，一方面盡量減少養(yǎng)殖糞污的排出（產(chǎn)生）量，另一方面積極負(fù)責(zé)地對養(yǎng)殖糞污進行無害化處理利用，是有效控制養(yǎng)殖污染的主要途徑。現(xiàn)今，有許多學(xué)者、專家、養(yǎng)殖廠家從動物營養(yǎng)、飼養(yǎng)管理、生產(chǎn)工藝等方面進行了深入的研究，已取得了階段性成果。
降低或減少養(yǎng)殖污物排出量主要是采用有效的營養(yǎng)措施，在不影響動物生長和養(yǎng)殖效益的前提下，一方面通過添加高效添加 劑或飼喂消化利用率高的原料，合理降低畜禽飼料中營養(yǎng)物質(zhì)含量，通過減少營養(yǎng)物質(zhì)的排泄量，來減少養(yǎng)殖污物的排出量；另一方面通過添加促進畜禽消化吸收營 養(yǎng)物質(zhì)的添加劑，提高畜禽對飼料（糧）中營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率（沉積率），來減少養(yǎng)殖污物的排出量。降低或減少養(yǎng)殖污物排出量是解決養(yǎng)殖污染的根本出路。
通過平衡日糧中的氨基酸可減少畜禽排泄物中氮等的含量，氮是排泄物中造成環(huán)境污染的主要元素之一。排泄物中氮一般占干物質(zhì)的2.0%～6.0%（其中33%在糞便中，67%在尿中）。畜禽主要通過日糧攝入蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)平均含氮16%）態(tài)等氮元素，經(jīng)過消化吸收，被動物機體沉積利用約35%，其余約65%排出體外。豬在不同生長階段對營養(yǎng)物質(zhì)的消化率、排泄率和沉積率不同。
豬攝入的氮平均約65%排出了體外。蛋白質(zhì)是由氨基酸組 成的，蛋白質(zhì)的吸收利用率與其氨基酸組成有關(guān)，普遍認(rèn)為蛋白質(zhì)營養(yǎng)就是氨基酸營養(yǎng)，要提高飼料中蛋白質(zhì)的吸收利用率，就必須改善飼料的氨基酸組成。研究表 明，通過在畜禽飼料中添加某些氨基酸，在不影響動物生長和養(yǎng)殖效益的前提下，可適當(dāng)降低飼料中蛋白質(zhì)含量，進而減少排泄物中氮的含量。chung等 （1991）研究表明，應(yīng)用理想蛋白（氨基酸）概念配制的豬日糧，氮的排泄量可減少30%，同時也能減輕養(yǎng)殖場空氣中氨的濃度和臭味。han等（1995）通過試驗總結(jié)，仔豬飼料加0.1%～0.2%賴氨酸，可降低飼料蛋白2個百分點，減少氮和磷的排泄量為20.90%和17.71%。他在總結(jié)了雞、豬飼料中加賴氨酸的結(jié)果，一般情況下，添加賴氨酸能促進肉雞生長，也能降低氮排泄量。肉雞（3～6周）16%粗蛋白飼 料中添加0.2%賴氨酸與18%蛋白質(zhì)飼料其日增重和飼料轉(zhuǎn)化率相似，但降低氮和干物質(zhì)排泄量分別為15.40%和7.92%。cho等（1995）報 道，蛋白質(zhì)20%的肉雞料中各添加賴氨酸和蛋氨酸0.1%，結(jié)果與23%蛋白質(zhì)對照組生長效果相似，但減少干物質(zhì)、氮、磷排泄量分別為9.69%、 22.09%和12.46%。lenis和jongbioed（1991）報道，豬日糧蛋白質(zhì)水平若降低1%，排尿量減少11%。orock等 （1997）試驗中，降低日糧4%的蛋白質(zhì)，補足四種必需氨基酸，可降低豬舍69%的氨氣。 類似研究較多這里不再一一敘述?？傊?，通過平衡氨基酸，降低日糧蛋白質(zhì)含量，可不同程度地減少排泄物中氮及其它物質(zhì)含量，降低后續(xù)處理畜禽排泄物（養(yǎng)殖污物）的費用和難度，減輕排泄物對環(huán)境的污染。
酶制劑是一種高效生物催化劑，是動物機體消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)必不可少的專用的催化劑。在飼料中添加某些酶制劑不僅能促進動物消化吸收相應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)， 同時也能幫助其消化吸收飼料中平時不能（或不易）被動物消化吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，進而提高動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率，減少排泄物中某些元素或營養(yǎng)物質(zhì)（有機 物）的含量，降低排泄物的環(huán)境污染性。komegay（1996）報道，添加200～100ou的植酸酶，可使排泄的磷減少25%～50%。他認(rèn)為，在一 頭生長育肥豬（體重18～100千克，消耗317千克飼料）飼料中添加植酸酶后，磷排泄量由15千克降為0.11千克。cho等（1995）向肉雞飼料中 添加0.1%八寶威復(fù)合酶，結(jié)果干物質(zhì)、氮、磷的排泄量分別降低17%～18%、24%～28%和12%～27%。simons等（1990）報道，由于 添加植酸酶使玉米—豆餅為主的肉雞配合飼料中約33%不能利用的磷變?yōu)榭衫昧?，因此可降低磷排泄?7%～42%。盡管普遍推廣應(yīng)用酶制劑還有一定難 度，但其在提高飼料轉(zhuǎn)化率、減少排泄物方面有其獨特的功效，不失為養(yǎng)殖場（尤其是大型養(yǎng)殖場）控制養(yǎng)殖場環(huán)境和降本增效的有效途徑。
為了降低畜禽對攝入營養(yǎng)物質(zhì)的排泄量，許多學(xué)者進行了廣泛的研究，市場上也相繼出現(xiàn)了一些高效的添加劑。用有機螯合 態(tài)微量元素添加劑代替無機微量元素添加劑，能有效降低排泄物中礦物元素含量。研究表明，青年豬料中加100ppm水平的賴氨酸銅（一種有機銅）與加 250ppm硫酸銅形式的銅的飼喂效果相似，但前者排泄物中銅含量顯著下降。kim等人（1995）在肉雞飼料中添加400ug/kg甲基吡啶鉻，能降低 干物質(zhì)和氮排泄量分別為5.39%和1.57%。在產(chǎn)蛋雞飼料中添加400ug/kg甲基吡啶鉻，減少干物質(zhì)和氮排泄量分別為15%和32%。
當(dāng)然，通過合理降低日糧營養(yǎng)物質(zhì)濃度、選用高效易消化吸收的飼料或原料、減少或禁止使用有害添加物、采用合理的清糞 工藝、加強飼養(yǎng)管理、采用多階段式飼養(yǎng)、減少飼料浪費等都能有效降低營養(yǎng)物質(zhì)的排泄或糞污中有毒有害物的含量，減輕養(yǎng)殖污物對環(huán)境的壓力，同時也能帶來可 觀的經(jīng)濟效益。
本著“減量化、無害化、資源化”的原則，對畜禽污物進行合理處理利用，是將畜禽污物變廢為寶和減輕養(yǎng)殖場對環(huán)境污染的重要措施。養(yǎng)殖糞污中含有大量的有機物、礦物元素、腐殖物質(zhì)、水及其它營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)無害化處理殺滅其中的病原微生物、寄生蟲及其卵等后，施入農(nóng)田可改善土壤的團粒結(jié)構(gòu)，提高土壤的保水、保肥能力；用以飼喂畜禽可節(jié)約飼料，降低養(yǎng)殖開支，提高養(yǎng)殖效益。分離出的污水凈化后可再用于沖洗畜舍，節(jié)約養(yǎng)殖用水?？傊?，對養(yǎng)殖污物進行合理處理利用，使其化害為利、變廢為寶，對促進農(nóng)牧結(jié)合、維持生態(tài)平衡、實現(xiàn)物質(zhì)良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展有著重要而深遠(yuǎn)的意義。
堆肥法：是一種好氧發(fā)酵處理糞便的方法。微生物分解糞便中的有機物并產(chǎn)生高溫，殺死其中的病原微生物、寄生蟲及其卵等，腐熟的糞便中大分子有機物被降解為易被植物吸收的小分子物質(zhì)，變成高效有機肥料，主要包括自然堆肥法和現(xiàn)代堆積法。
殺菌處理后飼喂
禽糞中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。據(jù)測，干糞中含粗蛋白質(zhì)15%～30%粗纖維10%～16%，總氨基酸8%～10%，其 中賴氨酸達(dá)0.9%、蛋氨酸0.23%、胱氨酸0.2%，磷3.0%、鉀1.7%，還有鐵、銅、鋅、鎂等微量元素及維生素B2、維生素B12、膽堿等多種 維生素。因此對禽糞進行去雜、殺菌、干燥等處理后，可作質(zhì)優(yōu)價廉的飼料加工處理方法大致有干燥處理、化學(xué)處理、發(fā)酵處理、青貯、熱噴處理、膨化處理等，當(dāng)然畜禽糞便的處理還有其它一些經(jīng)濟方便的方法。如適量的用作農(nóng)田底肥，一來可提高田地肥力，二來也能解除其對環(huán)境的污染和處理之勞。
養(yǎng)殖污水處理和利用
前面主要講述了對固態(tài)養(yǎng)殖污物的處理和利用，本節(jié)主要講述對養(yǎng)殖污水（液態(tài)）的處理和利用。雖然對養(yǎng)殖污物的處理都很必要，但相對于前者來講對養(yǎng)殖污水的處理具有更為現(xiàn)實、更為迫切的意義。一來是因為養(yǎng)殖污水排放量大，二是因為人們對養(yǎng)殖污水的污染危害認(rèn)識更為不足、重視不夠。污水處理可分為物理、化學(xué)、生物處理方法三大類，其中化學(xué)處理法因需要化學(xué)藥劑，費用較高，存在二次污染問題，需有專門的處理技術(shù)人員，小型養(yǎng)殖場一般不適合采用。
物理處理法一般為養(yǎng)殖污物處理的第一道工序。包括過濾、沉淀、固液分離等，主要去除養(yǎng)殖污物中的不溶性或機械雜質(zhì)。
生物處理法是利用微生物將污水中的有機物分解，使不穩(wěn)定的復(fù)雜有機物降解為簡單的無機物或合成微生物體，達(dá)到處理污水、保護環(huán)境的目的。按照微生物類型生物處理法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。前者是使一部分有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸矬w，另一部分被分解為CO2、H2o、NO3－、SO42-、PO43-等的鹽；后者除生成細(xì)胞體外，還生成CO2、CH4、H2S等（即沼氣）。由于BOD5反映了污水中可被微生物分解的有機質(zhì)量。故可以用BOD5與CODcr的比值（%）來判定污水生物處理的可行性。該值>45%時可行性好；>30%時尚可；<30%時較差；<25%時不宜進行生物處理。一般情況下，豬場污水該比值均在45%左右，為生物處理可行性好的污水。根據(jù)處理工藝及條件，污水生物處理法分為自然生物處理法和工廠化生物處理法二種。
化學(xué)處理法是在污水中加入化學(xué)藥劑，將污水中的溶解物質(zhì)、膠體物體和懸浮物質(zhì)沉淀除去，實現(xiàn)污水凈化的方法。因本方法的不足所限，一般不用作污水處理的預(yù)處理。
1.5研究內(nèi)容和方法
為搞好的設(shè)計，按下列步驟和方法進行
1、收集資料了解同類小車的工作特點和生產(chǎn)中存在的問題，查閱有關(guān)資料。
2、 制定設(shè)計方案，對存在問題進行設(shè)計改進，同時對方案的特點進行分析即方案評述。
3、 選擇傳動系統(tǒng)進行電機容量的選擇。
4、 對設(shè)計方案、主要零件進行設(shè)計計算，保證它們的強度和剛度要求。
5、 繪制總圖、部分部件圖和零件圖。
6、說明設(shè)計方法和要求、提出對控制系統(tǒng)的設(shè)計要求。
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武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙
2. 養(yǎng)殖場自動喂料裝置總體方案設(shè)計
2.1 總體設(shè)計要求
對自動喂料裝置的設(shè)計是集機械，電氣，液壓控制的半自動設(shè)備，電力，變頻無級調(diào)速，傳感器監(jiān)測安全預(yù)測，安全可靠。在作業(yè)區(qū)，鋼板軋制后被運到終點線的卷鋼，所有的運輸鏈承擔(dān)原運輸，主軋線主要設(shè)備改造，生產(chǎn)能力大大提高，以及運輸鏈如舊，設(shè)備老化，不能滿足生產(chǎn)的需要，因此需要增加側(cè)鏈中的并行傳輸鏈，部分共享和備用鏈。但由于現(xiàn)場條件的限制，兩個運輸鏈的高低差約5米，約14米的平行距離，運輸車的設(shè)計可以滿足本案這樣的需求
由的主裝配架的設(shè)計，行走機構(gòu)的車，升降裝置，電纜鏈，由液壓裝配和電氣控制系統(tǒng)。汽車，移動的組件安裝在鋼板焊接鋼框架組件，升降組件安裝在平臺的底面，用螺栓與的正確的面向連接的電纜坦克鏈，和自動喂料裝置。液壓組件固定在架的下部側(cè)。在控制室操作手柄，通過電氣信號操作自動喂料小車行走和攀爬。和四個側(cè)液壓缸和舉升柱垂直的斜坡和線性軸承襯套。小車運行由蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)驅(qū)動，使自動喂料小車行走軌道的水平，從而達(dá)到設(shè)計的目的。
該車的工作原理：在自動喂料小車設(shè)計，主運動是垂直運動的水平運動和行走機構(gòu)液壓缸。交流電機驅(qū)動行走機構(gòu)的應(yīng)用，應(yīng)采用變頻調(diào)速。液壓缸上升和下降的運動，可用于節(jié)流調(diào)速方式。
2.2 自動喂料小車總體結(jié)構(gòu)
對于長×寬×高＝1420×700×694毫米的尺寸的小車總體設(shè)計，由鋼板制成，用于焊接珩架結(jié)構(gòu)，底部長×寬＝180×90毫米，20毫米的鋼板厚度，中間三肋鋼板焊接而成，在提升一個基礎(chǔ)單位氣缸的同時，自動喂料小車平臺框架焊接Q235鋼板實心板周圍，以確保臺有可靠的整體剛度和穩(wěn)定性的極限荷載。在罐頂?shù)幕A(chǔ)是氣缸壁厚50毫米，底部焊接汽車站量的鋼，四周分別焊接長×寬＝1090×80毫米厚的板是50毫米，為了增加油缸座鋼和穩(wěn)定性。升降柱是由Q235尺寸長×寬×高＝4415×750×50毫米的鋼板焊接而成，四周分別鑲有四個滑塊，用沉頭螺栓固定在立柱上。
1.1 自動喂料系統(tǒng)布局設(shè)計
目前豬舍形式按屋頂分，有單坡式、雙坡式等; 按墻的結(jié)構(gòu)和有無窗戶分開放式、半開放式和封閉式。開放式是3 面有墻1 面無墻，半開放式是3 面有墻1面半截墻，封閉式是4 面有墻，又可分為有窗和無窗兩種。按豬欄排列分單列式、雙列式和多列式［4］。該系統(tǒng)應(yīng)用于雙列有窗封閉式的豬舍，自動喂料小車采用輪軌式的結(jié)構(gòu)，小車在雙軌道鋼軌上滑動喂料，其牽引力是靠前端車輪與鋼軌之間的摩擦力提供的。雙軌道鋼軌架設(shè)于養(yǎng)豬場豬欄的上方位置，加料倉位于鋼軌的周圍，另外可以根據(jù)需要增加或減少加料倉的數(shù)目。系統(tǒng)布局如圖1 所示。
1.2 自動喂料小車設(shè)計
自動喂料小車采用輪軌式結(jié)構(gòu)，車體轉(zhuǎn)角處采用圓角過渡。本設(shè)計的自動喂料小車結(jié)構(gòu)如圖2 所示。小車前端包括三菱PLC 控制系統(tǒng)和1 臺前輪牽引電機兩部分。小車前輪牽引電機是小車動力的來源，牽引電機的啟閉控制小車的前進喂料和后退加料。小車后端包括小車飼料箱、小車喂料箱、兩臺電機和小車后輪4部分。小車飼料箱的作用是將飼料暫時儲存在小車中，需要喂料時飼料箱電機啟動，飼料就通過飼料箱口加入到小車喂料箱中。小車喂料箱的作用是喂料時飼料先從飼料箱中加入到喂料箱中，然后喂料箱電機啟動，飼料就從喂料箱口加入到豬圈里的食槽中。飼料箱和喂料箱分開設(shè)計是為了防止每個圈的喂料量波動范圍過大，不會因為喂料量的不同而影響豬的生長，且分開設(shè)計能夠更好地減少喂料過程中的飼料浪費現(xiàn)象，節(jié)約了成本。小車后輪只是起到輔助的作用，并沒有動力。自動喂料小車的結(jié)構(gòu)如圖2 所示。
2.3 傳動裝置的結(jié)構(gòu)
此車是鏈傳動的使用，該機構(gòu)的自動喂料小車工作的基礎(chǔ)上。在電機驅(qū)動，通過安裝軸承和傳動軸，傳動軸輪，車輪軸沿著移動的鋼軌，從而實現(xiàn)搬運。
變速器托架主要取決于焊接在一起，這主要是由于需要制造和安裝，而且由于焊接結(jié)構(gòu)有其獨特的優(yōu)勢，節(jié)省材料和工時，可以非常小，小，易于實現(xiàn)制造。因此，整體結(jié)構(gòu)簡單、容易制造。因此，傳動裝置用螺栓與車架相連接安裝在車輪下方。
2.4 自動喂料小車車輪組安裝結(jié)構(gòu)
自動喂料小車是一個長方形鋼架，Q235鋼，鋼框邊與上部分別與地板焊接，以增加其穩(wěn)定性和牢固性，在矩形框架支撐和固定第一卷小車行走輪組，在上面分別焊有垂直塊和水平塊，用45號鋼。垂直度要求0.05 mm，軸向間距2046毫米的平行度要求，在0.05毫米，安裝車輪組可以保證在同一平面上的四個車輪踏面。
2.5自動喂料小車行走機構(gòu)的設(shè)計
原始數(shù)據(jù):
參數(shù)：舉升最大重量Q=15T
（假設(shè)養(yǎng)殖場飼料的重量，因為養(yǎng)殖場比較大，所需要喂的食物也很多），
喂料小車行走速度200m/min。
分析擬定動方案
由其工作速度及承載能力的要求，選擇鏈輪傳動，其傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，布置在傳動裝置的高速級，獲得比較小的結(jié)構(gòu)尺寸，工字軌道使的行走平穩(wěn)，提高承載能力和傳動效率。
其傳動簡圖如下
2.6選擇車輪與軌道并驗算其強度
2.6.1輪壓值校核及選擇車輪和軌道
選擇車輪與軌道并驗算其強度
車輪的最大輪壓：
=（Q+) (1.1)
式中 ——小車自重，估取為=5000
由已知有Q=15000(舉升最大重量15T)
載荷率==3＞1.6
由《起重機設(shè)計手冊》選擇車輪：當(dāng)運行速度（=200m/min）>60m/min，＞1.6，工作類型為中級時，車輪直徑為=400mm，軌道為P38，其許用輪壓為16t，故可用.
2.6.2車輪疲勞計算
疲勞計算時的等效載荷：
(1.2)
式中 —— 等效系數(shù) 由表1-20查得
車輪的計算輪壓：
(1.3)
式中
—— 沖擊系數(shù)，由表2-7查的。當(dāng)載荷為第一種時，運行速度V ＜1時，=1
—— 載荷變化系數(shù)，查表2-8，當(dāng)＞1.6時，=0.8
根據(jù)點接觸情況計算接觸疲勞應(yīng)力：
(1.4)
式中 —— 軌頂弧形半徑，由表3-8-15查得。
對于車輪材料,由表5-4查得=17000-19000。
比較得＜，故疲勞條件滿足。
2.6.3車輪強度計算
按點接觸進行接觸力的強度校核：
(1.5)
式中
—— 沖擊系數(shù)，由表2-7查得
對于車輪材料,由表5-4查得=20000-23000。
比較得＜，故強度條件滿足。
2.7 運行阻力計算
2.7.1摩擦阻力矩計算
摩擦總阻力矩：
(2.1)
由表8-1-102知車輪軸承型號為7520，內(nèi)徑值為；由表7-1至7-3有為滾動摩擦系數(shù)；軸承摩擦系數(shù)；附加阻力系數(shù)。
代入上式得：
2.7.2摩擦阻力計算
運行摩擦阻力：
(2.2)
2.8 選擇電動機
2.8.1類型的選擇
根據(jù)電源的種類，工作要求，工作環(huán)境，載荷大小，本設(shè)計中選擇我國新設(shè)計的國際市場上通用的統(tǒng)一系列－Y型系列三相異步電動機。
2.8.2功率的確定
計算工作機所需的功率Pw
工作機所需的功率Pw（kw）由工作機的工作負(fù)載（阻力）和運動參數(shù)計算求得：
式中 Fw――――工作機的阻力（N）
Vw————工作機的線速度（m/s）
Tw————工作機的轉(zhuǎn)矩 （N.M）
————工作機的效率
2.8.3工作機的阻力
已知V=200m/min≈3.33（m/s）
又∵F=G1＋G2=15000＋5000=20000（N）
∴Fw=20000（N）
由手冊表1-14查得車輪與鋼軌的滾動摩擦系數(shù)f＝0.05～0.07,
本設(shè)計中取 f＝0.15，∴Fw=f.F＝20000×0.15 ＝3000（N）
工作機的效率 由手冊表1-15查得鏈傳動的η＝0.97
工作機的功率Pw
電機的輸出功率 P0
由工作機所需功率和傳動裝置的總效率可求得電動機所需的輸出功率
式中η—為電動機至主傳動裝置的總效率（包括鏈輪傳動，兩對滾動球軸承一彈性聯(lián)軸器彈性體聯(lián)軸器）
η值的計算
η＝η1η2
由手冊表1-15查得 鏈輪傳動η1＝0.97
滾動球軸承η2＝ 0.99
因此 η＝0.97×0.99 ＝0.96
所以
確定電動機的額定功率 Pm:
按下式確定電動機的額定功率Pm＝（1～1.3）P0 功率的大小可據(jù)負(fù)載狀況來決定，由手冊第一篇中有關(guān)Y系列電動機技術(shù)參數(shù)的表中，取電動機的額定功率為Pm＝11KW，符合設(shè)計要求。
2.8.4電動機的轉(zhuǎn)速的確定
從動軸的轉(zhuǎn)速:
r/min
按手冊表14-1推薦的各種傳動機構(gòu)傳動比的范圍，取鏈輪傳動的傳動比為i＝1，所以，電機可選擇的轉(zhuǎn)速范圍為n′
電動機型號的確定:
選擇JK系列減速電機Y2160M-4
減速機：DCY200-2N i=40
2.9計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)
2.9.1 計算總傳動比i
傳動裝置的總傳動比 ＝1
式中 nm——電動機滿載轉(zhuǎn)速
Nw——軸轉(zhuǎn)速
2.9.2各軸的轉(zhuǎn)速
I 電動機轉(zhuǎn)速 n1＝29r/min
Ⅱ軸 ＝29r/m
2.9.3 各軸的功率
I 軸 P1＝Pm·η2＝11×0.995＝10.945（kw）II軸 P2＝P1·η1·η3＝10.945×0.97×0.99=10.51KW
2.9.4各軸的轉(zhuǎn)距
電機軸 T0＝3640（N·M）
I 軸 T1＝T0＝3640（N·M）
II 軸 =3461N
2.9.5鏈輪、鏈條的選取校核
設(shè)軸徑d＝50mm，鏈傳動比i＝1
選擇鏈輪齒數(shù)：初步確定Z＝33
定鏈的節(jié)距
取KA＝1.0，齒數(shù)系數(shù)KZ＝0.73，單排鏈，則計算功率為
1. 選擇鏈條型號和節(jié)距
根據(jù)Pcm＝8.03KW及n1＝29r/min查表9-11，可選32A 查表的鏈條節(jié)距為P=50.8
2. 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距
初選中心距a0=(30~50)P=(30~50)x50.8mm=1524~2540mm
取a0=1550 相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為
取鏈長節(jié)數(shù)Lp=94節(jié)
鏈長L=LpP/1000=94*50.8/1000=4.8m
查表得中心距計算系數(shù)f1=0.24467,則鏈傳動的最大中心距為
2337.6mm
3. 計算鏈速V,確定潤滑方式
由v=0.810m/s和鏈號32A,查圖9-14可知應(yīng)采用滴油潤滑
4. 計算壓軸力Fp
有效圓周力為:
鏈輪水平布置時的壓軸Kfp=1.15, 則壓軸力為Fp=KfpFe=1.1513580.2=15617.2N
計算結(jié)果總匯:鏈條規(guī)格:32A單排鏈,94節(jié),長4.8m
大小齒輪數(shù)都為33,中心距a=1550
壓軸力為15617.2N, 軸徑d=76,輪徑D=209mm
2.9.6 軸承的選取校核
設(shè)計選取運輸車工作速度為20m/min
則每個軸承所承受的壓力為F=525000/4=131250N
轉(zhuǎn)速為
則
查表6-4，選擇調(diào)心滾子軸承，代號為22214C
其基本參數(shù)為：d=70mm D=125mm B=31mm
=158KN =205KN
徑向載荷 =131250N
軸向載荷=0N / =0
>h 故軸承壽命滿足條件。則軸承選取合適。
2.10軸的設(shè)計與校核
2.10.1軸的設(shè)計
2.10.2 軸的強度校核
進行軸的強度校核計算時,應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況,采取相應(yīng)的計算方法,并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對于僅僅承受扭矩的軸，應(yīng)按扭矩強度條件計算；對于只承受彎矩的軸，應(yīng)按彎矩強度條件計算；對于即承受彎矩又承受扭矩的軸，應(yīng)按彎矩合成強度條件進行計算，需要時還應(yīng)按疲勞強度條件進行精確校核。
傳動軸受力結(jié)構(gòu)簡圖如下：
1.校核軸的強度
已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某危險截面做彎矩合成強度校核計算。按第三方強度理論，計算應(yīng)力：
通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力。
軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為：
由上式可得軸直徑：
2.校核軸的強度：
已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某危險截面做彎矩合成強度校核計算。按第三方強度理論，計算應(yīng)力：
對于直徑為d的圓軸，彎曲應(yīng)力為，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為,將，代入公式得軸的彎扭合成強度條件為：
式中：――――軸的計算應(yīng)力，MPa
M―――――軸所受的彎矩，N.mm
T―――――軸所受的扭矩，N.mm
W―――――軸的抗彎截面系數(shù)，
――――對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力
3.按疲勞強度條件進行精確校核
求出計算安全系數(shù)并應(yīng)使其稍大于或至少等于設(shè)計安全系數(shù)S,即:
3.軸的剛度校核計算
軸的彎曲剛度校核計算：
式中：―――――階梯軸第i段的長度，mm
―――――階梯軸第i段的直徑，mm
―――――階梯軸的計算長度，mm
―――――階梯軸計算長度內(nèi)的軸段數(shù)。
當(dāng)載荷作用與兩支承之間時，L＝l（l為支承跨距）；當(dāng)載荷作用于懸臂端時，L=l+K（K為軸的懸臂長度，mm）。
軸的彎曲剛度條件為：
撓度
偏轉(zhuǎn)角
式中：―――――軸的允許撓度，mm
――――――軸的允許偏轉(zhuǎn)角，rad
軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算
軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角的計算公式為：
光軸
階梯軸
式中：T―――――軸所受的扭矩，N.mm
G―――――軸的材料的剪切彈性模量，MPa，對于鋼材，
―――――軸的截面的極慣性矩，，對于圓軸，
L―――――階梯軸受扭矩作用的長度，mm
，，―――分別代表階梯軸第i段上所受的扭矩，長度和極慣性矩，單位同前
Z――――階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。
軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為：
式中，為軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場合有關(guān)。
第3章 液壓部分設(shè)計
3.1 液壓系統(tǒng)原理設(shè)計
該液壓系統(tǒng)中，頂升油缸的上升，下降的速度要求不一樣，有各自的速度
要求，在一般情況嚇，要求運動平穩(wěn)性好速度負(fù)載特性好，所以在缸的路中采
用單項調(diào)速的回油節(jié)流調(diào)速回路。
本液壓系統(tǒng)設(shè)計中，頂升油缸換向閥處于中位機能時及缸定位時，泵油卸
載回路即容載運行，本設(shè)計采用M型換向閥中位機能的卸載回路。
考慮到該系統(tǒng)中液壓缸在工作時速度負(fù)載變化流量變化較大，從節(jié)省能量
減小發(fā)熱泵源系統(tǒng)重選用變量泵供油。
由于頂升油缸要有定位功能，所以頂升油缸油路中裝有液壓鎖即：液控單
向閥，在所選基本回路的基礎(chǔ)上在綜合考慮其他因素的影響和要求便于組成
圖3－13的液壓回路圖：
3.2計算液壓缸尺寸及工況
1.頂升油缸a ,缸內(nèi)徑D,活塞桿直徑d的確定
由公式
可求得桿徑D
式中 F－液壓缸的受負(fù)載（N）
P1－液壓缸設(shè)定工作壓力（mpa）
P2－液壓缸工作背壓（mpa）
Gcm－液壓缸機械效率一般=0.9－0.97
本設(shè)計中去g=0.9
所以
=
=209mm
說明d/D電液壓缸內(nèi)徑D與活塞直徑d的關(guān)系可當(dāng)工作壓力P>7mpa時
可選d/D＝0.7
電液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80）
液壓缸內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值為D1=200mm
所以活塞桿直徑d1=D1*0.7=200*0.7=140mm
由活塞桿直徑系列（GB2348-80）可求得
活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)值為d1=140mm
2.油缸各面積計算
無桿面積 ：
A1==
有桿面積
活塞桿面積
3.計算油缸在工作循環(huán)中各階段所需壓力流量和功率：
計算油缸在工作循環(huán)中各階段所需壓力流量和功率列于表中3－4中
表3－4各工況所需壓力流量和功率
工況
計算公式
F0(N)
液壓缸
P1(MPa)
qv(l/mm)
P(KW)
上升
4900
1.59
109.90
17.474
頂起
269500
8.6
109.90
94.544
下降
4900
3.0
114
34.2
3.3液壓缸主要尺寸確定
3.3.1頂升油缸壁厚及外徑計算
由前面計算可知頂升油缸內(nèi)徑D1=200mm
活塞桿直徑d1=140mm
液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算：
液壓缸的壁厚一般是指缸內(nèi)筒中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受
內(nèi)壓力的圓筒其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，一般計算時可分為薄
壁圓筒和厚壁圓筒起重運輸機械和工程機械的液壓缸一般用無縫鋼管材料太
多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計算：
式中g(shù)－液壓缸壁厚（m）
D－液壓缸內(nèi)徑（m）
PY－實驗壓力，一般取最大工作壓力（1.25－1.5）倍mpa
[6]－缸筒材料的許用應(yīng)力
取[6]=100-110mpa無縫鋼管
所以D外＝D1＋28＝200＋2×25＝250mm
3.3.2工作行程確定
液壓缸工作行程長度根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定
所以頂升缸實際最大行程并參照液壓缸活塞桿行程參數(shù)系列（GB2349-80）
表可查得標(biāo)準(zhǔn)值為L1＝200mm
某自動生產(chǎn)線上，使用有軌小車來運轉(zhuǎn)工序之間的物件，小車的驅(qū)動采用電動機拖動，其行駛示意圖如圖1-1所示。電機正轉(zhuǎn)，小車前進；電機反轉(zhuǎn)，小車后退。
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武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙
圖3-1行駛小車示意圖
控制過程為：
（1） 小車從原位A出發(fā)駛向1號位，抵達(dá)后立即返回原位；
（2） 接著直向2號位駛?cè)?，抵達(dá)后立即返回原位；
（3） 第二次出發(fā)一直駛向3號位，到達(dá)后返回原位；
（4） 必要時，像上述一樣小車出發(fā)二次運行一個周期能停下來；
（5） 根據(jù)需要小車也能重復(fù)上述過程，不停的運行下去，直到按下停止按鈕為止。
第4章 系統(tǒng)總體設(shè)計
4.1 總體思路
在自動行駛小車控制系統(tǒng)中以PLC為核心，通過各種輸入端接收各種輸入信號，處理后經(jīng)輸出端輸出控制信號，通過控制器里的繼電器等電器開關(guān)的開通與閉合來控制小車的左行、右行與停止。根據(jù)控制任務(wù)和設(shè)計要求所設(shè)計的方案流程如圖2-1所示
圖4-1 自動行駛小車控制系統(tǒng)方案流程圖
在圖4-1中，可以看到，本次設(shè)計的核心思想：通過PLC控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)達(dá)到小車的前進和后退，并在一定條件下停止運行，實現(xiàn)了對小車的自動控制，滿足了工業(yè)生產(chǎn)的要求。
4.2 主電路設(shè)計
本設(shè)計重點內(nèi)容之一是設(shè)計電動機的正反轉(zhuǎn)控制邏輯，電動機的正反轉(zhuǎn)決定了小車的前進后退，因此合理的設(shè)計