自走式肉羊饲喂机的设计与试验

李景彬，郭庆贺，温宝琴，谢　凡，尚凤娇，坎　杂

(石河子大学 机械电气工程学院，新疆 石河子　832000)



自走式肉羊饲喂机的设计与试验

李景彬，郭庆贺，温宝琴，谢凡，尚凤娇，坎杂

(石河子大学 机械电气工程学院，新疆 石河子832000)

摘要：介绍了自走式肉羊饲喂机的主要结构组成及工作原理。为研究其工作性能，选取多浪羊为试验对象，采用饲喂机加工后的全混合日粮进行饲喂，以肉羊增重和饲料残留量为试验指标开展试验。试验结果表明：自走式肉羊饲喂机加工的全混合日粮变异系数为8.9%，混合均匀度为91.1%，饲料搅拌混合均匀，满足肉羊饲料食用要求；对于肉羊养殖，采用全混合日粮自由采食饲养方式较人工分饲方式增重效果极显著(P<0.01)；饲料残留量减少极显著(P<0.01)。本自走式肉羊饲喂机的研制满足了肉羊饲喂的要求，可以提高经济效益。

关键词：肉羊；自走式；混合均匀度；增重；残留量

0引言

近年来，随着我国畜牧业的迅猛发展，肉羊养殖业已成为我国畜牧业的重要组成部分[1]。传统粗放型肉羊养殖，致使我国草场沙化严重，载畜力逐年下降，已不能满足畜牧业发展要求[2]，规模化肉羊养殖已成趋势。

然而，在目前的规模化养殖生产中，现有的TMR饲喂机主要用于牛的饲喂，羊用TMR饲喂机械几乎空白[3-4]。现有肉羊饲喂的装备空缺，导致饲喂过程中人工劳动强度大及饲喂效率低。针对规模化肉羊养殖中出现的问题，笔者研制了一种实现剪切、揉搓、混合加工及饲喂于一体的自走式肉羊饲喂机。

1整体结构与工作原理

1.1整体结构

自走式肉羊饲喂机主要由混料系统、称重计量系统和液压动力系统3部分组成。混料系统主要由2根搅龙(水平布置)、定刀、动刀及箱体等部分组成；称重计量系统由4支桥式称重传感器和称重显示控制仪组成；动力系统包括车体动力总成、变速箱取力器、液压泵、多路换向阀及液压马达。

自走式肉羊饲喂机的整体结构如图1所示。

1.发动机　2.变速箱取力器　3.液压泵　4.液压马达　5.齿轮箱

1.2工作原理

将肉羊日粮所需的各成分物料以一定配比在称重计量系统的辅助作用下装入料箱箱体(所加入混合饲料体积应占料箱容积的60%～70%[5])。搅龙工作时，配合物料在搅龙螺旋叶片的作用下，从料箱前后侧同时向饲喂机箱体中间位置运动，在轴向水平输送的同时也伴随着圆周方向的翻滚运动。搅龙叶片上均匀分布的动刀片随搅龙运动与饲喂机底部两半圆结合处安装的定刀相对运动形成剪切面，从而很好地对长草进行剪切和揉搓加工。随着两螺旋搅龙的不断旋转，料厢内配合物料在搅龙螺旋叶片的作用下不断向料箱中部聚集，当配合物料在料箱中部堆积到一定高度时形成落差，物料自身重力克服摩擦力与内聚力而自由落下，形成扩散；落下的物料又与料箱底部物料混合，从而使粒度、质量及含水率差别较大的不同种物料在料箱内充分混合。物料在两螺旋搅龙旋转工作时能实现料箱内三维空间上的轮回多循环混合，并可不断地被剪切、揉搓、扩散和搅拌，最终完成符合肉羊食用要求的全混合饲料的加工。

2关键零部件设计

2.1卧式螺旋双搅龙

卧式螺旋双搅龙是搅拌机的主要工作部件，其结构采用对中设计，水平布置。搅龙的螺旋套筒上焊接有螺旋叶片，螺旋叶片的每个导程上均安装有7个星型割刀(以下简称“动刀片”)，动刀片随螺旋叶片运动时可与饲喂机底部两半圆结合部中心线位置处所安装的定刀形成剪切面，从而实现对干草和秸秆的剪切加工，使饲料更加蓬松，提高了饲料的适口性，达到肉羊精度饲喂需求。卧式螺旋双搅龙如图2所示。

图2　双轴三维建模

2.2料箱

饲喂机箱体尺寸：长度3 050mm、底部宽度940mm、顶部宽度1 500mm、高度1 350mm。为了更好地实现物料沿料箱内壁面顺利下滑的要求，设计料箱壁面与底板夹角为105°，从而有效防止物料结拱。箱体左、右侧板及底板均由6mm钢板制成。箱体底部为“W”型，两侧板和底板焊合处用折成“]”形状的钢板加固, 以保证箱体的刚度。料厢无死角，出料过程完毕以后，料厢内的饲料剩余量最少。料箱结构如图3所示。

2.3称重计量系统

肉羊饲料配方的称重由称重计量系统来实现，该系统由四支桥式称重传感器和称重显示控制仪组成。称重显示控制仪可显示毛重、净重、峰值及质量变动输出零位，从而完成饲料配比和计量，并具有超载报警功能。传感器外围电路图如图4所示。

2.4底盘液压动力系统

底盘动力部分由车体动力总成、变速箱取力器、液压泵、多路换向阀及液压马达组成。液压系统位置设计在车体驾驶室与料箱体之间，既满足从车体发动机处取力，又可方便与料箱中搅龙进行连接，底盘液压系统设计结构如图5所示。

1.混合室　2.出料口　3.螺旋搅龙　4.星型割刀

图4　传感器外围电路图

1.蓄能器2.液压泵　3.油箱4.变速箱取力器5.发动机

3饲喂机性能评价

3.1混合均匀度试验

3.1.1混合均匀度评价指标

对于营养均衡的混合饲料，变异系数(反映示踪物的离散程度，其离散程度越小说明物料混合越均匀)的大小可以反映混合饲料的均匀程度。对于反刍动物而言，变异系数小于10%时则表明混合质量较好，变异系数大于10%且小于20%时混合质量可以接受，但需改进[6]。

变异系数的计算公式[7]为

(1)

通过变异系数Cv计算混合均匀度M，有

M=1-Cv

(2)

其中，M为物料混合均匀度；Cv为变异系数。

3.1.2材料与方法

1)试验时间与地点：2013年9月新疆生产建设兵团第三师东风农场。

2)试验设备：采用自行设计的 9WJBZ-5型自走式肉羊饲喂机。

3)试验材料：①粗料为苜蓿52kg、青贮饲料300kg；②精料为棉壳11kg、籽皮45kg、玉米粉12kg。

4)标示物：以搅拌过程不发生溶解变形且不易粘附于含水率较高的青贮等物料的大米作为标示物，添加比例为1∶80。

5)取样方法：饲料机匀速行进卸料后，在料堆中间隔取样。

6)测试方法：按照配合饲料混合均匀度的测定方法进行测试，采用式(1)计算其配合饲料的变异系数。

3.1.3试验结果及分析

由表1试验数据及式(1)、式(2)可知：经9WJBZ-5型自走式肉羊饲喂机混合加工后的配合饲料的变异系数为8.9%，混合均匀度为91.1%；饲料搅拌混合均匀，满足肉羊饲料食用要求。

3.2增重试验与饲料残留量测定

3.2.1材料与方法

1)试验时间与地点：2013年9月新疆生产建设兵团第三师东风农场。

2)试验设备：采用自行设计的 9WJBZ-5型自走式肉羊饲喂机。增重期称重采用XK3190-A7型数显式电子秤(最大称重300kg，精度10g)称测。

3)试验材料：参试多浪羊选自新疆生产建设兵团第三师东风农场；参试饲料采用自走式肉羊饲喂机加工后的全混合日粮和常规人工精、粗分饲饲料两种。

4)试验方法：① 选取2～3月龄体重、体尺相近的健康多浪羊30只，随机分为对照组和试验组，每组15只。② 正试期阶段，对照组定时上槽,1天喂食3次,按以往人工饲喂投料顺序进行饲喂。试验组24h自由采食全混合日粮。③ 预试期(10天)结束后于次日清晨空腹称测羊只体重并记录，并于正试期开始后每天清晨空腹称测并记录。④ 进入正试期以后，每天待羊只进食结束后，收集各组食槽中所剩余的饲料，对其各组成成分分别进行称测并记录。⑤ 进入正试期后，收集每日肉羊进食结束后食槽中所剩余的饲料，随机抽取6日残留饲料进行称测，并记录。⑥ 运用SPSS19.0统计分析软件进行方差分析。

5)饲喂期管理：羊只在突然改变饲喂模式的情况下，可能出现厌食等现象。因此，无论是成年羊只还是羔羊，在改变饲喂模式时都应设置预试期。

试验组前2～4天只饲喂青贮和干草；5～7天适当增加全混合饲料；8～10天完全过渡到全混合饲料。肉羊在运动场自由饮水和运动，做好日常防疫和驱虫。

表1　自走式肉羊饲喂机混合均匀度结果

3.2.2增重试验结果及分析

由表2可知：多浪羊试验组(24h自由采食全混合日粮)和对照组(常规人工精、粗分饲饲料)在相同饲喂期内，增重差异极显著(P<0.01)。

表2　全混合日粮育肥羊增重结果

同行不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，有相同大或小写字母表示差异不显著(P>0.05)，下同。

3.2.3饲料残留量测定结果及分析

由表3可知：多浪羊日均饲料残留量，试验组比对照组差异极显著(P<0.01)。

表3　连续6天料槽饲料剩余量

4结束语

1)采用车体动力总成与液压系统相结合的方式应用于肉羊机械化饲喂过程，填补了肉羊机械化饲喂养殖空白。该饲喂车为自走式，操纵方便且相对行走容易，降低了对羊舍的布局要求。

2)全新的双搅龙螺旋叶片对中设计，使配合饲料实现充分滑移、扩散和渗透；动、定刀片相结合的方式形成剪切面，有效地对长草进行剪切和揉搓，提高了饲草的适口性，满足肉羊精度饲喂需求。

3)采用自走式肉羊饲喂机加工的全混合日粮饲喂，增重效果极显著，饲料残留量少，可有效提高饲料利用率率及经济效益。

参考文献：

[1]辛冰.肉羊养殖现状及肉羊专家系统的开发与应用[J].农民致富之友,2014(20):261.

[2]丁丽娜.中国羊肉市场供求现状及未来趋势研究[D].北京：中国农业大学，2014.

[3]谢凡,坎杂,李景彬,等.卧式饲料混合搅拌机混合原理及其搅龙参数的设计[J].农机化研究,2014,36(3):74-77.

[4]刘希锋,徐冬,谭海林.全混合日粮(TMR)搅拌机的种类与应用[J].农机化研究,2006(2):126-127.

[5]闫景凤，刘希锋，张海春. 9JLT-10型卧式搅拌机结构解析[J].农机化研究，2010，32(5)：64-66.

[6]Heinrichs J.Evaluating forages and TMR using the penn state particle size separator [K].Penn State Cooperative Extension Service, 1996.

[7]全国饲料工作办公室.配合饲料混合均匀度的测定[S].GB/T5918-1997.饲料工业标准汇编[S].北京: 中国标准出版社,2002：67-69.

Design and Test of the Self-propelled Machine of Sheep Feeding

Li Jingbin, Guo Qinghe, Wen Baoqin, Xie Fan, Shang Fengjiao, Kan Za

(College of Mechanical and Electronic Engineering, Shihezi University, Shihezi 832000, China)

Abstract：This article describes mainly structural composition and working principle of the self-propelled machine sheep fed. To study the performance of its work, we choose Duolang sheep for test subjects, using total mixed ration feeding after machining were fed to sheep weight gain and feed residues of test targets to carry out tests.After the end of the trial period, the results showed that self-propelled total mixed ration coefficient of variation formula feeding sheep machined 8.9% to 91.1% of the mix, feed mixing evenly, feed consumption to meet the requirements of sheep; for sheep farming, the use of total mixed ration ad libitum feeding method is more artificial feeding points the way weight gain was significantly (P <0.01); the residual amount of feed to reduce significantly (P <0.01). Self-propelled machine designed to meet the sheep feeding sheep feeding requirements, you can increase economic efficiency.

Key words：sheep; self-propelled; mixing uniformity; weight gain; residues

文章编号：1003-188X(2016)03-0218-04

中图分类号：S817.3

文献标识码：A

作者简介：李景彬(1980-),男，河南淮阳人，副教授，硕士生导师，(E-mail)ljb8095@163.com。通讯作者：坎杂(1963-)，男，新疆精河人，教授，硕士生导师，(E-mail)kz-shz@163.com。

基金项目：成果转化引导资金专项(201202CGZH)

收稿日期：2015-03-10