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編號(hào)
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目： 飼料上料機(jī)的設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923054
學(xué)生姓名： 呂 娟
指導(dǎo)教師： 俞經(jīng)虎 （職稱(chēng)：副教授 ）
（職稱(chēng)： ）
2013年5月25日
V
無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠(chéng) 信 承 諾 書(shū)
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 飼料上料機(jī)的設(shè)計(jì)是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。
班 級(jí)： 機(jī)械92
學(xué) 號(hào)： 0923054
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無(wú)錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書(shū)
一、題目及專(zhuān)題：
1、題目 飼料上料機(jī)的設(shè)計(jì)
2、專(zhuān)題
二、課題來(lái)源及選題依據(jù)
目前寵物飼料以顆粒狀和長(zhǎng)條狀居多，其中長(zhǎng)條形寵物飼料的加工多以手工為主。如制造、計(jì)數(shù)、包裝成袋等。生產(chǎn)效率極其底下，很難完成客戶的供貨需求，同時(shí)，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。而對(duì)于寵物飼料，進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化的關(guān)鍵難題是難以對(duì)飼料進(jìn)行有序排列，從而利用光電技術(shù)和包裝技術(shù)完成自動(dòng)化計(jì)數(shù)包裝。因?yàn)閷?duì)于寵物飼料，如長(zhǎng)條型寵物飼料尺寸形狀不規(guī)則，直徑和長(zhǎng)度尺寸變化大，這些都給自動(dòng)化上料設(shè)備的研制帶來(lái)很大的困難。本課題就是設(shè)計(jì)針對(duì)不規(guī)則長(zhǎng)條形寵物飼料設(shè)計(jì)上料排序裝置，完成寵物飼料排序、計(jì)數(shù)和自動(dòng)化包裝，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1. 根據(jù)所要設(shè)計(jì)的課題以及相關(guān)設(shè)計(jì)資料，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)。
2. 根據(jù)所需要零件確定飼料機(jī)結(jié)構(gòu)，尺寸方案。
3. 對(duì)飼料機(jī)進(jìn)行三維建模，生成裝配圖及零件圖，并制作動(dòng)畫(huà)進(jìn)行仿真。
4. 完成爆炸圖及上料的動(dòng)作演示
5. 閱讀和翻譯英文文獻(xiàn)。
6. 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械92 班 姓名 呂 娟
五、開(kāi)始及完成日期：
自2012年11月7日 至2012年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月7日
摘 要
上料機(jī)是生產(chǎn)流水線里必備的產(chǎn)品。主要用于生產(chǎn)加工企業(yè)，上料機(jī)還分為單體式全自動(dòng)真空上料機(jī)與分體式大功率全自動(dòng)真空上料機(jī)。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展迅速,人們生活水平不斷提高,飼養(yǎng)寵物越來(lái)越成為家庭的一種習(xí)慣,因此寵物飼料的發(fā)展得到較大的發(fā)展.目前我國(guó)的寵物飼料的加工生產(chǎn),包裝等都還很低端化,企業(yè)都是勞動(dòng)密集型的加工企業(yè),依靠勞動(dòng)力去發(fā)展的企業(yè)效率低下,企業(yè)利潤(rùn)空間有限,因此寵物飼料的自動(dòng)化加工生產(chǎn)勢(shì)在必行。
上料機(jī)種類(lèi)眾多，用途各異。寵物飼料的上料設(shè)備是一種機(jī)械化,自動(dòng)化設(shè)備,把飼料送至輸送帶,進(jìn)行包裝,目前國(guó)內(nèi)發(fā)展還很緩慢, 而且寵物飼料以顆粒狀和長(zhǎng)條狀居多，其中長(zhǎng)條形寵物飼料的加工多以手工為主。如制造、計(jì)數(shù)、包裝成袋等。生產(chǎn)效率極其底下，很難完成客戶的供貨需求，同時(shí)，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。而對(duì)于寵物飼料，進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化的關(guān)鍵難題是難以對(duì)飼料進(jìn)行有序排列，從而利用光電技術(shù)和包裝技術(shù)完成自動(dòng)化計(jì)數(shù)包裝。因?yàn)閷?duì)于寵物飼料，如長(zhǎng)條型寵物飼料尺寸形狀不規(guī)則，直徑和長(zhǎng)度尺寸變化大，這些都給自動(dòng)化上料設(shè)備的研制帶來(lái)很大的困難。本設(shè)備就是設(shè)計(jì)針對(duì)不規(guī)則長(zhǎng)條形寵物飼料設(shè)計(jì)上料排序裝置，完成寵物飼料排序、計(jì)數(shù)和自動(dòng)化包裝，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，繪圖過(guò)程中也借助于CAD進(jìn)行了輔助設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)效率。
關(guān)鍵詞：上料機(jī)；不規(guī)則長(zhǎng)條形寵物飼料；自動(dòng)化；上料；CAD
Abstract
ABSTRACT
Feeding machine is necessary in the production line of products. Mainly for the production and processing enterprises, feeding machine is divided into monomer type automatic vacuum feeder and high power fission automatic vacuum feeder. The current social development is rapid, people life level increases, keeping pets has become more and more family a habit, so the development of pet food to get bigger development. At present our country's pet food processing production, packing and so on are the low end, enterprise are labor-intensive processing enterprise, rely on labor to the development of the enterprise the efficiency is low, the enterprise profit space is limited, so the automation of pet food processing production is imperative.
Feeder are numerous, USES each different. Pet food feeding equipment is a mechanical, automation equipment, the feed sent to the conveyor belt, for packaging, the current domestic development is slow, and pet food with granular and strip shape is in the majority, which strip form pet food processing by hand to give priority to. Such as manufacturing, counting, packing into a bag, etc. The production efficiency under extremely, it is difficult to complete customer delivery requirements, at the same time, labor intensity of the workers are also great. And for pet feed for production of the key problem is difficult to automation to feed the orderly arrangement, thus using photoelectric technology and packaging technology complete automation count packaging. Because for pet food, such as strip type pet feed size irregular shape, size and length size change big, these to automatic feeding device a lot of difficulties. This equipment is designed for irregular elongated pet food material sorting device design, and complete the pet food, sort and count and automatic packaging, enhances the enterprise the production efficiency, reduce the labor intensity of the workers. And the means of CAD-aided design is applied in drawing process to improve efficiency.
Keywords: Feeder ; Irregular elongated pet food; Automation; Feeding;CAD
目 錄
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 錄 V
1 緒論 1
1.1 寵物飼料上料設(shè)備概述 1
1.2 寵物飼料上料設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題 2
1.3 課題研究?jī)?nèi)容 3
1.4 課題研究的目的和意義 4
2 設(shè)備整體方案設(shè)計(jì) 5
2.1 產(chǎn)品介紹 5
2.2 設(shè)備系統(tǒng)分析 5
2.2 設(shè)備零部件分析 7
2.2.1 減速電機(jī) 7
2.2.2 電機(jī)座 8
2.2.3 前底板 9
2.2.4 連桿 9
2.2.5 上料架 10
2.2.6 橫桿 11
2.2.7 動(dòng)上料層 12
2.2.8 定上料層 12
2.2.9 側(cè)箱體 13
2.2.10 后底板 14
2.2.11 支柱 15
2.2.12 滾動(dòng)軸承座 16
2.2.13 滾動(dòng)軸承 17
2.2.14 桿 17
2.2.15 軸承蓋 18
2.2.16 從動(dòng)軸 18
2.2.17 主動(dòng)軸 19
2.2.18 帶輪 19
2.2.19 下料槽 21
2.2.20 輸送帶 22
3 重要零部件強(qiáng)度驗(yàn)算 25
3.1 電機(jī)的動(dòng)力提供 25
3.2 連桿強(qiáng)度校核 25
3.3 橫桿強(qiáng)度校核 27
3.4 帶傳動(dòng)和主動(dòng)軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 27
3.5 重要零部件保養(yǎng)的重要性 28
4 UG三維仿真 30
4.1 UG三維仿真 30
4.2 結(jié)構(gòu)分析 30
4.3 仿真的意義 35
5 結(jié)論與展望 37
5.1 結(jié)論 37
5.2 不足之處及未來(lái)展望 37
致 謝 38
參考文獻(xiàn) 39
39
39
寵物飼料上料設(shè)備設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1 寵物飼料上料設(shè)備概述
機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)用戶的使用要求對(duì)專(zhuān)用機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過(guò)程。 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要的因素。機(jī)械設(shè)計(jì)的努力目標(biāo)是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識(shí)和計(jì)算手段等)下設(shè)計(jì)出最好的機(jī)械，即做出優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對(duì)重要性因機(jī)械種類(lèi)和用途的不同而異。設(shè)計(jì)者的任務(wù)是按具體情況權(quán)衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計(jì)的機(jī)械有最優(yōu)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。過(guò)去，設(shè)計(jì)的優(yōu)化主要依靠設(shè)計(jì)者的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和遠(yuǎn)見(jiàn)。隨著機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和價(jià)值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展，制造和使用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資料的積累，以及計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學(xué)計(jì)算。
上料機(jī)是生產(chǎn)流水線里必備的產(chǎn)品。主要用于生產(chǎn)加工企業(yè)，目前國(guó)內(nèi)主要是振動(dòng)上料機(jī)，在機(jī)械加工和包裝領(lǐng)域的眾多。供料裝置中，由于振動(dòng)上料具有眾多優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)上料系統(tǒng)常常由振動(dòng)給料裝置組成。但是振動(dòng)上料由于振幅不穩(wěn)定、物料移動(dòng)平均速度波動(dòng)、工件分揀成功率低等因素，使得與后續(xù)生產(chǎn)工序產(chǎn)生能力失配等問(wèn)題，制約了上料系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展。本文基于目前輕工上料領(lǐng)域存在的以上問(wèn)題，提出了一種針對(duì)不規(guī)則物料實(shí)施等間距上料控制的方法，試圖解決實(shí)際生產(chǎn)中自動(dòng)上料過(guò)程能力匹配的問(wèn)題。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展迅速，人們生活水平不斷提高，飼養(yǎng)寵物越來(lái)越成為家庭的一種習(xí)慣，因此寵物飼料的發(fā)展得到較大的發(fā)展.目前我國(guó)的寵物飼料的加工生產(chǎn)，裝等都還很低端化，企業(yè)都是勞動(dòng)密集型的加工企業(yè)，依靠勞動(dòng)力去發(fā)展的企業(yè)效率低下，企業(yè)利潤(rùn)空間有限，因此寵物飼料的自動(dòng)化加工生產(chǎn)勢(shì)在必行。
上料機(jī)種類(lèi)眾多，用途各異。寵物飼料的上料設(shè)備是一種機(jī)械化，自動(dòng)化設(shè)備，把飼料送至輸送帶，進(jìn)行包裝，目前國(guó)內(nèi)發(fā)展還很緩慢，而且寵物飼料以顆粒狀和長(zhǎng)條狀居多，其中長(zhǎng)條形寵物飼料的加工多以手工為主。如制造、計(jì)數(shù)、包裝成袋等。生產(chǎn)效率極其底下，很難完成客戶的供貨需求，同時(shí)，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。而對(duì)于寵物飼料，進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化的關(guān)鍵難題是難以對(duì)飼料進(jìn)行有序排列，從而利用光電技術(shù)和包裝技術(shù)完成自動(dòng)化計(jì)數(shù)包裝。因?yàn)閷?duì)于寵物飼料，如長(zhǎng)條型寵物飼料尺寸形狀不規(guī)則，直徑和長(zhǎng)度尺寸變化大，這些都給自動(dòng)化上料設(shè)備的研制帶來(lái)很大的困難。本設(shè)備就是設(shè)計(jì)針對(duì)不規(guī)則長(zhǎng)條形寵物飼料設(shè)計(jì)上料排序裝置，完成寵物飼料排序、計(jì)數(shù)和自動(dòng)化包裝，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
本設(shè)備區(qū)別于其他上料設(shè)備的不同之處在于多層式上料機(jī)構(gòu),當(dāng)前的國(guó)內(nèi)的一些如香煙,玩具的上料設(shè)備多為一層式上料設(shè)備,且大多數(shù)利用振動(dòng)原理。多層式上料設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在克服了劇烈震動(dòng)，保護(hù)了產(chǎn)品，本設(shè)備主要由動(dòng)力系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，上料系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)組成，與傳統(tǒng)自動(dòng)化機(jī)械一脈相承。
本設(shè)備需要克服的難點(diǎn)在于動(dòng)力的輸送上，在保證效率的同時(shí)，保護(hù)好設(shè)備是關(guān)鍵，上料機(jī)構(gòu)的快速運(yùn)動(dòng)對(duì)設(shè)備本身是一種最大的損傷，運(yùn)動(dòng)的沖擊損傷較大，此外輸送裝置的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，包裝影響也很大，需要考慮各方面的因素。
1.2 寵物飼料上料設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題
從世界給料機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，德國(guó)、日本等國(guó)家工業(yè)發(fā)展起步較早，聯(lián)邦德國(guó)于20世紀(jì)40年代就開(kāi)始研制振動(dòng)上料設(shè)備，包括振動(dòng)上料斗、振動(dòng)輸送機(jī)等；日本50年代末期通過(guò)仿制聯(lián)邦德國(guó)的振動(dòng)電機(jī)，由安川電機(jī)（株）和井上精機(jī)（株）共同開(kāi)發(fā)出新型的振動(dòng)電機(jī)，生產(chǎn)出RFH型慣性共振給料機(jī)等。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前這些國(guó)家的給料機(jī)技術(shù)已經(jīng)比較成熟、產(chǎn)品質(zhì)量較好。
我國(guó)上料機(jī)行業(yè)起步相對(duì)稍晚，由于整體制造業(yè)技術(shù)水平的相對(duì)落后，國(guó)產(chǎn)給料機(jī)產(chǎn)品普遍在工作性能和通用化等方面與國(guó)際水平相比存在著一定差距。其主要表現(xiàn)在上料機(jī)性能、可靠耐用程度及處理能力、自動(dòng)化控制與監(jiān)控技術(shù)以及環(huán)保和人性化設(shè)計(jì)能力等方面有待進(jìn)一步提高。但是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)以及國(guó)家政策的扶持力度的加大，我國(guó)上料機(jī)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。
?縱觀國(guó)內(nèi)上料機(jī)的發(fā)展歷程，20世紀(jì)50年代，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的主要是K型機(jī)械往復(fù)式上料機(jī)，該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)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(dòng)上料機(jī)，其主要利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行給料工作，具有處理能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、可無(wú)級(jí)調(diào)速以及電耗少等特點(diǎn)，然而該型上料機(jī)局限于非防爆場(chǎng)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(jìn)電磁振動(dòng)上料機(jī)缺點(diǎn)的電機(jī)振動(dòng)上料機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)調(diào)節(jié)同步運(yùn)動(dòng)，但由于電機(jī)參振，使得該型給料機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)電機(jī)壽命較短等一系列技術(shù)缺陷；90年代，相繼出現(xiàn)了共振式振動(dòng)給料機(jī)以及鏈?zhǔn)浇o料機(jī)，鏈?zhǔn)浇o料機(jī)是一種連續(xù)給料機(jī)，很好解決了以往振動(dòng)給料機(jī)不能連續(xù)給料的缺點(diǎn)。到目前為止，我國(guó)已經(jīng)擁有帶式給料機(jī)、甲帶式給料機(jī)、鏈?zhǔn)浇o料機(jī)等多種類(lèi)型的連續(xù)給料機(jī)。其中，帶式給料機(jī)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行效率高、噪音低、給料量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適用于多種物料的給料作業(yè)；甲帶式給料機(jī)本質(zhì)上仍是帶式給料機(jī)，區(qū)別在于在給料機(jī)的承載膠帶外側(cè)包裹了一層鎧甲，旨在提高帶式給料機(jī)的抗沖擊性和耐磨性能；鏈?zhǔn)浇o料機(jī)具有給料均勻、不受物料水分影響、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)及噪音較小等特點(diǎn)。總之，現(xiàn)有的連續(xù)給料機(jī)在低噪音、低功耗、大運(yùn)量和連續(xù)給料等方面都具有各自的優(yōu)勢(shì)和適用范圍，不同的應(yīng)用條件對(duì)于給料機(jī)的功能要求也不同，因此，給料機(jī)在技術(shù)設(shè)計(jì)上更加具有針對(duì)性。
國(guó)內(nèi)上料機(jī)的市場(chǎng)分析： 從下游行業(yè)對(duì)于上料機(jī)的應(yīng)用情況來(lái)看，煤炭行業(yè)是給料機(jī)最主要的下游行業(yè)之一，從存量設(shè)備來(lái)看，2010年全國(guó)共有在籍煤礦15,119處，選煤廠1,800座，給料機(jī)的使用壽命一般為5-7年，因而每年都有大量給料機(jī)需要更換；從新增煤炭設(shè)備來(lái)看，“十一五”期間我國(guó)煤炭礦采選設(shè)備投資復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到27.41%，到2010年設(shè)備投資達(dá)到1,256.86億元 ，選煤廠使用的振動(dòng)設(shè)備約占設(shè)備總量的11%~13%。“十二五”期間，我國(guó)的煤炭消費(fèi)比重仍將維持在較高的水平，預(yù)計(jì)2010-2015年我國(guó)煤炭消費(fèi)復(fù)合增長(zhǎng)率為5.13%，到2015年我國(guó)煤炭市場(chǎng)需求將達(dá)到40億噸，煤炭投資增速仍將維持在較高水平。因此，保守預(yù)計(jì)，當(dāng)前煤炭行業(yè)給料機(jī)（不包括稱(chēng)重用給料機(jī)）的市場(chǎng)年需求額為12.94億元。
同樣，鋼鐵行業(yè)也是上料機(jī)比較重要的下游行業(yè)，在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，各種原料的搬運(yùn)和加工量約在十億噸以上，加上礦物加工工序之間的運(yùn)輸量往往高達(dá)幾十億噸。在這些物料的搬運(yùn)和加工過(guò)程中，需要采用大量給料、輸送和篩分等設(shè)備來(lái)完成各種中間環(huán)節(jié)，因此在鋼鐵行業(yè)投資中，必然涉及到大量給料機(jī)等搬運(yùn)設(shè)備的投資?！笆晃濉逼陂g，我國(guó)的鋼鐵行業(yè)總投資復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到11.2%，其中設(shè)備投資復(fù)合增長(zhǎng)率10.43%。
除了煤炭和鋼鐵行業(yè)之外，電力、化工、水泥、冶金等行業(yè)對(duì)上料機(jī)也有較大的需求，在這些行業(yè)需求的拉動(dòng)下，近年來(lái)國(guó)產(chǎn)給料機(jī)的銷(xiāo)售量呈現(xiàn)逐年增多的趨勢(shì)。
我國(guó)給料機(jī)行業(yè)的需求趨勢(shì)： 伴隨著下游行業(yè)對(duì)給料機(jī)需求量的不斷增加，市場(chǎng)對(duì)于給料機(jī)的品種、質(zhì)量和功能的要求也越來(lái)越高，綜合國(guó)內(nèi)外給料機(jī)的應(yīng)用狀況，我國(guó)給料機(jī)行業(yè)的需求趨勢(shì)如下：
（1）下游市場(chǎng)對(duì)給料機(jī)的運(yùn)行速度要求越來(lái)越高。隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)發(fā)展的大力支持與資助，整個(gè)機(jī)械行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展越來(lái)越穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)相關(guān)支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求也越來(lái)越高。并且，隨著煤炭等下游行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)效率的要求也不斷提高，作為物料搬運(yùn)設(shè)備的給料機(jī)在轉(zhuǎn)換、給料、輸送等環(huán)節(jié)的作用也越來(lái)越突出，因此，高速性的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)所有給料設(shè)備企業(yè)提出了更高的要求。
（2）上料機(jī)性能和可靠性要求的提高。高端產(chǎn)品需求將持續(xù)增加，雖然不同需求領(lǐng)域?qū)τ诟叨私o料機(jī)的定位不同，但整體表現(xiàn)為給料機(jī)的性能較好、耐用程度較高、維護(hù)量較少、使用壽命較長(zhǎng)、安全可靠等方面。新技術(shù)的應(yīng)用是提高產(chǎn)品性能的重要手段，如采用高性能可控軟啟動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)將使給料機(jī)性能得到進(jìn)一步提高。同時(shí)，產(chǎn)品的性能和耐用程度及可靠性等還取決于元部件的性能，提高給料機(jī)部件的性能可靠性，不僅僅能夠降低產(chǎn)品維護(hù)量，還能提高產(chǎn)品的使用壽命，增加使用安全性。目前，我國(guó)的中低端給料機(jī)產(chǎn)品相對(duì)較多，占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)銷(xiāo)售量的90%，而隨著我國(guó)“調(diào)結(jié)構(gòu)”力度的不斷加大，各下游行業(yè)對(duì)產(chǎn)品性能較好、耐用程度較高、維護(hù)量少、使用壽命較長(zhǎng)、安全可靠的給料機(jī)的需求將持續(xù)增大。
（3）個(gè)性化的服務(wù)將成為上游企業(yè)的必然選擇。工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程促使上游企業(yè)規(guī)模增大、生產(chǎn)能力大大提高，需要高效、高可靠性給料機(jī)與之配套，為滿足生產(chǎn)給料要求，上游企業(yè)必然會(huì)要求上料機(jī)企業(yè)提供個(gè)性化的服務(wù)，開(kāi)發(fā)與其他設(shè)備相配套的專(zhuān)用上料機(jī)。
（4）節(jié)能、環(huán)保以及具備人性化設(shè)計(jì)的上料機(jī)將成為未來(lái)市場(chǎng)需求的主要方向
1.3 課題研究?jī)?nèi)容
本課題設(shè)計(jì)的寵物飼料上料設(shè)備包括飼料的上料裝置和飼料的傳送計(jì)數(shù)裝置.用UG作三維設(shè)計(jì)工具，AutoCAD作二維設(shè)計(jì)工具，完成上料設(shè)備的總體方案設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、上料架的設(shè)計(jì)與校核和重要零部件的簡(jiǎn)單造型設(shè)計(jì)，并對(duì)傳動(dòng)計(jì)數(shù)包裝進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，主要為了實(shí)現(xiàn)上料到包裝的一體化設(shè)計(jì),最后繪制出主要部件的裝配圖并進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真。
本課題主要作了以下工作：
[1] 通過(guò)參照現(xiàn)有上料設(shè)備的模型，設(shè)計(jì)出符合要求的上料設(shè)備；
[2] 通過(guò)參考網(wǎng)上的資料進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)和設(shè)備系統(tǒng)分析；
[3] 對(duì)上料架進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行校核，以確保工作的安全性；
[4] 通過(guò)對(duì)上料設(shè)備的工作要求的研究，確定主要零部件的尺寸及參數(shù)；
[5] 利用UG進(jìn)行運(yùn)動(dòng)三維造型并進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真；
[6] 由UG三維實(shí)體轉(zhuǎn)出CAD二維圖,并對(duì)其進(jìn)行修改、完善,編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)；
1.4 課題研究的目的和意義
我國(guó)上料設(shè)備發(fā)展還不如發(fā)達(dá)國(guó)家，重要技術(shù)上還存在不足。此外上料機(jī)是生產(chǎn)流水線里必備的產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)加工企業(yè)，大多數(shù)上料機(jī)依靠振動(dòng)原理。此外，上料機(jī)還分為單體式全自動(dòng)真空上料機(jī)與分體式大功率全自動(dòng)真空上料機(jī)。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展迅速，人們生活水平不斷提高，飼養(yǎng)寵物越來(lái)越成為家庭的一種習(xí)慣，因此寵物飼料的發(fā)展得到較大的發(fā)展。此外，由于我國(guó)寵物飼料開(kāi)發(fā)尚處于萌芽階段，寵物飼料具有廣闊的市場(chǎng)空間，這當(dāng)中誰(shuí)掌握了先進(jìn)的寵物飼料上料設(shè)備技術(shù)，早一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化上料包裝在，則掌握了占據(jù)市場(chǎng)的鑰匙。目前我國(guó)的寵物飼料的加工生產(chǎn)，包裝等都還很低端化，企業(yè)都是勞動(dòng)密集型的加工企業(yè)，依靠勞動(dòng)力去發(fā)展的企業(yè)效率低下，企業(yè)利潤(rùn)空間有限，因此寵物飼料的自動(dòng)化加工生產(chǎn)勢(shì)在必行。
寵物飼料上料設(shè)備設(shè)計(jì)
2 設(shè)備整體方案設(shè)計(jì)
2.1 產(chǎn)品介紹
本設(shè)備全稱(chēng)寵物飼料上料設(shè)備，是一種小型的自動(dòng)化上料機(jī)械。本設(shè)備能解決其技術(shù)問(wèn)題所采用是我技術(shù)方案是：通過(guò)降低高度的方式將一層式輸送斜面改為多層式輸送斜面，這樣每層的高度降低，振動(dòng)降低，輸送斜面整體呈階梯狀，振動(dòng)強(qiáng)度小，在上料傳輸大小不一，規(guī)格不等的飼料時(shí)，不易使食物從棍棒上脫落下來(lái)，并實(shí)現(xiàn)技術(shù)到包裝一體化。
本設(shè)備上料的寵物飼料棒尺寸規(guī)格大概是：160-250 mm，直徑7-10 mm，重量3-6g.在國(guó)內(nèi)目前存在的重型設(shè)備上料機(jī)中，如煤炭上料機(jī)，金屬上料機(jī)等，本設(shè)備是一種輕，小型設(shè)備。上料與輸送計(jì)數(shù)間的銜接是關(guān)鍵，保證飼料順利上料的核心。下圖2.1是本設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)單等軸側(cè)視圖。
圖2.1 多臺(tái)階上料機(jī)示意圖
2.2 設(shè)備系統(tǒng)分析
設(shè)備由動(dòng)力系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)，上料系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)，計(jì)數(shù)系統(tǒng)，包裝系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)上料到計(jì)數(shù)包裝一體化目的。設(shè)備的設(shè)計(jì)是根據(jù)寵物飼料的特點(diǎn)和實(shí)際需求來(lái)決定的，首先飼料大小不一，長(zhǎng)短不同，規(guī)格不等，且飼料易脫落（飼料附在小塑料棒上），所能承受的振動(dòng)有限；其次，廠家對(duì)設(shè)備的上料效率有要求；最后，在國(guó)內(nèi)目前的發(fā)展行情下有所突破。一下是系統(tǒng)分析：
（1）動(dòng)力系統(tǒng)：本設(shè)備動(dòng)力機(jī)構(gòu)為減速電機(jī)，固定在底板上。因?yàn)樯狭纤俣炔淮?，根?jù)廠家需求，普通電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)已不適宜上料需求，故選擇減速電機(jī)，減速電機(jī)可提供各種轉(zhuǎn)速，此外減速電機(jī)工作穩(wěn)定，空間需求小。免去了再設(shè)計(jì)減速器的過(guò)程，縮短了傳動(dòng)距離，一定程度上保證了傳動(dòng)效率。
（2）傳動(dòng)系統(tǒng)：本設(shè)備傳動(dòng)方式為連桿帶動(dòng)，連桿連接電機(jī)與上料設(shè)備，通過(guò)曲柄滑塊理論，把電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為上料機(jī)構(gòu)的上下來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
（3）上料系統(tǒng)：鑒于產(chǎn)品特性，本寵物飼料大小不一，規(guī)格不等，食物易脫落等特性，國(guó)內(nèi)目前的一層式上料特點(diǎn)已不能適合要求，選擇多層式上料機(jī)構(gòu)在所難免，原因如下：1，一層式上料振動(dòng)大，造成飼料棒上的食物易脫落。2，一層式上料距離不宜大，過(guò)大設(shè)備損害強(qiáng)，不利快速上料和計(jì)數(shù)包裝。3，多層式上料機(jī)構(gòu)距離小，上料快，效率高。4，多層式上料層數(shù)可控制，這里我們選擇四層式上料機(jī)構(gòu)，設(shè)備高度適宜，便于輸送和計(jì)數(shù)包裝。
圖2.2 四層式上料機(jī)構(gòu)
圖2-2為上料機(jī)構(gòu)主視圖，圖中1是上料層，共四層，每層的厚度是15mm,這是根據(jù)寵物飼料棒的直徑大約9mm選定的，2是上料架上料架的上下來(lái)回運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)1的上下來(lái)回運(yùn)動(dòng)（1和2是焊接在一起的）。
從結(jié)構(gòu)上分析，上料架與水平面的傾斜角是15度，這個(gè)角度不是憑空設(shè)計(jì)的，首先角度過(guò)大如30度，則帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)需要傾斜30度，這個(gè)角度下對(duì)整個(gè)設(shè)備的影響是巨大的，雖然飼料在臺(tái)階間的移動(dòng)速度加快了，但電機(jī)傾斜過(guò)大，振動(dòng)強(qiáng)烈的情況下是不容易保持高效率的。相反如果角度過(guò)小，即動(dòng)上料層的傾斜角度過(guò)小，飼料不易滑下。造成上料效率低下。這里我們來(lái)分析下上料架傾斜15度時(shí)的情況。這里介紹下304不銹鋼材料之間的滑動(dòng)摩擦摩擦系數(shù)[1]，有潤(rùn)滑：0.15 ～0.30無(wú)潤(rùn)滑：0.30-0.40.
當(dāng)飼料從第一層運(yùn)至第二層時(shí)需要定上料層的過(guò)度，定上料層的截面寬度是0.015m，動(dòng)上料層的來(lái)回時(shí)間是0.5s，即二個(gè)飼料棒之間只有0.5s時(shí)間去過(guò)度，所以第一根飼料棒需要在0.5s的時(shí)間內(nèi)從定上料層上滑到第二個(gè)動(dòng)上料層上。這里運(yùn)用物理學(xué)公式
： 其中是位移，是初速度，是加速度，是時(shí)間。
這里-u：是傾斜角15度，t是0.5s，u是摩擦系數(shù)，這里定為0.15.這里初速度為零。帶入公式可得
S=0.31m。故符合實(shí)際要求。
（4）輸送系統(tǒng)：皮帶輸送是本設(shè)備的輸送方式，飼料經(jīng)過(guò)上料后將被直接送至皮帶上，經(jīng)皮帶送至多斗稱(chēng)中，此過(guò)程會(huì)有計(jì)數(shù)過(guò)程，便于最后包裝。輸送系統(tǒng)由減速電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)輸送帶的主動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)軸通過(guò)滾動(dòng)軸承固定在支架上，從動(dòng)軸接到上料層最后層的出口處，通過(guò)滑動(dòng)緊定裝置安置在設(shè)備二側(cè)面板上。
（5）計(jì)數(shù)系統(tǒng)：本設(shè)備要利用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)效果，需要使用計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器就是實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)算的邏輯電路，計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能，同時(shí)兼有分頻功能，計(jì)數(shù)器是由基本的計(jì)數(shù)單元和一些控制門(mén)所組成，計(jì)數(shù)單元?jiǎng)t由一系列具有存儲(chǔ)信息功能的各類(lèi)觸發(fā)器構(gòu)成，這些觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器及JK觸發(fā)器等。計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如在電子計(jì)算機(jī)的控制器中對(duì)指令地址進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便順序取出下一條指令，在運(yùn)算器中作乘法、除法運(yùn)算時(shí)記下加法、減法次數(shù)，又如在數(shù)字儀器中對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)等等。計(jì)數(shù)器可以用來(lái)顯示產(chǎn)品的工作狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)主要是用來(lái)表示產(chǎn)品已經(jīng)完成了多少份的折頁(yè)配頁(yè)工作。它主要的指標(biāo)在于計(jì)數(shù)器的位數(shù)，常見(jiàn)的有3位和4位的。很顯然，3位數(shù)的計(jì)數(shù)器最大可以顯示到999，4位數(shù)的最大可以顯示到9999。這里選用光電感應(yīng)計(jì)數(shù)器。
（6）包裝系統(tǒng)：包裝為在流通過(guò)程中保護(hù)產(chǎn)品，方便儲(chǔ)運(yùn)，促進(jìn)銷(xiāo)售，按一定的技術(shù)方法所用的容器、材料和輔助物等的總體名稱(chēng)；也指為達(dá)到上述目的在采用容器，材料和輔助物的過(guò)程中施加一定技術(shù)方法等的操作活動(dòng)。
本設(shè)備為求精確采用多斗稱(chēng)進(jìn)行質(zhì)量區(qū)分，其特點(diǎn)是高精度數(shù)字式傳感器使精確計(jì)量瞬間得以實(shí)現(xiàn)。微電腦控制系統(tǒng)，技術(shù)先進(jìn)，操作簡(jiǎn)單，使用更可靠快慢振動(dòng)給料，自動(dòng)修正誤差，實(shí)現(xiàn)高精度包裝，四秤交替工作，包裝速度快，與物料接觸部分采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼，防腐防塵易清洗，兼容性強(qiáng)，易于其他包裝設(shè)備配合使用。
2.2 設(shè)備零部件分析
2.2.1 減速電機(jī)
減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)(馬達(dá))的集成體。這種集成體通常也可稱(chēng)為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常由專(zhuān)業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等。使用減速電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間。
根據(jù)廠家需要一小時(shí)上料10萬(wàn)只寵物飼料棒，經(jīng)計(jì)算一秒需上料2至3只，減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速需在120轉(zhuǎn)每分以上，因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)一圈上料機(jī)構(gòu)上料一次，因此選擇YTC-205型減速電機(jī)，下圖為減速電機(jī)外觀。功率選擇2.2kw，
圖2.3減速電機(jī)
圖2.3是減速電機(jī)的外觀圖。為滿足實(shí)際需求選擇121r/min檔轉(zhuǎn)速。
電機(jī)通過(guò)雙頭螺柱固定在電機(jī)座上，電機(jī)座焊接在設(shè)備底板上。
2.2.2 電機(jī)座
電機(jī)固定在特制的電機(jī)座上主要是因?yàn)殡姍C(jī)固定在底板上影響上料機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，故需要固定在電機(jī)座上，用雙頭螺柱固定，螺柱型號(hào)選用GB/T 898 AM18-M18*1*45和GB/T 898 AM18-M18*1*65各一個(gè).因?yàn)殡姍C(jī)座斜面的螺紋深度不相同，故螺柱型號(hào)不同。
圖2.4電機(jī)座
上圖2.4為電機(jī)座的三視圖，材料HT200圖中螺紋直徑根據(jù)電機(jī)得來(lái)為18mm，中心距離前端面33mm及斜面長(zhǎng)度290mm也是根據(jù)電機(jī)的安裝尺寸來(lái)的。根據(jù)電機(jī)的重量105kg左右加上上料架的重量大約一共305kg左右，電機(jī)座為實(shí)心材質(zhì)。
2.2.3 前底板
前底板是安置整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，上料系統(tǒng)的部件，其強(qiáng)度和硬度決定著整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中是不可忽視的一環(huán)。
圖2.5前底板
上圖2.5為前底板的主視圖和俯視圖[2]，材料45號(hào)鋼。厚度40mm，抗壓強(qiáng)度達(dá)到要求 ，符合實(shí)際需求，此外四個(gè)角處安置地腳螺釘，地腳螺釘型號(hào)為SF—20—150—80，共八個(gè)，因?yàn)楹蟮装逡残枰膫€(gè)地腳螺釘。長(zhǎng)和寬是根據(jù)上料架的尺寸和電機(jī)安裝尺寸設(shè)計(jì)而來(lái)，符合實(shí)際要求。
2.2.4 連桿
連桿機(jī)構(gòu)可虛擬出已知的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡，是因?yàn)闃?gòu)件運(yùn)動(dòng)形式很多，例如擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)和平面或空間復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。此外，因?yàn)檫B桿機(jī)構(gòu)具有低副面接觸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以有很多優(yōu)點(diǎn)：在單位面積內(nèi)運(yùn)動(dòng)副承受的壓力比較小，接觸面也很容易進(jìn)行潤(rùn)滑，所以會(huì)有較小的磨損；較高的精度獲得也很容易，而且制造很簡(jiǎn)單方便；他被廣泛應(yīng)用于不同機(jī)械和機(jī)電產(chǎn)品之中的主要原因是他可以靠自身的幾何封閉來(lái)維系，而凸輪機(jī)構(gòu)還需要彈簧等力的封閉來(lái)保持接觸。平面連桿機(jī)構(gòu)具有以下缺點(diǎn)：正常情況下，比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)只能實(shí)現(xiàn)給定的一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律或者運(yùn)動(dòng)軌跡；如果會(huì)發(fā)生自鎖性，而且工作效率降低，那么對(duì)于給定的運(yùn)動(dòng)要求肯定比較多而且復(fù)雜；機(jī)構(gòu)中難以平衡的慣性力作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生，連桿常用于速度較低的場(chǎng)合是因?yàn)樵诟咚贂r(shí)會(huì)引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷。
本設(shè)備連桿的作用是把電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成上料架的上下來(lái)回運(yùn)動(dòng)，連桿的材質(zhì)性能直接決定著整個(gè)傳動(dòng)的效果和整套設(shè)備的工作效率，連桿在機(jī)械設(shè)備里具有舉足輕重的作用，本設(shè)備對(duì)連桿的要求更加嚴(yán)格，其一，連桿一端與電機(jī)相連必須保證連桿與電機(jī)結(jié)合的牢固性，使其不易松動(dòng)，其二，連桿的另一端與上料架相連，一方面要帶動(dòng)上料架運(yùn)動(dòng)，另一方面還承擔(dān)著上料系統(tǒng)的重量。故對(duì)連桿的要求不言而喻，下圖是本設(shè)備設(shè)計(jì)的連桿。
圖2.6連桿
材料45號(hào)鋼。從圖2-6中可知連桿中心距為100.5mm，這個(gè)尺寸是上料架的層距的二分之一（原則上是相等的，但為了上料的效果更好所以連桿的中心距比上料架的層距的二分之一略大），因?yàn)檫B桿轉(zhuǎn)一圈，上料架運(yùn)動(dòng)一個(gè)來(lái)回，上料層把飼料送上一個(gè)臺(tái)階。連桿與電機(jī)相連的一端的內(nèi)徑比電機(jī)直徑略小，為的是造成它們之間是過(guò)盈配合以便緊緊固定在一起。連桿的另一端是實(shí)心相連的整體，60mm的長(zhǎng)度是用來(lái)帶動(dòng)上料架上料運(yùn)動(dòng)的。此外，連桿與電機(jī)輸出軸之間用螺栓固定，螺栓型號(hào)為GB/T 5783 M16*50，用六角頭螺母緊定。
2.2.5 上料架
上料架是用來(lái)固定動(dòng)上料層的，承擔(dān)著上料的重任，底端與連桿相接，側(cè)面沿著機(jī)體滑動(dòng)，其對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求較高，這里采用的材料是304號(hào)不銹鋼，304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強(qiáng)。耐高溫方面也比較好，一般使用溫度極限小于650℃。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對(duì)氧化性酸，在實(shí)驗(yàn)中得出：濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中，304不銹鋼具有很強(qiáng)的抗腐蝕性[3]。對(duì)堿溶液及大部分有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸亦具有良好的耐腐蝕能力。
304不銹鋼的一些物理性能如下：抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)≥520，條件屈服強(qiáng)度 σ0.2 (MPa)≥205，伸長(zhǎng)率 δ5 (%)≥40，斷面收縮率 ψ (%)≥50，硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV。它的密度是7.93 g/cm3。
下圖是上料架的三視圖。
圖2.7上料架
材料304不銹鋼。從上圖2.7中可知上料架的厚度是20mm,整個(gè)上料架的高度是800mm,則每個(gè)臺(tái)階的高度是200mm，寬度是31mm，主要考慮到寵物飼料的直徑在10mm左右，一次上料要求是一根，所以上料層的寬度設(shè)為15mm，這樣多出1mm作為間隙，防止動(dòng)上料層和靜上料層之間的摩擦。
2.2.6 橫桿
橫桿與上料架相連，為焊接在一起。二橫桿間與連桿相接，為上料架上下運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，是重要的組成部件，形狀為長(zhǎng)方體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.45號(hào)鋼的力學(xué)性能如下，正火：850 淬火：840 回火：600 抗拉強(qiáng)度：不小于600Mpa 屈服強(qiáng)度：不小于355Mpa 伸長(zhǎng)率：16% 收縮率：40% 沖擊功：39J 鋼材交貨狀態(tài)硬度：不大于 未熱處理：229HBS 退火鋼：197HBS。下圖為其三視圖。
圖2.8橫桿
材料45號(hào)鋼。從圖2.8中知橫桿的厚度是30mm,高度是50mm。
2.2.7 動(dòng)上料層
上料層是直接將寵物飼料送至輸送帶的部件，焊接在上料架上，隨著上料架的上下來(lái)回運(yùn)動(dòng)而來(lái)回運(yùn)動(dòng)，其中第一層的上料層把飼料槽的飼料送至第二層，以此往后至第四層后，直接送至輸送帶。動(dòng)上料層的材料是304不銹鋼的，之所以選擇304不銹鋼，是因?yàn)閷櫸镲暳蠈儆谝环N食物，必須不能在上料過(guò)程中染上不安全因素，以致出現(xiàn)寵物食用后出現(xiàn)中毒的現(xiàn)象，另一方面材料的防銹防腐性能要好。而304不銹鋼材是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強(qiáng)。耐高溫方面也比較好，能高到到1000-1200度。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對(duì)氧化性酸，在實(shí)驗(yàn)中得出：濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中，304不銹鋼具有很強(qiáng)的抗腐蝕性。對(duì)堿溶液及大部分有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸亦具有良好的耐腐蝕能力。304不銹鋼化學(xué)成份為C Si Mn P S Cr Ni（鎳） Mo，綜上可見(jiàn)選擇304不銹鋼是合理的。下圖是動(dòng)上料層的三視圖，
圖2.9動(dòng)上料層
材料304不銹鋼。從上圖2.9中可知?jiǎng)由狭蠈拥拈L(zhǎng)度是1000mm，原因是每個(gè)飼料棒的長(zhǎng)度大概在200mm左右，為了實(shí)現(xiàn)一次上料四根的目的，故選擇1000mm的動(dòng)上料層的長(zhǎng)度。高度是200mm,原因是連桿的長(zhǎng)度是100.1mm，為實(shí)現(xiàn)順利的上料動(dòng)上料層的高度在200mm上是最好的，厚度是15mm，原因是寵物棒的直徑在10mm左右，為了一次上料只上一根的目的，故這個(gè)厚度剛好。
2.2.8 定上料層
定上料層過(guò)度飼料的部件，其形狀尺寸與動(dòng)上料層相差不大，除了最高層的定上料層，因?yàn)閷櫸镲暳习粜枰獜钠漤斆婊?，故需要一個(gè)斜面，斜面下用足夠的空間安置輸送帶。定上料層的材料也是304不銹鋼，原因與動(dòng)上料層的原因一樣，304不銹鋼的耐磨，耐腐蝕，無(wú)毒是首要優(yōu)勢(shì),另外具有良好的加工性能和可焊性也是選擇它的另一原因，因?yàn)閯?dòng)上料層和橫桿都要焊接在上料架上。本設(shè)備的定上料層分二種，前三層的定上料層與最后一層的定上料層是不同的。下圖是他們的三視圖，
圖2.10定上料層
材料304不銹鋼。圖2.10是前三層的定上料層的三視圖，圖中高度是210mm,比動(dòng)上料層低，主要是便于安裝，因?yàn)閯?dòng)上料層上升到頂端時(shí)需與定上料層的上端面在同一面上，而動(dòng)上料層的下端面與上料架相連，故定上料架的高度不能大于動(dòng)上料層，否則定上料層的下端面會(huì)與上料架碰撞。定上料層的長(zhǎng)度是1020mm，比動(dòng)上料層長(zhǎng)，原因是定上料層不運(yùn)動(dòng)，焊接在設(shè)備的二側(cè)箱體上。
下圖2.11是最頂層的定上料層的三視圖。
圖2.11定上料層
材料304不銹鋼。從圖中可知這個(gè)定上料層比其他定上料層多了一個(gè)橫面，橫面長(zhǎng)度是60mm,厚度是5mm,這樣做的目的是使斜面下能順利安裝輸送帶，飼料棒能順利滑下，因?yàn)槠渌亩ㄉ狭蠈拥暮穸戎挥?5mm，不易送至輸送帶上，故多加一個(gè)斜面，這樣也給輸送帶的軸的安裝給足了空間。
2.2.9 側(cè)箱體
側(cè)箱體是設(shè)備的重要組成部件，本設(shè)備的箱體是一個(gè)半封閉式的左右界面，設(shè)備前面是下料槽，后面是電動(dòng)機(jī)。故本設(shè)備的箱體是不健全的側(cè)箱體。作用是一方面封閉設(shè)備，防止飼料從上料架上滑下。另一方面參與設(shè)備的整體運(yùn)行，它的內(nèi)面有根導(dǎo)軌，使上料架沿其滑行。它的上端面有槽形導(dǎo)軌，用來(lái)安置滾動(dòng)軸承座，這樣滾動(dòng)軸承座可以有緊定裝置，以致與其連接的軸能夠帶著輸送帶實(shí)現(xiàn)定期的緊定[5]。本設(shè)備的側(cè)箱體焊接在前底板上，左右對(duì)稱(chēng)，下圖是其三視圖：
圖2.12側(cè)箱體
材料HT200.從圖圖2.12可知側(cè)箱體的厚度是140mm，強(qiáng)度足以支撐上料架沿其導(dǎo)軌滑動(dòng)，大導(dǎo)軌是根據(jù)上料架的滑塊設(shè)計(jì)而來(lái)，其上端面的導(dǎo)軌是根據(jù)滾動(dòng)軸承座的尺寸規(guī)格設(shè)計(jì)而來(lái)，右邊是螺母緊定裝置。
2.2.10 后底板
后底板主要是承載輸送裝置的部件，上面安置減速電動(dòng)機(jī)，軸承，轉(zhuǎn)軸，輸送帶等部件。是前底板的補(bǔ)充，之所以把前底板和后底板分開(kāi)是因?yàn)檫@樣可以有自由控制輸送帶的空間，前后底板的距離安置大一點(diǎn)則輸送帶需要長(zhǎng)一點(diǎn)，反之帶的長(zhǎng)度小一點(diǎn)。再者這樣分開(kāi)可減小振動(dòng)，便于拆裝。下圖是后底板的三視圖：
圖2.13后底板
材料45號(hào)鋼。從圖2.13可知后底板的厚度是40mm，與前底板厚度相同。其次四個(gè)拐角處安置地腳螺釘。中間的四個(gè)孔是為了安裝電機(jī)用的，電機(jī)用螺柱固定。螺栓規(guī)格為GB/T 898 AM10*1*50，數(shù)量是4個(gè)。電機(jī)是YTC-112型減速電機(jī)，功率是0.75kw，從圖中可知各種轉(zhuǎn)速。
2.2.11 支柱
后底板上有四個(gè)支柱，支柱的作用是安裝輸送帶和軸，支柱焊接在后底板上，下圖是支柱的三視圖：
圖2.14支柱
材料45號(hào)鋼。從圖2.14中可知支柱的高1060mm，長(zhǎng)100mm，寬70mm，從支柱所承載的重量來(lái)看，支柱的強(qiáng)度是夠的。
2.2.12 滾動(dòng)軸承座
眾所周知，有軸承的地方就要有支撐點(diǎn)，軸承的內(nèi)支撐點(diǎn)是軸，外支撐就是常說(shuō)的軸承座[6]。由于一個(gè)軸承可以選用不同的軸承座，而一個(gè)軸承座同時(shí)又可以選用不同類(lèi)型的軸承。因此，帶來(lái)軸承座的品種很多，許多國(guó)外大的軸承公司也都有自己的軸承座型錄。但是同樣的軸承座型號(hào)在不同的公司樣本里的標(biāo)記也不完全相同。軸承座規(guī)格多元化等因素就給設(shè)備設(shè)計(jì)帶來(lái)了許多使用上的不方便。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軸承座不適合的應(yīng)用場(chǎng)合，可選擇不同材料的軸承座如:灰口鑄鐵鐵、球墨鑄鐵和鑄鋼、不銹鋼、塑料的特殊軸承座。
根據(jù)軸承和軸承座的不同要求，軸承座的分類(lèi)也不完全相同，在使用的時(shí)候要根據(jù)設(shè)計(jì)，認(rèn)真核對(duì)選用。本設(shè)備選擇GB/T7813 SN等徑型孔，SN305。
圖2.15軸承座
本設(shè)備的滾動(dòng)軸承座固定在側(cè)箱體上，采用螺栓固定，螺栓型號(hào)為GB/T 5782 M12*50并配有螺旋進(jìn)給裝置，螺栓型號(hào)為GB/T 5783 M12*50。
2.2.13 滾動(dòng)軸承
滾動(dòng)軸承有良好的啟動(dòng)性能，維護(hù)方便，紅做可靠等優(yōu)點(diǎn)，在中等速度下承載能力較高。與滑動(dòng)軸承相比
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圖2.16滾動(dòng)軸承
減振能力較低，徑向尺寸大，壽命低，噪聲大。
選擇滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)有：
(1) 尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，具有互換性，便于安裝拆卸，維修方便。
(2) 精度高，轉(zhuǎn)速高，磨損小，使用壽命長(zhǎng)。
(3) 部分軸承具有自動(dòng)調(diào)心的性能。
(4) 適用于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高。
(5) 傳動(dòng)摩擦力矩比流體動(dòng)壓軸承低得多，因此摩擦溫升與功耗較低；
(6) 起動(dòng)摩擦力矩僅略高于轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩；
(7) 軸承變形對(duì)載荷變化的敏感性小于流體動(dòng)壓軸承；
(8) 只需要少量的潤(rùn)滑劑便能正常運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間提供潤(rùn)滑劑；
(9) 軸向尺寸小于傳統(tǒng)流體動(dòng)壓軸承；
(10) 摩擦阻力小，功率消耗小，機(jī)械效率高，易起動(dòng)
(11) 可以同時(shí)承受徑向和推力組合載荷；
(12) 結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，軸向尺寸更為縮小
(13) 在很大的載荷-速度范圍內(nèi)，獨(dú)特的設(shè)計(jì)可以獲得優(yōu)良的性能；
(14) 軸承性能對(duì)載荷、速度和運(yùn)行速度的波動(dòng)相對(duì)不敏感。
2.2.14 桿
桿是用來(lái)安置軸承和主動(dòng)軸的，焊接在支柱上，這里的桿比支柱間的距離略大一點(diǎn)，也是為了給輸送帶的控制留了一點(diǎn)空間，桿的一頭留有滾動(dòng)軸承凹槽，是裝軸承所用。下圖是桿的三視圖
圖2.17桿
材料45號(hào)鋼。從圖2.17中可知桿的長(zhǎng)寬高分別是500mm,80mm，70mm,考慮到桿的承載量不是很大，所以這個(gè)尺寸下的桿強(qiáng)度是可以符合實(shí)際要求的，桿右邊的凹槽是安裝滾動(dòng)軸承的，尺寸的選定是根據(jù)軸承的尺寸來(lái)的，所安裝的軸承是深溝球軸承6206型，凹槽左右二個(gè)螺旋孔是用來(lái)固定軸承的，上面還有一個(gè)軸承蓋。
2.2.15 軸承蓋
軸承蓋是固定軸承的，是本設(shè)備專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)而來(lái)的，下圖是其三視圖
圖2.18軸承蓋
材料45號(hào)鋼。從圖2.17和2.18可知，軸承蓋是桿的補(bǔ)充部件，共同固定一個(gè)軸承，其中軸承蓋是用螺柱固定在桿上的，螺柱型號(hào)是GB/T 898 AM10-M10*1*38[7].
2.2.16 從動(dòng)軸
軸是穿在軸承中間或車(chē)輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類(lèi)型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類(lèi)型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸，對(duì)軸的變形等因素有關(guān)。
本設(shè)備的軸既有傳統(tǒng)軸的特點(diǎn)又有既定軸的特點(diǎn)，本設(shè)備的軸作為輸送帶的“從動(dòng)輪”之用，一方面二端安裝滾動(dòng)軸承，另一方面軸上安裝輸送帶。承受載荷不大，考慮到軸表面需要的摩擦系數(shù)要大一點(diǎn)，增大與帶之間的摩擦力，軸的材料選擇45號(hào)鋼。
下圖是從動(dòng)軸的三視圖：
圖2.19從動(dòng)軸
材料45號(hào)鋼。從圖2.19中可知軸的主體長(zhǎng)度是1143mm,用來(lái)安裝輸送帶，帶寬250mm左右，共四根。軸二端安裝深溝球軸承6305，軸承內(nèi)徑25mm,外徑62mm，寬17mm,從動(dòng)軸主體充當(dāng)軸肩，從動(dòng)軸主體直徑35mm,軸承右端用軸用彈性擋圈固定，擋圈型號(hào)為GB/T 894.1---1986 30，軸承外徑固定在滾動(dòng)軸承座上。
2.2.17 主動(dòng)軸
本設(shè)備的主動(dòng)軸是一根多功能軸，一方面作為輸送帶的“主動(dòng)輪”，為輸送帶提供動(dòng)力，另一方面支撐安裝帶輪，既是受力體又是提供動(dòng)力的部件，所以對(duì)其強(qiáng)度要求略比從動(dòng)軸高，材料也選擇45號(hào)鋼。 主動(dòng)軸固定在桿上，與軸承一起運(yùn)轉(zhuǎn)。下圖是其三視圖：
圖2.20主動(dòng)軸
材料45號(hào)鋼。 從圖2.20中可知軸的主體長(zhǎng)度1148mm，主體二端安裝深溝球軸承，軸承型號(hào)6206，內(nèi)徑30mm，外徑62mm，寬度16mm，軸承內(nèi)徑左邊由軸主體充當(dāng)軸肩，右端由軸用彈性擋圈固定，周用彈性擋圈型號(hào)為GB/T 894.1---1986 30. 右端除軸承外安裝帶輪，帶輪內(nèi)徑24mm,寬36mm.用鍵和薄螺母固定，鍵的型號(hào)為GB/T 1096 鍵8*7*18,薄螺母型號(hào)為 GB/T 6172.1 M24.為此帶輪的右側(cè)有一段螺旋體，螺旋體旁為退刀槽[8]。
2.2.18 帶輪
皮帶輪，屬于盤(pán)轂類(lèi)零件，一般相對(duì)尺寸比較大，制造工藝上一般以鑄造、鍛造為主。一般尺寸較大的設(shè)計(jì)為用鑄造的方法[9]，材料一般都是鑄鐵（鑄造性能較好），很少用鑄鋼（鋼的鑄造性能不佳）；一般尺寸較小的，可以設(shè)計(jì)為鍛造，材料為鋼。皮帶輪主要用于遠(yuǎn)距離傳送動(dòng)力的場(chǎng)合，例如小型柴油機(jī)動(dòng)力的輸出，農(nóng)用車(chē)，拖拉機(jī)，汽車(chē)，礦山機(jī)械，機(jī)械加工設(shè)備，紡織機(jī)械，包裝機(jī)械，車(chē)床，鍛床，一些小馬力摩托車(chē)動(dòng)力的傳動(dòng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力的傳送，空壓機(jī)，減速器，減速機(jī)，發(fā)電機(jī)，軋花機(jī)等等。機(jī)械傳動(dòng)常見(jiàn)的類(lèi)型有摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)等類(lèi)型。帶傳動(dòng)根據(jù)橫截面形狀不同可分為平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶、圓形帶、齒形帶等類(lèi)型的帶傳動(dòng)。 帶傳動(dòng)中用于安裝傳動(dòng)帶的輪子就叫做帶輪。俗稱(chēng)皮帶輪。帶輪是成對(duì)安裝和使用的，一個(gè)是主動(dòng)輪，另一個(gè)是從動(dòng)輪。機(jī)械傳動(dòng)按傳動(dòng)的工作原理分類(lèi)可分為嚙合傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)兩類(lèi)。嚙合傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠、壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳遞功率大，效率高（蝸桿傳動(dòng)除外），速度范圍廣。缺點(diǎn)是對(duì)加工制造安裝的精度要求較高。摩擦傳動(dòng)工作平穩(wěn)、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，具有過(guò)載保護(hù)能力，缺點(diǎn)是外廓尺寸較大、傳動(dòng)比不準(zhǔn)確、傳動(dòng)效率較低、元件壽命較短。帶傳動(dòng)就是摩擦傳動(dòng)中的一個(gè)種類(lèi)。帶傳動(dòng)的工作原理是帶緊套在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上，因而帶與輪的接觸表面存在著正壓力，當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，在帶與主動(dòng)輪接觸表面間便產(chǎn)生摩擦力，使主動(dòng)輪牽動(dòng)帶，繼而帶又牽動(dòng)從動(dòng)輪，將主動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)軸。從帶傳動(dòng)的原理可知道帶輪的作用是通過(guò)傳動(dòng)帶傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。
本設(shè)備的帶輪是一個(gè)V帶輪，考慮到載荷較小，強(qiáng)度不大的因素，帶輪只有一個(gè)帶槽，一根V帶傳遞動(dòng)力。帶輪共需二個(gè)，主動(dòng)輪安裝于電機(jī)，從動(dòng)輪安裝于主動(dòng)軸上傳遞轉(zhuǎn)矩，用鍵和螺母固定在主動(dòng)軸的右端。帶輪是腹板式的，與B型V帶配用。下圖是其三視圖：
圖2.21帶輪
材料HT200.從圖2.21中可知帶輪的基準(zhǔn)直徑是160mm，寬度36mm，腹板式結(jié)構(gòu)。帶槽為一個(gè)。輪槽各項(xiàng)尺寸均查表所得，輪的內(nèi)徑尺寸根據(jù)電機(jī)規(guī)格而定。
2.2.19 下料槽
下料槽，顧名思義是本設(shè)備中置放飼料的槽，上料架帶動(dòng)上料層從下料槽中拾取寵物飼料棒，然后實(shí)現(xiàn)上料。本設(shè)備的下料槽中間會(huì)被分為四個(gè)下料槽，實(shí)現(xiàn)四個(gè)飼料棒的同步上料，增大效率。下料槽是本設(shè)備中的初始環(huán)節(jié)，作用也比較大。安裝在前底板上，與側(cè)箱體相接，料槽的低端與動(dòng)上料層齊平或者略低，以便動(dòng)上料層拾取飼料方便。下圖是本設(shè)備中的料槽三視圖：
圖2.22下料槽
材料304不銹鋼。從圖2.22中可知料槽的斜面有個(gè)緩沖，這是為了飼料棒不至于堆積槽低，造成上料時(shí)飼料翻滾程度過(guò)大，造成溢出。
圖2.23擋板
這是密封下料槽的擋板，材料是304號(hào)不銹鋼。擋在下料槽的二端，并焊接在側(cè)箱體上。
本設(shè)備的下料槽需要被分割為四個(gè)小槽，實(shí)現(xiàn)四根飼料同步上料，下圖2.23是分割下料槽的隔板。材料是304不銹鋼。
圖2.24隔板
從圖2.24中可知隔板的下部分和下料槽的形狀是一致的，共三個(gè)。隔板的厚度是5mm,考慮到隔板不參與運(yùn)動(dòng)這個(gè)厚度下的強(qiáng)度是合理的。
2.2.20 輸送帶
輸送帶又叫運(yùn)輸帶，是用于皮帶輸送帶中起承載和運(yùn)送物料作用的橡膠與纖維、金屬?gòu)?fù)合制品，或者是塑料和織物復(fù)合的制品。本設(shè)備所選用的輸送帶材質(zhì)是尼龍的。
皮帶輸送機(jī)在農(nóng)業(yè)、工礦企業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)中廣泛用于輸送各種固體塊狀和粉料狀物料或成件物品，輸送帶能連續(xù)化、高效率、大傾角運(yùn)輸，輸送帶操作安全，輸送帶使用簡(jiǎn)便，維修容易，運(yùn)費(fèi)低廉，并能縮短運(yùn)輸距離， 降低工程造價(jià)，節(jié)省人力物力。輸送帶系列產(chǎn)品有普通棉帆布輸送帶、尼龍（NN）輸送帶(分為NN-100型、N