雷福祥等

摘要：養(yǎng)羊業(yè)是新疆兵團(tuán)畜牧業(yè)的主體，羊場(chǎng)清糞主要采用人工方式，效率低，且清理效果不理想。針對(duì)羊場(chǎng)人工糞便清理中存在的問(wèn)題，利用SolidWorks軟件建立羊場(chǎng)糞便清理機(jī)三維模型，為今后羊糞清理機(jī)的仿真優(yōu)化及實(shí)體驗(yàn)證提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：羊糞清理機(jī)；三維建模；設(shè)計(jì)；SolidWorks

中圖分類號(hào)：S220 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2015）01-0030-03

養(yǎng)羊業(yè)是兵團(tuán)畜牧業(yè)的主體，其生產(chǎn)水平影響著兵團(tuán)畜牧業(yè)的整體水平。目前，兵團(tuán)大力發(fā)展圈養(yǎng)與傳統(tǒng)養(yǎng)羊相結(jié)合的養(yǎng)羊模式，羊場(chǎng)糞便清理基本采用人工，清理效率低、清理效果不理想、羊糞回收率不高，資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。然而，國(guó)內(nèi)關(guān)于大型羊圈糞便清理機(jī)械的研制基本處于空白階段。為此，研究一種羊糞的清理機(jī)械，其清掃裝置動(dòng)力由小型內(nèi)燃機(jī)提供，以便后續(xù)羊糞的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)及有機(jī)肥料生產(chǎn)。利用Solidworks三維實(shí)體軟件對(duì)羊糞清理機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 羊糞清理機(jī)零部件設(shè)計(jì)

1.1 板式運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)

板式輸送機(jī)的鏈板為牽引鏈條（單鏈?zhǔn)?、雙鏈?zhǔn)剑┡c承載構(gòu)件（即底板）的總成。牽引鏈條是鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的關(guān)鍵部件，選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通用輸送鏈及有關(guān)構(gòu)件。底板是板式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，有平板和鱗板（一般由帶擋邊的鱗狀槽體組成）兩種，底板與牽引構(gòu)件大多采用螺栓和焊接聯(lián)接。

工作原理：輸入動(dòng)力后，鏈輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，鱗板繞圖示軌跡圍繞輪輪運(yùn)動(dòng)，將物料由低端運(yùn)送到頂端。

羊糞顆粒密度為50 kg/m2，刮板葉片長(zhǎng)0.4 m，車運(yùn)行速度3～4 km/h，則羊糞堆積量經(jīng)計(jì)算確定為80 kg。

1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

動(dòng)力由小型內(nèi)燃機(jī)提供，內(nèi)燃機(jī)裝在整車機(jī)架上，一部分動(dòng)力通過(guò)皮帶傳到水箱清洗裝置，另一部分傳到輸送帶上。傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

2 整機(jī)三維實(shí)體建模

清除機(jī)基本工作過(guò)程為：將清除機(jī)運(yùn)送到工作場(chǎng)地，啟動(dòng)刷子組刮板開(kāi)關(guān)，刷子組由液壓升降系統(tǒng)控制，待運(yùn)動(dòng)到指定位置后鎖定；開(kāi)啟板式運(yùn)輸機(jī)機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)，待板式機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)（約5 min），推動(dòng)整機(jī)按照指定的路線前行，開(kāi)始工作。

清除機(jī)工作時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉片將羊糞顆粒撥到板式運(yùn)輸機(jī)底端，通過(guò)板式運(yùn)輸機(jī)將糞便送到裝料槽里；顆粒狀羊糞由輸送機(jī)構(gòu)輸送到裝料槽，粉末狀和粘在地面的羊糞經(jīng)噴水系統(tǒng)沖洗后，隨水順著羊圈的排水溝排出；最后一道工序是噴藥，作用是防御動(dòng)物傳染疾病。

清除機(jī)的刷子由小型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，將羊糞刮到運(yùn)輸帶上。清除機(jī)的升降機(jī)構(gòu)為液壓缸，通過(guò)伸縮來(lái)控制刷子機(jī)架的上升與下降。工作時(shí)刷子機(jī)架下降至地面清除廢棄物，不工作時(shí)機(jī)架上升。

清除機(jī)的總動(dòng)力由燃油機(jī)提供，通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)運(yùn)輸帶的傳輸與水箱的噴灑，車輪軸為齒輪軸，齒輪與齒輪軸嚙合，而齒輪連接小型在電動(dòng)機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)清除機(jī)的自走運(yùn)動(dòng)。

清除機(jī)的機(jī)架模型及整機(jī)模型分別見(jiàn)圖5和圖6。

3 結(jié)論

利用SolidWorks三維實(shí)體軟件對(duì)大型羊場(chǎng)羊糞清理機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出羊糞清理的措施。清理機(jī)自備動(dòng)力源，運(yùn)動(dòng)靈活，單人操作，能邊運(yùn)動(dòng)邊將羊糞收集起來(lái)。收集起來(lái)的羊糞可以做肥料，也可以做發(fā)酵原料，或者經(jīng)過(guò)處理做成動(dòng)物肥料。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)清糞機(jī)的研究基本上集中于刮板清糞機(jī)的設(shè)計(jì)，清理出的羊糞大多堆積在圈舍中央，最終由人工清理運(yùn)輸。例如上海市農(nóng)機(jī)研究所設(shè)計(jì)的鉤形鏈牽引機(jī)構(gòu)的清糞機(jī)、廣西農(nóng)學(xué)院研究的適用于雞舍的往復(fù)式全行程式刮糞車清糞機(jī)、上海市農(nóng)機(jī)所針對(duì)清糞過(guò)程凈度下降和運(yùn)行不穩(wěn)定現(xiàn)象做的關(guān)于可調(diào)式清糞機(jī)探討等。國(guó)外如歐美國(guó)家人力成本較高，因此一般采用自動(dòng)化較高的清糞工藝，包括水沖工藝、漏糞工藝、刮板工藝、機(jī)器人清糞工藝。國(guó)內(nèi)清糞工藝還處于人工清糞、人工與機(jī)械清糞相結(jié)合階段，如人工清糞工藝、鏟車清糞工藝等。

總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)都致力于清糞機(jī)運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定、清糞凈度等純機(jī)械改良研究，均未涉及自走式清糞領(lǐng)域，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計(jì)處于空白階段。因此，該設(shè)計(jì)有良好發(fā)展和應(yīng)用前景。利用該機(jī)進(jìn)行實(shí)體驗(yàn)證，可為以后的整機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、功能改進(jìn)提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒先枚，胡朝陽(yáng)，王光. 奶牛場(chǎng)清糞工藝及相關(guān)設(shè)備概述[J].中國(guó)奶牛，2007（7）：49-53.

[2] 李文哲，徐名漢，李晶宇.畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用技術(shù)發(fā)展分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2013（5）：135-142.

[3] 婁玉杰.肉牛舍清糞操作技術(shù)[J]. 農(nóng)村養(yǎng)殖技術(shù)，2012（7）：14-15.

[4] 唐興華. 圓形料場(chǎng)取料行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012（11）：195-197.

Abstract： Sheep industry is the main body of animal husbandry in Xinjiang corps. Sheep dung cleaning is mainly manually handled， the efficiency is low and the effect is not good. In the article， it considered the existing problems in manual dung cleaning in sheep field， used SolidWorks software to set up 3D model of sheep dung cleaning machine， provided theoretical basis for simulation optimization of sheep dung cleaning machine and entity verification.

Key words： sheep dung cleaning machine； 3D model； design； SolidWorks