автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОВЬШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОРОВ



На прмал^руколиси

ПРОНИЧЕВ НИКОЛАЙ ПАВЛОВИЧ

МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОРОВ

специальности-. 06.02.04.- члстна* юсташим, технологи произведет продуктов

А ЖНВОТНОВОДСТ?»

О5.20.0).- механизму« еетьСк-схстПсткнного тосгаводст

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на сситнне ученой степени доктор» сельекохомйствекнык и»ук ■

п.Дуброеииы, Московское области 1997

узошси и ¿¿ри^'+Л/М/

С ■ > ■ ;

Райота выполнена во Всероссийском научно-исследователь-. с ком институте животноводства (ВИИ) и Московском государственном агроинженерном университете им. В.П. Горячкина (МГАУ).

Научные консультанты: Академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ' И. И. СТРЕКОЗОВ,

Доктор экономических нзук, профессор Ю. А, ШАРЕВ.

Официальные оппоненты: Доктор сельсксхогяйственных наук Легпшин Г.П.; Доктор технических наук, профессор Иекрзшевт В.Ф.; Лектор сель скохозяйотенных наук, профессор

Переверзев Д. Б.

Ведущее предприятие:

Научно-исследователь ский институт комплексных проблем машиностроения для животноводства и кормопроизводства

А.О. "ВИНШт"

Защита состоится ". /_" Шо^Л 1997 г. в час. на заседании диссертационного совета Д.OSO.16.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте животноводства (БИЖ) по адресу: 142012, п.Дубровицы,-Подольского ругана,Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЖа Автореферат разослан

№ c¿¿£3<,e 1997 г.

Учений секретарь диссертационного еоветг. к.с.-х.н.

ЮЛ. Шматов

-1-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЫЮСТЬ РАБОТЫ. В комплексе работ, проводимых на . молочных фермах и комплексах, одним иэ трудоемких процессов является машинное доение коров. При существующих оредствах механизации на еаграты труда по производству молока приходится около 4БХ от всех трудозатрат. В современных технологиях производства молока существенное влияние на продуктивность животных оказывает завершающий Сиотехнологическии процесс - процесс машинного доения коров. Серийно выпускаемые доильные аппараты не в полной мере отвечают требованиям, которые предъявляются практикой молочного животноводства. Поэтому изыскание новых методов и создание более совершенных технических средств является актуальной проблемой повышения эффективности машинного доения коров.

- Исследования, представленные в работе, выполнялись в соответствии о планами Госкомитета по.науке и технике Совета Министров СССР, и Минсельхоепрода Российской Федерации 0.51.25Ц. 0.61.Ё5Х. О.СХЛОЁ. '

ЦЕЛ РАБОТЫ. Цель» диссертационной работы является разработка более- совершенных методов и технических средств для повышения молочной продуктивности и эффективности процесса машинного доения короэ.

НАУЧНУЮ НОВИЗНУ работы отставляют:

- методологические и методические основы повышения эффективности машинного доения коров, дальнейшее развитие теории системного решения технологических проблем процесса машинного.до-ения* животных с применением методов математического моделирования и ЭВМ; .

- аналитические з,

трщ^лтч;,—силы и

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕНА £ ■ ~ ' Мое ' - ачлдомни

интенсивность «олоковыведения от величины вакуумного воздействия доильной машины и внутрившенного давления молока животного; • . ;

- аналитические зависимости расчета параметров, характеризующие режим работы доильных машин и основные физиологические,показатели вымени животных в процессе машинного доения;

- аналитические зависимости расчета суммарной работоспособности доильник;машин при выведении молока ив вымени коров;

- аналитическая зависимость расчета плотности потока энергии лазерного Излучения малой интенсивности» воздействующего на 'биологически активные точки (ЕАТ) вымени животных.

Новизна предложенных способов и конструкторских ' разработок, -направленных на повышение эффективности и сов ертенствова-; нив процесса машинного доения короз, подтверждена 20 авторски-: ми свидетельствами, в том числе 9 патентами Российской Федерации. .. ■ . . \

' НАУЧНАЯ ЦШЯЮСТЬ. Обоснован для технологических линий до' ильных систем рациональный.способ машинного доения животных, защищенный патентом Российской Федерации N0 £038760. .'

Получены и экспериментально подтверждены 'аналитические вависимости, определяющие рабочий процесс доильного аппарата о

новым способом машинного, доения. ■ ■ __^

■■■' Получена математическая', зависимость,. адекватно описываю-щя влияние основных .параметров режима работы доильной ' машйкы и'физиологических показателей.вымени животных на процеос 'выв^ ' дения молока. * *: /' \:' V " :"■''■■:■"'■ ' "■ ■ V''; ., Установлены оптимальные параметры и режимы 'работы'доша - * ' . ного аппарата о новым способомдоекйя'жматн&Т4 ■ л ■

_■ = :" Предложены методик« расчета вакуумного режима работы до. ильных систем и основных физиологических показателей вымени

животных на -пригодность к машинному доению. . / I разработаны методшш проведения злвктро- и дагероотимуля-ции точек "ЯН-МИН" акупунктуры вымени животных в процессе машинного доения. '

Обоснованы закономерности реализаций рефлекса шлокоотда-/ чи и процесса выведения молока о применением натрадиционных ^е?'одов стимуляции вымени ' коров при машинном доении. | . ПРАКрЮЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Материалы исследований, полученные ;/срк изучении Сйотекнологическоги процесса машинного доения ко/ ров о использованием системных подходов и методов катемати-' ческ6го(ъ<оделирования, могут служить научной соковой при разработка новых и совершенствовании Существующих доильных скотем.

Дощаные аппараты о новым способом работы и щадящим режимом доения.позволяют выводить молоко из вымени коров о наи-' .меньшими энергозатратами при высокой производительности выведения. Защищены патентом Российской Федерации Ко 20323Е£ и а.с. Но 1737737. • . . . '

. Электронно-лзмеригель ныв приборы количественной оценки

* > * ■ ,

вакуумного воздействия доильной машины и физиологического состояния тканей вымени животных в процессе машинного доения. За* . ' " ' » г _ - . ' '

щвдекы авторскими свидетельствами N * 660569, N 17Э9256, К 1732880. ' ■ ," •

Устройства для электро- и лазерной стимуляции рефлекса ыолокоотдачи у коров и технология их применения, позволяют.повысить интенсивность ыолоковыведекия'на 13,0 и 23,07. Соответственно.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты научных исследований передани Рижскому ГСКБ по комплексу машин для ферм крупного рогатого скота и использованы при проектировании и разработке экспериментальных образцов новых исполнений доильных аппаратов. Во ВНВДФЕиПе проведены производственные* ио-;' пытания новых доильных аппаратов о физиологической оценкой режимов их работы, которые внедрены на молочной ферме ОПХ БИНЕа'. "Дубровицы". результаты исследований по преддоильной родготов- . ке вымени короа,к машинному доению вшпочены в Общесооэные нормы технологического проектирования предприятий крупного рогат*, того скота (0НТП1-89). Конструкторские разработки для машинного доения и технические средства контроля для животноводческих-' ферм и молочных комплексов-демонстрировались на ВДНХ СССР, ВВЦ. ,РФ отмечены пятью медалями выставок. Разработки,по стаДилиза- , ции и резервированию вакуума/ доильных..'установок внедрены а'.' практику хозяйств Московской, Рязанской, челябинской областей-«» .и Ставропольского края. ■ *'*

Полученные в работе результаты исследований использованы в качестве учебного материала ^Всерссакйокш учебным научно-производственным центром подготовки мастеров машинного дое- ■ ния, кафедрой технологии и механизации' животноводческих ферм МРАУ им.В.П. Горячкина. Л *; ■."'•;

. АЙРОЕАДНЯ. -Резу^таты исследований' опубликованы в " печати и доложены.на научньк конференциях. По научно-методичеоким,положениям диссертации сделано 15 докладов на - вокальных,' Всероссийских и .Всесоюзных совещаниях и конференциях.: МЙИСП " им^В.П. Гррячкина,1975, 1976,- ■IS/?,: 1973г.г.Ивановского СХИ . 19?7Г.у ГСКЕ-Г. ■ Рига,- 1973 .Г.'' ВНШМЖ 1S78, 1979; 19Э* Г. Г.; '

- Б -

.Всесоюзной VI НТК по новым.методам и техническим 'средствам, применяемым при испытаниях с.-х.: техники 1979 г.; .Совещании Отделения ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РОВСР 1935 г.; О&ъеди-. ненном заседании секций по технолог ira производства молока и - малинному доению короз Отделения животноводства ВАСХНИЛ 1934 Г.; 'Ульяновского СХЙ 1983 Г.; ,ЕИЖ 19S9, 1991, 1994 Г.Г.; НТС Минсельхозпрода PI11994 г.: Всесоюзном VIIt(l)'Всероссийском симпозиуме по машинному доени» с.-х. животных 1995 г,*,,-.-

ПУБЛИКАЦИИ. OCHosHUe положения.ирезультаты исследований ¡диссертации отражены в 5-1 публикациях,, получено 20,а.с., в тем числе 9 патентов Российской федерации. ■■■;.>.".'• Д

Y'' ' OBtEM И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ* Диссертация состоит . из : ¿ведения, в.. глав и приложения. Изложена! .на 353 страницах,: включая,40 таблиц, 1ÍO рисунков и Сиблиографив из 193 наименований, в:том.числе 33 на иностранных языках/ •':;_■')■,\.í

. ; ■ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ PAEOIU

1. Состояние проОлеин машинного доения иодое . ' . Vk>

. - Современный этап развития систем машинного доения можно Л

характеризовать- интенсивным повыше'^ем технического, уровня до-.'

ильного оборудования, появлением яринцкпкагъКо' новых кокструкт "■-

ций доильных'маякн, расширением использования автоматизирован:-

нш; элементов в традиционном, оборудовании. . 1 • . . ■ . ••

Рассмотрение процесса машинного доения о позиций ' систем- '.

ноге анализа показывает/ что это ^сложный Сиотехнологячэский -г

щ)0цесс,,-.в котором участвуютЬг.ёратор-доиланая машина^жкзэт-.

ное-внешняя среда (0~М-Ш-С), 'где рабочие органы доильной, мааи-,;;

ны непосредственно контактируют■и взаимодействуют.;!с'■'. вымеV

животного. Разработке физиологических проблей машинного доения коров посвящены работы известных отечественных ученых' Азимова' Г.И. .' Барышникова,И.А., Кокориной'Э.П., Грачева И.И., Голикова" А.Н., Гарькавого Ф,Л., Кавешниковой К. И., Вальдмака Э.К., Дп-сембмна Х.Д., Эакса м.Г., ^ Тверского Г.В.'Жестоканова О.П. Городецкой .Т.К. ■и других ученых.. Животноводческая ферма иди отдельный биотехиологический процесс при системном анализу'могут быть' представлены как сложные многоуровневые ' динамические системыÎ имеющие иерархическую структуру. Применение системных1

подходов и математических методов при проведении исследований1

: 1 ' > ..... ! ■ " * ;

■основывалось на - использовании| научных трудов ^ролева В.ф.,

Карташова Л.П., Кадаваева Ю,С.Кормановского Л.П. ; Мельникова

C.B.', Некрашевича В,ф,, Алеткина В,Д. ,Кващенникова8Л1. , Пере-

верзева Д. Б., Бунина И,А., Искан даря на М.И,, Морозова Н.М.,

Скроманиса A.A., Краснова и,Н., Цоя Ю.А. и многих других.

I . » ■ I :

.В'проводимых исследованиях при разработке научных основ

повышения эффективности выведения молока;из вымени и снижения-патологического действия, причиняемого организму животного ма-, шинным доением, большую роль .сыграли работы Лверкиева A.A., Алексеева В, К.-, Антроповского Н.М,Бегучева А. П.. Белянчикова H.H. / Вагина Б.И., Зеленцов à А. И. ,* Иванова В. А,', Келписа Э. А., Дегошина Т.П., Погодаева С.Ф., Пегухоек'Н.А., Лрудова Д.И., Стрекозов Н.М., Симарева • Ю.А., Соловьева С,А;, Уиттлстоуна У.Г.Г* lahode D., Wehovrsky J., Jonsky l. .Goldsmith P.E.; Het-tinga V, и другое ученых. Вместе с тем, как показывает практика машинного доения, .' с повышением уровня механизации доения число ..случаев ваболевания вымени,у коров от машинного доения увеличилось.' Чаще всего возникают маститы от нарушения техно-

Логии машинного доения, в также у коров непригодных кмапгинно-ыу доении. Перевод молочного животноводства на .промышленную -основу остро ставит' вадачу безопасного машинного доения. Зада- ^ ча приспособления доильной техники к анатомический и фиаиоло- ч гическим особенностям животных -,ато сложная биотехническая * проблема, ■от эффективности контактов и взаимодействия между . ними.зависят полнота извлечения молокаиа вымени коров» пооле-. дующзя их молочная продуктивность.' При осуществлении процесса > машинного ; доения.происходит реализация' двух взаимообусловлен- . ных процессов ~ мйлоковыделения И;Мшюковыведения. Первый про-,: цесо обуоловлен реакцией молочной .железы вымени коровы на сти-.'V иулирущиэ преддоилькые и доильные воздействия,. ^при которая:/ она активно "припускает" и отдает тлоко, отвечая интенсивной ; ыолокоотдачей. Второй процесс обусловлен тем,^что поступившее £ молоко иэ альвеолярного отдела вымени в иолочные циотерны оос-'.и; ков-извлекается доильной машиной.' ; | .•• /-;

" В адекватном установившемся процессе машинного доения' ког^-ров интенсивность отдачи и выведения молока вавксят.от качеа*-*-& венного и четкого выполнения каждым эвеном, системы (О-М-Ж-С). необходимых 'операций и приемов» что. позволяет , работать;.. всем, ? .элементам а совместном взаимодействий междусобойи вначитель-^'з : но повышать молачнуо продуктивность Животных и ' еффективнооть1;? работы сиотёмы; и целом.' Вместе о1 тем опыт широкого внедрения:, доильных машин ж нашей "стране и- ва рубежей .показывает,что'.'- в.^ условиях ферм и - молочных ', комплексов возникает: ряд - оеръевных- 1 проблем, решение которых'-, невовмеамо'. без : глубокого изучения-.! :.всех аспектов,процесса машинного'доения, в. том числе, внатомр-,:. физиологических особенностей и механизмов стимуляции •молочной

V;; - в

железы вымени животных, влияние которых на выходные показатели машинного доения очень велико. .Отсюда следует необходимость комплексного системного подхода к решение вопросов, связанных с.обоснованием и оптимизацией параметров я режимов работы доильных машин.

. Анализ всех аспектов проблемы свидетельствует о том, .что значительно повысить эффективность рабочего процесса машинного доения можно за очег увеличения интенсивности выведения молока ' доильной машиной в сочетании о увеличением полноты и безвредности опорожнения вымени животных. Как показываю- результаты исследований и практика, полностью осуществить, это на соврз-■ ценных доильных системах не представляется возможным. Следо-; ватедьно, необходима разработка .'более совершенных доильных машин о более аффективным стимулирующим воздействием с целью вызова полноценного рефлекса мол^коотдачв у,животных, в ходе машинного доеная.

С учетом поставленной цели программа исследований.предусматривала выполнение следующих, задач:

1.На основе., сравнительного анализа' и производственных испытаний серийно выпускаемых и зкепериментальных доильных машин определить новые направления исследований по конструктивно-технологическому обоснованно' методов повышения . эффективности к режимов оптимизации процесса машинного доения коров.

2.Исследовать условия и разработать основные характеристики процесса выведения молока доильной машиной о сценкой ее воздействий на.вымя животного-в зависимости от физиологически-' го ' состояния'мешочной железы и интенсивности рефлекса молоко-отдачи. .'

3.На основе стендовых* сравнительных испытаний исследовать режиш работу и разработать математические модели процесса выведения молока доильной ыагмной, устанавливающие функциональ- -нул взаимосвязь ее конструктивно-технологических параметров о физиологическими характеристиками вымени животных.'

4.Для технологических линий доильных систем обосновать рациональный тип механического доения.

■ б.Исоледовзть рабочий-процесо и обосновать конструктивно-режимные параметры работы экспериментального доильного аппарата о новым способом машинного доения коров.. ' | »

6.Раарайатать и обосновать новые методы расчета количественной оценки .режимов работы доильных машин, основных фиаиодо-гическкк характеристик; вымени животных и интенсивности рефлекса молокоотдачи у коров. .. ■ '

7.Разработать*и .обосновать новые : нетрадиционные методы стимуляции рефлекса молокоотдачи у коров.

.З.На.основании ^результатов 'исследований ¿заработать^ и внедрить (ссвые технические и технологические решения по оовер--' тэнствованию и повышения эффективности процесса машинного доения коров ва фермах и молочных комплексах. '

1'. I

2.Газработка оценочна* характеристик взаимосвязи ыэжду

'■ вименву животного и доильной кашшой

Эффективность процесса машинного доения коров во многом, зависит от рационального функционирования биологического объекта (животного) системы (О-М-Ж-С). При этом исполнительные механизмы'доильной мааины оказывают непосредственное влияние на ткани молочной железы вымени. Для. извлечения молока из

^сосков вымени необходимо преодолеть силу сопротивления соско-Х**вого сфинктера, раскрыть выводной молочный канал.. В работе по-. . i кааано применение теории количества'движения и импульсов сил , ■ 1. ';при исследовании, процесса ваашодействия доильной машины а вы- .

менем животного, что позволило разработать основные оценочные Х-'характеристики для процесса выведения молока, физиологического ".

ооотояния молочной железы вьмении интенсивности рефлекса мо--X-, локоотдачи коров.-; Численное екачение суммарной величины силы, V- которая создает движение маооы молока при выведении ее из соо-. 4 V.. KOB вымени,:в ходе машинного доения, определится из выражения! , : .• лFe-рц я d42/4 + рр я dpz/4, (i) , • .;

■ где• Рцвнутрицистернальное давление молока,кПа; '■; гdu - 'диаметр цистерны соска; М; ■ . ■

>í'f.-вакуумметрическое давление в подсосковом -

^¡Ш^'^й- пространстве доидького?отакана,кПа; "íí-"'v' dp'V.v| " внутренний диаметр, сосковой, резины, М.

Импулъсасилы, (1с)Х затраченный на выведение молока ив', 'вымени, аа время такта сосания, определится из выражения: у-". ;'Л v (> : {е"(Рц я<Эц2/4 +Р0 я d¿p/4) tc, ; ' . (2); X где. tc - продолжительность такта сосания,' ó. ..'v.'¿X

Величина импульса ; рилы,: расходуемая на выведение.молока :из:вымени коров еа -■ период;доения (t?), определится! ;\ • '.""'л-' ■ г« -. tt+te' •> -.,'•> ' • tí+tí -ii .-*

■ii^ E'jiibi.d2!!/* i PU(t') dt + * dzp/4j Pp{t)dO n0.,(3)-v

i tJ v'4 :"XX;;'X;X;XX -'y}'

vА гдeчисло, рабочих .циклов- доильного аппарата га пери^Л''

'од;доения;'продолжительность машинного доения^ е.'.' ,'Г.,Х..Л\"

■:. •■ 'Л, - -Л ■ ■■•*..'.* '-'Л,;'.- ■ !

диссертации, приведены- рзэрзботанвыв способы : количеот-г *

■ венной оценки иолоковыводяацсс свойств сосков вымени: тугодой-ности;.физиологического состояния тканей вымени: токусности и -. /интенсивности рефлекса 'молокоотдачи: упругости поверхности вы-

• .' I : ' . 1 ' ■ ' !

'■мвни.в ходе машинного доения моров. В качестве оценочного по-; кагатедя.тугодойнооти . 'сосков■ вымени корок приводится показатель/ Ri, который определится ив выражения: f i[ ' Rit ■ IC/tyl,

fi

(и

где Ri 1- показатель,характеризующий удельный расход и«-'

пульса силы на выведение молока, отнесенный к единице времени

/

.^машинного доения, Н*о/(г,ед.вр.м.д.)1 - , i'.V ' • •'. 1о кмпудьосида, ватрачевный на выведенную наосу

молока ва единицу времени машинного доения,Н-о;

■', у .Un - масса молока» - выведенная из сосков вымени норов sa единицу времени машинного доения, г. ;, ' *..

: ft. Hî/r

а н

/

1

f

/ ■

гг

*

'Рио.1. Зависимости удельных : импульооч сил от продолжительности машинного доения-коровt '

1- медлзпнодоящкхоч коров;

2- ОыстродоявЕкхоя коров,

По полученным' экспериментальным данным построены. графи-

1й -

ческие зависимости тугодойности .сосков вымени медленно- и

I . •

быстродоящихся коров (рис.1).

Вторим оценочным показателем при определении тугодойности сосков вымени может служить показатель - Иг. который определяется из выражения: '■.-.-.• *■■' ... . Ав/сь»» . (5) .

где - показатель» характеризующий удельный расход ра' боты на выведение »единицы, массы молока, отнэоенный к единице времени машинного доения, Д*/(г,ед.вр.м.д.);

Ав- работа,еатраченная на выведенную массу молока за едэ-ницу времени машинного доения, Дл.

. Разработка новых методов определения интенсивности ыоло-. -, ковыведекия ва„. Цикл пульсации доильного.аппарата и скорости. ' потока молока черев сосновый канал позволит лучше понять механизм выведения молока иэ' вымени коров, ■ : V

Интенсивность молокоотдзчи определяли по следующей форму-, лег . ' . . ; ' '..- :' , . 1 ;

. Оц - Т V <а. > (в)

.*. где Оц- 'интенсивность выведения молока из сосков вымени' ■ ■доильными стаканами га,цикл.пульсации, кг/о; . .■■ -д

Т~ плотность выдаиваемого молока, кг/м3} V- скорость струи молока, м/с; . • площадь поперечного сечения ыолоковыводящнх каналов

ООСКОВ,М^. ... ■ ,' ■■; ■ ■ Г'-' *

;■■■ Ь связи о * этим, нзми был применен теязсметрический метод • определения скорости струи молока из' сосков, вымени, коров. с •"'разной продолжительноотью, доения. сила давления струи молока фиксировалась датчики»'; раидоложенного/ в подсосковом

пространстве доильного стакана. При установившейся режиме работы доильного аппарата были получены рабочие осциллограммы машинного доения. Данные расшифровки рабочих осциллограмм заносили в формулу. (7) для определения спорости истечения потока молока из сссков вымени коров пр!^ машинном доении.

V - (? /г« Ат/Т От, (7)

где V- скорость струи молока, м/с; коэффициент скорос- \ ти струи молока; г- ускорение свободного падения,м/с2; А^- работа, совершаемая струей молока, Дж; г- плотность молока, кг/и3; От- объемная масса молока, полученная га одну пульсацию доиль-, ного аппарата, м3.

Площадь поперечного сечения молоковыводящего канала соска определяли иэ выражения . ■ . .'....'■*

• 0т1/Г V . ■' = ■ Ч'гу (8) .

где масса.молока, выведенная иэ соска за сдну пуль-. ■ сацию, г; Ь- продолжит ель ность истечения струи.молока, о. .* . В серий опытов мы проанализировали динамику иолсковыведе-ния за цикл пульсацки аппарата . "Волга" при величине, вакуума 50 кПа, чаототе .' пудьсгодш! Гц и скорости истечении струи молока из сосков вымени коров в:зависимости от величины вакуумметр»-.' ческого давления в подсосковых пространствах доильных стаканов. Было определено," что молоко истекает через сосковый канал о' • интенсивностью от 7,0 до 32,0 г/с. Интенсивность молоковыведе-. ния изменяется по мере проявления рефлекса молокоотдачи.-.Ва|рь-: ирование интенсквйэсти выведения молока,. по-видимому, связано!: не только о генетшескиш факторами, - ко и различиями в строе- I Ниц и тонусе сфинктера соска. ^ ■ •. :;

■ .гДчКак видно из,'графика (рис. 2), машинное доение" при, уровне ;;

вакуума ниие 40 кПа сопровождай гея снижением скорости отруи молока, в сравнении о вакуушетрическим давлением 50 кПа Солее, чем на З Х.: продолжительность доения при этом возрастает 'до 12,6 X. Машинное доение при уровне вакуума свыше 60 кПавы-вывает болевые ощущения у животных и сопровождается снижением .интеноивности молоковыведевия и окорооти струи молока. Это свидетельствует о- значительной вариавэльнооти в реакции коров на уровень вакуума,. что позволяет говорить о необходимости разработки физиологически обоснованных корм вакуумной нагрузки , на ткани вымени при машинном доении коров.

рис.2. Зависимость скорости истечения отруи молока кз сосков вы-, 'мени коров от величины вакууммет-рнческого давления в подоооковых пространствах доильных стаканов.

¿0 ' Ш Ш Р.кПй

■ : "V ■■ -

. п 1 ■ ■

В осиову получения 'физиологических показателей; характеризуют: IX тонусвооуь тканей сосков и упругость поверхности вымени, был положен .принцип измерения напряженного сос-

- îa -

тояния мышечной ткани животного. При атом индентор прибора . вдавливается в ткань на определенную глубину о усилием Q. - В ' соответствии о этим подучено выражение: ' *.. .. У

Т- У - Q / 2rh, (9)

■ где Т,У - значения тонуса тканей сосков и упругости поверхности вымени животного,КПа; ч

■ г . - радиус сферического наконечника индентора, i<i '.

h - глубина внедрения индентора в ткань,м,."..

• Обобщенные показатели Т и У могут служить оценочными характеристиками при комплектовании молочного стада и совершено- ' твование способов селекции корсв, пригодных к машинному доения. ■ На основании полученного выражения (9) был разработан и изготовлен прибор, * на вазе которого предложен новый способ . оценки тонуса тканей и упругости поверхности вымени коров, приэнакныйкгобретением, Производственные испытания : прибора подтвердили его высскуи эффективность и точность получаемых . величин в автоматическом режиме. Проведенные опыты показали, .. .что животные с наименьшей ' тонусность» тканей сосгаа, . после ; преддоильной подготовки вымени, характеризовались большей интенсивность!} молоксвыведения. Средний разовый удой у животных, обладающих наибольшей упругооть» поверхности вымени, был - на 2БХ выше в сравнении.о.удоем животных.с меньшей упругость» вымени, .Установлена обратная вависимость между величиной; тонуса тканей сосков• и интенсивностью молоковыведения и прямая зави-

' симость между разовым удоем и упругость» поверхности вымени,

■ • . ; ' " . ■ ' " ■■ . ■ . .,■ vi

как ТО вымени, так и поего.отдельным четвертям, ,

3. Разработиа математической модели процесса выведения < молока на вымени коров доильной машиной.. .

*:; : Располагая необходимыми параметрами, количественно характеризующими механизм взаимодействия физиологической и технической сторон биотехнической системы животное-доильная малина, провели изучение процесса молоковыведения из;вымени'коров доильной машиной, что позволило рассмотреть комплекс влияющих, факторов на процесс в единой взаимосвязи, независимо от природы их Происхождения. На основе комбинации факторов, участвующих впроцессе, выявить оптимальное их сочетание. * < ■

При математическом и.моделировании объекта исследований в начале о помощью теории подобия и анализа размерностей . между 'независимыми переменными - (факторами) устанавливалась связь в критериальной форме. Затем, используя методы планирования эксперимента, устанавливается аналитическая зависимость ; между, критериями подобия в виде уравнения регрессии.и проводится анализ полученной математической модели.

Гв

',1 •»! Л:'-. Рис.3..Структурная схема процесса вьшадвяия молока " ■ . доильная машиной.-

На основе предварительной информации и в соответствии со

структурной схемой ^(рис.3) представим факторы, характеризующие

процесс выведения 'молока доильной машиной в виде функциональ-

р , :}

ной зависимости: . , Д '

Сц - М, г», т. р, 1» г), (ю>

■ где ,<3ц - масса молока; выведенная из соска эа отдельный

■ -/':• цикл пульсации, кг; :

ПРОЦЕСС ■ ВЫВЕДЕНИЯ МОЛОКА ДОИЛЬНОЙ МАШИНОЙ

ОЦ. —>

сЗ диаметр молоковыводящега канала соска, м; ■Га'- сила, выводящая молско из соска, Н[. : • .. Т - тонус соскового сфинктера, кПа; ' ■ *у

.р - плотность выдаиваемого молока, кг/м3; ' . 1 - длина соскового канала, м; '

„ ^ - ускорение свободного падения, м/с2. 8 результате преобразований и выбора в качестве критерия'' ■ оптимизации выходного показателя Оц окончательное критериалг-ное уравнение будет иметь вид: ..л,' 1-■.''■ ..."•'•• -■■.'.■■

Оц / 0-с13 - <?• (1/г1; Ра/Г'Р'С!3; Т/8«р«<1) '• (11) Обозначим безразмерные комплексы через У;. Хи Ха; Хз; йо1 .. .; «и Яг; кэ; тогда:; У-Ло-Оц/р-й3; Хг»я«1Л1; : Хг-яг-Рв/егР'й3;.; Хэ - пз -т/г-р-а. ' ....=;-г'.-л ..: V,,..;^д-.;;;^-!''

;; В соответствии с этим : У - ? (Х^Хг.Хз). : :•' (12) :. Экспериментальные данные подтвердили линейность частных,' завит симостей: Ои-ф(1,Т,Гв),* что ,позволило аппроксимировать. фуккцио; (12) уравнением вида: ' " = ¡'V-■■'■',•'.■ '--У .

' У-Во+В1Х1+В2Х2+ВзХз+в12ХгХ2+В1зХ1Х^+В2эХ2Хз+В12ЭХ1ХгХэ, .ОЗ) : где У - расчетное- значение критерия , оптимизации. Д.^У'-Ч'К ' '. ... В|- КОэф4)ИЦИеНТЫ регрессии; Л - Г ^'-'Д;

-С.. XI факторы,, влияющие на процесс цоекия.Д, Д ЩД Д'-'Й :; ..''. . Коэффициенты регрессии, определяют, по -результатам экспери- -'; ментальных исследований,.согласно формуле:. '. Д

;. в,-?, уи Х|,и > п .Ь

„• где.Уц ' - значение функции отклика в йг.тсм■ ошетеУ^'Л■■.1?У ■

■' / ,' "■.,'■ . "' ■ ■ * ■ -.■..' ■'' ■ - д./.*.'.. '.'• 1''.

\ ■ Х||и - значение 1-тога фактора, в и-том опыте »у.

^ • Перед началэм экспершента факторы кодир^хтся.' При эт^м^Д'

полагая, что верхний уровень соответствует. (+1), нижний (-1), основной (0). Связь.между.иодированными и натуральными значениями 1-того фактора выражается Формулой перехода: •

.< . : х4 - (X* - Х^)/ (15)

■ ' * ■■ ■ » '

- где X* - кодированное значение фактора;

" Х^ - натуральное значение фактора; - / "

Хо1 - натуральное значение фактсра на основном уровне;

ДХ1 - интервал.варьирования факторов. '/Г

..." Для■проверки воспроизводимости опытов использовали Крите-, ркй Кокрэна. Математическая модель процесса выведения, молока из вымени короа доильной машиной в кодированной форме имеет вид: ' •'■ '". .'*. '.: ■' ' . *; ■ :

У « 3,10275 - 0,735^ - 1,11775X2 - 0,71175Хз + 0.0235X1X2 + . '■+ 1,8735X1X3 +.0,1245X2X3 - 0,7б37бХ1Х2>Сз 1 .. (16) : Проверка адекватности модели проводилась по Г критерию фишера. Для'определения значений факторов»;влияющих на процесс выведения молока.доильной машиной и обеспечивающих оптимальное'* его. протекание необходимо функцию, представленную в беэразмер-. ной форме, исследовать на экстремум. ' Коэффициенты регрессии определяли по/ (экспериментальным данным,' . пспользуя формулу' (14), / подставив - вычисленные коэффициенты в уравнение (10). получили математическую модель процесса выведения молока.иг< вымени коров доильной машиной а-размерной форме: ; 0и-939,б84с1э 7 99(Б241с12 - 0,731Га - ЗеО;еВ7Тй2 + 0,1621Г»/а+ :*;;'.' ■ + '410,244Ш + 0,616 Г»Т/а - 0,137 1 ГаТ/<32: .',•' (17) ' > .'Рзснетная зависимость Оц«<р(Гв,<Э,Т), по результатам стендовых испытаний серийных доильных■аппаратов,' представлена графически на(рис.4). "''

Рио.4,

4. Энспвр.нкентальныв нссикдования рабочего продевая доильного аппарата о новым принципом работы

При анализе режимов работы и выходных результатов, поду- : ченных при испытании, серийных доильных аппарате», выявлены . следующие основные недостатки: однорежимность гх действия; срерывзеыость струи молока и его обратный отток при такте сжатия; нанесение удерных воздействий соскам,при цикловых пульсациях сосковых резки; слабая стимулирующая способность; образование в подсос ковьос пространствах аэрозолей, способствующих

проникновению, патогенных микробов в полости молочных цистерн

1

вымени доящимся .чивотныы. Все это неадекватно отражается на рефлекторной регуляции молокоотдачи, ,особенно у вьюокопродукп 1 тивных животных.' ■ . . '

С учетом практического опыта и теоретического обоснования .' был разработан и изготовлен экспериментальный доильный аппарат -с новым принципом доения в трехкратном исполнении. Схема раба-'

ты доильных отаканов показана на (рио.Б),

I

И

/III

; Рио.6. Схема работы доильных' стаканов! ■ •."■;■

' i-такт выведения; Ц-такт массажа; Ш-такт отдьпса,' '■' Экспериментальный доильный аппарат работает о тактами выведения, массажа и отдыха. При первом таите в обеих камерах - доильных стаканов создается 'вокуумметркческаэ дазлениэ, при

ь ■■ ■ ■ I

котором происходит извлечение молока из состав вымени. При -такте ' массажа" в межстекиыв камеры доильных стаканов подается . воздух при атмосферном или избыточной давлении при сохранившемся разрешении , в шдсосковых пространствах. .При стпм про-, дольный изгиб п^отивоположньи стеиск сосковых., трубок,- выполненных. о переменной жестюютью, ' осуществляется'сверку вкиа в виде "бегущей волны",что способствует проведению плавного и .мягкого масоажа оосков и извлечении из mix оставшегося молска. При такте отдыха в'обе ,камера доильных етакаисв подается воздух при 'атмосферном давлении, соэдащкй благоприятные условия для восстановления; нормального крсвообрацэния и залолиенин .сосков мслоком.,Далее' цикл повторяется.'

Лабораторные испытания экспериментальных.доильных агшзра-■тсв проводились а научно-исследовате-засной лабсрзтораи отдела доильного'оборудования ГСКБ г.' Рига. ' Сравнительные пртие-

/водственные испытания аппаратов проводились на молочной ферме ' ОПХ ВЙЖа "Дубровида" ■ и в виварии ВТОШБиПа. По результатам /экспериментальных сравнительных испытаний доильных 1аппаратов -построены графические зависимости интенсивности молшюотдачи у "коров, (рис. б) '. ' * ' - :■,'■

•Ьу ' ...... " ■■-■—

" и

ол

*

0

{* * 1 / А N

/' м £ Ч

/' // > ч \» ,

. '— • -- —

,0

60

{¿О ■ № . т №

и

Рис.б. Зависимости .интенсивности шзвдзкия ' «слокэ от продолжительности машинного,доения;

1 - при доении серийным доильным аппаратом АДУ-Косн.ксп.)

- 2 - при доении зксхшркмеитавьпыы доильным аппаратом.

. В диссертации экспериментально установлено, что а процес-,с& машинного/доения зксперинзнтальными до№нши аппаратами молоко более (итого и Солее полно извлекается из вьяеяи в сраз-' нении о серийными доввьиыыи аппаратами' АДУ-1, о чем свидетельствует аеличина остаточаого ислска, которая со группе в основной период опита была на 23^'ниже, ■ жирность молока а удсе увеличилась на энергозатраты из выведение молока из вымешг .снизились на 21Х.

Скоростнув киноснеику рабочего, процесса зкойо^кмчитадьно-, го дощаного аппарата проводили кинокамерой С1СС-1М. Как

вала скоростная киносъемка,' процеос извлечения молока из соо-ксв гымени протекает при стабильном подсосковом разрешении о. интенсивным истечением струи молока. При такте выведения происходит расширение сосков в прозрачных корпусах доильных стаканов до их внутренних размеров. Удлинение сосков зависит от величины вакуума, подаваемого*в подсосковые пространства до. ильных стаканов. При несоответствии внутренних диаметров доильных стаканов наружным диаметрам сосков, от действия разности давлений происходит деформация молоковыводящих каналов и наблюдаемое*снижение интенсивности струи молока, вплоть до ! полного ее прерывания. При этом выявлено, что при машинном доении на процесо выведения молока существенное влияние оказывает, наряду о конструктивными параметрами исполнительных неха-нивмов,* вакуумные режимы работы доильного аппарата..

5. Разработка ыат&мзткческой ыодели рабочего прсцеоса до* * I

ильного аппарата о таит принципом работы

Ка основе одних тгких предварительных исследований установить конкретные значения . параметров экспериментального аппарата в данном случае затруднительно, так 'как факторы вези-■ модействуют между собой разной природы происхождения. И только рассмотрение их совместного действия о позиций теории планирования эксперимента позволяет, обосновать их оптимальные. значения. Выполняемые исследования связаны о решением экстремальных задач,* которые-направлены на отыскание оптимальных • условий * протекзния рабочего процесса', мзшннсго доения коров. При яла. нировании экстремального эксперимента, необходимо определить-параметр, который нужно оптимизировать. параметр"'(критерий)

оптимизации является откликом на воздействие"факторов, которые определят .поведение выбранного объекта исследования. В качестве критерия оптимиэацкя Сад принят показатель 8 - удельных.

ватрат импульса силы, отнесенный к единице выведенной массы

t ■ , ' .

'молока за один цикл пульсации, Н а/(г.ед.выв.м.). Основными факторами, характеризующими рабочий процесс доильного аппарата являются! P¿ - вакууыметрическое давление, кПа; Д - внутренний' диаметр оооковой резины,м; S -масса подвесной части доильного / стакана,кг; Lрабочая длина сосковой резины,м; р * плотность : ¿сдаиваемого молока,кг/м3; z ~ ускорение свободного падения, ро*. ,

.С'1 В соответствии со структурной схемой.(рио.7) функциснаяь-jnyv ■ зависимость |удельных ватрат шпульса силы от факторов, ¡ влияющих на рабочий прсцеоо доильного аппарата, можно предста-I вить в следующем ,'вндег ' •. .!

í : / 0 - fíPp.fl.G.L.p.í),' cía)

:: • /• '■■ : V ■ ■ /' . ■■■ . '

+ t . ■ ■ ■

• 1д _

Ррf

ПРОЦЕСС РАБОТЫ ■. ДрИЛЬНОГО АППАРАТА.

. |в • I.P [¡г

0

.'■ ; г Рио.7. Структурная схема процесса раОоты доилько-■ ;' ■,. 'го аппарата. ' .• • • - ■'■ ■■''■-".'.-

;; ',.: Применение. теории 'анализа размерностей позволяет преобразовать зависимость (18) в бевраэмерную форму, наполовину сократить число переменных. Критериальное уравнение имеет вид: ...

-'■ 8/рД -^(Р0/РЙ5 О/рЙ2} ¿УД). (19)

/ ;На основании'экспериментальных и расчетных данных частные.

••зависимости 8- (Рр, Д, О) представляются нелинейными. Переход

К безразмерной форме не меняет характера этих зависимостей.

- Обозначив безразмерные комплексы через У; ХиХг!Хзфункцию (19) .

можно.аппроксимировать о помощью полинома второй степени:.

; Х»ао+в1К1+а2Х2+аэХз+а1Х12+а2Х22+азХэЕ+а12X1X2+323X23X^+313X1X3. (20)

' При оптимизации работы экспериментального аппарата была '

■V поставлена вадача оценить липвйшгэ .эффекты критериев подобия и -

их парные взаимодейотвия методом крупного восхождения по по-

■•■'' верхности отклика, (метод Бокса-Уилсона).Для этого в опытах был

;■ реализован план полного факторного эксперимента (ШЭ) типа 2®. .

: Уровни варьирования критериев подобия или безразмерных коип-

-лексод й независимых переменных, входящих в них, приведены в

таблицах 1 и С. , 1. " _ ':'.>-'-.-■■ _/

';''У.: ,' "■'."-'■'., -'У" ' - . ■ ■ Таблица 1,

.' ' •'/''''' Уровни варьирования безразмерных комплексов • , ______________________________ -____„ :.

■ Уровни ' " .■ ' .Безразмерные комплексы -.' > ' •

• варьирования Яо»Хо * П1-Х1 Я£-Хг Яэ-Хэ •

'.: Верхний (+1) г1 .. " 0,431 6,52 ■'.- '."

; Нижний (-!)• —1 ; . 0,417 4,68 0,45 •

'■'.,,■':. "■' •': ■: . Таблица 2. .

Независимые переменные, входящие в комплексы. ; V . : ; :

■'; Рр.кПа ■ ■"..■ Я, M G, кг

Верхний (+') . , . 60 *.'■'.. ■ 0,032 • . '•• 1,2 '■ ■ . ■-'■•Нижний ;-1) .. ■ ■ зо . . 0,023 о s ■ -;■"■■. OCHCvriOH (0) " "46 0,0276 : ...

• Интервал варьиро- ■ •'... Ч у ..'■.■; ' „ • : 1 .,,..■. аания ( X) , ^ "* 16. : : ; - -.

• •.'.. Математическая модек* Для опиозния рабочего процесса до-, ильного.аппарата в размерной фор.е- имеет вид У УУ >-У*

Рио.8,Двумерное сечение поверхности отклика по факторам х\ и Хг

. Рис.9.Двумерное сечение -поверхности отклика по факторам X* и Хэ

В работе проведен анализ математической модели» который ' осуществлялся изучением поверхности отклика и решением компромиссной задачи о помощью метода двумерных оечевий (рис.в и 9). .

: При графическом анализе математической модели О поыосфю ■ ; ■ двумерных сечений в работе установлено, что в области зкспери-меи^а наилучшим выходом являются точки (ХцХг) и (Х1;Хз) в центре эксперимента; и имеют экстремумы при величине факторов соответственно Ре-45 кПа;, Д-2В мм; О-О,9кг, в которых гкаче- . . ние функции отклика равно Уо-1\44-Н'С/(г.ед;выв.м.К Откуда

следует, что наиболее благоприятные значения исследуемых факторов ' находятся в' пределах: XI-Рр- .42... .48 кЛа} Х2-Д-24...28 мм;,Хэ »0-0,7...1,1 кг. При этом удельные затраты импульса силы на выведение единицы массы молока соответственно составляют У-(М,350. ..2,100 Н*с/(г.ед.выв.м.). Экспериментальная проверка подтвердила адекватное описание математической моделью рабочего процесса машинного доения в реальных, условиях. При этом полученные сочетания факторов являются:опти-

• *

мальными. *' ..

С системных позиций в работе изучено влияние конусности сосковой резины в сочетании о Основными оптимальными перамет-■ рами режима работы экспериментального доильного .аппарата на процесо выведения молока. • I 1

С целью оптимизации -конструктивных параметров и режимов

работы аппарата проводили многофакторный эксперимент по плану

(ШЭ). С помощью;методов планирования эксперимента между полу-.

ченными безразмерными комплексами была'определена аналитичес- '

"кая* зависимость в'виде'математической модели второго порядка:

,71-318,073-1,28721-17,2292^660,7402э-К),рС4212+1(8г0г22+ -I

>1261,Б582зг-0,б44г12а-0(03721гз+10,7622223. V / ' (22)

Анализ поверхностей отклика и . решение- компромиссной задачи

изучались методом двумерных сечений.. Теоретические результаты

расчета подтвердились экспериментальными данными, полученными

при .исштании доильных аппаратов в условиях моЛсчнцх ферм и.

скоростной' киносъемкой; V.' V- ■ -..-'.*■''.

;., ^ . . . .«••• ; '". - У - "" . ., ■■*■'.'-

0. Результаты экспериментальных исследования вакуумных режимов работы доялькие сжп-еы на фермах и молочных комплексах

:; - В условиях промышленного производства, когда доение осуществляется на поточных высокопроизводительных установках типа '{"Тандем", "Елочка", "Карусель", необходима количественная Ъценка их вакуумных режимов работы, так как при атом роль сти-¡мулятора рефлекоа молокоотдачи должен выполнять доильный аппа-| рат. В работе приведен метод расчета количественной оценки ва-I куумного режима работы доильных сиотем. В качестве оценочного показателя предложена величина вакуумной нагрузки, которую создают доильные аппараты на ткани вымени в процессе машинного доения:' •

; Га - Рр. яас2/Ч Ьй, (23)

. где Гв~ вакуумная нагрузка, выдаваемая доильным алпара-

I . I

том, _ I

' / Рр- вакуумметричеоксе давление в подсосковом пространстве доильного стакана, кПа; _ ■

; - площадь' внутреннего поперечного сечения сосковой

': _ г \ . резины, м| /

Ьег - гтродолжитель кость машинного доения, е..

' На основании полученного выражения (23) был-разработан и ивготовлен прибор, на базе которого предложен новый способ оценки вакуумных, режимов работы доильных систем, пригнанный изобретением.

По экспериментальным данным, полученным на молочных комплексах "Цапово", "Ергаю" и "Беседы" Московской'области, построены, кривые распределения вакуумных нагрузок среди дойных групп животных (рио.10). По результатам экспериментальных исследовании можно

- -

Рис.10.Кривые распределения вакуумных нагрузок на мо-' лочных комплексах; Х- комплекс "Щапово"; »- комплекс "Ерино"; , о- комплекс "Беседы"

# « п

ЮМ&рЫж /| I

■ судить О- соответствии показателей вакуумных режимов работы до' ильных систем предельно допустимым нормам вымени животных. Как : видно из графика (рис.10), . на молочном комплексе "Щапово" эа / время машинного доения ткани вымени животных получают до 12,0 ' кН'0 вакуумной нагрузки,что превышает предельно допуотимуц эе- у >,',: личину, которую молви выдать тканям вымани, без ущерба длявдо- ^ ;^ ровьй . кг>;в, в 1,6.. .£,0 раза.'у '" ' '' I

уЛ;"' '• •' '■ ; ■ ''■•■■■'.':^и;-':-."1;-.

£ ; : 7. Результаты экспериментальны* нсоледаваний стимуляции ,/ : рефлекса ыолоноотдачи у коров'У. •' •'■}■■.

В 7 главе, наряду , с Общими.выводами и*оценкой.экономи-', 'ческой эффективности проведенных исследовании,обоснованы ре--зультаты исследований по эффективности.применения новых нетра-.у Удиционных методов отимуляции рефлекса нолокоотдачи у коров.¡- •-. •' Й,^;|'$.Иселедована возможность применения нетрадиционных методов ^лаэеро-,".и электропунктуры' дЛй г стимуляции рефлекса шлэкоотдачи

у коров. При этом в процессе машинного доения иа биологически активные точки вымени (ЕАТ) воздействовали монохроматическим . поляризованным когерентным красным светом, генерирующим полупроводниковым икжекциокным лазером типа ИЛПН низкой интенсивности с плотностью потока анергии W >7,0 Дк/см2 и импульсным ' электротоком силой 20 мкА,с частотой следования импульсов 10 ^ Гц, что составляет дозу электростимуляции 200 мкАс-1. Генератор электрических импульоов выдавал стимулирующие импульсы в процессе всего машинного доения, так как электрическая сеть замыкалась подсоединением доильных стаканов аппарата АДУ-1 (осн. исп.) с контактными электродами к (ВАТ) вымени и,размыкалась с их' отключением. ' " ■ ■ .

Опыты по изучению влияния методов стимуляции рефлекса^мо-

с' . . * ,« ■ ,

локоотдачи проводили на двух группах опытных животных. 1 В первой и второй сериях опыта животным пергой группы проводили -лазерную стимуляцию о'чередованием ручной стимуляции молочной .-железы вымени. Животные второй группы подвергались электростимуляции для вызова у них; рефлекса иолоиоотдачи о чередованием _ .ручного массажа.вымени. , ■■■ ] - ■ -г-'

На основании результатов.сравнительных экспериментальных исследований, проведенные на молочной, ферме ОПХ ВИКа "Дуброви-/ : цы", построены кривые интенсивности молоковыведения при комби-V нированных методах ' стимуляции вымени опытных животных (рио.11). Установлено, что при подготовке'вымени к,машинному^ доению у опытных .животных,во второй серии опытов применение*: . комбинированных отимуляций ."массаж+лаэероотимуляция"J и "мае- ; . саж+электристимуляция" позволило увеличить'максимальны* ■ интен-.' . сивности молоковЬгоедения, . которые в среднем Ошси.< выше в храв- .;

Пении о контрольной группой,, соответственно на 23,0 и 13,01.

Рио.11.Зависимостиинтенсив-. ноотн молокоотдачи-при/раз-■ ных методах стимуляции вымени I от продолжительности "машин-! ного.доения коров: ■ 1- комбинированная стимуляция . I "массаж+даэероотимуляция"; Л-' ' г- комбинированная стимуляция . г "массаж+электростимуляцая"; ; 3- ручная стимуляция.

|Г " - ' -п — '

о М . № . № МОЧс ! ; " ' .•"

Количество молока в ручном додое при. комбинированной лазерной и электроотимуляции' в среднем по опытным группам составило ка 78 ¿а и ба,ЗХ.меньше, чем в контрольной группе.Процент жира в молоке "ручного додоя был при лазеро- я, электростимуля-дага меньше, ' чем у животных контрольной группы на 0,34 и 0,14£ 'соответственно, 4Это свидетельствует о том,, что использование ; методов лазеро-';' и электропунктуры для' стимуляций тачек ,'ТИ-МИН" акупунктуры вымени;.а процессе машинного доения, способствует более интенсивному . протеканию рефлекса молокоотда- . чи, ■ повышений полноты опорожнения вымени и жирности выдаиваемого молока. ' . ■ . ■

ВЫВОД* Н ПРЙУЮКЕНИЯ.

На основании проведенных автором комплексных теорети-■ ' ческих и экспериментальных исследований о позиций системного анализа да изучению биотехнологического процесса машинного дог

ения коров, предложенных на его основе конструктивных, технических и технологических решений, разработки рационального способа выведения молока' из вымени, методов нетрадиционного ' стимулирования молокоотдачи в диссертации решена актуальная научная проблема по разработке методов и технических средств, повышения эффективности машинного доения поров. Это позволило .* существенно повысить молочную'продуктивность коров, ; исключить . заболеваемость вымени животных от применения машинного доения; повысить стабильность вакуумного режима « качество получаемого -молока, ' ■' - '". >1"'. ; "' ' '■".' '

По результатам', выполненной работы получены' следующие, основные выводы и предложения. ■ . .•■'-■.■- - '; ;■ ■

1. Существующие исследования и разработки, / связанные о ." решением рассматриваемой проблемы, не располагают комплексными > системными подходами и методами математического моделирования Л к изучению сложного биотехнологического процесса, а котором '

, участвуют оператор-доильная машина-животное-внешняя -среда

(О-М-Ж-С) и не создают научных и методологических основ ггавы- -' ' • тения эффективности машинного доения коров.. ' '

2. Установлены аналитические зависимости для определения энергозатрат на выаедение молока из вымени доильной машиной *'.' (1,3,4)} количественных характеристик физиолопмейкого состоя--V; ния тканей вымени и интенсивности рефлекса молокоотдачи у кот

/ров в процессе машинного доения.(0,9)^ •. ■•;'.■ >.>}.■

'", 3. При моделировании процесса введения молота доильной машиной для' описания' физиологического состояния тканей вымени.'^ .животных достаточно.' использовать величины тонусностн.-Т и.уп-\ ругости- У. .'■'*'. ; ■ ". • •• . V;' "1

. 4.' Получены: математические модели процесса выведения мо- ! ."' . лока доильной. машиной (1 в, 17),, устанавливающие влияние ' пара- С метров режима работы доильной машины и физиологических показаг

телей вымени животных на эффективность машинного.доения. .

. 5. Сравнительный анализ режимов работы и выходных результатов, полученных при испытании серийных доильных аппаратов, показал однорежимиость их действия, наличие обратного:оттока молока, образование аэрозолей в подсосковых пространствах, ола-бую стимулирующую способность. При атом минутная вакуумная ' нагрузка,' получаемая- тканями вымени, составляет 0ЭО...1ООО единиц. ' .

в. Теоретически и экспериментально обоснован для технологических линий доильных систем рациональный способ машинного доения животных, на основе которого разработан доильный аппарат о мягким я видящим режимом доения, обеспечивающий повышение жирности в удое молока на 0.45Х, сшвкжив энергсвзтрат на 21Х при высокой производительности выведения. Запоены патентами Российской Федерации N 2038760, N £032322.

. 7.Получены математические модели, .адекватно описывающие рабочий процесс и режимы работы доильного аппарата о новым способом машинного доения, -имеет вид уравнений.регрессии вто-' poro порядка (21,22), а двумерные сечения поверхности отклика, ' характеризующие критерий оптимизации, представляют собой се-,

мейства гипербол и эллипсов (рио.8,9). ■'-■,.-« *

б.' Оптимальные значения параметров режима рабрты доильных . .аппаратов о новым способом доения находятся в следующих.пределах: величина- вакуумметрическэго давления 43.. .43 кПа;' масса, подвеоной части доильного стакана 0.7...0,9 кг; внутренний диаметр сосковой трубки 24,,,28 мм, при котором наружный диаметр , соска меньше-на 1.. .2 mmj-угол конуса внутренней стенки сосковой резины 1°6*...3°3б*; удельные энергозатраты на единицу вы-*веденной массы молока 1350...2100*н-с/(кг.ед.выв.м.).

.9. Установлена аналитическая, зависимость, определяющая ■количественные показатели вакуумного воздействия режимов рабо-

t , - 33 .

тьгдоильных систем (23). Показатели вакуумной нагрузки, полу-

'I ; • ,

ченвдо на доильных установках молочных комплексов "Щало-во","Ерино" и "Беседы" Московской облаоти, превышают в 1,6...2,0 раза предельно допустимые нормы для вымени животных (рио. 10). ■ - *

10. Исследована возможность применения полупроводникового инжекционного лазера низкой интенсивности типа ИЛПН и им- -пульсного электротока для стимуляции рефлекоа молокоотдачи и

1 молочной продуктивности коров. Установлены оптимальные пзра-

t >

метры электроотимуляции:, величина импульсного электротока 20мкА; частота импульсов 10 Гц; доза стимуляции 200 мкАс-1. 'При лазеростимуляции плотность потека энергии лазерного излучения, воздействующего на биологически активный точки (EAT)

вымени животных, Доставила 7,5 Д*/еыг. Количество анергии, пе-•' — ■ i ■* _ реданное вымени животного за 1 минуту, составило в Дж.

11/ Сравнительные исследования комбинированных методов стимуляции рефлекса молокоотдачи показали (рио. 11),что наиболее аффективными сочетаниями являются "ыасса*+лззеростимудя-■ цкя" и ."массад+алектростимуляш1Я", которые'позволяют повысить максимальную интенсивность' выведения молока на £3,0 и 13,0 X, снизить содержание жира в молоке ручного додоя на 0,54 и 0,iiZ соответственно. Это свидетельствует о том,- что методы лаэеро-и электрооунктуры в процессе машинного.доения спосовотвуют более интенсивному протекания рефлекса молокоотдачи, повьспешю полноты выдаивания и жирности выводимого молока.

12, Разработан комплект приборов для измерения параметров режима работы доильных махин и характеристик функциональных свойств вымени,' в ходе машинного доения, использование которых позволит совершенствовать комплектование дойных групп, улучшить способы селекции коров, пригодных'для машинного доения, выбирать оптимальные дозы стимулящш и вакуумного воздействия

для доящихся животных• ■■' '"'*■■.''- ■ \

■ 13. Предложенные- методики количественного расчета вакуум-.вых режимов работа доильных систем, физиологических'; характе-; ристик и рациональных доз стимуляции вымени позволяют разработать предельно допустимые нормы вакуумного воздействия': и - эф' ' фективной стимуляции мологаотдачи: для животных, что еще,более ; расширит знания р'функциональных взаимосвязях физиологических д и технических параметров биотехнического процесса'машинного.

доения коров;-'* - ■ ■ Ч

. Результаты исследований работы и сформулированные на

• их основе выводы ;и предложения использованы при разработке■зо-^технических требований; технических заданий; проектировании й -'.создании новых технических средств и устройств для малинного ; доения молочного,скота;.высокопроизводительных технологий про-

йзводства молока; Общесоюзных нфрм технологического проектиро^ !..-■-.■ ■ .' ■ - ... - ■ ■ ■ >;ваяия предприятий; крупного рогатого - скота . (0НГП1-89)} реконструкции коровников с привязным содержанием'и'других м^то-

.дических материалов;, • : : -'/.-' ..........■ ^ ! '.

V--* Годовой, экономический эффект от ■ внедрения результатов .исследований составляет 301,03* млн.рублей (в ценах 199в' г.).-V ; ; Д ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В •у'-^'-Ч-' ' ' •'' • СЛЕД3^14* РАБОТАХ: " ■'.•";.. > Ч;-:

1.".КАРАВАЕВ Ю.С., ПРОНИЧЕВ Н.П. Методика определения скск ■рости истечения молока из сосков вымени, в ходе машинного;дое-^ния. коров//.- Сборник .'научных трудов МКИСП.-; 1&77|- V Т.14,Вып. 12 С. 1б2г 155 .V--' •. V / - > ."..'"//Л;/ - ■'••,. ■ .Дч .-Д-'. ■ V КАРАВАЕВ -Ю.С. , 'ПРОНИЧЕВ Н.П. Методика сценки. Ьакуумно-' УорежимараЬоты ~ доильных '- .установок//. " Сборник - трудов ВЮК ; '1Ш..-гЬдольск,1977^-Т.:10.-С.57-60.. •;'■:-■ ' ; -*' * . - .'■''-V ■ ^УУ-^З.'- ПРОНИЧЕВ н.Л. Планировке' экспериментов яри спределе-нйи показателей:::работы исполнительных .механизмов доильных' ап~-

• : ■ /! . ; ! ■ . пвдатов// Сборник научных трудов МИИСП.- 1879.-Т.18.-Вып.1-

^ 0.^12-115. . . ' ' ' ' " , • '.■".■

: 4. КАРАВАЕВ Ю.С., ПРОНИЧЕВ Н.П. Прибор для измерения ва-; ку^мной нагрувки, испытываемой выменем при машинном доении ковров// В кн.; Новое в методах испытаний тракторов и сельскохо-ЭЯйственных машин.- М. ,.1979.- ЦНИИТЗИ.-Вып;21.-С.6-9,

8. АНТРШОВСКИЙ U.M., ПРОНИЧЕВ Н.П., ЗАЛЕВСКИЙ Ю.И. Высокопроизводительная вакуумная, установка// Сельокое хозяйство России.- 1984 > Ы 0.-С.41-43.

I ;/ в. ПРОНИЧЕВ Н.П. Взаимодействие звеньев сиатеыы доильная ! машина-животное-оператор в процессе машинного доения// Сборник .» научных трудов ВКИИМЯ. - ; * Подольск, 1986.-С. 07-101.. ij ■ 7.ПРОНИЧЕВ Н.Ц., ГАВРИКОВ A.U. Раздой коров в условиях. I молочных .ферм и комплексов промышленного типа// Сборник науч' ных трудов ВШОШ1-Подольск,1980.-С.79-83.

а. ПРОНИЧЕВ Н.П., ОИРСОВА T.Ki, ЕФРЕМОВА Н.Е. Водопотреб--леяие на.технологические- цели при доении коров в условиях механизированных ферм и промышленное комплексов// Сборник научных трудов ВНИИМК.-Подольск, 1986.-С.52-69. .

9. ПРОНИЧЕВ Н.П., КЕБА А.Е., ХУСАКНВД Какая установка. эффективнее// Сельское, хозяйотво России.- 1987.- N 12.-С.23-Я4.; г /

. 10, ТЕКУЧЕВ Й.К.* ПРОНИЧЕВ Н.П., ЛОБАЧЕВ Ю.В.А.С. К 1284477 (СССР). Устройство для выдачи корма животный в зависимости от объёма выдоенного мошка// Опубл. в В.И. - .1987.- M

з. ; / .... ■ - . ...

V il; ПРОНИЧЕВ Hin.*, ШАМШИН А.Ю. А.о". H 1400559 (СССР). До-• ■ ильный стакан// Опубл. в В.И. - 1988.- К 21.

' 12/ПРОННЧЕВ Н.П.,. КАЗАНСКИЙ Д.В.-А.О. N 1393363 (СССР). Доильный аппарат// Опубл. в Б,И. - '1988^*Н 17. - ■ , /13. ПРОНИЧЕВ Н.П. A.C. H 1521409 <СССР). ДОИЛЬНЫЙ Ста-

как// Опубл. В Б.И. - 1989.- N 42. "

14. ПРОНИЧЕВ Н.П.,Иванов В.А..АликСеров-A.C. и др. Патент ' СССР Н 1797737. Доильный стакан// Опубл. в Б.И. (дай олуж. , пол.).- 1990.- ЭКЗ.ОООВ50. ; ' .

; 15. ПРОНИЧЕВ Н.П. A.c. N 1818532 (СССР). Доильная уставов- .' •КЗ// 'Опубл. В Б.И.- 199М 21.

16. ПРОНИЧЕВ Н.П., БУНИН И.А., КШ Ф.Э. Технические и технологические решения резервирования В стабилизации вакуума до- -ильных установок// Сб. йаучных трудов ВИЯ.- 1991.- Был. 65.-С.

- 1В"19. ' • * • ;.■ -

17. ПРОНИЧЕВ Н.П.. ИВАНОВ В.Á., ВДТ П.М. Д.о. N 1739256 (СССР). Устройство измерения тонуса сфинктера и упругооти ткани вымени животного// Опубл. t'EJ. - 1992,- N 21.' л '

18. ПРОНИЧЕВ Н.П., ЖЕСТОКАНОВ О.П. Сравнительные испытания вксперименталъного доильного аппарата с физиологической оценкой режимов его работы// Тезисы докладов VIII (I Всероссийского) симпозиума по машинному доение сельскохозяйственных живот- ; вых.- Оренбург, 1995.- е./114-115. : •

19. ПРОНИЧЕВ Н.П., ПЕТУХОВ B.C., БЕЗОТОСНьЯ В.В, Сравнительные исследования нетрадиционного метода,стимуляции рефлек-

- са молокоотдачи у коров// Тезисы докладов VIII (I. Вс4российо-,

кого) симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных ж»--- ■ 'водных.- Оренбург, 1995.- С. 112-113,

, 20. ПРОНИЧЕВ Н.П.,' ЖЕСТОКАНОВ. 0. П., ДЕЕИЙА Р.Я. Этепери-.. менталыше исследования режимов работы нового доильного елпа- ,

■ рзта//Сб.' научных трудов"ВИЖ.-. 1995..- Вып. .57.- С. .69-75,

'21. ПРОНИЧЕВ Н.П., ГУДЕНКОН.Д. Прибор для определения то, нуса ткани сосков и упругости поверхности вымени сельскохо-. аяйственных животных// Тезисы докладов VIII (I Всероссийского) . симпозиума ño машинному доение сельскохозяйственных животных.-

■ Оренбург, 1995.-. С. 113-114,.

il "v: ; : •».

I ' , - 3? -

■J ■■ , : ■ - '

. к 22, ПРОНИЧЕВ Н.П. .ПРОШЧЕВ Д.Ц. Патент Российский Фадера-

,'цин N-2032322. ■ доильный аппарат// 'Опуйа; л Б.И.- iBQS.-N 10..'

ij . £2. ПРОНИЧЕВ- Н.п. Патент Российской Федерации N£023434.

Установка для конвейерного обслуживания. <юиотшх// Опубл. в

•'Б. И,- 1S98.-N в. / ' i 'I; .

¡i .J 4. ПРОНИЧЕВ .Н.П. .рРОНИЧЕЗ Д.Н. Патент Российской федера- ■

:! цщ К 8098760, Способ иаиотнкого доени^ животных// Опубл. в

В.И. - 1996.- н 19. ' .

'I' /: '.28. (ПР0НИЧЕ9 Н.П.,.ПРОНИЧЕВ А.Н. Патент Российской Федвра-

f .уции N £050124. Доильный атакан// Ояубл!, щ Б.И. - 1965.35.

. 11

Тих ГШЙНПО'Лгч" г.Полольок, Моск. обл. SiK;Ä7I тир.ВДэкв, 2усл.пвч. листа.