牛羊舔块生产供料系统设计

王涛

摘   要：牛羊舔块是以粉盐和多种添加剂混合压制成的畜牧用型盐，目前牛羊舔块的生产机械化程度低，特别是现有生产设备的计量和供料基本为手工操作，影响产品质量和生产率。本文提出了牛羊舔块生产供料系统设计方案，使用管式螺旋计量配比、U型螺旋混合物料并输送、管式螺旋提升物料以及容积式量杯定量给料，提高了自动化供料程度，对螺旋给料机、螺旋混料机、螺旋提升机和定量给料机构进行了选型设计，并对螺旋直径、螺距和螺旋转速等主要参数进行了分析计算。

关键词：牛羊舔块  供料系统  螺旋  定量给料

中图分类号：S816                                    文獻标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）05（a）-0093-02

牛羊舔块是以粉盐为主要原料加入微量元素和维生素及其他辅助原料混合均匀，由模具通过加压制成一定形状、具有较高密度和强度的块状产品，放置在牛羊饲养区域或棚舍内，供牛羊等反刍动物舔食，故又通常称为盐砖或舔块，其主要成分是氯化钠，属于畜牧用型盐，为牛羊等反刍动物添加盐及其它微量元素，促进牛羊健康生长。

目前，牛羊舔块的生产基本半机械化，混料采用普通拌和机，压制采用模具由油压机加压成型，混合加料及往模具里定量注料则是手工操作，物料配比不稳定，工人劳动强度大，生产效率低，因此，在原有单一压力机的基础上设计一套供料系统十分必要。

1  牛羊舔块生产过程

牛羊舔块生产过程基本包含物料混合、定量加料、压制成型、脱模和装箱。

物料混合是将48%的干燥后的粉盐（烘干）、50%的湿盐（未烘干）和2%的饲料添加剂加入拌和机混合均匀，倒出堆好待用。

定量加料是以称量的方式或以定量容积的容器量取一定量的物料，并将物料加入模具内的过程。

压制成型是将装有物料的模具移到压力机的指定位置，在压力作用下压制成型，达到一定的密度，其形状由模具决定，有圆形和方形两种。

脱模是将压制成形的舔块从模具里取出的过程，一般是由液压机构将其从模具里顶出。

装箱是由手工将从模具里顶出来的舔块装入纸箱的过程。

2  牛羊舔块生产供料系统设计方案

2.1 主要设计参数

设备生产率为4块/min（5kg/块），混合均匀后物料的堆积密度γ=0.77t/m3物料的堆积角度α=40°，供料系统生产率Q=1.2t/h。

2.2 供料系统设计方案

在牛羊舔块生产过程中，压制成型、脱模和装箱采用原来的压力机，保持原来的工作模式不变，所要设计的供料系统用于实现物料混合和定量加料。牛羊舔块生产供料系统如图1所示，包括螺旋给料机、螺旋混料机、螺旋提升机、定量给料机构。

先将48%的干燥后的粉盐和2%的饲料添加剂加入拌和机进行混合均匀，再与50%的湿盐同时加入螺旋给料机。螺旋给料机将需要混合的物料按1︰1的比例送入螺旋混料机，物料在混料机内在充分混合均匀的过程中同时向前输送，混合好的物料进入螺旋提升机，将物料提升到一定高度，将物料输送到储料斗内供定量给料机构量取，物料通过料管送入模具内进行压制。螺旋给料机和螺旋混料机的安装高度要适当，以方便工人给螺旋给料机的料斗里添加待混合的物料。

3  牛羊舔块生产供料系统机械装置设计

3.1 定量给料机构设计

3.1.1 定量给料机构的结构原理

采用容积式定量给料，其主要结构由料斗、料槽、量杯和液压控制系统等组成。料槽为长方形，一端上面是进料口并与料斗连接，另一端下面是出料口并与输料管对接。量杯的容腔做成圆柱形，上下直通，液压缸推动量杯在料槽内作往复移动。当量杯移动到进料口端时，料斗内的物料通过料槽进料口进入量杯，液压缸将量杯推到料槽的另一端，量杯内的物料经料槽下面的出料口落入输料管内，进入模具内。

3.1.2 主要参数

（1）量杯。

量杯定量为5kg，根据堆积密度，可算出散状物料的容积为6500mL。量杯容腔为圆柱形，圆柱形截面直径D=170mm，圆柱的高h=207mm。

（2）料斗。

生产设备每分钟需生产出4块成品，料斗内保持有一定的料位高度，保证能充满量杯，料斗的最大容积定为4块物料的总容积，约为4×6500=26000mL。

3.2 螺旋提升机设计

3.2.1 螺旋提升机结构原理

螺旋提升机采用管式螺旋输送机，倾斜布置，电动机驱动，物料经混料机混合后进入螺旋提升机下端的进料口，经由螺旋驱动输送到上端出料口进入定量给料机的料斗内。

3.2.2 主要参数

螺旋提升机的布置角度较大，物料基本充满管体，则螺旋提升机的生产能力及有关参数之间的关系[1]：

Q=15π（D2-d2）Snρ                                                  （1）

式中：Q——螺旋给料机生产能力，t/h;

D——螺旋叶片直径，m;

d——螺旋轴直径，m;

S——螺距，m;

n——螺旋转速，r/min;

ρ——物料堆积密度，t/m3。

参考同类机型，考虑到物料的流动性较差，取螺旋转速n=50r/min。螺距与螺旋叶片直径之间的关系：S=（0.8-1）D[2]，这里取S=0.8D。螺旋轴直径与螺旋叶片直径之间的关系：d=（0.2-0.35）D[3]，因生产能力要求较小，这里取d=0.35D。根据Q=1.2t/h，由式（1）计算得：

D=0.097m，取整數：D=100mm。那么，d=35mm，S=80mm。

3.3 螺旋混料机设计

3.3.1 螺旋混料机结构原理

螺旋混料机采用U型螺旋，20度倾斜布置，电动机驱动。物料经螺旋给料机出料口进入螺旋混料机一端的进料口，在螺旋混料机内充分混合，同时输送到另一端的出料口而进入螺旋提升机。

3.3.2 主要参数

螺旋混料机的主要作用是混合物料，根据螺距与螺旋叶片直径之间的比例对物料运动的影响，这里取S=1.0D[4]，填充系数φ=0.35，物料综合系统K=0.0415，倾斜输送系数ε=0.88，则螺旋给料机的生产能力及有关参数之间的关系[3]：

Q=47D2Snφρε                                                     （2）

式中：ε——倾斜输送系数，

由式（2）可得：

D3n=0.083                                                          （3）

又物料输送的最大转速：

（4）

式中：K——物料综合系数，

g——重力加速度，m/s2。

取S=D=0.12m，根据式（3）计算得到螺旋转速n=48r/min，由（4）计算得nmax=216.6r/min，n远小于nmax，为保证物料混合均匀，在螺旋叶片上加装爪片，并适当加长螺旋混料机的长度，取L=1.5m。

3.4 螺旋给料机设计

3.4.1 螺旋给料机的结构原理

螺旋给料机要将湿盐和干盐按1︰1的比例送入螺旋混料机，需要实现定量输送，故选择管螺旋输送机，采用双旋向的螺旋叶片，在两端开设加料口并配置一定容量的料斗，一个料斗填装预混好的干盐，另一个料斗填装湿盐;在螺旋给料机的中部下方开一出料口，物料从两端进入，在螺旋叶片的推进作用下移动到中部出料口，物料落下进入螺旋混料机。

3.4.2 主要参数

螺旋给料机实质要定量给料，在料斗内的物料保持在一定范围内使料槽充满物料，螺旋轴水平放置，则螺旋给料机的生产能力要与螺旋混料机和螺旋提升机一致，参照螺旋提升机，螺旋给料机的参数取为：D=100mm，S=80mm，d=35mm，n=25r/min，L=0.8*2=1.6m。

4  结语

牛羊舔块这类畜牧用型盐，因其粉盐、添加剂的性状变化，混合后物料的物理特性也会改变，在确定螺旋输送机的各主要参数时，要根据物料的具体情况或通过实验获得物料的具体性能参数，才能正确选择。本文对牛羊舔块生产供料系统进行了设计方案分析，对主要机械装置的参数进行了分析讨论，为其它型盐生产设备的设计提供参考。

参考文献

[1] 李振亮，万文艳，李亚.定量螺旋给料机在粉洗盐生产中的应用研究[J].盐业与化工，2008，37（2）：7-8.

[2] 吴锡赞.螺旋输送机设计的研究[J].中国新技术新产品，2014（3）：104-105.

[3] 徐余伟.螺旋输送机设计参数的选择和确定[J].面粉通讯，2008（5）：21-24.

[4] 洪致誉，林良明.连续运输机[M].北京：机械工业出版社，1981.