автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Динамические режимы и параметры вакуумного привода двух-трехтактного доильного аппарата

На правах рукописи

Бонов:) Елена Викторовна

ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ И ПАРАМЕТРЫ ВАКУУМНОГО ПРИВОДА ДВУХ-ТРЕХ ГАКТИОГО ДОИЛЬНОГО АППАРАТА

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

11111111111111111111111

ООЗ 16202Б

11111

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград 2007

Работа выполнена в Г о су даре тйещз ом научном учреждений «Всероссийский ордена Трудовою Красного Знамен в научно-исследовательский и проектао-технологическкй институт механиЩций и электрификации сельского хозяйств® (ВНИ1ГГИ.МЗСХ).

I (аучный руководитель

Официальные оппоненты;

доктор технических наук старший научны!! сотрудник Ви и ников Иван Кириллович

доктор технических наук профессор

Б ее памяти о ва 11аталья Михайловна

доктор технических наук профессор

Хозяев Игорь Алексеевич

Ведущая организация -

Северо-Кавказский научно-исследовательский институт животноводства (СЮ 1ИИЖ)

Защита диссертации состоится «14» ноября 2007 г. б 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.005.01 при Государственном научном учреждении «Всероссийский ордена Трудового Красного Зча-менй научно-исследовательский и п рое к у 11 о-тех пол оги ч еек и Й институт механизации и электрификации сельского хозяйства» (В! 1ИПТИМЭС X) по адресу: 347740, г. Зерно град Ростовской области, ул. Ленина, 14, в зале заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИ1ПИ-

мэсх.

Автореферат разослан « 12» октября 2007!.

Ученый секретарь диссертационного сове та, доктор технических наук, старший научный сотрудник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы В то время, как основная часть предприятий по производству молока в России обанкротилась и разорилась (19902005гг) страны Западной Европы и США, где преобладают фермерские хозяйства, достигли высокой рентабельности производства Они за эго же время удвоили продуктивность коров и довели ее до 8-10 гыс кг в год, что в три раза превышает среднюю продуктивность отечественного молочного поголовья Это стало возможным не только за счет отлаженной селекционно-племенной работы со стадом, полнорационного кормления и технологичности производства, но и высокого уровня механизации и автоматизации производственных процессов В настоящее время в этих странах доение в основном автоматизировано и уже используются в мире около 4 тыс доильных роботов, каждый из которых обслуживает 50-60 коров, что соответствует размерам фермерских хозяйств К сожалению, из-за высокой стоимости (до 200 тыс $) они не скоро будут доступны нашим сельхозтоваропроизводителям, особенно производителям малых форм хозяйствования (МФХ)

Несмотря на то, что в переходный период производство конкурентоспособного высококачественного молока проще всего организовать на малых фермах, отечественная отрасль молочного скотоводства недооценивает этого, и как не развивалось фермерство прежде, так не развивается оно должным образом и теперь Одной из основных причин неудовлетворительного состояния фермерства является высокая трудоемкость производства из-за низкого уровня механизации и автоматизации производственных процессов и прежде всего - доения

Проблема состоит в том, чтобы на основе изучения динамики обосновать, разработать и создать новый «щадящий» способ доения и простой, надежный и доступный но цене, безопасный для животных с управляемыми от интенсивности молоковыведения режимами работы доильный аппарат, который мог бы обслуживать любой, даже не имеющий специальной профессиональной подготовки работник, например, член семьи хозяина фермы

Цель исследований - изыскать пути повышения эффективности работы двух-трехтактного доильного аппарата на основе исследования динамических процессов и обоснования режимов и параметров его вакуумного привода

Рабочая гипотеза: предполагается, что при условии усовершенствования и оптимизации параметров динамических процессов в вакуумном приводе двух-трехтактного доильного аппарата, появится возможность повысить эффективность его функционирования

Объектом исследования является динамика вакуумного привода двухтактных и трехтактных доильных аппаратов

Методы исследования: системный анализ и синтез сложных биотехнических систем, теория систем автоматического регулирования и натурный эксперимент

Научная новизна работы состоит в применении теории систем автоматического регулирования для описания динамики работы доильного аппарата и получении аналитических зависимостей для определения статических и динамических характеристик двухтактных и трехтактных доильных аппаратов и их узлов и синтеза на их основе двух-трехтактного доильного аппарата

Практическую ценность представляют разработанные способ и доильный аппарат с управляемым от интенсивности молоковыведения двух-трехтактным режимами работы, обеспечивающий автоматический контроль за процессом доения, своевременное додаивание, отключение, снятие и вывод аппарата из-под вымени коровы

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на научных конференциях ВНИПТИМЭСХ (20022007гг), Азово - Черноморской агроинженерной академии (2003 г, 2006г, 2007г) и Северо-Кавказского НИИ животноводства (2005г) На защиту выносятся следующие основные положения:

1 Результаты анализа процесса доения коров двухтактными и трехтактными доильными аппаратами и синтез нового двух-трехтактного способа молоковыведения

2 Динамические модели в передаточных функциях двухтактного, трехтактного и двух- трехтактного доильных аппаратов

3 Переходные характеристики двух-трехтактного доильного аппарата

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ общим объемом 3 п л

Реализация результатов исследования. Разработанный доильный аппарат прошел производственную проверку в ОПХ «Экспериментальное» и производственные испытания в фермерском хозяйстве «Ко-лесов Э В » Зерноградского района Ростовской области Результаты исследований приняты к использованию Азовским оптико-механическим заводом (ОАО АОМЗ, г Азов)

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 120 наименований, и 5 приложений, содержит 146 страниц машинописного текста, 56 рисунков и 14 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и ее практическая значимость, изложены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследований» рассмотрены доильные установки, способы доения, а также аппараты, предлагаемые для доения коров, включая малые фермы, и определены основные направления исследований

Созданию новых аппаратов и совершенствованию процесса доения посвящены работы многих ученых В П Бабкина, Э К Вальдмана, И Г Велитока, А С Веприцкого, И К Винникова, О Б Забродиной, J1 П Карташева, Э А Келписа, В Ф Королева, И Н Краснова, П И Огород-никова, А А Скроманиса, С А Соловьева, В Ф Ужика, У Г Уиттлсто-уна, Ю А Цоя и и др

Продуктивность коровы зависит от многих факторов, в том числе качество и полнота молоковыведения Идеальной системой молоковыве-дения является естественная биологическая система «корова — теленок» Основной ее «недостаток» — быстрое насыщение теленка, что не способствует росту продуктивности коровы Определенный рост продуктивности животных обеспечило ручное доение, но в массе своей полнота выдаивания ограничивается усталостью рук доярки в наиболее тяжелой заключительной фазе молоковыведения «Ненасытный» и «не знающий усталости» обычный доильный аппарат обеспечивает полноту выдаивания, но в заключительной фазе доения из-за передержек, которых почти невозможно избежать, возникает «сухое доение», вызывающее у коров болевые ощущения, кроводои, массовые маститные заболевания, снижение продуктивности, качества молока и преждевременный запуск коров

В машинном доении только автоматизированные доильные аппараты с обратными связями лишены указанных выше недостатков и способны обеспечить точность выполнения технологического процесса, максимальный рост продуктивности коров и высокое качество производства молока Это подтверждают западные страны высокой культуры производства молока, широко использующие автоматизацию доения и удвоившие в последние годы продуктивность коров, доведя ее до 8-10 тыс кг в год

Так как фермеры и члены их семей обычно не являются специалистами в области доения, им необходим простой «щадящий» автоматизированный доильный аппарат, который производил бы автоматический додой и своевременное самоотключение Известны «щадящие» двухре-жимные аппараты типа «Дуовак» шведской фирмы De Laval Аппарат обеспечивает переключение величины вакуума с 33 на 46 кПа при ин-

тенсивности молоковыведения более 200 г/мин и обратно при равном или меньшем ее значении Основным недостатком эгих аппаратов является пассивность заключительной фазы процесса доения, из-за чего качество выдаивания в значительной степени зависит от размеров и формы сосков и вымени и тугодойности коровы В России селекция коров по морфологическим признакам сосков и вымени не ведется Поэтому аппараты типа «Дуовак» для наших стад неприемлемы Требованиям наших ферм наиболее полно соответствует трехтактный доильный аппарат Поэтому на базе трехтактного аппарата во ВНИПТИМЭСХ разработан двухрежимный (двух-трехтактный) доильный аппарат Он предназначен для автоматизированного доения коров в молокопровод и в ведро

Начальный и заключительный этапы работы аппарата «щадящие», в трехтактном режиме При интенсивном молоковыведении он переключается на двухтактную работу с непрерывным отсосом молока Это обеспечивает своевременный интенсивный массаж сосков в начальной и заключительной стадиях, безопасность доения, сравнительно высокую скорость молоковыведения в двухтактном режиме с минимальной зависимостью от размеров сосков, формы вымени и тугодойности коровы

Однако предлагаемый способ молоковыведения, динамика вакуумного привода, параметры и режимы работы двух-трехтактного аппарата не изучены

Для достижения намеченной цели необходимо было решить следующие задачи

1 Исследовать динамику вакуумных приводов двухтактного и трехтактного доильных аппаратов

2 Обосновать перспективную конструктивно-технологическую схему доильного аппарата с управляемыми режимами работы и создать макетный образец

3 Провести производственную проверку и подготовить технические предложения на разработку доильного аппарата

4 Определить эффективность нового способа молоковыведения и доильного аппарата

Во второй главе «Теоретические исследования работы доильного аппарата» представлены исследования и обоснование взаимодействия двухтактного и трехтактного доильного аппарата с выменем коровы с помощью классических методов теории систем автоматического регулирования

Исследуемый двухрежимный двух-трехтактный доильный аппарат (рис 1) работает следующим образом После включения аппарат начинает работать в трехтактном режиме, а при увеличении интенсивности

нормальный сосок длинный сосок

3 Р

Г"

/ л

ТРЕХТАКТНЫЙ

Рисунок 1 - Принципиальная схема аппарата а - сосание, б — сжатие, в - отдых (выталкивание соска), Д - датчик, 1 - камера атмосферного давления Р0) 2 - камера переменного вакуума Р? 3 — камера постоянного вакуума Р,

4 - управляющая камера Р]. 5 — мембрана, 6 - клапаны Ррез5 и РРез2 - результирующие силы, действующие на сосок

молоковыведения до 600 г/мин он переходит на двухтактный режим работы

Если молокоотдача снижается до 250 г/мин, то аппарат переключа ется на трехтактный режим В результате этого молочные протоки открываются, и интенсивность молоковыведения может превысить 600 г/мин В этом случае аппарат вновь перейдет на двухтактный режим работы и описанный процесс перехода аппарата с одного режима на другой будет осуществляться до тех пор, пока все молоко из вымени коровы не будет выдоено Если в трехтактном режиме заключительной фазы доения интенсивность молоковыведения будет продолжать падать и снизится до 100 г/мин, то от датчика интенсивности молочного потока будет подан сигнал в управляющую камеру пульсатора и аппараг отключится Основным узлом любого доильного аппарата является пульсатор, от которого в основном и зависит качество процесса молоковыведения

Регулирующий орган пульсатора - мембранно-клапанный механизм, переключающийся скачком, представляет собой нелинейное звено релейного типа Выходная величина его - переменный вакуум Р2 -меняется скачкообразно при перемещении клапана в зависимости от изменения величины вакуума в управляющей камере пульсатора Pi

Исходя из условия равновесия действия сил F] - на эффективную площадь Si мембраны пульсатора, F2 и F3 - на площади клапана по окружностям сопел S? - большого, S3 - малого, соответственно, будет

F, = F2, F/ = F3, (1)

где F, = Рср Sb F2 = P S2, F3 = P S3, F,' = POTn S,

Тогда Pcp S, = P S2, P0TnS, = P S3,

где Pcp и Ротп - вакуум срабатывания и отпускания клапана пульсатора

Р S2 (2)

р = 1 ОТП Р s3 S, ' Рс

Jk - s2 dr

р ОТП "S3

или = ^ = = р =к Р (3)

_ - . -) ? ср ОТП 4 J

Таким образом, передаточная функция мембранно-клапанного узла пульсатора (безынерционного звена) будет

>^(8) = К,, (4)

где К) - коэффициент усиления, принимающий значения

(1Р

К1 = К Э^П^! - р) при —1 > 0 ,

л (5)

1 ¿Р,

К, = 1 эщпСР, + р) при —1 < 0 к Л

Здесь sign (Р| - p) обозначает знак величины (Pi = р) Переходная характеристика этого безынерционного звена имеет

вид

h,(t) = K, l(t), (6)

где l(t) - единичное ступенчатое воздействие при нулевых начальных условиях

Выход камеры переменного вакуума пульсатора с его управляющей камерой связан через дроссель а ь ас межстенными камерами доильных стаканов - через дроссель а2 Управляющая камера пульсатора и межстенная камера доильного стакана являются апериодическими звеньями первого порядка

Передаточная функция управляющей камеры пульсатора (апериодическое звено 1-го порядка)

W2(s)=J^_, (7)

T,s +1

где К2 - коэффициент усиления, К2=1, - постоянная времени

V

Т,=-^-, (8)

R © а,

где V) - объем управляющей камеры, R - газовая постоянная, © - абсолютная температура воздуха в камере

Переходная характеристика уравляющей камеры пульсатора представляет собой экспоненту

i

h(t) = K2(l-e~^) l(t), (9)

где t - текущее время

Зная постоянную времени Т[ по формуле (9) можно построить график изменения давления в управляющей камере пульсатора и его релейную характеристику (рис 2)

При включении доильного аппарата из управляющей камеры V] через дроссель af происходит отсос воздуха При достижении в управляющей камере величины вакуума срабатывания Рср в точке В (участок характеристики ОАВ) клапан скачком перебрасывается из нижнего в верхнее положение и на выходе пульсатора устанавливается атмосферное давление Под действием атмосферного давления движение воздуха g изменяет свое направление, заполняя управляющую камеру и поднимая в ней давление до Ротп (точка А1) В точке А1 клапан пульсатора опускается и скачком перебрасывается из верхнего в нижнее, исходное, положение (точка А) Камера атмосферного давления Р0 закрывается, а камера постоянного вакуума Р открывается и в камере переменного ва-

куума устанавливается вакуум Р Релейный механизм пульсатора возвращается в исходное положение (точка А) и цикл работы пульсатора повторится по циклограмме ABA А Участок АВ циклограммы является частью экспоненты ОАВК, а участок ВА' - частью экспоненты BA''n, а их проекции на ось t соответствуют времени истечения t5 и наполнения t2 управляющей камеры пульсатора до Рср и Рохп клапана

Рисунок 2 - Построение релейной (гистерезисной) характеристики пульсатора

Описывающий участок АВ прямоугольник АОВС является релейной (гистерезисной) характеристикой пульсатора с центром О]

Время истечения и наполнения определяется по формулам

/г, ~ \Т,

t, =-lri

1 ■

ср

.V

Р-Р

х * п

(10)

t2 = -ln

лТ,

1 + -

ср

СИ)

Мембрана пульсатора является усилительным звеном, ее переда-

точная функция

\\Ыз)=Кт (12)

Передаточная функция межстенной камеры доильного стакана

\¥4(з)=—(13) Т2з + 1

где К4 - коэффициент усиления, для глухих камер К4=1, Т2- постоянная времени

Т, =—Ъ—, (14)

" II 0 сс2

где V? - объем межстенной камеры доильного стакана

Изменение давления в межстенной камере доильного стакана можно определить по переходной характеристике

1

М0 = К4(1-е^) 1(1) (15)

Для усилительного звена, передающего перепад давления воздуха ЛРз, действующего из межстенной камеры доильного стакана через сосковую резину на сосок, ДР3 = Р3 - Р4, где Р4 - величина вакуума под соском

Р4= К5 ДРз, (16)

где К5 - коэффициент жесткости сосковой резины

Передаточная функция усилительного звена, передающего силовое воздействие из межстенной камеры на сосок, будет

^У5(8) = К5. (17)

Передаточная функция взаимодействия доильных стаканов с сосками вымени коровы(рис 1) (действие сил показано стрелками) имеет вид консервативного звена

(18)

Т3 б' + 1

Так как через вымя животного, а также через молочные и воздушные шланги энергия рассеивается, то в уравнение (18) введен коэффициент рассеивания энергии 8 и передаточная функция принимает вид колебательного звена

Ь

Т/б2 + + 1

Переходная характеристика этого звена имеет вид

ВД = К4! 1

V1 - г2 \Л - £2 ^

зш^-г-г+соэ--1: I ■ !("£) (20)

Т,

т.

По принципиальной схеме аппарата (рис 1) и передаточным функциям его звеньев построена структурная схема вакуумной системы двухтактного доильного аппарата (рис 3)

К,

Т:¥+25Т,з+1

У

Рисунок 3 - Структурная схема вакуумной системы двухтактного доильного аппарата

На основании передаточных функций (4), (7), (12), (13), (17), (19) и структурной схемы (рис 3) общая передаточная функция двухтактного доильного аппарата будет

(Т,з + 1)К,К4К5К6

\У(з):

(21)

(Т> + 1 + К,К2К3) (Т2з + 1) (Т^ + 2еТ3з + 1) Работа аппарата в трехтактном режиме Мембранно-клапанный механизм - основной рабочий узел коллектора двухрежим-ного доильного аппарата, обеспечивающий своевременное изменение вакуумного режима в подсосковом пространстве доильного стакана в зависимости от интенсивности и фазы молоковыведения Величина вакуума в молочной камере переменного вакуума коллектора изменяется скачкообразно при перемещении клапана между соплами камер атмосферного давления и постоянного вакуума в зависимости от величины вакуума в управляющей камере привода мембранно-клапанного механизма

Таким образом, передаточная функция мембранно-клапанного узла коллектора будет

= К7 (22)

По виду передаточной функции это усилительное звено В коллекторе, как и в пульсаторе, мембранно-клапанный механизм, благодаря разным диаметрам сопел, переключается скачком и является нелинейным звеном релейного типа

В передаточной функции (22) коэффициент К7 принимает значения

dP

К7 = k sign(AP4- р) при — > о, dt

К7 = 1/к sign(AP4+ р) при < о, (23)

dt

где sign (АРд- р) обозначает знак величины (АР4 ± р)

В связи с тем, что объем молочной камеры коллектора трехтактного доильного аппарата ДА-ЗМ соизмерим с объемом четырех молочных штуцеров и трубок, ее инерционностью можно пренебречь Проводимость Р молочной трубки является переменной и зависит от интенсивности молоковыведения, объем межстенной камеры V2 тоже переменный и в значительной степени зависит от размеров соска Вакуумные импульсы в межстенную камеру будут передаваться через апериодическое звено первого порядка с передаточной функцией

W4 = К4 , (24)

Т2 s + 1

где К4 - коэффициент усиления, К4 = 1,

Тг - постоянная времени межстенной камеры доильного стакана

Т9 (25)

2 R 0 р

В двухрежимном доильном аппарате используются двухкамерные доильные стаканы Динамику взаимодействия таких стаканов с сосками вымени коров в двухтактном режиме исследовали ранее и установили, что массаж и выталкивание соска из него для предотвращения преждевременного перекрытия молочного протока осуществляется сосковой резиной в такте сжатия

В трехтактном доильном аппарате такт сжатия почти отсутствует Он проявляется в виде двух слабых импульсов в начале и в конце такта отдыха, как результирующая переходных процессов, происходящих в межстенной и в подсосковой камерах доильного стакана Эти импульсы действенного массажа не производят, но они увеличивают силу трения соска о стенки сосковой резины, что удерживает доильные стаканы на сосках от спадания в такте отдыха Основное массирующее действие на сосок и его основание производится во время отсоса и впуска воздуха под сосок для его периодического растягивания и отпускания Такой массаж более естественен и эффективен В трехтактном режиме этими действиями исключается перекрытие молочного протока из цистерны вымени в цистерну соска

Несмотря на то, что принцип взаимодействия с сосками вымени двухтактного и трехтактного доильных аппаратов различен и подход к выводу дифференциальных уравнений разный передаточные функции получились практически одинаковыми

W6'(s) =

КЛ

Т,252

(26)

2еТ3з -г 1

Поэтому общая передаточная функция двухрежимного доильного аппарата имеет вид

(Т^ + ОК.К.КД,

^о (Б) = -

(27)

(Т,з + 1 + К) (Т2б + 1) (Т/э2+2еТ3з + 1) Сравнение структурных схем взаимодействия двухтактного и трехтактного доильных аппаратов показывает их идентичность Они отличаются друг от друга заменой коэффициента усиления К5 на К7 (рис 4)

Рисунок 4 - Структурная схема вакуумной системы трехтактного доильного аппарата

Таким образом, характер воздействия двухтактных и трехтактных доильных аппаратов на соски вымени коров почти одинаков Отличие состоит только в способе и величинах воздействия на сосок зависящих от значений постоянных времени и коэффициентов передаточных функций, которые могут быть определены экспериментально

Общая передаточная функция доильного аппарата позволяет исследовать устойчивость и моделировать взаимодействие доильных систем аппаратов, манипуляторов и роботов с выменем животных

Из уравнения (27) характеристическое уравнение системы будет

(28)

(Т^ +1 + К) (Т2э +1) (Т3 б + 2еТ38 +1) = 0 Это характеристическое уравнение четвертого порядка, но исследовать устойчивость системы по наиболее простому критерию Гурвица нельзя, так как в системе есть нелинейные релейные звенья - это клапаны пульсатора и коллектора Поэтому устойчивость системы исследуем по критерию Михайлова Уравнение (28) представляет собой характеристический полином Подставим в этот полином чисто мнимое значение

б^оз, где со представляет собой угловую частоту колебаний, соответствующих чисто мнимому корню характеристического уравнения При этом получим характеристический комплекс

О(о>) = Яе(ш) + .1 I т(га), (29)

где вещественная часть будет содержать четные степени <в

Яе(ю)=а4 + ао со4 - а2 со2, (30)

а мнимая - нечетные степени со

1т(й>)=а3 со - а, со3 (31)

Для устойчивости системы четвертого порядка годограф должен начинаться на положительной вещественной полуоси, идти против часовой стрелки и пройти четыре квадранта, нигде не обращаясь в ноль, что и подтверждает рисунок 5

Рисунок 5 - Предельная характеристика системы при Т1= уаг, Т2=0,032с, Т3=0,016с

Наличие релейных звеньев в системе ухудшает ее устойчивость Отсюда вытекает необходимость проведения дополнительных исследований по выявлению влияния на устойчивость различных значений постоянных времени системы Система будет неустойчива только тогда, когда одна из постоянных времени равна нулю

Разработаны алгоритм и программа по определению переходных характеристик всех звеньев системы с учетом их взаимного влияния в процессе работы аппарата (рис 6), что позволяет строить графики изменения вакуума в управляющей камере пульсатора, в межстенной и под-сосковой камерах доильного стакана при разных значениях постоянных времени, питающего вакуума, частоты пульсаций и соотношения тактов

Рисунок 6 - Алгоритм расчета переходных характеристик доильного аппарата

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований параметров и режимов работы доильного аппарата» даны общая программа и методика экспериментальных исследований, перечень оборудования и приборов, используемых для проведения опытов, изложены частные методики исследования и техника обработки экспериментальных данных

В программу исследований входили

- проверка и уточнение полученных теоретических зависимостей,

- изучение процессов, происходящих в камерах пульсатора, коллектора и доильных стаканов,

- определение относительной длительности всех переходных процессов,

- определение факторов, влияющих на длительность тактов,

- определение расходных характеристик пульсатора и доильных стаканов,

- определение постоянных времени,

- определение коэффициентов усиления

Лабораторные исследования процесса работы пульсатора, коллектора и доильных стаканов проводились на доильной установке УДС-3 Экспериментальная доильная установка оборудована вакуумным насосом, вакуум-баллоном с вакуум-регулятором, манометром и доильными аппаратами

Запись давлений в камерах всех узлов доильного аппарата определялась с помощью тензометрической аппаратуры В состав аппаратуры входили усилитель ТДА-6, плата сопряжения, преобразующая электрический сигнал в цифровое изображение, датчики и кабели, соединяющие датчики ТДДМ-1 с усилителем

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований доильного аппарата с управляемыми режимами работы» представлены результаты экспериментального подтверждения теоретических исследований и дан их анализ

Эксперимент подтвердил, что обязательным условием работоспособности доильных аппаратов должно быть S2<Si>S3, те эффективная площадь мембраны пульсатора всегда должна быть больше площадей его сопел От соотношения площадей сопел S2 и S-, зависит прежде всего размещение центра Oi релейной характеристики пульсатора в системе координат POt Так, например, при их равенстве (S2—>Sb S3—>0) центр 0, всегда размещается на линии P]=l/2 Р При этом Рсрмах"Р отп те высота гистерезисной петли может быть

максимальна (±р—»мах)

Если 82>5-„ то такт сосания всегда будет больше такта сжатия Такая схема современных пульсаторов доильных аппаратов является общепринятой, как обеспечивающая максимальную скорость молоковыведения и минимальный ущерб для состояния вымени животных, возникающий при передержках доильных стаканов на сосках вымени животных при так называемом «сухом доении»

Зная проводимости дросселей, по формулам (8) и (14) находим постоянные времени и по формулам (9) и (15) строим графики изменения давления в управляющей камере пульсатора (рис 7а) и межстенной камере доильного стакана (рис 76)

Р. кПа

/ и_ »X, к1 м У

V 1 1

Р. кПа

20 10

О

С

1 п - -

1 . [ Си» «к -

I с

теоретические зависимости,--экспериментальные зависимости

Рисунок 7 — Графики изменения давления а - в управляющей камере (1) и в камере переменного вакуума пульсатора (2), б - в межстенной камере доильного стакана, в - в подсосковой камере доильного стакана

В экспериментах использовались пульсаторы АДУ-1, «Майга» и «Волга» и сравнивались экспериментальные результаты с теоретическими зависимостями, полученными по формулам (10) и (11)

В ходе исследований процесса работы пульсаторов (рис 8) получены зависимости времени истечения и наполнения их управляющих камер от объема, частоты пульсаций и от питающего вакуума

Частота пульсаций является одним из важнейших параметров, характеризующих работу пульсатора С увеличением частоты пульсаций длительность переходных процессов в управляющей камере пульсатора уменьшается Это связано с изменением проводимости дросселя, соединяющего рабочую и управляющую камеры пульсатора (рис 8 в, г)

зо 40 Р, кПа |

б '

г, с

0,8 07 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

'ч 1

2

40

60

80 п, мин"

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

'к

1

\\

2 -

ч

"---~——--1

50 65 г 80 п, мин"1

--экспериментальные зависимости,-теоретические зависимости

Рисунок 8 - Зависимость времени истечения (1) и наполнения (2) воздухом управляющей камеры от ее объема в пульсаторе «Майга»(а), от питающего вакуума в пульсаторе «Волга»(б), от частоты пульсаций в пульсаторе «Волга»(в) и в пульсаторе «Майга»(г)

В результате лабораторных исследований было установлено, что аппарат с пульсатором «Волга» устойчиво работает в трехтактном режиме с соотношением тактов 60 30 10, а в двухтактном - с соотноше-

нием 60 40 В двухтактном режиме у пульсаторов АДУ-1 и «Майга» соотношение тактов 70 30, а в трехтактном режиме у пульсатора АДУ-1 соотношение тактов 70 18 12, а у пульсатора «Майга» 60 30 10 Так как двухрежимный аппарат должен обеспечивать в трехтактном режиме выталкивание сосков, а в двухтактном - быстрый отсос молока, то на основании лабораторных исследований можно сделать вывод, что пульсатор «Майга» выполняет все условия, предъявляемые к двух- и трехтактным аппаратам, а пульсатор АДУ-1 в двухрежимных аппаратах использовать нельзя

Расхождение между экспериментальными и теоретическими зависимостями составляет не более 3 % Это подтверждает правильность определения передаточных функций, постоянных времени и переходных характеристик

Уменьшение времени истечения и наполнения происходит при изменении рабочего вакуума и объема управляющей камеры

Полученные экспериментальные данные служили основным материалом для тщательного изучения работы доильных аппаратов на разных режимах и выявления влияния различных факторов на их основные параметры

В пятой главе «Результаты производственной проверки экспериментального доильного аппарата и расчет экономической эффективности его применения» изложены результаты опытно-производственной проверки и экономическая эффективность доильных аппаратов

Проверка двухрежимных доильных аппаратов проводилась в ОПХ «Экспериментальное» в зимне-стойловый и в летний периоды при доении коров в стойлах и на установке с проходными станками УДС-3 со сбором молока в доильные ведра и в фермерском хозяйстве «Колесов Э В » Зерноградского района Ростовской области

В задачу проверки входило

- проверить работоспособность экспериментальных аппаратов и выявить недостатки,

- оценить удобство обслуживания и эксплуатации,

- выявить влияние аппаратов на характер молокоотдачи, полноту выдаивания и состояние молочной железы

Оценка испытания экспериментальных доильных аппаратов проводилась в сравнении с серийными доильными аппаратами АДУ-1 на стаде с продуктивностью не ниже 3290 - 4520 кг молока на фуражную корову в год

Использование экспериментальных аппаратов позволило устранить ручные и машинно-ручные операции додаивания Сокращение времени на ручные операции составило около 10 секунд при доении в стан-

ках и 31 секунду при доении в стойлах

Применение двухрежимного доильного аппарата позволяет повысить надой, снизить маститные заболевания, эксплутационные издержки на 12,05%, и получить годовой экономический эффект 8225 рублей Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 3 года

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Доильные аппараты с постоянным режимом работы не могут обеспечить безопасные для животных условия доения Современный «щадящий» доильный аппарат в зависимости от молокоотдачи должен работать в автоматическом двух-трехтактном режиме, быть простым, обеспечивать безопасное доение, при низкой молокоотдаче переходить на трехтактный режим работы, выталкивать сосок из стакана, тем самым освобождая перекрытые молочные протоки, а при снижении молокоотдачи до 100 г/мин автоматически отключаться

2 Регулирующий орган пульсатора - мембранно-клапанный механизм, переключающийся скачком, представляет собой нелинейное звено релейного типа, время срабатывания ti и отпускания t2 которого определяется проекциями образующих его релейную характеристику на ось t, являются частями постоянных времени переходной характеристики h(t) = К 2 (1 - е Т| ) l(t) управляющей камеры пульсатора

3 Несмотря на то, что принцип взаимодействия с сосками вымени коровы двухтактного и трехтактного доильных аппаратов различен и подход к выводам дифференциальных уравнений разный, передаточные функции получились одинаковыми, что указывает на идентичность и совместимость их воздействия на соски теоретически и подтверждается экспериментально

4 Наличие релейных звеньев в системе ухудшает ее устойчивость однако по критерию Михайлова система будет неустойчива только тогда, когда хотя бы одна из постоянных времени Ть Т2 или Т3 станет равной 0

5 Так как двухрежимный аппарат должен обеспечивать в трехтактном режиме выталкивание и массаж сосков, а в двухтактном - быстрый отсос молока, доильный аппарат с пульсатором «Волга» устойчиво работает и в трехтактном режиме с соотношением тактов 60 30 10 и в двухтактном с соотношением 60 40, у пульсаторов АДУ-1 и «Майга» в двухтактном режиме соотношение тактов - 70 30, а в трехтактном режиме у пульсатора «Майга» — 60 30 10, а у пульсатора АДУ-1 - 70 18 12 Таким образом, пульсатор «Майга» выполняет все условия, предъявляемые к двух- и трехтактным аппаратам, а нерегулируемый пульсатор

АДУ-1 в двухрежимных аппаратах использовать нельзя

6 Время наполнения и истечения воздуха из управляющей камеры пульсатора с уменьшением давления на 10 кПа уменьшается в пульсаторе «Майга» на 25% и более, а в пульсаторе «Волга» - на 14% С уменьшением объема управляющей камеры на 5 см3 в пульсаторе «Май-га» время наполнения и истечения воздуха уменьшается от 5 до 10 % С уменьшением числа пульсаций время наполнения и истечения в пульсаторах «Волга» и «Майга» увеличивается на 5-7%

7 Оптимальными параметрами работы двухрежимного доильного аппарата по результатам исследований следует считать

двухтактный трехтактный

глубина вакуума, кПа 53 53

частота пульсов, мин"1 60±5 60±5

объем управляющей камеры, см3 30 30 продолжительность тактов, %

сосание 70 60

сжатие , 30 10

отдых - 30

8 В процессе хронометражных наблюдений было установлено, что использование экспериментальных аппаратов позволило устранить операции контроля за процессом молоковыведения, ручные и машинно-ручные операции додаивания Сокращение времени на ручные операции составило около 10 секунд при доении в станках и 31 секунду при доении в стойлах, что позволило повысить производительность труда оператора на 11,7 % при доении в станках и на 19,1 % при доении в стойлах

9 Годовой экономический эффект внедрения нового аппарата составляет 8225 рублей при доении в станках и 16061 рубль при доении в стойлах Срок окупаемости двухрежимного аппарата при доении в станках - три года и меньше года при доении в стойлах

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 С1 2234835 Яи 7 А 01 J 5/003 Установка доильная выдвижная / Винников И К , Сергиенко А Г , Сребнюк В К , Бенова Е В , Дойникова О В (Всероссийский НИПТИ механизации и электрификации сельского хозяйства) - № 2002132918, Заявл 27 08 02 //Изобретения (Заявки и патенты)-2004 -№24 - С 359

2 Бенова Е В Универсальная автоматизированная доильная установка для молочных ферм и пастбищ / И К Винников, А Г Сергиенко, В К Сребнюк, Е В Бенова // Исследования и разработка эффективных технологий и технических средств для животноводства Сб науч тр /

ВПИПТИМЭСХ-- ЗерйОгрйл, 2004. - Г. 188-) 44,

3. Бенова С.В. Динамическая мол ель доильного аппарата / И.К. Вин нико е , Е.В. Бе Шва // РАСХН Перспективное машинно-технологическое обеспечение агроШшемерной системы: Юбилейный сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. - Ростов - на -Дону, 2004. - С. 121-131.

4. Бенова ВШ. Передаточная функция двухтактного доильного аппарата / И Ж Виннпков, О.Б. Забродина, Е.В. Бенова //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2004. - № 4 - С. 3 1-32,

5. Бенова Е.В. К энергетическому обоснованию технологии машинного доения коров / О.В. Пикалова, Е.В. Бенова //Совершенствование процессов и технологических средств ¡1 АПК: Сб. науч. тр. / А 41 А А. - Зерноград, 2003. - С. 60-64.

6. Еёнова Е.В. Результаты теоретических исследований исполнительных органов двухрежимного доильного аппарата / И.К. Винникон, Е.В. Бенова И Ресурсосберегающие технологий и технические средства в животноводстве: Сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград. 2005. -С. 5К-65.

7. Бенова Е.В. Обоснование динамической устойчивости двухтактного доильного аппарата / Е.В. Ненова // Ресурсосберегающие технологии и технические средства в животноводстве: Сб. науч. гр. / ВНИПТИМЭСХ;,-Зерноград, 2005.-С. 74-83.

8. Бенова Е.В. Результаты исследовании доильного аппарата для фермерских хозяйств / Е.В. Бенова // Новые технологии и технические средства в животноводстве: разработка, Испытания, эффективность: Сб. пауч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 2006. - С. 45-50.

9. Бенова Е.В. Результаты лабораторных и производственных испытаний доильного аппарата для фермерских хозяйств / Е.В. Бенова // Иовационные процессы в развитии животноводства: исследования, реализация, анализ: Сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. -.Зерноград, 2006. -

С. 35-44.

ЛР 65-13 от 15.02.99. Подписано в печать 11.10.07. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,0.Тираж 100 экз. Заказ№481.

© РИО ФГОУ В ПО АЧГАА

347740 Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15

Ъ ВВЕДЕНИЕ.

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Доильные установки для малых форм хозяйствования.

1.2. Доильные аппараты, рекомендуемые для малых форм хозяйствования.

1.3. Анализ работ по теории доильных аппаратов.

1.4. Объект исследований.

1.5. Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ

ДОИЛЬНОГО АППАРАТА.

2.1. Теоретические исследования работы пульсатора доильного аппарата.

2.2. Динамика взаимодействия доильного стакана с соском вымени коровы при работе аппарата в двухтактном режиме.

2.3. Теоретические исследования работы доильного аппарата в трехтактном режиме.

2.4. Исследование работы доильного аппарата на устойчивость в двух-трехтактном режиме.

Выводы.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Описание применяемых приборов и экспериментальных установок.

3.2.1. Установка для исследования параметров и режимов работы ^ доильного аппарата.

3.2.2. Установка для исследования расходной характеристики дросселя пульсатора.

Ь 3.2.3. Установка для определения расходной характеристики шлангов разных диаметров.

3.3 Методика проведения опытов по исследованию параметров доильных аппаратов.

3.3.1. Зависимость частоты пульсаций от основных параметров аппарата.

3.3.2. Исследование процесса работы пульсатора двух-трехтактного доильного аппарата.

3.3.3. Влияние основных факторов аппарата на длительность переходных процессов в камерах доильных стаканов.

3.3.4. Влияние основных факторов аппарата на соотношение между тактами.

3.3.5. Расходная характеристика регулируемого дросселя пульсатора.

3.3.6. Расходная характеристика шлангов разных диаметров.

3.4 Методика обработки экспериментальных данных.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ I ДОИЛЬНОГО АППАРАТА С УПРАВЛЯЕМЫМИ РЕЖИМАМИ

РАБОТЫ.

4.1. Зависимость частоты пульсаций основных параметров аппарата.

4.2. Расходная характеристика регулируемого дросселя пульсатора.

4.3. Расходные характеристики шлангов разных диаметров.

4.4. Исследование процесса работы пульсатора двух-трехтактного доильного аппарата.

4.5. Влияние основных факторов аппарата на соотношение между тактами и длительность переходных процессов.

Выводы.

I 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОВЕРКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОИЛЬНОГО АППАРАТА И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ.

5.1. Результаты производственной проверки двухрежимного

9 доильного аппарата.

5.2. Экономическая эффективность внедрения результатов исследования.

Выводы.

Экономический кризис, поразивший нашу страну, не обошел и агропромышленный комплекс, особенно пострадали товаропроизводители сельскохозяйственной продукции. В настоящее время большинство коллективных государственных хозяйств являются нерентабельными и требуют огромных капиталовложений.

Предполагалось, что спасением аграрного сектора может быть интенсивное развитие фермерства. Однако многие создаваемые фермерские хозяйства быстро разоряются. Это происходит из-за нестабильности рынка и диспаритета цен, инфляции, отсутствия опыта, традиций и государственной поддержки, проблем с переработкой и сбытом продукции и пр. /79/.

Согласно данным Госкомстата России в настоящее время 38% валовой продукции производят сельхозпредприятия (бывшие колхозы и совхозы), 60% - личные подсобные хозяйства населения и только 2% - крестьянские (фермерские) хозяйства. В общей номинации фермерских хозяйств только 913% - животноводческого направления, из которых молочные составляют единицы с очень короткой продолжительностью жизни, вернее «периодом распада».

Первое же знакомство, обследование и анализ опыта отечественного молочного фермерства, в котором преобладает тяжёлый ручной труд, примитивные технологии производства, хранения и первичной обработки молока, практически отсутствуют его переработка и гарантированные выгодные рынки сбыта, большие транспортные расходы, ничтожно малая цена и, соответственно, доходы от реализации продукции, часто не покрывающие издержки производства, и многое другое заставляют сделать вывод о бесперспективности развития этого направления производства молока /113,115/.

Однако обобщение достижений мировой науки и передового опыта зарубежных стран: США, Бельгии, Великобритании, Германии, Дании, Нидерландов, Франции, Швеции и др. - приводит к противоположному выводу.

Так как средний размер молочных стад в этих странах составляет 30-50 коров, то можно заключить, что там все еще преобладают мелкие фермерские хозяйства. Однако это не мешает иметь среднюю продуктивность 5-8тыс. кг на голову в год (в России - 3600 кг) с затратами труда 0,6 - 0,8 чел-ч/ц, что на порядок ниже российских. Если в крестьянских хозяйствах России преобладает ручной труд, то в фермерских хозяйствах западных стран он не только механизирован и автоматизирован, но и роботизируется. В настоящее время уже работают около 4000 дояров-роботов, обеспечивающих процесс доения без участия человека. Стоимость робота высокая, она составляет 150.200 тыс. долларов США и все равно это фермерам выгодно /115,119/.

Западные страны - это не только высокая культура производства молока, но и питания населения. Вопросы качества производства молока у них стоят на первом месте и хорошо отработаны.

Самое чистое и полезное молоко для своих детей и собственных нужд получают крестьянки при ручном доении и кормлении коров луговыми травами и сеном. Это молоко можно и нужно пить без кипячения. В США и странах Западной Европы такое молоко называется гарантированным питьевым.

У травоядных млекопитающих система молокообразования организована и функционирует таким образом, что обогащает молоко не только всеми необходимыми микроэлементами, витаминами и пищевыми нутриентами, но и целебными, а также ароматическими веществами трав, которыми они питаются. В западноевропейских странах самым ценным считается молоко, получаемое на альпийских лугах. К сожалению, в нашей стране самое высококачественное молоко, получаемое на пастбищах в личных подсобных, крестьянских (фермерских) хозяйствах и на малых фермах пока недооценивается. Но можно не сомневаться, что по мере роста покупательной способности и культуры питания населения такое молоко будет по достоинству оценено и у нас.

В экологически чистой среде при хороших кормах самое высококачественное молоко находится в вымени здоровой коровы. В зависимости от способа молоковыведения и культуры производства сортность молока, получаемого от коров, может резко снизиться сразу же после вывода его из вымени. Причем поднять сортность молока путем его обработки чаще всего бывает уже невозможно.

Чтобы личные подсобные и фермерские хозяйства производили больше молока, надо увеличить производство и реализацию средств малой механизации.

В зоне Северного Кавказа основное молоко получают летом, при этом 100% молочного поголовья ЛПХ, малых и средних ферм содержится на пастбищах, поэтому современные крупные и мелкие фермы нуждаются в универсальных доильных установках, которые можно было бы использовать не только зимой на фермах, но и летом на пастбищах.

Наиболее перспективна технология доения коров в автоматических кормодоильных станках-роботах со свободным посещением их животными для кормления, во время которого происходит автоматическое доение. Но из-за высокой стоимости она не скоро найдет широкое распространение в России.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом большое распространение получили автоматизированные доильные аппараты - манипуляторы, обеспечивающие автоматический контроль за процессом молоковыведения, своевременное машинное додаивание, отключение, снятие и вывод доильного аппарата из-под вымени коровы. Но такие аппараты можно использовать только на станочных установках /18,20/.

Поэтому возникла необходимость вместо манипуляторов разработать автоматизированный доильный аппарат, который надежно бы работал в условиях агрессивной среды и повышенной влажности ферм, стимулировал молокообразование, производил додой и отключение аппарата и который можно было бы использовать в стойлах и на пастбищах всех форм хозяйствования, включая малые.

Объектом исследования является динамика вакуумного привода двухтактных и трехтактных доильных аппаратов.

Методы исследования: системный анализ и синтез сложных биотехнических систем и теория систем автоматического регулирования.

Научная новизна работы состоит в применении теории систем автоматического регулирования для описания динамики работы доильного аппарата и получении аналитических зависимостей для определения статических и динамических характеристик двухтактных и трехтактных доильных аппаратов и их узлов и синтеза на их основе двух-трехтактного способа доения и доильного аппарата.

Практическую ценность представляют: разработанные способ и доильный аппарат с управляемым от интенсивности молоковыведения двух-трехтактным режимом работы, обеспечивающим автоматический контроль за процессом доения, своевременное додаивание, отключение, снятие и вывод аппарата из-под вымени коровы.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научных конференциях ВНИПТИМЭСХ (2002-2007гг.), Азово -Черноморской агроинженерной академии (2003г., 2006г., 2007г.) и СевероКавказского НИИ животноводства (2005г.).

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Анализ процесса доения коров двухтактными и трехтактными доильными аппаратами и синтез нового двух-трехтактного способа молоковыведения.

2. Динамические модели в передаточных функциях двухтактного, трехтактного и двух- трехтактного доильных аппаратов.

3. Переходные характеристики двух-трехтактного доильного аппарата.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, общим объемом 3 п.л.

Реализация результатов исследования. Разработанный доильный аппарат прошел производственную проверку в ОПХ «Экспериментальное» и производственные испытания в фермерском хозяйстве «Колесов Э.В.» Зер-ноградского района Ростовской области. Результаты исследований приняты к использованию Азовским оптико-механическим заводом (ОАО АОМЗ, г. Азов).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 120 наименований, и 5 приложений, содержит 145 страниц машинописного текста, 56 рисунков и 14 таблиц.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Доильные аппараты с постоянным режимом работы не могут обеспечить безопасные для животных условия доения. Современный «щадящий» доильный аппарат в зависимости от молокоотдачи должен работать в автоматическом двух-трехтактном режиме, быть простым, обеспечивать безопасное доение, при низкой молокоотдаче переходить на трехтактный режим работы, выталкивать сосок из стакана, тем самым, освобождая перекрытые молочные протоки, а при снижении молокоотдачи до 100 г/мин автоматически отключаться.

2. Регулирующий орган пульсатора - мембранно-клапанный механизм, переключающийся скачком, представляет собой нелинейное звено релейного типа, время срабатывания ti и отпускания t2 которого определяется проекциями образующих его релейную характеристику на ось t, являются частями постоянных времени переходной характеристики t т h(t) = К2 (1 - е 1) • l(t) управляющей камеры пульсатора.

3. Несмотря на то, что принцип взаимодействия с сосками вымени коровы двухтактного и трехтактного доильных аппаратов различен и подход к выводам дифференциальных уравнений разный, передаточные функции получились одинаковыми, что указывает на идентичность и совместимость их воздействия на соски теоретически и подтверждается экспериментально.

4. Наличие релейных звеньев в системе обычно ухудшает ее устойчивость, однако по критерию Михайлова система устойчива, неустойчивой она может бытьтолько тогда, когда хотя бы одна из постоянных времени Ть Т2 или Т3 станет равной 0.

5. Так как двухрежимный аппарат должен обеспечивать в трехтактном режиме - выталкивание и массаж сосков, а в двухтактном режиме - быстрый отсос молока, доильный аппарат с пульсатором «Волга» устойчиво работает и в трехтактном режиме с соотношением тактов 60:30:10 и в двухтактном с соотношением 60:40, у пульсатором АДУ-1 и «Майга» в двухтактном режиме соотношение тактов 70:30, а в трехтактном режиме у пульсатора «Майга» 60:30:10, а у пульсатора АДУ-1 - 70:18:12. Таким образом, пульсатор «Май-га» выполняет все условия, предъявляемые к двух и трехтактным аппаратам, а нерегулируемый пульсатор АДУ-1 в двухрежимных аппаратах использовать нельзя.

6. Время наполнения и истечения воздуха из управляющей камеры пульсатора с уменьшением давления на 10 кПа уменьшается в пульсаторе «Майга» на 25% и более, а в пульсаторе «Волга» - на 14%. С уменьшением объема управляющей камеры на 5 см3 в пульсаторе «Майга» время наполнения и истечения воздуха уменьшается от 5 до 10 %. С уменьшением числа пульсаций время наполнения и истечения в пульсаторе «Волга» и в пульсаторе «Майга» увеличивается на 5-7%.

7. Оптимальными параметрами работы двухрежимного доильного аппарата по результатам исследований следует считать: двухтактный трехтактный глубина вакуума, кПа 53 53 частота пульсов, мин*1 60±5 60±5 объем управляющей камеры, см3 30 30 продолжительность тактов, % сосание 70 60 сжатие 30 10 отдых - 30

8. В процессе хронометражных наблюдений было установлено, что использование экспериментальных аппаратов позволило устранить операции контроля за процессом молоковыведения, ручные и машинно-ручные операции додаивания. Сокращение времени на ручные операции составило около 10 секунд при доении в станках и 31 секунду при доении в стойлах, что позволило повысить производительность труда оператора на 11,7 % при доении в станках и на 19,1 % при доении в стойлах.

9. Годовой экономический эффект внедрения нового аппарата составляет 8225 рублей при доении в станках и 16061 рубль при доении в стойлах. Срок окупаемости двухрежимного аппарата при доении в станках - три года и меньше года при доении в стойлах.

1. Абшке 3. Промышленное производство молока /3. Абшке, А.П. Бе-гучев, Г.Клайбер. -М.:Колос, 1981.-303 с.

2. Автоматизация процессов доения на животноводческих комплексах / Г.Р. Носов, В.А. Кондратец, В.Ф. Пащенко, В.М. Калич. К.: Вища шк., Головное изд-во, 1985. - 215с.

3. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П.Адлер, Е.В. Маркова, Ю.Б. Грановский. М.: Наука, 1976. -280 с.

4. Админ Е.И. Доение коров на фермах доильных комплексов / Е.И. Админ. К.: Урожай, 1980. - 144с.

5. Алябьев Е.И. Состояние и развитие комплексной механизации в молочном скотоводстве / Е.И. Алябьев. М.: ВНИИТЭИСХ, 1985. -. 321 с.

6. Аппарат «Кубань» для любого доильного оборудования / Л.Г. Гор-ковенко, Н.П. Морозов, Н.П. Ледин, А.К. Литвинов, Н.И. Литвинов // Техника и оборудование для села. 2005. - №10. - С. 16-17.

7. Архангельский И.И. Санитария производства молока / И.И. Архангельский. М.: Колос, 1974. - 312с.: ил.

8. Белехов И.П. Новое в механизации животноводства / И.П. Белехов. -М.: Колос, 1983.-С. 141.

9. Бабкин В.П. Механизация доения коров и первичной обработки молока / В.П. Бабкин. М.: Агропромиздат, 1986. - 320с.

10. Беляевский Ю.И. Современная техника на молочных фермах и ее эксплуатация / Ю.И. Беляевский. М.: Колос, 1975. - 352с.

11. Бенова Е.В. Обоснование динамической модели двухтактного доильного аппарата / Е.В. Бенова // Ресурсосберегающие технологии и технические средства в животноводстве: Сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград, | 2005.-С. 74-83.

12. Бенова Е.В. К энергетическому обоснованию технологии машинного доения коров / О.В. Пикалова, Е.В. Бенова //Совершенствование процессов и технологических средств в АПК: Сб. науч. тр. / АЧГАА. Зерноград, 2005. -С. 60-64.

13. Бенова Е.В. Результаты исследований доильного аппарата для фермерских хозяйств / Е.В. Бенова // Новые технологии и технические средства в животноводстве: разработка, испытания, эффективность: Сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград, 2006. - С. 45-50.

14. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования / В.А.Бесекерский, Е.П.Попов. М: Наука, 1972. - 767с.

15. Брага С.С., Бородулин Е.Н., Цой Ю.А., и др.: Под ред. Дерябина А.А. Учебник оператора по обслуживанию дойного стада. -М.: Колос, 1982. -255с.

16. Вальдман Э.К. Физиология машинного доения коров / Э.К. Вальд-ман. Л.: Колос, 1977. - 191с.

17. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработка опытных данных / Г.В. Веденяпин. 3-е изд. - М.: Колос, 1973. -199 с.

18. Велиток И. Г. Технологические факторы производства молока / И. Г. Велиток. М.: Знание, 1987. - 63 с.

19. Велиток И.Г. Машинное доение и раздой коров / И.Г. Велиток. К.: Урожай, 1967.- 168с.

20. Велиток И.Г. Физиология молокоотдачи при машинном доении / И.Г. Велиток. К.: Урожай, 1974. - 127 с.

21. Велиток И.Г. Технология машинного доения / И.Г. Велиток. М.: Колос, 1975.-255 с.

22. Веприцкий А.С. Изучение работы исполнительного органа доильного аппарата /А.С. Веприцкий, И.А. Хозяев // Исследование рабочих органов сельхозмашин. Ростов-на-Дону, 1965.

23. Винников И.К. Основные направления комплексной автоматизациидоения / И.К. Винников // Разработка и использование средств электромеханизации в животноводстве: Сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград, 1987. -С. 5 -14.

24. Винников И.К. Технологии, системы и установки для комплексной механизации и автоматизации доения коров / И.К. Винников, О.Б. Забродина, Л.П. Кормановский. Зерноград, 2001. - 354с.

25. Винников И.К. Модель лактирующей биотехнической систе-мы//И.К.Винников, О.Б.Забродина // Механизация и электрификация с.х. производства.-2004. №5.-С. 16-18.

26. Винников И.К. Динамическая модель доильного аппарата / И.К. Винников, Е.В. Бенова // РАСХН Перспективное машинно-технологическое обеспечение агроинженерной системы: юбилейный сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. Ростов - на -Дону, 2005. - С. 121-131.

27. Винников И.К. Передаточная функция двухтактного доильного аппарата / И.К. Винников, О.Б. Забродина, Е.В. Бенова //Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2004. - № 4 - С. 31-32.

28. Выбор и оценка доильных аппаратов и молоковакуумных систем / В.П. Савран, В.П. Бабкин, В.И. Пискун, В.И. Грицаенко, В. Я. Круговой, Д.В. Овдиенко, В.Я. Ходарев, В.Н. Моисеенко, С.Ф. Антоненко, В.А. Версаль. -Харьков,2002. 84с.: ил.

29. Гарькавый Ф.А. Селекция коров и машинное доение / Ф.А. Гарька-вый М. Колос, 1974 - 160 с.

30. Ганелин А. М. Механизация, электрификация и автоматизация в животноводстве СССР / А. М. Ганелин, Н. М. Морозов М.: ВНИИТЭИСХ, 1980.-52 с.

31. ГОСТ Р 52054-2003. Молоко натуральное коровье сырье. Технические условия - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 9с.

32. Дегтерев Г.П. Механизация молочных ферм и комплексов / Г.П. Дегтерев М.: Высш. шк., 1984. - 352с.: ил.

33. Завалишин Ф.С. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства / Ф.С. Завалишин, М.Г. Мацнев М.: Колос, 1981. -232с.: ил.

34. Захаров А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве / А.А. Захаров М.: Агропромиздат, 1986. - 288 с.

35. Звиняцковский В.Г. Новое в машинном доении коров / В.Г. Звиняц-ковский М.: Россельхозиздат, 1983. - 61с.: ил.

36. Ивашура А.И. Система мероприятий по борьбе с маститами коров / А.И. Ивашура-М.: Росагропромиздат, 1991. 240 с.

37. Ивашура А.И. Корова на подворье / А.И. Ивашура М.: Знание, 1988.-64 с.

38. Ивашура А.И. Гигиена производства молока / А.И. Ивашура М.:

39. Россельхозиздат, 1984. 143 с.

40. Карташов Л.П. Технологические основы создания управляемой системы при машинном доении коров/ Автореф.дис. д-ра техн.наук / Волгоград, 1973. -46с.

41. Карташов Л.П. Контроль при машинном доении / Л.П. Карташов.I

42. М.: Россельхозиздат, 1977. 48 е.: ил.

43. Карташов Л.П. Контрольное оборудование для машинного доения коров / Л.П. Карташов. М.: Россельхозиздат, 1983. - 96 е.: ил.

44. Карташов Л.П. Механизация и электрификация животноводства / Л.П. Карташов, В.Т. Козлов, А.А. Аверкиев М.: Колос, 1979. - 351с.: ил.

45. Карташов Л.Н. Машинное доение коров / Л.Н. Карташов М.: Колос, 1982.-301 с.

46. Карташов Л.П. Машинное доение коров: Учебное пособие для сред. Сел. Проф.-техн. училищ 3-е изд., испр. и доп. / Л.П. Карташов, Ю.Ф. Кура-нов - М.: Высшая школа,1980. - 223 с.

47. Карташов Л.П. Анализ схемы компактного доильного аппарата / Л.П. Карташов, Ю.А. Обухов // Техника в сельском хозяйстве. 2002. - №3. -С.3-5.

48. Карташова В.М. Маститы коров / ВМ. Карташова, А.И. Ивашура -М.: Агропромиздат, 1988.-22 с.

49. Кирсанов В.В. Оптимальный режим регулирования вакуума в доильном аппарате / В.В. Кирсанов // Механизация и электрификация сельскогохозяйства. 2002. - № 8. - С. 16-18.

50. Ковалев Ю. Н. Аппараты молочных линий на фермах / Ю.Н. Ковалев. М.: Агропромиздат, 1985. -271 с.

51. Коваленко В.П. Промышленное производство молока и свинины в Дании / В.П. Коваленко, И.Г. Лысык. Краснодар: «Советская Кубань», 2005. -354 е.: ил.

52. Комплексная механизация в животноводстве / М.И. Горячкин, М.С. Носов, Н.Е. Баландина, А.Н. Миронова, В.Ф. Новожилов -М.: Колос, 1964. -240с.: ил.

53. Концепция развития технологии, способов механизации и автоматизации процессов при производстве продукции животноводства на период до 2010года. Подольск: ВНИИМЖ, 2001. - 104с.

54. Коган Г.Ф. Маститы и санитарное качество молока / Г.Ф. Коган, А.П. Горина Минск: Ураджай, 1990. - 77 с.

55. Королев В. Ф. Доильные машины / В. Ф. Королев. М.: Машгиз, 1962. -284с.

56. Королев В.Ф. Основные принципы конструирования доильных машин / В.Ф.Королев, Н.И.Еланская // Вопросы физиологии машинного доения. -М.: Колос, 1970.-С. 81-88.

57. Краснов И.Н. Доильные аппараты / И.Н.Краснов. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского ун-та, 1974. - 227с.

58. Краснокутский Ю.В. Практикум по машинам и оборудованию молочных комплексов / Ю.В. Краснокутский. М.: Агропромиздат, 1985. - 255с.

59. Краусп В.Р. Комплексная автоматизация в промышленном животноводстве / В.Р. Краусп. М.: ВНИИТЭИСХ, 1980. -52 с.

60. Краусп В.Р. Адаптивные технологии и оборудование для кормления и обслуживания животных / В.Р. Краусп //Техника в сельском хозяйстве. -2000.- №5. -С. 18-22. > 67. Кэмбелл Д.Р. Производство молока / Д.Р. Кэмбелл, Р.Т. Маршалл 1. М.: Колос,1980. 670 с.

61. Кокорина Э. П. Условные рефлексы и продуктивность животных / Э. П. Кокорина. М.: Агропромиздат, 1986. - 336 с.

62. Методические рекомендации по реконструкции и техническому пе-f реоснащению животноводческих ферм. МСХ РФ М.-.ФГНУ «Росинформагротех».2000. 225с.

63. Мезенцев А.П. Основы расчета мероприятий по экономии тепловой энергии и топлива/А.П.Мезенцев. JL: Энергоатомиздат. Ленинрг. отд-ние, 1984.-120 с.

64. Методика определения экономической эффективности технологийiи сельскохозяйственной техники. М.: Минсельхозпрод, 1998. - 219с.

65. Механизация доения и первичной обработки молока / В.П. Бабкин, Т.А. Меренкова, И.А. Самургашьян, А.Ф. Шекалов М.: Колос, 1970. - 184с.: ил.

66. Механизация животноводческих ферм / С.В. Мельников, П.В. Андреев, В.Ф. Базенков, Б.И. Вагин, П.К. Жевлаков, Г.Я. Фарбман М.: Колос, 1969.-440с.: ил.

67. Мжельский Н.И. Справочник по механизации животноводства / Н.И. Мжельский, А.И. Смирнов М.: Колос, 1984. - 336с.

68. Мишин Ф.А. Исследование и обоснование параметров и режимов работы доильного аппарата попарного доения / Автореф. дис. . канд. техд. наук / Всерос. н.-и. и проект.- технол. ин-т механизации и электрификации сел. хоз-ва. Зерноград, 1982. - 26с.

69. Мишуров Н.П. Анализ затрат труда на доение и производительности доильных установок за рубежом / Н.П. Мишуров // Техника и оборудование для села. 2005. - № 10. - С. 43-46.

70. Моделирование распределения сил в биологических тканях в уеловиях периодически изменяющегося давления / З.В. Макаровская, Е.С. Котля-ров, И.А. Бунин, В.И. Чепасов // Техника в сельском хозяйстве. 2002. - № 3.i -С. 26-28.

71. Моль Р. Гидропневмоавтоматика: Пер. с франц. / Р. Моль. М.: Машиностроение, 1975. - 357с.

72. Морозов Н.М. Направления рационального использования энергетических ресурсов в животноводстве / Н.М. Морозов // Техника и оборудоваf ние для села. 2001. - № 4. - С. 3-5.

73. Мусин A.M. Методы технико-экономической оценки биотехнических систем животноводства / А.М.Мусин.- М.: Россельхозакадемия, 2005. -81с.

74. Обухов Ю. А. Обоснование режима извлечения молока из вымени животного при доении компактным доильным аппаратом / Автореф. дис. .iканд. техн. наук / Оренбурский гос. агр. ун-т. Оренбург, 2001. - 20с.

75. Огарков Н. Качество молока и рентабельность производства / Н. Огарков //Экономика сельского хозяйства России. 2001 - №5. - С. 31.

76. Огородников П.И. Доильное оборудование для исследовательских целей / П.И. Огородников, А.А. Попов, Н.В.Андреева // Техника в сельском хозяйстве. 2002. - №3. - С. 24-28.

77. Палкин Г.Г. Молочные и доильно-молочные блоки на фермах и комплексах / Г.Г. Палкин, Ю.Н. Ковалев. М.: Наука, 1990. - 160с.: ил.

78. Пахомов B.C. Книга мастера машинного доения / B.C. Пахомов 2-е изд., перераб. и доп. - Кишенев: Картя Молдовеняскэ, 1983 - 172с.: ил.

79. Поляков И.И. Влияние повышенного вакуума доильного аппарата на жирность молока коров. / И.И. Поляков, А.Б. Левин. Сб. науч. тр. / МИ-ИСП, т. 10, вып. 1, 4.1.М., 1973. С. 322-327.

80. Попов А.А. Разработка и исследование стимулирующего доильного аппарата / Автореф. дис. . канд. техн. наук / Оренбурский гос. агр. ун-т. / Оренбург, 2000. 22с.

81. Машиностроение, 1971.- 160с.

82. Правила машинного доения. М.: Агропромиздат, 1989. - 40с.

83. Промышленное производство молока: опыт и проблемы / Л.К.Эрнст, Н.М.Крамаренко, Н.П. Трунов, В.И. Ермоленко. Л.: Колос,1978. -296с.

84. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента/ Л.З. Румшинский. М.: Наука, 1971. - 192 с.

85. Разработать систему механизации малых молочных ферм Сибири с затратами труда 1-1,5чел.-ч/ц молока: Отчет о НИР (заключительный) /СибИМЭ; руководитель В.А.Стремнин; №ГР 0189.0013915.Новосибирск.-1989.

86. Рекомендации по реконструкции молочных ферм на базе адаптивных технологий и оборудования / Ю.А. Цой, Е.Е. Хазанов, М.А. Тищенко, С.В. Рыжов. -М.: Россельхозакадкмия, 2000. 144 с.

87. Ромашкевич И.А. Повышение эффективности машинного доения на основе изменения отсасывающей способности доильного аппарата / Автореф. дис. . канд. техн. наук / Белорусская сельскохозяйственная академия. Горки, 1986.-17с.

88. Соловьев С.А. О внедрении компактного доильного аппарата /С. А.Соловьев, Е. М. Асманкин // Техника в сельском хозяйстве. 2000. - №4. -с. 32-34.

89. Соловьев С.А. Исследование сил, действующих на доильный стакан /С. А.Соловьев, Н.А. Маловский, Е. М. Асманкин, В.Ю. Соколов // Техника в сельском хозяйстве. 2002. - №3. - С. 38-39.

90. Справочник по механизации работ на животноводческих фермах. Под. Ред. канд. техн. наук Н.И. Мжельского Л.: Колос, 1972 - 519с.: ил.

91. Скроманис А. А. Исследование исполнительных механизмов доильного аппарата с целью улучшения качества процесса доения / Автореф. дис. . канд. техн. наук / Латвийская сельскохозяйственная академия. Елгава, 1962. -38с.

92. Ю1.Стрикун А.А. Оператору машинного доения / А.А. Стрикун, М.В. Барановский, А.П. Макаревич. Минск.: Ураджай, 1987. -136 с.$ 102. Система CEJIEKC в решении продовольственной программы СССР.-Рига: Знание, 1986.

93. Ю4.Тараненко А.Г. Регуляция молокообразования / А.Г. Тараненко -Д.: Агропромиздат, 1987- 136 с.

94. Ю5.Текучев И.К. Принципы создания новой техники для молочного скотоводства / И.К. Текучев // Механизация и электрификация сельского хозяйство. 2002. -№ 8. - С. 12-15.

95. Технические параметры некоторых современных доильных аппаратов / Л.П. Карташов, З.В. Макаровская, А.П. Фризен, Р.С. Куспаков, В.Д. Поздняков // Техника в сельском хозяйстве. 2003. - № 3. - С. 11-14.

96. Туманян A.JI. Особенности адаптации голштенизированных черно-пестрых коров в субтропическом климате. / Автореф. дисс. . канд. с.х. наук. Краснодар, 2003.

97. Уланов И.А. Механизация доения коров и первичной обработки молока / И.А. Уланов. Саратов, 1977. - 57с.: ил.

98. Уиттлстон У.Г. Принципы машинного доения / У.Г. Уиттлстон -М.: Колос, 1964- 197с.

99. Федан В.И. Механизация производства молока / В.И. Федан М.: Колос, 1984.-175 с.

100. Ш.Франс Дж. Математические модели в сельском хозяйстве / Дж.Франс, Дж.Х.М. Торнли // Пер. с англ. А.С. Каменского; под. Ред. Ф.И. ! Ерешко. М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.

101. Хозяев И.А. Научные основы и инженерные методы расчетов надежности сельскохозяйственных биотехнических систем «человек-машина-животное»/ Автореф. дис. д-ратехн.наук/.-Ростов-на-Дону, 1984. -44с.

102. Цой Ю.А. Молочные линии животноводческих ферм и комплексов / f Ю.А. Цой М.: Колос, 1982. - 222с.: ил.

103. Цой Ю.А.Проблемы и стратегия реформирования электромеханизации молочных ферм / Ю.А. Цой // Техника в сельском хозяйстве. 2000. -№5.-С. 16-18.

104. Черноиванов В.И. Тенденции развития механизации и автоматизации животноводства. / В.И. Черноиванов, И.В. Ильин // Техника и оборудование для села. 2004. - № 6. - С. 24-25.

105. Чернышев В.О. АСУ ТП в промышленном животноводстве / В.О. Чернышев// М.: Россельхозиздат, 1984. - 190 е.: ил.

106. Шкабара Е.А. О возможной структуре передаточной функции системы «Легочная вентиляция напряжение кислорода в артериальной крови» / Е.А. Шкабара // Моделирование в биологии и медицине. Вып. Шк. - Киев: Наукова думка, 1968. - 208 с.

107. Элементы и схемы пневмоавтоматики / Т. К. Берендс, Т.К. Ефремова, А.А. Тагаевская, С.А. Юдицкий М.: Машиностроение, 1976. - 246с.: ил.

108. Яковчик Н.С. Роботы для производства молока / Н.С. Яковчик, Г.Г. Палкин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1999. - № 9. - С. 3739.

109. СОГЛАСОВАНО» Индивидуальный Предприниматель глараЛСХФ «Колесов Э.В.» / qJ^tA-edi Э.В.Колесов1. OS»2007 г.1. Зам.дире