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1、学校代码：10410 序 号：050658本 科 毕 业 设 计题目： 混 药 投 料 机 的 设 计 摘 要随着农村经济的发展，越来越多的农业生产人员使用现代农业装备来发展生产，减轻劳动强度，提高农产品的质量，增产增收，增加经济效益。我国的水产养殖业发展很快，随着各地养殖规模的不断扩大，采用机械代替人工投饲已被普遍认可。水产养殖专业户在喂养鱼饲料时，大多数采用人工抛料的方法。人工抛料不能保证喂料的均匀性，费时费工，劳动强度大，效率低下，甚至浪费鱼饲料及污染养鱼水质，影响了鱼类的生长发育，增加了养鱼成本。机械投饲有以下好处：节约饲料（较人工投饲节约10%15%），降低了劳动强度同时节约了劳动支
2、出、增加了鱼的产量。因此混药投料机应运而生。目前在淡水类渔业的养殖中，使用的投饵机都没有药物自动喷涂系统，在鱼业的疾病防治与治疗中大多还是采用传统的人工搅拌方法，这样不但劳动效率低，提高了工人的劳动强度，最主要的是传统的人工搅拌方法使饲料与药物的混合均匀度很低，这样不但药物的利用率低，还污染了水体，为了解决这一问题，本人在TEJ30水产养殖自动投饵机的基础之上研制开发了一套药物自动喷涂系统，该系统设定参数为喷雾流量，喷雾时间和喷雾强度；同时还从工艺和性能要求方面介绍了本药物自动喷涂系统的设计和工艺加工过程。关键词：水产养殖；机械投饲；自动投料机；疾病防治与治疗；Abstract With th
3、e development of the rural economy, a growing number of agricultural production, the use of modern agricultural equipment to develop production, reduce labor intensity and improve the quality of agricultural products, increase income, increase cost effectiveness. Chinas aquaculture industry has deve
4、loped rapidly, with the various parts of the expansion culture, the use of machinery instead of manual Feeding has been generally recognized. Specialized households aquaculture fish feed in the feeding, most adopt the methods of artificial material behind. Artificial feeding can not guarantee that t
5、hrow material homogeneity and time-consuming work, labor-intensive, inefficient, and even a waste of fish feed and fish water pollution, affecting the growth of fish, an increase of the cost of fish. Feeding machine has the following advantages: saving feed (Artificial Feeding savings than 10% 15%),
6、 reducing the labor intensity of labor-saving expenditure at the same time, an increase of fish production. Therefore fish feeder for automatic sprinklers came into being. Freshwater fisheries in the culture category, the use of drugs are not feeding machine automatic spray system, in the fish indus
7、try for Disease Control and Prevention and treatment of the majority or the traditional method of manual mixing, so that labor is not only inefficient and labor to improve workers strength, the most important is the traditional method of manual stirring a mixture of feed and drugs is very low evenne
8、ss, so that the low utilization rate of not only drugs, but also polluted the water body, in order to solve this problem, I TEJ50 of aquaculture in the automatic feeding machine the basis of a set of drug research and development of automatic spraying system, which set the parameters for the spray f
9、low, spray time and spray intensity; At the same time from the process and performance requirements introduced the automatic spraying system of drug design and processing technology. Key words: aquaculture; Mechanical Feeding; automatic feeding machine; disease prevention and treatment;目录1 绪论11.1 前言
10、11.2 鱼饵投料机概述11.2.1 我国鱼饵投料机使用现状和发展态势11.2.2 鱼饵投料机的类型和应用12 混药投料机总体方案设计32.1 混药投料机的工作过程及其原理32.2 混药投料机的组成32.3 混药投料机设计33 混药投料机各部件计算选择4 3.1 抛料盘的计算4 3.1.1 抛料盘的转速计算4 3.1.2 抛料盘功率的计算5 3.1.3 抛料盘配套电机的选择5 3.2 水泵的计算5 3.2.1 水泵流量计算5 3.2.2 水泵的扬程计算6 3.2.3 水泵功率的计算8 3.2.4 水泵效率的计算9 3.2.5 允许吸上真空高度9 3.2.6 水泵转速9 3.2.7 水泵功率9
11、3.2.8 水泵配套电机的选择9 3.3 喷头的计算10 3.3.1 喷头进水口直径选择10 3.3.2 喷头喷嘴直径计算10 3.3.3 喷头喷嘴仰角的选择10 3.3.4 喷头压力要求10 3.3.5 喷头流量计算10 3.3.6 喷头的有效射程10 3.3.7 喷头的喷灌强度计算11 3.3.8 喷头的基本外形尺寸计算11 3.4 过滤器的选择12 3.5 喷灌管道的选取13 3.6 药箱的选取13 3.7 联轴器的选取134 总结15参考文献151 绪 论1.1 前 言近些年来，随着我国淡水养鱼业的迅速发展和单位面积产量的提高，养鱼机械已经成为不可缺少的设备。在一定面积范围的鱼塘内，要
12、提高单位面积的产量，就必须增加鱼苗的投放尾数。然而天然的饲料往往不能满足鱼类生长的需要，需要进行人工饲料的补充。鱼用饲料自动投饵机可以实现远距离，定点定时定量的机械投料，克服了传统的人工投料劳动强度大，饲料投放不均匀，生产成本高等问题，实现了人工饲喂的机械化，自动化生产。随着养殖现代化自动化的发展，采用机械化投料，实现自动化已经被广泛认可。统计表明：在节约饲料（较人工投喂节约10%-15%），降低劳动强度和节约成本，提高生产率这三项统计上，使用鱼饲料自动投饵机的渔场，单位每台年效益好的在6000元左右，差的亦在1500元以上，广大养殖户尤其是大规模的养殖专业户对鱼饲料自动投饵机的需求很大。然而
13、，虽然随着我国渔业养殖的迅速发展和相关的渔业养殖机械的不断更新发展，市场上出现了许许多多的各种各样的鱼用饲料自动投饵机，但在鱼类疾病的预防与治疗中还处于比较传统的人工搅拌阶段。采用人工搅拌的方法，不但劳动效率低，提高了工人的劳动强度，最主要的是还存在药物与饲料的混合均匀度差的问题，这样不但造成药物的浪费，还存在水体污染的问题.为了解决这一问题，本人在TEJ30水产养殖自动投饵机的基础之上，再结合实际的生产生活需要，开发研制了一款带有药物自动喷涂系统的鱼饲料自动投饵机。本设计工作主要分两部分，第一部分是鱼饲料自动投饵机的设计，第二部分主要是药物喷涂系统的设计。两部分的设计方案都由本人独立完成，在
14、设计的过程中我查阅了鱼饲料自动投饵机的相关资料和农用喷灌机械的相关资料，在老师的指导和同学的帮助下顺利地完成了这次设计任务。设计过程中，由于本人的水平有限，必然会有很多的不足之处，敬请各位老师批评指导。1.2 鱼饵投料机概述1.2.1我国投料机使用现状和发展态势目前，随着池塘精养高产、高密度养殖事业的发展，投饵机已在养殖业中普遍应用。使用投饵机进行定时、定量、均匀准确投喂，可大幅度提高饲料的利用效率，降低饵料系数，减少养鱼的生产成本，同时又能提高工人的劳动效率，减轻劳动强度。可是目前生产中使用的投饵机控制系统存在着定时不准确、可靠性差、投饵与间歇时间设置不合理、不能调节投饵距离、浪费饵料等问题
15、。研究池塘投饵机准确控制系统，开发新技术和新产品，成为投饵机推广应用的关键技术问题。1.2.2渔用自动投饵机的类型和应用A 渔用自动投饵机的类型:a 从应用范围可分为池塘投饵机、网箱投饵机、工厂化养鱼自动投饵机。（1）池塘投饵机：是投饵机中应用最广、使用量最大的一种。由于池塘养殖饲料主要为颗粒饲料，一般使用电机带动甩盘，靠离心力把饲料甩出去。根据池塘大小，其抛撒面积为10-50平方米。（2）网箱投饵机：根据使用状况分为水面网箱投饵机和深水网箱投饵机。单个水面网箱面积为米，抛撒位置为网箱中央，抛撒面积一般为3平方米左右，面积过大可能使饲料随水流涌出网箱。深水网箱投饵机需把饲料直接输送距水面几米以
16、下的网箱中央。（3）工厂化养鱼自动投饵机：一般用于工厂化养鱼和温室养鱼，要求投饵机每次下料量少而精确，抛撒面积一般在1平方米左右。此投饵机能够联网进行远距离控制，实现自动化管理。b 从投喂饲料性状分颗粒饵料投饵机、粉状饵料投饵机、糊状饵料投饵机和鲜料投饵机。（1）颗粒饵料投饵机：由于颗粒饵料使用广泛，此类投饵机使用量很大，技术也比较成熟。（2）粉状饵料投饵机：粉状饵料一般用于鱼苗的饲养，由于鱼苗每次的摄食量较少，要求每次投喂量妖精确。此外此类投饵机使用较少。 （3）糊状饵料投饵机：主要用于鳗、鳖等的自动投放，应用范围较窄。 （4）鲜料投饵机：主要应用于以冻鲜鱼饲喂食肉性鱼类的网箱养殖中。目前报
17、道较少。B 渔用自动投饵机的应用:a 投饵机的选择：（1）要根据养殖方式来选择哪种投饵机；（2）要根据自己的经济条件来选择投饵机的功能，在条件允许的情况下尽可能选择功能全的投饵机；（3）如果选择池塘使用的投饵机，还要根据池塘面积和鱼产量进行取舍，并不是投饵机的电动机转速越高越好、投饵的距离越远越好、面积越大越好。比如：在3-5亩的池塘中，亩产1500千克左右，投饵机的投饵距离最好在5-8米左右，如果投饵机的投饵距离过远、面积过大，就会造成饲料浪费。在投喂过程中，还要及时根据鱼的摄食量来调整投食量，减少饲料的损失；（4）在选用网箱投饵机时要考虑网箱的大小，网箱布置的密度以及网箱载鱼量等因素。b
18、投饵机的使用：自动投饵机因省时省力，又能减轻劳动负担，所以备受渔工青睐，但投饵机的使用还需正确的方法，以免得不偿失。（1）在安装和使用投饵机之前，要仔细阅读投饵机的使用说明书，弄清楚或向经销商了解清楚投饵机的使用电压、接线方法和注意事项；（2）无论在使用哪一种投饵机时都与水面较接近，因此一定要经常进行巡查，检查是否漏电和放电，（3）在生产管理过程中，要注意观察天气、水温、水色和鱼吃食的情况变化，并根据这些变化及时调整投饵机的位置。以保证鱼既得到充分的饲料又不造成饲料的浪费；（4）如果遇到投饵机发生故障，应及时与厂家或经销商联系，切勿自行拆卸，以免发生危险或使故障扩大。2 混药投料机总体方案设计
19、2.1 混药投料机的工作过程及其原理本成果通过自主创新，研制了利用微型喷雾系统对鱼饲料进行表面药物喷涂，从而实现了药物与饲料的充分混合。这一微型药物喷涂系统包括动力系统和喷涂系统两大系统。其中动力系统主要是由三相电动机和水泵组成。喷涂系统主要是由喷头和管道组成。当药物由药箱流经过滤器后直接进入水泵，水泵有三相电动机通过联轴器直接连接，提供动力。三相电动机与主控制器连接，开闭由主控制器控制。药物经过水泵的加压和提供动力，流经输送管道进入喷头，当高速药剂由切线方向高速流入喷头时，在喷头的作用下获得离心速度和圆周速度，在离心力和圆周力的作用下，药剂从喷嘴口高速离心喷出，在空气阻力的作用下分散成细小的
20、雾滴。雾滴与下落的饲料充分接触，由于饲料一般都是膨化饲料或者是颗粒状饲料，具有很好的吸水性，在吸水性的作用下，饲料与药剂充分混合吸收。一般饲料在水中的保留时间为10分钟左右，在这个时间段里，鱼儿完全可以把饲料吃完，从而达到预防和治疗疾病的效果。2.2 混药投料机的组成混药机一般包括三部分组成，分别是输料系统，电控系统和投料系统。输料系统主要是由箱体，储料斗和饲料输送管道组成；电控系统主要是由主控制器和电磁控制器组成，该部分是鱼饲料自动投饵机的主要部分，它的准确性直接影响到该鱼饲料自动投饵机的工作效果。第三部分投料系统主要是由电动机，支架和抛料盘组成，该部分是完成投饵的主要部分。通过对主控制器的
21、设置可以实现对饲料的连续性投喂和间歇性投喂。间歇性投喂又可以实现0-10秒钟的不同的间歇时间的控制。当设置完以后，要开始投饵时，主控制器打开开关，电磁控制开关打开，饲料通过输料管道输送，在输送的过程中药物有喷头高速喷出，与鱼饲料充分混合，混合后的饲料被输送到甩盘，甩盘在电动机的带动下快速旋转，在离心力的作用下饲料被甩出，完成整个投喂过2.3 混药投料机设计 为了解决药物与饲料混合均匀度的问题，为鱼业的生产带来更大的便利，在原有的饲料自动投饵机基础上进行修改，设计出一种更合理的鱼饲料自动投饵机。本设计以实现药物与饲料充分混合为出发点来完成各组件的设计计算以及各标准件的选择。设计时要求鱼饲料的特点
22、：配制与饲料时要求饲料原料新鲜、无霉变，制成的颗粒饲料要具有成型、牢固的特点，在水中的稳定性要求在10分钟以上，饲料原料以鱼粉、豆饼、花生粕、棉粕、菜籽饼、麸皮、大麦芽、次粉等为主。3 混药投料机各部件计算选择3.1 抛料盘的计算3.1.1抛料盘的转速n图 3-1 抛料盘示意图取抛料盘的直径D=200 ，假设抛料盘与水平面平行，对抛料盘进行分析，可得饲料的运动轨迹方程为： (3-1)由上两式可推出饲料在空中运行时间：假设饲料投放距离为： ，则：代入数据可得：又因为： ，则： (3-2)又因为： (3-3)由上可推出抛料盘的转速为： 3.1.2 抛料盘功率P计算 (3-4)已知 ，采用联轴器传动
23、，则 ：如图对抛料盘进行受力分析可得： 圆周力 ，取则有： 代入数据可得： 3.1.3 抛料盘盘配套电机的选择由上计算可选抛料盘的配套电动机的型号为： Y 80 S-4电动机的相关基本数据如下： 功率 0.55 效率 70% 功率因数 0.20 电压 380V 额定电流 4.5A 转速 750 频率 50 接线法 3.2 水泵的计算3.2.1水泵流量Q 根据渔业养殖的知识，假设药剂的一次使用量W=6L,喷头喷洒的总时间T=1h，则喷头的流量Q为：Q=W/T (3-5)带入数据得： 则由上可假设泵的流量近似地等于喷头的流量Q，即： 3.2.2水泵的扬程H如图所示，对喷雾系统为对象，由总流伯努利方
24、程有： 图 3-2 水泵示意图 (3-6)其中：总流两个过流断面上的位置水头； 总流两个过流断面上的压力水头； 总流两个过流断面上的速度水头；水泵提供的能量（扬程）；总流两个过流断面间的总损失水头因为，相对于管道内的流速又较小，所以速度水头可忽略不计，则有： 其中：； 沿程损失；局部损失。（1） 沿程损失的计算由达西公式知： (3-7) 其中：沿程助力系数。由图得：L=500mm=0.5m又因为沿程助力系数与雷诺数有关，则有： (3-8)查表取在时，运动粘度又因为 (3-9)又因为由经验公式： 代入数据有： 取 取由上可得： 代入数据可得： 取则： 为层流。又因为有压圆管为层流的沿程阻力系数为
25、： (3-10)代入数据得： 则沿程损失为：（2） 局部损失的计算查表有： 滤网 弯头 出口损失 其中：局部损失系数。 则局部损失系数总和为：代入数据得：则： 则： 取3.2.3 水泵功率N的计算(1)有效功率的计算 (3-11)其中：输送液体的重度，取代入数据得： (2)轴功率的计算 (3-12)参照水泵性能表，初选则，代入公式有：(3)配套功率的计算 (3-13)查表取动力配套系数K=2.0，采用键连接，由传动效率表：=1.0代入数据可得： 3.2.4 效率计算 (3-14)3.2.5 允许吸上真空高度H 由公式： (3-15)代入数据得：3.2.6 水泵转速已知因为流量与转速有如下关系：
26、 (3-16)查表取： 则可推出： (3-17)3.2.7 水泵功率N (3-18)代入数据得：3.2.8 水泵配套电机的选择由前面计算可知甩盘配套电机的转速=600；功率查表可选： Y 80 S -5型电动机。该电动机的基本参数如下： 功率 0.55kw 效率 90% 功率因数 0.16 电压 380V 额定电流 4.5A 磁极数 5 转速 600 接线法 3.3 喷头的计算3.3.1 喷头进水口直径D: 由前面计算，初选D=2mm3.3.2 喷头喷嘴直径喷嘴直径即喷头出水口最小截面处直径，反映在一定压力下喷嘴的过水能力。有效喷嘴直径可由公式得到： (3-19)已知Q=0.006 ，流量系数
27、 ，取H=1.2代入公式可得：3.3.3 喷头喷嘴仰角为了使喷头的喷雾达到最远距离，根据经验公式可得喷嘴仰角为时喷雾达到最远，即有效射程最远。在此取喷头喷嘴仰角。3.3.4 喷头压力P根据微压喷头的工作压力要求一般为，在此取P=。3.3.5 喷头流量由前面计算可得：喷头的流量Q=0.006.3.3.6 喷头的有效射程R喷头的有效射程即喷头喷射的有效水所能达到的最远距离。假设在无风的情况下，有： (3-20)其中：。代入数据可得： 3.3.7 喷头的喷灌强度喷头的喷灌强度的计算公式如下： (3-21)代入数据可得： 3.3.8 喷头的基本外形尺寸计算由于离心式喷头的雾化性好，所以在此就选取离心式
28、喷头。离心式喷头的流量可由苏联的TH阿勃拉莫维奇的推荐公式： 图3-3喷头结构示意图 (3-22)其中：为喷头的结构特性； 系数，与结构特性A有关，关系如图。图3-4 -A关系示意图又因为喷头的喷洒角可按下式计算： (3-23)假设，结合上图可得： A=4则： (3-24)代入数据可得：又已知 ，则代入数据可得： = (3-25)3.4 过滤器的选择 过滤器是清除水流中各种各样的有机物和无机物，保证喷灌系统正常工作的关键设备。由于喷头的出水口孔吸流道非常小，极易堵塞，即使用比较清的井水或泉水来作喷灌水源，也必须设置过滤器，以保证喷灌系统的正常运行。过滤器一般安装在药剂罐后面。 1排污口； 3-
29、5 过滤器结构图 2滤芯； 过滤器的类型较多，根据不同的水质情况选用如下： 选用筛网过滤器，由于网式过滤器结构简单，一般由承压外壳和缠有滤网的内芯构成。滤网由不锈钢制作，因为筛网过滤器能很好地清除喷灌水源中的极细渣滓，灌区和水源比较清时，使用它非常有效。其孔目根据水源中泥沙颗粒粗细确定，选用滤网型号为270-160目/平方厘米。3.5 喷灌管道的选取 喷灌是用压力管道将压力水输送到喷头，再由喷头喷射成细小的水滴，然后喷洒在饲料上进行喷涂，因此，管道系统是喷灌系统的主要组成部分。对喷灌系统的喷灌管道有以下要求：（1） 喷灌管道应能承受一定的工作压力；（2） 喷灌管道内要满足一定的刚度要求；（3）
30、 喷灌管道要有防锈要求。根据以上要求再结合实际的工作要求，选用普通的喷灌用塑料管。虽然它存在着老化，冷脆、热变等较为严重的缺点，但由于它制造比较简单，价格比较低，所以选用聚氯乙烯管，采用套管式连接。外径5mm，壁厚1.5mm。3.6 药箱的选取 药箱采用塑料来制作，因为铁的容易腐蚀，形状为圆柱型，尺寸型号为：高300，圆半径为100，容积为10L。3.7 联轴器的选取 选择联轴器的类型应根据使用要求和工作条件来确定，具体选择时要考虑以下几点：（1） 传递转矩大小和性质及对缓冲、减震方面的要求；（2） 工作转速高低，一般不应超过相应联轴器的许用转速；（3） 由制造、安装误差，轴受载变形等引起的两
31、轴线相对位移式联轴器。难以保证两轴线严格对中时应选可移式联轴器。（4） 联轴器的制造、安装、维护和成本，工作环境，使用寿命等。 图3-6联轴器结构图考虑机械不稳定性运转的动载荷影响及联轴器本身的结构特点和性能，联轴器的计算转矩T可按下式计算：其中：T传递的名义转矩； 联轴器的额定转矩； K联轴器的工况系数。联轴器的选取如下： 型号 额定转矩 10 许用转速 13000 轴孔直径 10 材料 钢 转动惯量 0.0018 轴孔长度 4 总 结这次毕业设计可以圆满地完成，我百感交集有太多的感谢要说首先对我的指导老师严霖元老师表示最衷心的感谢。在做论文的整个阶段中，严霖元老师对我的指导倾注了大量的精力
32、。在本身教学任务重的、教学资源有限的情况下，尽量做到每周三、四、五给我们讲解有关毕业设计方面的问题。他以渊博的知识、丰富的教学指导经验、敏锐的洞察力，以对我们青年一代成材负责的态度，对我们进行悉心的指导。从框架的完善，到内容的扩充；从行文的用语，到格式的规范，无不凝结他老的汗水。同时他自己以严谨的治学态度，踏实的工作作风作为表率，严格要求我，使我受益匪浅。所有这些对于我将来的人生道路都有积极的帮助，我将铭记在心，也无形之中影响了我的学习态度。其次我衷心地感谢我的父亲和母亲，在生活上对我的悉心照顾，经济上的大力资助，在学习上给我支持和鼓励，让我能够专心地完成了四年的本科的学习。使我在学习过程中没
33、有后顾之忧，我感谢他们！我还要感谢寝室里的其他同学在做毕业设计及论文撰写过程中提供了许多的建议和无私的帮助。最后，我要感谢我的母校农大，是它给了我学习知识、锻炼自我的机会。参 考 文 献【1】许一飞，许炳中 编著. 喷灌机械原理设计应用. 北京：中国农业机械出版社，1990.【2】武汉水利电力学院 农田水利系 编著. 喷灌技术. 科学出版社，1985.【3】华中工学院 江苏农学院 编著. 农用泵机手读本. 机械工业出版社，1980.【4】张志新 编著. 滴灌. 新疆：新疆科技卫生出版社，1980.【5】杨明忠，朱家诚 主编. 机械设计. 武汉：武汉理工大学出版社，1994.【6】哈尔滨工业大学
34、理论力学教研室 编著. 理论力学. 北京：高等教育出版社，1997.【7】闻德荪，李兆年，黄正华 编. 工程流体力学（上册）. 北京：高等教育出版社，2004.【8】中华人民共和国国家标准. 喷灌工程技术规范. GBJ85-85，1985.【9】石油化学工业部石油化工规划设计院组织 编写. 泵和电动机的选用.石油化学工业出版社，1976.【10】魏永曜 主编.多支点喷灌系统管道的水力计算，喷灌技术，1982年 第四期.11】吴义伯 主编. 喷灌系统水力设计. 北京农业机械化学院印刷厂，1981.【12】B.T.斯捷帕等. 喷灌机械化手册.1979.【13】西北电力设计院等编. 电力工程设计师手册. 1972.【14】董文楚 主编. 微灌用滤网过滤器设计原理与方法.1989年第3期.【15】中国农业大学 编著. 农药使用技术. 北京：中国农业大学出版社，1995.
