小型农机喂料设备总体方案设计

武金良

(天津城建大学，天津 300384)

小型农机喂料设备总体方案设计

武金良

(天津城建大学，天津 300384)

目前,国内外物料输送设备解决了一些农机物料输送的问题，但在使用过程中也存在着一定的问题，如体积较大，场地适应性不强，通用性欠缺，灵活性不高，过多占用劳动力时间，效率较低等。针对上述农机送料设备在使用过程中存在的问题，以减少劳动力的占用时间，降低劳动强度，提高效率为目的，设计了一种全新的小型农机物料输送设备，解决了市场上的该类产品在使用过程中存在的问题，填补了该类产品的空白，在改善劳动环境，提高农业机械化水平，促进农民增收，农业增效等方面是非常有意义的。

小型农机；喂料设备；方案设计

我国农机发展中，农机具配套率较低，作业规模、作业效率受到限制；适用于粮食作物的常规农机具多，农产品加工机具配套设备少，这一问题比较突出。以小型玉米脱粒机为例，现在市场上的该类机械虽然解决了玉米脱粒的机械化过程，但是送料依然要靠人工来完成，需要人工不间断向送料口填送玉米，不但占用人工而且劳动强度也不低，而这一现象在其他一些小型农机上也普遍存在。即，我国小型农机开发中，在配套的物料输送设备上还存在着设计与开发上的空白，还应多融入一些以人为本的设计理念。

通过市场调研与分析，确立了小型农机喂料设备的功能特点，并在此基础上进行总体方案的研究与设计，确定该设备由喂料装置、补料装置、机架、传动装置、调节装置等功能单元构成。

一、小型农机喂料设备功能特点

小型农机喂料设备功能的特点是由其工作需要决定的，是在研究与设计的过程中，从使用的角度考虑对该设备提出的性能上的要求，针对一些小型农机的工作特点，主要包括以下几个方面的：喂(送)料功能；补料功能；调节功能；移动定位功能。而这些功能的提出一方面是从喂料设备基本功能出发，另一方面又要考虑其适应性、通用性和方便性的要求。

(一)喂料功能特点

喂(送)料功能特点是指喂(送)料槽的功能特点，而该特点又是由主机对物料输送要求与补料槽对喂(送)料槽补料的要求决定的。一般的设备对物料的输送要求是连续的，并且在输送量上是有一定的限度的，达不到该限度的物料输送实际上是主机工作效率的一种降低，而超出该限度的物料输送又会影响主机的正常工作，甚至会造成一定的故障和事故。基于适用设备范围适应性、通用性的要求，喂料槽的物料输送量要求能够在一定范围内可以进行调整，对于不同农机设备的进料口的高度和形状的差异，喂料槽整体的工作高度要求在一定范围内可调，而喂料槽的出料口应对不同主机进料口在形状上的差异具有适应性或通用性，此外喂(送)料槽的倾斜角度应在一定范围内可调，以便于物料的送出，再者还应使补料槽能够方便向其补料，喂(送)料槽应拆装方便。

(二)补料功能特点

补料功能特点是指补料槽的功能特点，也是该项目开发与设计的主要创新功能之一。补料槽是喂(送)料槽与物料搬运设备间的一个中间传递环节，在功能上是要完成将物料搬运设备送来的物料能够顺利的以一定的输送量补充到喂(送)料槽中，以达到物料输送连续性和稳定性的要求。基于喂(送)料槽高度随主机进料口高度不同可进行调整，补料槽的高度也应能够对应进行调整，补料槽的出料口应与喂(送)料槽相对应，以便于物料的顺利补充，补料槽的倾斜角度基于补料的要求应能够方便调节，补料槽应方便拆装。

(三)调节功能特点

调节功能特点主要体现在喂(送)料槽与补料槽高度调整过程中及倾斜角度调整过程中，其调整速率可以进行控制，该速率应调控在一个相对稳定安全的范围内。在高度与角度参数调整后，调节系统还应具有闭锁功能，通过闭锁功能主要是锁定喂(送)料槽的工作位置，而补料槽的调节基于其工作过程中位置的规律性变换，应对其工作高度和倾斜角度做实时调整。

(四)移动与定位功能特点

国内外市场上销售的物料输送设备一般都是与主机固定安装的，基本上属于专机专用，很难做到一机多用，主要是这些物料输送设备不具有移动性的特点，这在一定程度上限制了物料输送设备的适应性与通用性。物料输送设备与主机固定安装在另一方面带来的弊端是在主机或物料输送设备产生故障后，会给维修的空间带来不便。

基于以上因素的考虑，本项目开发与示范的小型农机喂料设备具有移动性的功能特点，不与主机有相对紧密的固定连接关系，这一特点使其能够很方便为不同的主机提供物料输送，而且在主机或其本身产生故障后能够很方便的分离，分别进行维修，维修环境与空间得以改善，使用效率能够有较大幅度的提升，其通用性与适应性也较其他类型的物料输送设备有了较大的提高。

移动性提升了设备的通用性与适应性，但在另一方面也会影响到其在工作位置固定不变的稳定性，因一旦物料输送设备与主机的工作位置确定后，在整个工作过程中是有相对位置固定的要求，也就是该喂(送)料设备在移动到工作位置后必须有定位功能使其在工作位置固定不动，用以保证喂(送)料工作的顺利进行，这一点对该设备也是很重要的。

二、技术指标和工况参数

该喂料设备应达到的技术指标和工况参数主要包括：

(一)连续工作时间：8～16h

(二)传动方式：机液传动

(三)喂(送)料槽的物料承重范围：≤200kg

(四)喂(送)料槽的物料输送量范围：≤500kg/h

(五)喂(送)料槽的高度调节范围：0.2m～2m

(六)喂(送)料槽的升降速度调节范围：0.015m/s～0.2m/s

(七)喂(送)料槽的倾斜角度调节范围：≤30°

(八)补料槽的物料承重范围：≤400kg

(九)补料槽的物料输送量范围：≤700kg/h

(十)补料槽的高度调节范围：0.2m～2m

(十一)补料槽的升降速度调节范围：0.015m/s～0.2m/s

(十二)补料槽的倾斜角度调节范围：≤50°

(十三)最大输入功率：2.2kW

(十四)最大输出功率：1.8kW

(十五)总效率：82%

三、设计工艺技术路线及总体设计方案

(一)设计工艺技术路线

小型农机喂料设备开发与示范的工艺技术路线如图1所示。

图1 小型农机喂料设备开发与示范的工艺技术路线

在市场调研基础上确定的工艺技术路线各环节包括：总体方案研究与设计、喂(送)料装置的研究与设计、补料装置的研究与设计、机架的研究与设计、动力与传动装置的研究与设计、调节装置的研究与设计、移动与定位装置的研究与设计、设备总体布局与安全性的研究与设计、设备的开发与示范。具体描述如下：

1.总体方案研究与设计

通过市场调研与分析对所开发设计的喂料设备进行总体方案的研究与设计，确定该设备由喂料装置、补料装置、机架、传动装置、调节装置、等构成。

2.喂(送)料装置的研究与设计

喂(送)料槽的高度可调，能够满足不同小型农机设备进料口高度的要求，喂(送)料槽的倾斜角度可调，用于满足不同粒度的物料送料量的要求，送料口开度的大小可调，用于与震动、喂(送)料槽的倾斜角度配合满足送料量的要求，送料口的设计应使其通用性较强。

3.补料装置的研究与设计

补料槽高度可调，用于满足与喂(送)料槽的高度上的匹配，倾斜角度可调，用于满足不同粒度的物料补料量的要求，补料口开度的大小可调，用于与震动、补料槽的倾斜角度配合满足补料量的要求，补料槽的设计应考虑与物料搬运设备的有机衔接。

4.机架的研究与设计

机架起到支撑的作用，设计上除了有足够的强度外，主要考虑喂(送)料装置与补料装置的有机衔接与其高度调整的方便性。

5.动力与传动装置的研究与设计

动力装置是该设备的动力源，传动装置是将动力装置产生的能量通过调节与控制输送到工作机驱动工作机工作的装置，本设备中，动力装置采用电机，传动装置采用机液结合的传动方式。

6.调节装置的研究与设计

调节两个料槽的倾斜角度、定位高度、上升速度。

7.移动与定位装置的研究与设计

移动装置使该设备的移动性较强，能够被方便地移动到主机设备进料口附近，这也使该设备在使用过程中通用性和灵活性增强，定位装置的作用是在该设备移动到指定位置后，对其进行定位操作，勿使其产生移动。

8.总体布局与安全性的研究与设计

在完成各个功能单元研究与设计的基础上，考虑总体布局，使设备在功能与结构上进一步优化。

9.设备的开发与示范

进行设备的市场开发与示范，将设备推向社会接受检验。

(二)总体设计方案

拟定的该设备的总体设计方案如图2所示。

1.移动装置 2.机架 3.定位装置 4.物料槽角度调节液压缸 5.物料槽高度调节装置 6.补料槽 7.动力装置 8.喂料槽

四、结论

目前，国内外物料输送设备主要包括带式输送机、斗式提升机、螺旋式输送机、气力输送装置及刮板输送机等，这些物料输送设备在一定程度上解决了一些农机物料输送的问题，但在使用过程中也存在着如体积较大，场地适应性不强，通用性欠缺，灵活性不高，过多占用劳动力时间，效率较低、维修不便等问题。

基于小型农机喂料设备的功能特点要求和拟定的工艺技术路线，设计了小型农机喂料设备，解决了这些问题，填补了该类设备的空白，达到了相应技术指标和工况参数。

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Overall Plan Design of Small Agricultural Feeding Equipment

WU Jin-liang

(TianjinCityBuildingUniversity,Tianjin, 300384)

Currently, domestic and foreign material conveying equipment solves some problems of conveying agricultural materials. However, there are also certain issues during use, such as big size, weak field adaptability, insufficient universality, low flexibility, low efficiency and taking up too much labor time. On the basis of above issues in the use of agricultural material conveying equipment, with the aim of taking up less labor time, reducing labor intensity and improving efficiency, this paper designs a brand-new type of small agricultural material conveying equipment, solves the issues in the use of similar products in the market, and fills the gap in the market of similar products. It is of great significance in the aspects of improving labor environment, improving the level of agricultural mechanization, increasing farmers’ income and improving agricultural efficiency.

small agricultural machinery; feeding equipment; plan design

2015-06-23

国家级星火计划(S2014A100008)

武金良(1974-),男,天津人,天津城建大学,讲师,硕士,研究方向：流体传动及控制。

S22

A

1673-582X(2015)08-0062-05