автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование и разработка технологии и технических средств механизации приготовления кормов, их очистки и доения кобыл в молочном коневодстве

р V Ь V»

2 АПР 19^днКТ- ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ, ИХ ОЧИСТКИ И ДОЕНИЯ КОБЫЛ В МОЛОЧНОМ КОНЕВОДСТВЕ

05.20_01 - Механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

Санкт - Петербург - Пушкин 1995 '

■ Рабр?э дшоявзяв в Санкт-Петербургском государствен-.й.са. сг'рвтзац: университете и Яападно-Кезахстанском сепь'сно-коэяТютоанйом институте.

Йауч'вы-Й консультант - заслуженный деятель науки и техники

дбятой .технических наук, про^ео-ойр 5.И»ВАППГ.

04я«иап&пые оппонентыаеспуябннмй .дектеиь науни и техники

РФ/д-октоп технических наук, профессор, Л«Е. АГЕЕВ;

доктоп технических наук, с.н.с. ю,к,ковальчгн-;

доктор сельскохозяйственных яаун, профессор А.Р.РУСГШВ,

Вздуиая организация (предприятие) - Воеооссийский пэучно^-исспедоБатепьскиЙ институт, коневодства Свниик), г. Ряэань2

Вашята состоится " " _ 1995 года в 14 часов 30 минут не заседании диссертационного совета Л.120. 37.04 по защите диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по едоесу: 189620, Санкт-Петербург-Пушкин, Ленинградское -шоссе, д.2, ауд. 719.

(? диосертшгей мойно «зиаксмиться в библиотеке Сощ^-Петербургского государственного эгоарного универ-св .

ABTopafepaT разослан " "_1995 года.

■УуёяиЙ сенрезчэоь • совета

гаадде^^ёхнпческйк наук

дЬцен? Л.В.СОМИШ

OEM Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблем г В настоящее время проблеме развития продуктивного коневодства придается большое значение. Продукты коневодства - конина и молоко - пироко используются в пищевом рационе человека.

Использование кумиса, ценнгго лечебного и диетического продукта, в медицине и санитарно-куроргной практике описаны достаточно широко и полно. Кобылье молоко используется для приготовления детского питания, так как по химическому ооота-ву и питательным свойствам оно близко к венскому молоку.

Переработанное кобулье молоко используется для приготовления косметических средств.

Одной из главных задач в области механизации коневодства является обоснование технологии основных производственных процессов с разработкой технических средств кормления, приготовления кормов и их раздачи, а так же разработка и исследование Яаяпьиых аппаратов и установок соответствующих фязиологичес -ким особенностям кобия, исследование пооцессов и обоснование технических средств пеовичной обработки и переоаботки кобыльего молока.

Актуальность исследования подтверждается практически полным отсутствием в отечественной и, в значительной мере, зарубежной литературе сведений по вопросам, поднимаемым в настоящей работе.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Сзнкт-Петер-бургского государственного аграрного университета, координируется Всероссийским научно-исследовательским институтом коневодства (B^F г. Рязань) - проблема 05.07. "Разработать технологические процессы и технические средства машинного доения и первичной обработки молонг", номер государственной' регистрации ОХ.9«20,011092. Работа выполняется по плану НИР Sanaдно-Казахстанского сельскохозяйственного института (тема J? IB) и согласуется с Казахской республиканской научно-технической прогрей-мой J? 20.0В,09 "Усовериеясчзовать тех пологие и технические • средства доения, обработки шлока и приготовления, продуктов молочного коневодства", номер государственной регистрации 0194 PFT 00547.

Цель исследования. Повышение гхЭДективности молочвого коневодства за счет обоснования и разработал технологии и техни-

чеонях средств приготовления я очистки кормов, машинного доения кобыя с последующей переработкой кобыльего молока.

ffit-evf доследования» Я нэчестве объектов исследования были выбраны технологические процессы и кормовые материалы, тавотные и средства механизации в молочном коневодстве»

Veтодика исследоьакий. Аналитическое изучение и разработка методики расчёта технических средств гоанудиоования и брикетирования кормов, коомоочистительного устройства, доильного аппаоата для доения но<5ыл. В, работе применяется аппарат математической статистики, теоуии вероятностей, теооии планирования : эксперимента.

Экспериментальные исследования проводили в лабооаторных условиях, на специальном стенде для оесуоснуг испытаний машин,. 8 твкке в реальных производственных условиях коневодческих Ферм на основе комплексного, подхода к анализу сложных технологий о пйименением методик планирования экспериментов»

Результаты исследований обрабатывали методами математической статистики с применением ЭЗМ, и поя учением математически* моде пей.'

Научную новизну работы составяяют:

- использование системного подхода для молочного коневодства, позволяющего рассмотреть во взаимосвязи процессы ппиго-товяения кормов - гранулирование и брикетирование, очистки кормов о получением продуктов молочного коневодства и наметить пути повышения эффективности молочного коневодства;

~ методы исследования рабочего процесса кормоприготовя-тельных.машин, доильного аппарата путём сочетания теории планирования эксперимента и анализа моделей;

- обоснование необходимости принудительной оог8низованной> подач» материала к рабочим органам пресса;

- математическое описание пооиесса движения кормов в писателе пресса с коническим шнеком переменного тага, обеспечивающее более равномерное распределение материала по периметоу и ширине матрицы, улучшающее эффективность и производительность пресса;

- мвтематеческое описание ппоцесса движения кормов и инородных предметов в кормоочистите льном устройстве, принципа воздействия сосновой резины на сосок;

- теогзгическое опрэдзчениэ з8яономзрйо.о.?зЗ з'Лзпэгш . шюродныя примесей из стебельных кормов в результат еэсггм'зч»-дейотвия разделяемых ксмпбн&нтон.с рзбсчам овгайС!.! г?1;:.::: о-; хотите яьпого устрэ [¡стер;

- математические иод;пи. рабочего процесса пп*гзсгяд пресс гренулятора-брикетироицикэ, кошо^чиститепьного уотсойо.тза, повиЕгявгсие эффективность корыопрнготовяеяия» а такса нроцзс-со доения кобыл я обработки молока;

- новые и модернизированные технические средства а типологических пиниях кормоприготовлеиия, доения,кобыл и обработки молока местного производства продукций. мрломкого коневодства с минимаяьнычи затратами энергий и основных ресурсов, которые защищены 3 авторскими свидетельствами на изобретения и поедваритепьнкн патентом песпубгсики Казахстан.

Практическая ценность и реализация Резупьтатов иоопедо-паний. Пооведенные исследования позволили обосновать и разработать технологию и технические спедствэ повышающие эффективность молочного коневодства. Ппименение грэд.тагаемой конструкции питателя о кояичесмш рабочим органом позволяет уменьшить неравномерный износ мотсиц, повысить их долговечность и увеличить производительность пресс гвапулятора-бри-кетчоовиика кормов для приготовления кормов в коневодческих хозяйств?-: •

Применение предлагаемого коилооч нетитульного уотоойсгвэ повышает надежность работы технологических линяй приготовления коомов и сникает тоавмэтизм животных.

Имевшиеся в диссертации научные положения и рекомендации позволяют на стадии проектирования и конструирования обосновать паргметри н реяимы работы (.taran, применяемых в коневодстве.

Предлога-пина в диссертационной работе и рекомендациях, по выбору вида доильных аппаратов и оеяймсхв их работ копотр'утг-цкя доильного стакана и новая концепция вза^одойотр.чя-дспай-nroro стакана я соска ко бия и позволяют увеличить Еффектгтоота машинного доения.

.Материалы исследований включены:

I) В "Рекомендации по развитие молочного попоподства а. кумнсопроизводст'ва в условиях Ураньской- области (т. Тральси>. 1991 г); 2) "Рекомендация по внедрения в. производство писателей прессов ОПК-2,0 с коническими, рабочими органами", а

гшг*е они принята ддя -исттолъзовэния в перспективных -разработке* прессов при их модернизации в Головном экспеоимен -таяьно-.^онструнторском иноги туте (ГЭКИ) по мэиинрм для пе- : реработки травы и соломы. 3) Разработанное кормоочисти -reльрое устройство, созданное fía основании результатов исследований, внедрено в хозяйствах Западна-Казахстанской обвести.

Результаты исследований используются в учебном процессе в курсах "Механизация, электрификация и автоматизация животноводства", "Иеханизация и. технология производства продукции-животноводства" при подготовке и повышении квалификации кадров по. специальности 'JI.I3 "Механизация сельскохозяйственного пгоизродсгвз" -и зг,07, "Зоотехния".

ffa защиту выносятся-:

основы .системного подхода к механизации производственных процессов в молочном "коневодстве.

- теоретические предпосылки совершенствования технологического процесса гранулирования, брикетирования и очистки кормов в кормолриготовлении, теоретические предпосылки моло- . ковыведения, лактации кобыл, взаимодействие доильного стакана с соском вымени в процессе доения кобыл;

- технология и технические решения организованной подачи материалов к прессующим узлам'пресс гранулятора-брикети-ровщика;

- конструктивно-технологическая схема уствойства для очиотки кормов (по а.с,J 1323079);

- конструктивная схема доильного стакана, наиболее полно отвечавшего Физиологическим особенностям кобыл (по а.с-

« I73SSI5); '

- оптимизированные математические модели для определения конструктивных параметров и технологических режимов пресс грзнуляторов-брикетировщиков, устройства дня очистки, кормов, доильного аппарата; ' •

- оезультаты исследования по совершенствованию систем • питания пресс грэнулятора-брикетировщика, кормаочиотительно-го устройства и аппарата для доения кобыл-,

Арробация работы. Основные положения диссертаций докладывались, начиная о 1978 года, на научных конференциях профессорско-преподавательского собтава Санкт-ГТетербургскси

го тооуж^погвепиого аграрного университета и Ряпадио^Каавх«. стапского сельскохозяйственного института; на оасмвеином' заседании отдела для гранулирования и брикетирования кормов и научно-технической конфере-ции Головного экспериментально-конструкторского института по машинам для переработки трави и соломы ГЗ!Г1' (г, Вильнюс) в 1984 г; на координационных совещаниях казахской Академии сельскохозяйственных наук и НПО "Казсельхозмеханизацйп" в 1992 - Т994 годах в г. Ашвты; на " республиканском семинар-совещании по механизации производства кумыса и детского питания (г. Уральск, 1991 г.), на областном НТО агропрома в 1988 г.; на оасшиоеином заседании кафедр и СХЧ Белорусского института механизации сельского хозяйства в 1589 г. ( г. */инск).

Публикации. По матеоизлам диссеотации- опубликовано печатные работы, в том числе 3 автопских свидетельства изобретения и предварительный патент Республики Казахстан.

("■тоунтуоз и овгш диссертации. Лнесергация состоит из -введения, пяти пезделов, ооснх выводов и предложений, изло-кенанэЗ-^отоотпдах, включая 23 таблицы, ттнсунков, библи-ороафин из 320 наименований, ^ на них на иностранных языках.

ООШ>]Ш^: РАБОТЫ

Введение, содеопит коаткое изложение состояния исследуэ-1503 проблемы, сушиость выполненной работа, э также научные вацокеиия, воносямие на защиту.

В первом разделе "Состояние проблемы и задачи исследовании" дано обоснование основных направлений исследований. На основе яитс-рзтущпк материалов проанализировано состояние механизации наиболее ванных технологических процессов в молочном коневодстве: кормоприготовяение (в том числе грану ли-, рование, брикетирование и очистка кормов от инородных примесей) и доение кобыл.

Коневодство является сложной биотехнической системой, «пешей в своём составе плряду о техническими и биологические звенья. Тля отпасли коневодства можно предложить киас-снфикацию сложности системы по уровням с членением их ка совокупности с учётом природы внутренних связей между подсип-?емамн и отдельными звеньями. Наличие биологических звеньев

jp срр?с:.<;е вносит сусесгвеяные особенности в её -^-./кционирова-ще, в чрстност^: действие зоной системы, обсиукивзшей жи-90тдух< непьзр остановить, так как это вызовет сушественный йкояом^ческий ушерб; устойчивость процесса иногда нагэуиает-ря и принимает случайный характер.-В поимеяении к рассматриваемой' проблеме анализ рабочего процесса машин'для приго-уовяения'- кррмов, их очистки, доения кобыл и обработки молока М'о'кно рассматривать с- позиции соответствия параметров 8ТИХ машин зоотребовэнкям,:выявить-резервы повышения эффектности процесса, заложенные в конструкции и режимах экс- ■ |г?уатации. При этом имеется ввиду работа с минимальными зат-> ратэми энергии и минимально допустимыми'неизбежными потерями кормов и продукции. Подобный подход может быть полокек в основу .не только',пои изучении поточных пиний, машин и операций, но и их элементов. Работоспособная система Mosev быть лояуче-на, если с больиой достоверностью удается устранить поичины отказов всех её ¡элементов, включая и биологические звенья, определить форму взаимосвязи оператора, маиины и тавотного.

Исследованию процесса приготовления гранулированных и брикетироввнных кормов посвесены работа В.Ф.Некрас.-вича,и.Ф. Игнатьевского,- С.В.Мельникова, В.И.Особова, И.А.Лоягова.С.Ь'. Маркаряна, Г.Я.Фарбмзна, С.А.Алфёрова, Е.Ч.Томсонэ, В.«яплане и других. Исследованию систем питания поесс грануяяторов в-брикетиррвяиков посвящены работы В.Ъ'унусбзева, Ю.В.Под -•нояьзинэ, Г.Я.Фарбмана, А.К.Николаева и др. Исследованиями ■установлено, что при неравномерной подачи материала на поверхность матрицы происходит и неравномерный износ оабочей поверхности матрицы и вальцов. Работа поесса при этом нарушается -и для её возобновления необходимо произвести замену дорого.сто.ящих вальцов и матрицы. Танке при неравномерной подачи-материала на поверхность мэгоицц вырабатываемые гранулы И бр,и ке ты пояучаю.тся различной плотности и прочности, что ухудшает качество получаемы*■кормов,- снижается пропускная способность пресса. Всё это неблагоприятно сказывается как на стабильности 'работы,.-.так и- на его надежности.

Ляя обеспечения стабильной работы пресса, а такке при непосредственном скармливании, исходный материал необходимо цодаввть без иие^одних прицесе-'й. Проблема очистки кормов от цримесей стоит и при коомяегшк. аивотнцх. Вопросами очистки Громов ог примесей цапшаяиоъ. Б. В^КЪеонов, Л.-П. JfaDTSшов, ^.А,Голиков. А. А. Ару вши я, А.С.Ерохии, С.Л. Таршипов,. б

Джапаров, П.1*.сайка, н.н.Колчин, Г.В.Листопад, А.И.Непюбов, И.И.Бпехман и другие.

Установлено, что попадэя имеете с кормами в кормопри-гстови.тельные мзшины твёрдые примеси приводят к повышенному износу к поломкам их рабочих органов, я результате этого снижается надёжность работы машин и оборудования. А проникая вместе с кормом в пишепой такт животного инородные примеси вызывают различные травматические заболевания внутренних опгянов и даже приводит н их гибели. Яеё это наносит значительный экономический уверб хозяйствам.

Наиболее трудоёмким и мало изученным процессом в молочном коневодстве, кроме коомопгиготовления, является доение кобыл.

Ксть небольшое количество научных публикаций, связанных с машинным доением кобыл. Ч основном рассматриваются биологические аспекты проблемы, чало изучены технологические сто™ роны и технические средства доения х.о<1ып. Регпенич вопросов,, связанных с доением кобыя посвякекы работ« И.А.Сайгина, Х.Яц, Люсембина, К'.И.Луйсембеева, В.г. Черепановой,. ^.".Рзрминцевд,. Э.П..Токйгжиой, В.^.^адсиансногэ, ''.Л.Чомако.уозз, Э.ТЧТумаио-в.ой и др. '

Исследованиями установлено, что имеется крупный недостаток, при су ¡пи Я практически всем аппаратам высасывающего типа - неправильное сжатие соска сосковой резиной в такте сжатия, поскольку сдавливание происходит "снизу-вверх'1, то есть От кончика соска к его основанию. Физиологи назвали происходящее при этом явление - "обратный выброс" молока. Суть этого явления состоит п том, что молоко находящееся в цистерне соска, забрасывается обратно в полость вымени. Исследованиями установлено, что количество молока, перекачиваемое таким образом, может составить до объёма цистеснш сосна. Я результате увеличивается риск возникновения инфекционного заболевания вымени, а также скитается скопость молоковыведе.-ния, поскольку часть молока совершает колебательное движение между цистернами соска и вымени.

Таким образом, недостаточно изученными и требующими совершенствования в молочном коневодстве являются процессы гезн.уяировэния и брикетирования коомов, очистка кормов от инородных примесей, технологический процесс доения кобыл.

По результатам анализа основных оабот установлено, что наряду с глубокими-исследованиями отдельных технологий и технических спедств ппиготовления и очистки копмов, доения кобыл и обоабогки молока, до настоящего впемени не ппо-води-яись комплексные исследования гтименительно отпасли коневод-?твэ с учётом специфических особенностей кошпения, соде мания,-, доения кобыл. Выполненные ранее разработки не создаст достаточной научной базы для оепения ряда практических за -1ач5 связанных се имевшейся пооблемой и сдерживает в недоение в отрасль поогоессивных технологий и технических средств.

'¿сходя из излокеиного, для решения поставленной проблемы необходимо пенить следующие задачи:

- обосновать необходимость принудительной опгаиизопаи-ной подачи материала к рабочим органам пресс гоануиятооа--бракетировгака';

определить оптимальные конструктивные параметои и технологические оежииы работы питателя ппесса грэнулятора-боине-тиоозсика для приготовления кормов для коневодческих феом;

- оазоаботать, обосновать и определить констггуктивно-оечшмные папаметоы кормоочистительного устоойства;

- разработать функциональную модель лактации на основе изучения процесса мояокообоазования и мопоковыведенип у кобыл;

- обосновать принципиальный подход к выбору тип,а аппа-оата для доения кобыл;

- изучить влияние режимных паоаметоов доильного аппарата и определить их оптимальные качественные и количественное значения;

- обосновать методы исследования рабочего процесса питателя пресс гоануяятооа-брикетировщика, ноомоочиститеяя» доильного аппарата; .

- разработать, изыскать певспективные технически^ соед-ства для очистки и приготовления кормов, доения кобыл;

- поовести испытания технических средств копмоппиготов-яения, очистки кормов и доения кобыл в коневодческих хозяйствах.

■Во втором паздеяе "Теоретические предпосылки к обоснованию технологии и технических средств механизации в коне-

водстве" опосмотпекы теоретические вопросы совершенствования технологин и рабочих опганоп машин, применяемых в молочном коневодстве.

С позиции системного подхода производственные процессы в коневодстве можно представить в виде системы, состояией из ряда подсистем, расположенных'на оззных уровнях. Подсистема одного уровня представляет собой такие схемы, как, приготовление кормов, особенно, очистка коомов, гранулирование, брикетирование, доение кобыл, обработка молока. Подсистему следующего уповня определяет технологические линии кормоприго -товления, доения, обработки молока, подсистему третьего уровня составляют задачи исследования и оптимизации отдельная машин, оборудования, .узлов, рабочих опганоп.

Ч прессах с воашатаейся вертикальной кольцевой матрицей матепиав, подаваемый на её внутпечнш поверхность, удерживается на ней за счёт центробежных сил. .Это условие облегчает работу системы питания таких поессов. V поессов с неподвижными матрицами этого нет. К рябочям органам пресса, даже при применении принудительной системы питания, подаётся воздушно-материальная смесь. Лопэгни, установленные на водиле вальцов и воашаюшиеся вместе с ним, не способны равномерно распределить эту. смесь по пепиметяу и ширине матрицы. ..

Поэтому для равномерной подачи материала к рабочим органам необходима разработка принудительной организационной системы подачи материала, которая бы подавала его непосредственно на матрицу перед проходом прессующего вэяьца. Частицы материала-, отрывавшиеся от питателя,, должны иметь достаточную скооость и ударный импульс, чтобы внедриться в слой материала, который находится на внутренней поверхности матрицы, вследствие его'расширения после прохода прессующего вальца.

Я процессе трянспоотиоования материала желательно его объемное уплотнение для большего сцепления частиц друг с другом. Рабочим органам системы питания, удовлетворявшим эти требования, должен быть конический л нек-питатель с переменным' шагом, имеющий число заходов, равное числу прессующих вальцов.

что всякая винтовая поверхность общего (см.

А2

Рис Л. Винтовая поверхность общего вида

рис. I) вида может быть предоставлена параметрическими уров-нениями:

. а- _ ср -\~Р(г) (а) 1 У г. тер (б) >

2 « г-СОвр (С) ]

где X У,2. - координаты произвольно выбравной на винтовой поверхности точки; 7*- Расстояние от рассматриваемой точки до винтовой оси;

угоя поворота образующей от её печального положения до совпадения с рассматриваемой точкой;

"РС^^т чяен, зависший от вида, обпазуюшей и её пояо-кеяия отк^ситеяьвр винтовой оскх.

Обоазушая этой поверхности прямолинейных и при своём винтовом движении всегда перпендикулярна оси.^. Поэтому в уравнении (7э) втооой член -р(г) оавен нулю, а само

уравнение (¿д) потобпетает бояее псостой вид

X — Ср (2)

£

где С= -хт=- - чзрть величины шога винтовой поверхности ка-2<н. _ •

один оэдиэн поворота' ее обпазуедей.

Уравнение (2) есть не что иное, как уравнение проекции н в винтовую ооьх пути,' сове пленного точкой, перемешайте йря по винтовой поверхности на постоянном расстоянии от этой оси-.

Для винтовой поверхности переменного' шага мгновенное зЯачение шага будет'

С учётом этого, после пгеобпазования, можем загпкбать параметрические уравнения винтовой поверхности- с пз'оемен'ным датой с цилиндоическим Основанием:

(э)

У= Г■ £¿/7 (У} (б1)

Z Т-С05<р (в)

>

(3)

Выходной виток прессушрего шнека с цилиндрическим'основанием направляет выходящий из него матепяал перпендикулярно оси. Расположить выходной конец шчека внутри матрицы невозможно. Поэтому для направления материала внутрь матрицы не«» обходима установка специальных направлявших.

Поэтому подпвессовку мате пиала лучше производить в ине-новых питателях с конусным основанием. Мэтепиап в mix, в отличие от шнеков с цилиндрическим основанием, будет .уплотняться в двух направлениях: и за счёт уменьшения шага, и за счёт уменьшения расстояния от основания до кояуха, то есть зз счёт конусности. Выходной виток инена направляет материал под углом v оси, непосредственно внутрь матрицы.

Каноническое уравнение коуглого кояуха описывается, уравнением х2 . г zz.

« о (if>

Определяя из выражения (4) координату Z получим,

с2 а2 Ъ2 иен-'

и

а-Ъ

COSZ(f + S2' sv'/j 2<p

(5)

3 учётом (5) получим уравнение конического шнека с переменным шагом,

У — v-sincp ___rfi)

Применение конических многозаходных шнеков-с Переменным шагом'позюляе т уменьшить длину питателя за счёт.объемного деформирования материала, причём объём приёмной части должен соответствовать объёму материала в условиях взвешенного состояния,•Рели этот.объём будет больше, то он будет сяукить как бы карманом-накопителем, что при дальнейшем продвижении материала по шнеку и подачи его к рабочим органам мокет привести к их забивание.

Применение такого шнека обеспечит большую равномерность распределения материала по пеоиметоу и ширине матрицы, так как объём меквиткового пространства уменьшается в сторону поступления материала в матрицу* Но время транспортировки происходит как бы объёмное деформирование мятеоиеяэ, ппи этом увеличивается сцепление между отдельными частицами и материалом поступает на матрицу более связанным потоком.

Методика расчёта развёртот- витков конического шнека с переменным шагом приведена в диссертации.

Проведенные теоретические исследования позволяют сделать следующие заключения:

I. Подачу материала на прессование необходимо производить коническим шнеком-питателем с переменным шагом.

2,. Соотношение объёмов приёмной и аыходной частей шнека долкна быть равным 1:1,'5...2,0 что обусловлено конструкцией питателя и размерами матрицы.

Лля определения речдаов работы ковмоочистительного устройства, (а.с. 132^079)., обеспечивавших максимальную Разность в тоэектопиях движения разделяемых компонентов, сле-

дует описятй их перемещение под воздействием каждого оабоче-го органа (рис. 2). 9 пязпаботанном устройстве перемещение компонентов осуществляется в три этапа: движение разделяемых компонентов после воздействия битера, ударное взаимодействие разделяемых компонентов с отражательной поверхностью, движение разделяемых компонентов после взаимодействия с отража-

устройства

тельной поверхностью. Траектория движения частиц определяется уравнением:

Х- (Х-Ехша,)'^ - -Есоы+г]

где: Ц - Радиус битеров, м;

01е - начальный угол полёта, град; Q -ускорение силы тяжести, м/с2;

- начальная скорость попета, м/с;, ~ оасстояние от оси битеоа до оси н8поавлявшэг.о барабана по вео'тикали, м; Т оадиуо направляющего барабана,, м;

Скооосгь компонентов в момент соударения с отоакатель-кой поверхность» определяется выражением:

Соударение частиц компонентов с отражательной поверхностью оценивалось коэффициентом восстановления сковосги

я

и мгновенного тоения ХГп 7S.

ТР Jd — —

от

7 (9)

} »

70. _ ч-r / СТО) в Щ

где: Ъ„ V- - соответственно нормальная и тангенциальная jrí / УД

со ста.в/1 лешие скорости до. удара, м/с;-

п г

Цгу ■- соответственно нормальная и танге н^иадыхай

составлявшие скорости после удара, м/с:

1>е - переносная скопость отоакателькой повеох-ности, м/с.•

о

"оомэльдая составлявшая скорости частиц компонентов после удара определяется выражением:' ®

Г - VL • //V ^ R/r)* '' ^ СП)

■ % Щ mt -f mz

гае: - wscca соудеряеьшх тел.

Тангенциальная соатевяяюсшя скорости частиц компо-uquíob coces,j^spí'¿йреяеияегся из выражения:

Ciioooctb ^рржеиия частиц.разделяемых компонентов с учё-той Бырвзекия, (II) и (12) определяется по формуле,

____________ _ «

сп)

а угол отражения

Цуд ■СР5Оу - Хтр (Щ ■ со$0<уд 4-

(14)

После взаимодействия с отражательной повеохностыо раз-, деляемые компоненты совеошают свободный полёт.

Уравнение траектории движения частиц компонентов будет иметь след.уюший вид:

щ

29

Т'~ХУЛ1"фотЧУ

83С.

2Чг ■

ч- —Л£со$схй 4- У

€

где: угол наклона отракательной'поверхности к оси Х^

град.

3' предлагаемом устройстве максимальная разница в траекториях движения компонентов достигается при максимальной разности углов и скоростей движения компонентов после их ударного взаимодействия с отракательной поверхностью.

А&ет &сп„р — а от. к. (16)

где А&0Г - разность углов отражения примесей и корма, гряд;

А^сг - пазность скоростей отоаяения примесей и коша, м/с;

&гягч - скорость отражения соответственно при-

ьяпр, СГ.К И ,

месей коома, м/с;

О(окпр ®ет.к ~ 01,03,15(51,3 соответственно примесей ' и корма, гоад.

Скорости и углы отражения примесей и ксомз определяются из выражений (13) и (1^).

Последовательное Решение выражений (.7), (В), (13),(14), (1^), с учётом Формуя (16) и (IV) р которых конечные условия каждого выражения являются начальными для последующего позволит задаваясь качеством сепарации, определить коястоуктив-яо-ре*имные параметры устройства.

Лля определения распо лс Кения делителя устанавливались зависимости:

^ --Р(Гк), ^р^-Рсгпр);

где Хк / у* / Хлр, Улр -координаты движения соответственно коома и поимесей после ударного взаимодействия с отражательной поверхностью.

Тогда задаваясь высотой делителя и учитывая, что ~Упр— кцел определим расположение оси делителя гго горизонтали из условия: ^ _^

¡д ^ «^-'1? (1П)

Производительность коамоочмстительного устройства определяется по формуле:

-Щ—Кг. -в* к, (15)

где Ъ ~ пи пи на ленты подаюмего транспортёра,м;

- высота корма на ленте подающего транспортёра, м;

£ - угол естественного откоса коома, град; 1}аг- поступательная скорость ленты подаюшего тоанспортёпа, м/с;

объёмная (насыпная) масса коала,, кг/и^;

- коэффициент учитывающий снижение произво-

дительности зз счёт движения коома на ленте с некоторым проскальзыванием.

Анализ пэбочего пооцессэ ■'ормоочиститеяьного .устройства позволил получить формулу для определения моиности, потребней на его привод: ^

4- Qc ^.есл^+Жтр (20)

где - усилие, необходимое для преодоления сопротивления транспортёра, .КГ ; Т^х ~ скорость подавшего транспортёра, м/с; ки - коэффициент увеличения мошности для преодоления сопротивления от инерции масс при пуске тээнспортеоа; с0 - сопротивление лопзстям битеоа пои отделении ими косма от монолита II/м^; угол окатывания,, гоад, Срс - секундная производительность лопастного битера, хус; соедняя скорость отбрасывания стебельного копма; м/с; -р- коэффициент тоения коомо и поимесей о лопасти битеоа; 7}С7,1Г.п- средняя скорость движения корма и пойме» сей, относительно лопасти,, м/с; - коэффициент трения коша о корм; ~ коэффициент тгения корма о направлявший виток; Мур '- потери мощности в передаточных механизмах устройства.

Из анализа литературных данных наиболее мало изученными процессами в коневодстве являются процессы молокообоазо-гания, молоковыведения и доения кобыл.

»/одели, воспроизводящие лактационную кривую, имеют выраженную эмпирическую ориентацию. Главная цель, пользуясь моделью молочной железы - предсказать ход процесса производства молока в рамках лактации кобылы. Модель имеет точки' "привязки" к животному: вход питательных вешеств и вход гормонов. Она основана на анализе числа и активности секреторных клеток и включает в себя только те биологические компоненты, которые оказывает влияние на систему' и определяют значения основных характеристик типичной лактоционпой кривой.

Схема модели показана на рис. 3. Принято допущение.что

доставке коовью метаболитов, используемых для синтеза молоке.и роста клеток в молочной нелезе, ничем не ограничена.

Удаление молока Аз вымени

РИС. 3. Моде ль молочной железы. В пояиоуголь-никах указаны переменные состояния: . символом клапана обозначены процессы превращения либо передвижения. Пунктирными линиями указаны ппедпопотителышё влияния значении'переменных состояний на скорости процессов, описываемых моделью. Точечными пиниями указаны возможные связи, -которые в рамках существующей модели еше не. формализованы.

Мояочкая иеяеза, как таковая, представлена в модели недий-фередоиоованными клетками числом Су , дифференцированными к секрету.молока клетками числом и накопительными ка-иерами, в число которых входят каналы, альвеолы и цистерна • кевезы» содержащая М-Хгмолока. Принято, что гормонЛ" кон. трояяруег скорость деления недифференцированных клеток, в результате которого образуются активные секреторные клетки. Масса мрцока М. ;, содержащегося в вымени животного, больше значения которой могут, свидетельствовать о неполном удалении его. из молочной кеяезь/, вызьтает как немедленные ппямые и ^посредственные реакции, так и продолжительные косвенные '' -16"

реакции, опосредованные гормональными, биохимическими и физическими процессами.

Количество мояокэ.М , содепяэиеесл в организме животного, это характеристика, которая предполагает, что она оказывает прямое и независимое от темени воздействие на скорость секреции молока. Тем ье менее именно продолжительность интервала времени, в течении которого M велико, играет в этом воздействии глазную роль, действительно, для оценки скорости потери секреторных клеток была введена переменная Ж , получаемая из Ж усреднением, пведполагащими некоторое запаздывание. Величина 1\/L(t) определяется как экспоненциально взвешенное соеднее, то есть

M(t) --== kr [М(Г)ехр [- kr Ct-T)\d-b C2I)

-OG/J

где кГ/ I/сут, - постоянный коэффициент, Т - фиктивная пеоеменная интегрирования по времени.

результат реиения этого уравнения свидетельствует о том что ^{^приблизительно оавно Ъ/1.(р) . устранённому за суток.

Зля удобства вычисления лучше использовать не интегральное, а дифференциальное уравнение- Можно показать, что уравнение (21)_эквивалеятно выражению

= kr(M~M ) С22)

|алее от биологического объекта переходим к техническому средству для доения кобыл. Известно., что сосковая резина серийного доильного аппарата вызывает "обратный выброс" молока и другие негативные явления, С точки зрения Физиологов, явление эго вызвано тем, что сжатие соска про-, исходит по схе-».!е "снизу-ввеох" вместо естественного "сверху-вниз", соотвэтствуюпего процессу сосания керебёнком или ручному доению.,

1ля того, чтобы определить характер сжатия соска и оценить значение J^ , представим сосковую резину и оосои в виде двух цилиндров, одетых один на другой и испытывав-, сих при этом взаимное давление. На pnc.t приведена охема действия в доильном стакане. ..

Ws схемы видно, что по мере оазвитня процесса онатия

цилиндрическая сосковая резина поиобоетает повеохяость аналогично фооме цилиндпической панели. Резина при этой стсе-иится принять Форму плоской пластины. Очевидно, что поогиб

Ркс.4. Схема прогиба сосковой резтаны имеющей внутри жесткое кольцо овальной 2 формы: а)-сх.шарзош1сакепш кольца; 6) • схема завалки: гганеяи; в)-схема прогиба дэнел-ц.

В-В

Mz(z~o)

з) ef) В) 1 v кЦг

оезины происходит.по пути наименьшего сопротивления и для toro, чтобы плоскость сжатия была контролируемой и управляемой, необходимо создать пеоеменную жесткость в направлении горизонтальных осей. Такую переменнуо жесткость можно получить, если ввести дополнительный элемент в конструкцию сосковой резины- жесткое кольцо овальной формы. Месторасполо-«евие кольца внутри сосковой резины обуславливается дяиной росков. Оно должно находится в районе кончика соска, с учётом его растежении пои,доении. Расчеты показали, что его можно ставить, на расстоянии 35...75 мм от коая поисоска, при ойвей длине сооковой резины 105 ипи 115 мм.

Поскольку цилиндрическая сосковая резина при введении

го

кольца оказывается Разделенной на два участка, то в соответствии с теорией оболочек, их можно рассматривать как отдельные короткие трубы с овальным сече»ием. Упавчение изгиба пластины в развёпнутой 'Ьооме в-гпядит следующим обпазом:

ду* "г ду2дг2 дг* В к23)

где <5у - функция пюогиба пластины, м; _Р - распределенная нагрузка, нДг; ¿) - цилиндрическая тасткость пластины . при изгибе.

Рассматривая задачу о равновесие элемента балки, выделенной из оболочки пои её меридиональном сечении, в соответствии с известными положениями теооии сопротивления материалов, величины сил и моментов, действующих на элемент балкиг можно выпазить в следувкем виде:

¿Р__р , М _ П (2<0

йу ~ 1 " ¿у

Цилиндрическая жесткость определяется по выражению:

П = __С25)

12(1-Р) /

где -£> - модуль упругости резины пои растяжении, н/м^; г? - толшина пластины, м; ¿ее - коэффициент Пуассона. Из уравнения .(23) видно, что изгиб пластины будет уменьшаться о ростом цилиндрической жесткости О , Поскольку поверхность панели имеет цилиндрическую форму, то Си) — — во (у) . Полагая в уравнении (23) производные по 2 ровны нулю, получим уравнения для Оа в виде

сРеэ Р(У) .(25)

с[у+ ■ £>

Уравнение (26), описывавшее цилиндрический изгиб пэпэ-> ли, совпадает с уравнением изгиба балки, у которой сэсткооть сечения на изгиб ЕС1 ~ О ,

Таким образом, величина цилиндрической кеоткооти I) ;будет разной по осям ОХ и ОУ , поскольку момент инерции ¡7 определяемый по выражению: ,

7 • 7 - /Ь'А

будет по оси ОХ больие, чем по оси Су , тзк как

Поэтому при воздействии „амосфеоного давления сосковая резина ^удет смыкаться ло оси ОХ , и *ем самым предполагается вектоо прогиба.

120 Ю5~ 90 75 ео 45 35 I щщ

Г/

Рис. 5. Зависимость давления Рд сосновой цезины на сосок от длины её рабочей части 1р.чп Т - пои натяжении Л = 1СЖ, П -ПРИ « 304, Ш - при л, = 50Н. I нги_й ? "32 кПа, 2 при Л ад кПа, 3 « 48 кПа.

Ка оно., 5 представлены теоретические зависимости, отрвг касщие изменение давления ^ от длины рабочей части 1р,ч, значения силы натяжения^ и степени раз пеке ния^ в доил^ иои аппарате, полученные пои расчётах с использованием, программируемого микрокалькулятора ВД-бГ.

Анализ подученных данных позволяет утверждать, что уменьшение ддины рабочей части сосковой резины до <1...Г,Ю?С

ведет к росту давления^ на 20...70^, а использование «вотаого кольца заданной формы способствует улучшении стиму-вяции ыовокоотдачи у кобыл путём бопее адекватных раздраке-22

ний мехлсзпецептооов молочной келезы.

'<*з теоояи доильных аппаратов известно, что расчёт мае-си подвесной части у аппаратов высасывающего типа ведётся по условию:

•Е&: ' ^с. ^ С\>рез. У/ Щпу. ^/ С28)

Где 1&С - сила присасывания доильного стакана к сосйу, Щс- количество доильных стаканов; С^веа. - результирующая, сила тяжести подвесной части, Ч; С^п.ч: ~ вес подвесной части, Ч; О)моя.пч - рес молока, находящегося в подвесной части, Н; Ту-гр. - вертикальная сос тавпявшэя силы трйния, К?', Нувь/т. ~ вертикальная составлявшая силы выталкивания, Н.

7з условия следует, что сила присасывания доильных стаканов прямо пропорциональна весу подвесной части, весу молока, находящегося в молочном шланге, и вертикальным составляют' сил тоения и выталкивания, возникающим при сжэ»* тси соска сосковой резиной, ^з рис.6 приведена схема сил взаимодействия в зоильнсм стакане, поскольку анализ всех сия условия (28) показал, что масса подвесной части С^лм. зависит от конструкции сосковой резины.'

% рис.к видно, что при использовании сосковой резины с кольцом плоскость её прогиба происходит по дуге с центром . в районе середины соска в отличие от обычном сеоийной, имэ- ' »»••ей центр прогиба под соском. Такой характер сяэтия приводит к тому, что у предлагаемой конструкции сосковой.оезины отсутствует сила выталкивания, имеющая значение 1,02...6,П4Н дяя разной дины сосков при Расчётных значениях^ = 6...2Ц кПа. Сила выталкивания была насчитана по следующей формуле»

Ц-выг -¿Гмсг, (29)

где N - нормальная реакция на сосок, Па; С( - угол наклона стенки сосковой резины к оси ОУ , гиад.-

Оптимальнее значение массы подвесной чести доильного аппарата для сосков, при = О,65...0,70 р&вуокг«

й третьем разделе приведена методика исследований» Съедание прогрессивных, более современных образцов технический систем приготовления кормов и доения кобыл, как и всяких других машин, может быть успешна осуществлено только н2Г.ос-нове глубокого критического анализа всего передового-, ч?о

гз

сеои&ный стакан

предлагаемая конструкция стакана

»1(0,6* Схема сил взаимодействия в доильном стакане в разные такты: а) сосание, б) сжатие.

имеется в области их конструирования. 9 основу анализа до.тжны быть положены теоретические исследования, позволяющие апоиоо-яо предвидеть результаты практики.

Изучая технологии коомопоиготовления и доения в коневодстве, мы пришли к выводу, что они строятся на основе субъективных данных, полученных опытным путём при отсутствии точных количественных пок;- зтелей. Отсутствие физиологически обоснованных величин воздействия на сосок кобылы приводит к ошибкам при конструировании новой техники и разработке новой технологии.

Экспериментальные исследования по совершенствованию работы пресс грануяятора-брикетиповщика были направлены на исследование режимов раиоты пресса и его питателя как при гранулировании, так и пои брикетировании кормов для коневодства. Й залечу экспериментальных исследований входило:

I. Исследование Работы прессов с экспериментальными коническими шнеками-питателями различной конструкции в режимах 24

гранулирования и бпикетиоования.

2. Проведение Факторного эксперимента по исследованию работы прессов с различными питателями,

3. Оптимизация констпуктивных пар*'?? твои и режимов работы пресса.

4. Обоснование конструктивных параметров, питателя и технологических гекимся паботы систему питания.

Экспериментальные питатели были расчитэны и изготовлены в двух вариантах 'пис.7'), с пазной конусностью и Разным со- •' отношением тага. У конического, шнека варианта А конусность

6 ХЛ ^ ^ ^

а)

Рис.? Варианты исследуемых шнековых питателей: а), б) - экспериментальные

ютнусяые^зарианты А, В; в) - серийный цилидртеср-ш

равна 0,183 и соотношение mara^.'Z^ = 1,0 : 1,2; у шнетга по варианту Б "онуснооть парна О,Т^^ соотношение'шага ? :t2 = 1,0 : 1,8.

В работе приведена методика расчёта плоских заготовок витков конических шнеков, методика проведения экспериментов.

О целью определения оптимальных значений констоуктив-но-оежимных параметров устройства для очистки стебельных кормом программой предусматривалось проведение сяедупвих работ:

- определение некоторых Физико-механических свойств' стебельных копмов и твёрдых ппимесей, которые были использованы пои проведении лабооатооных экспериментов и производственных испытаний копмоочиститепьного устройства;

- определение оптимальных констоуктивно-режимных па-

25

ваиетгов короочистительного устройства;

-производственные испытания.

Согласно намеченной программе экспериментальные исследования проводились поэтапно в следуюией последовательности :

v I. разРэботке лабораторного и производственного образцов кормоочистительного устройства.

• 2. Разработка частных методик экспериментальных исследований.

3. Подготовка лабовэтооного оборудования и поибопов.

4. Проведение опытов и анализ результатов экспеоимен- ■

те.

Fs бо о это оные исследования по опг.гделекию кинематических параметров двияения оэзлеляемых компонентов, значении коэффициентов восстановления-скорости и мгновенного тпения проводились с помошыэ скоростной кинос1^":'П.

1пя определения оптимальных констпуктивно-пеаимных параметров и сокращения объёмов работ по проведению опытов пользовались методикой планирования экстремального эксперимента .

В качестве критерия оптимизации, по которому оценивался процесс сепарации, была принята степень очистки. Значение критерия оптимизации определяли по формуле:

ПОТХ мп с/

00 пн.м

где Т1т.х - количество примесей в отходах, шт; Т1им-- количество поимесей в исходной массе, кг.

В дисоептационной работе приводится методика исследовании по совершенствованию процесса машинного доения кобыл, котопая в значительно меныгей степени освещена' в работах других исследователей. Изложены частная и общая методики проведения исследований. В частности изложены методики проведения лабопатооных и производственных исследований, общей оценки эффективности доильного аппарата, определения скорости извлечения молока доильными аппаратами, методика построения математической модели качественных показателей доения ко<5ыя.

Исследовались доильные аппараты "Волга",, 1ИА-2 и поедая

лонзнюУ kor©tdунции, а такте ста- ,чцк, pop ;•;.••: •:• г;.::-!: .скольку, ппоцесс машин но го ?оепяя

•вотяых относится к с я очным об£?к тйм , ffj о

сывается полиномом втопого пооянка, пмокгого огл;;;П к £ '

«J J

i- VI

('¡J).

Ч-качестве зэоьипуемых fa« топор бы пи пг.иняп чпототд и«гп.~ сации в доильном стакане - Т) и степень ппзл в гц~ куумной линии - Ра . Рчачение *актоооп изменяюсь i< предо-, лах: 7> = 1,0...Т,«7 Гц; рв = 12...'Ж тгПэ. Ростожнгое значение имели: сила натяжения^ = к.О ,J; модуль упоугос-тц S = 115 кПа; тояеина стенки резины О - Р.^мм; длина рабочей части сосковой сезиш Ър.ч. - 50 мм и 70 мм пг>и л я it-Be гильзы стакана Zgc = IC5 мм.

Н? пис.8 поедставлена модель ппоцссса иолоко1Ш7!едвпвя ппи машинном доении кобыл. Я качестве вхэдш-х пегемзгг-кх приняты F& и D , то есть речичияы упоэвйяе-ФЗ и к о чтп о;:!!-

пуемае. выходными п?пз«етпеч«и будут я^п^тыя - скорость машинного .доения 7}л,аа, и полнота иидврррч-гя . оппсдек»-емые по еле дувшим выоатениям:

^MZii7

W

Q/fye.

/

(•Л)

Q/f»VZV 7.

где количество выпоенного мол он а;

пиод молокоотдачи; ЦЬ додаивании.

гтсг"

количество молока яги;-ручном

я

D

Т>та

rico-

цесса vonoiforin,;;--депия пои ма-кг;!!;^: доеп'л

Поскольку при доении тоебуется выдоить отиотпое за ип нимальчо возмоаное воемя с максимально возмоаной полнотой

27

опооэкке^ия BbveHH, то ограничения на машинное доение можно .представить гак:

Yi e -f(W) min '

У2 = -f (Ьмаш) ~ max V (ik)

z ~Yr-Ys - min J

При проведении производственных опытов быпа использована методика гоупп-пепиодов. Полученные результаты обрабатывались методе«1 шаговой регоессии с использованием ппог-,паОмы„FLEXSILEX", позволяющие находить оптимальные паоа-■метоы нежима работы доильных аппаратов. Проверка значимости коэффициентов - пси членах уравнений производилась по~t - критерии СтьЪдента, адекватность полученной математической модели процесса проверялась по. -F - критерию вишеоэ при уровне значимости .0,0^.

физиологически допустимые границы режима доения оценивались по*величине тонуса сфинктера, появленип тпавн вымени и сосков, пробам на мастит, э также повелению животных гтпи доении. Сценка молочности кобыл пси выявлении желательного фенотипа для машинного доения производилась на основе учёта продуктивности каждого животного, его поведения при выполнении Есех операций доения, а так«е типа строения тела.

R четвёртом пазделе приведены результаты экспепимен-тально-теогетических исследований наиболее важных технологических процессов в коневодстве приготовления кормов, их счистки и доения кобыл.

Анализ экспериментальных ¡»энных свидетельствует о более равномерной подаче материала экспериментальными коническими шнеками по сравнении с сепийным цилиндрическим шнеком. Также установлено, что при применении конических шнекоЕ, скорость продвижения матепиала в отверстиях матрицы больше (табп. I), что свидетельствует о более высокой производительности пресса, Определены влияние величины подачи материала,на износ рабочих отверстий матрицы, проведены исследования влияния регулятора потока материала на равномерность .его распределения по матрице.

Применяя методы теории планирования экспериментов определены оптимальные пэпаметоы питателя и системы питания:

1. Конический я ней конусностью О,??7 переменного шага с соотношением лага : ¿~2 = 1:1, 3^.

2. Частота впашечия питателя оинхпонна с вадилом вальцов.

Таблица х.

Коэффициент вариации?) и равномерности распределения материала по поверхности матрицы и скорость пепедвижения материала в отверстиях матрицы^ Смм/с) в лемме брикетирования.

Показатели

№ отверстии матрицы

Зилы питателей_._ ____

ТепиЯный с~чёлин-!?ксперимёнтапьныё ~ стоическим инеком ! _конические

Папиант 1!^ариант ¥

2)

тт ■ ю 2

0,17*

ТО,т?г ■5.803

п.тгг I Г, 091

с сто

0,121

ТО,954 10, 458 8,254

Установка конусных питателей с переменным стагом не только улучшает распределение материала по периметру и ширине матпицы, но и упоошает систему питания. Обработка экспериментальных данных проводилась на 34х' КТ-ТСЗЗ по пвог-памме МАТЖ'4" бнли получены следугтие математические модели,

- для удельной энергоёмкости:'

"}£= 19,034 - Т,адП1 - 1,932X2 - 3,155Хр - 4,975х| -- 2,510Х2? + 4- Т,«77ХтХ2 3,^ПЧХТХ5 1,133X3X3

(35)

- для коэффициента вапиации равномерности распределения материала по поверхности матрицы

= 0,5В* - 0,037IXу - 0,С077Х2'- 0,027ТХ3+ (36)

+ 0,0934x2 ■- 0,0194х| > о.огда^ - 0,002^ХТХ2 - 0,02ВЗХтХз+

+ о,ооо*х2хг

где Хт - вид материала; Х2 - частота впадения ганека, (ТЦ - вид инеков.

ЛфшнОсть необходимая для привода, определена нами экс-пэ&ямэнтэ«ьно и находится в пределах г,1,..?,2 кВт. Отдельного ,приа' д ля питателя не требуется и нет необходимости В 'установке- электродвигателя,

Ясезультзте экспериментальных исследований по,очистке кэрм.0$ усгановяеяо, что на разницу угловЛС*^. и скоростей А&ог отражения поимесеА и корма, ■ существенное влияние оказывает скорость Цуд и угол СН^ удаоа.

В, результат* априорного ранжирования и отсеивавшего эксперимента установлены основные фактэоы, влияющие на параметр оптимизации, а также интервалы и уровни и^варьировантся ( тебя,г>.

Таблица 2. .

Основные Факторы, интервалы и уровни их варьирования

.наименование пп! Факторов • ; !_Уровни ва_дьиоования_ ¡ТТ7^7Т ТТ !~<Г 7 -Т~ !-тТ^7 !Интепвал {варьирования

I ! 2 ! 3 ! 4 ! ч ! ! ! 7 ! 8 .

I. Частота врэйения битера, с:' 36,0 34, 4 31,-4 28,4 2«, В 3

2. УГОЛ н8клэн8 ОТ* оажэтельной по-веэхности.гпаг < 8% «5 80,0 70,0 60,0 •и»,«» 10

3. "асстояние от Оси битепа до Оси делителя.м. 0,8*1 0,80 0,70 0,60 0, «>3 0,10

и. Переносная скорость .отражательной: поверхности, 1}е м/с. 2,01 1,90 Т,70 1,40 Т, 39 0,20

5,- Расстояние от оси битера до-отоа^агёльной п;)веох нобти, 0,75 0,70 0,60 0,50 0,45 0,10

Ч результате обработки данных получены адекватные математические, модели г^оце.сса очистки стебельных кормов от Хвеодьх примесе-й;;в паскодипованном виде с физическими переменными:

для силоса кукуоузного:

ЗП

Xff = - 145,78Я <5,097^ + 1,Ц7^ - 6,35Z£ +

+ 23,49 В * * О.СРЗО)^?» + 0,027^ -

- 20,1440$ - 0,031^ - 0,175/^ f37)

ляп сопомы пшеничной:

Х0 = - 27В, * I0,I06<2V f 3,706^ + 2,973?^ -

- 5,?4*Zi 4- 21, 38 S 0,03561^0,074£й)^ + f 0,025¿'7- - 0.IS3ÚU/ - 0,03'.^ -

-0.2U7Í (3ñ)

Я

С целью изучения поверхности отклика были построены двумерные сечения. Анализ двумерных сечений позволил установить, что максимальное значение степени очистки могут быть достигнуты пои спелушн-их конструктивно-режимных пара-меторх. устройства:

а) для силоса кукурузного:

ОШа" 3«,Рс-т, ¿f= V м, 1,4 м/с,

S = м;

б) для соломы пт?ш»чной:

Cag* 34,4с-1, = 70°, 0,75 м, za ,т,7 м/с,

3 = О, ^ м.

Экспериментальные исследования такие п^лтвепяили правильность теоретических предпосылок о положительной поЛи жестокого кольца пнутой сосковой пеаины.

Посте обработки на ?ЗМ данных производственных опытов методом шаговой регрессии были получены уравнения регрессии, отражающие связь параметров режима доения, вида доильного аппарата с критериями качества выдаивания - полнотой выдаивания W, и скоростью IS-kism/' В качестве факторов X/ принята частота пульсации i) , а в качестве Х2 - степень паз-ряжения^ . Математические модели второго порядка, .описывающие процесс молоковыведения экспериментальным доильным аппаратом, имеет следующий вид;

- полнота выдаивания:

у = 14,750 I,928IXj I,5B3X2 + 2 , 525х| + 3,860| + * 1,877X^2 (39)

- скорость машинного доения:

У = 0,599 - 0.03^! +• 0,012Тг - 0,008х| - 0,076х| + 0,027X^2 (АО)

Получение полепи с 95* вероятностью адекватно описывают интенсивность молоковывеления доильным аппаратом, значения критерии битера было павно: дяя выражения (40) J~fls¡cv. = » < » 9,0. Подобные уравнения второго пооядка

были получены для аппаратов "Золгэ" и МА-2. ¿зализ сравнительных. панньх испытаний доильных аппаратов, э также последующая обработка математических моделей с целью определения оптучапьных знвчеяий параметров нежима позволили выявить значения показателей доения покэжпому виду доильного аппарата.

После окончательной обработки на Эйн оптимальные параметры режимов, паботы доильных аппаратов имеют следующие значения: "Чолг?" - i) = T,f7 Гц, Д = 37 кПа пои W= 17, ¿t^ и = 0,^35 л/мин; экспериментальный - i) = Т,?Т Гц,^ = « 39 кПа прr.W= 14,33?! и IW= O, 60R л/мин; ДЛА-2 - D = = 1,67 r-j.ijs = 37. кПа пои "РСГ = 17,2 К 0, 47«. л/ми и.

Полученные реэультаты сравнительных испытаний показали, что экспериментальный доильный аппарат обладает достаточно убедительным- превосходством - чадой повышается на 3...5?, величина остаточного молока в вымени уменьшается на 4...8*, а скорость доения увеличивается на 10...20? по сравнению с ■ аппаратами "Волга" и 7ZU-2.

3 пятом разделе приведены Результаты производственной пооревуи и реализации предлагаемых технологий и технических средств по механизации в коневодстве и их экономическая эффективность, '

Fía основе системного подхода, разработанные устройства И узлы предлагаемых разработок реализованы в производство, установлены в поточных пиниях. После успешно проведенных испытаний* На мааинно-испытательной станции Головного экспери-иентально-ковструкторсксго института по переработке травы и соломы экспериментальные питатели показали достаточную производительность, наде*ность -в работе и удовлетворяют по готовому продукту зоотехническим требованиям.

Ребочие чеотени и методика расчёта питателей прессов были переданы в Киргизское НПО по животноводству.

Использование предлагаемых питателей позволят увеличить сезоннув выработку продукта на один агрегат на 200 т, сэкономить одну дорогостоящую матрицу с каждого пресса за сезон 32

и экономический эффект от внедрения усовегтенствованной кон-стоукции питателя на один агрегат составил 852 руб. (по ценам 1990 г.).

и целях пповэрки выполненных теоретических и лабооа-топных исследований проведены производственные испытания предлагаемого копмоочистигельного устройства (а.с. #1323079) в хозяйствах Рападно-Казахстанской области.

ч результате производственной проверки установлено, что степень очистки коома на .пшеничной соломе составила В9..,91£, а на кукурузном силосе 90;..93^. Коэффициент поста производительности копмоцеха с ковмоочистительным устройством составил Т,13, годовой экономический з^Тект от по выяени я среднесуточных привесов животных "3940 руб. С по ценам 1990 г4*. прок окупаемости дополнительных капитальных рлонгений 0,т/» лет*

1|Роизводстр5 1«ше испытания доильных аппаратов ппоизво-дились в хозяйствах Акт ¡с Минской и Рапално-Казахстанской областей республикм Казахстан. З^очсмический эффект конструкции доильного аппарата, по а.с. !? будет зависеть от нескольких Фактопов: роста производительности тпуля, по-ршгения удоя животных, улучшении качества доения, снижения заболеваемости вымечи и сосков.

Ч результате исследований установлено, что экономический э^ект от внедрения составляет Т^В,^ руб. на олин доиль-ныб аппарат (ч ценах 1990 г). Ппоизвогите'лькость труда дояра при внедпг-нии машинного доения повышается на Ц1*-.

одотк пычгет по готиошшям и реюяпоииэд производству .

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по обоснованию и разработке технологии и технических спелств механизации приготовления кормов, их очистки и доения кобыл в молочном коневодстве позволили разработать обоб-иёпный научный подход к принципам совершенствования гранулирования, бпикетипования и очистки кормов для коневодства, V разработке технологии и технических средств доения кобыл.

Результаты, полученные в Работе, способствуют повышению эффективности отрасли, сокращению затрат ручного труда и направлены на дальнейшее ускорение темпов технического

33

пооггесса в отоасти молочного коневодства.

и цепом'по оаботе можно еде пять следующие выводы: Т. Тпя порыт»»!«? эффективности молочного коневодства путём обоснования и оазоаботки технологии и технических сгеЕо'тв. приготовления коомов, их очистки и доения, кобыл отрасль необходимо рассматривать как сложную биотехническую систему с взаимосвязанными подсистемами "животное - о^ел-ства копмопииготовкения - доения - человек" из которых нами 'оэзодботэчкым!«1, требовавшими углублённого* исследования »•'оптимизации параметров и режимов Работы, являлись блоки "система питания, ппесс гознулятора-боикетиповщика", "устройство, для очистки коомов" и "доение кобыл".

2. на основе экспеоиментальных и теооетических исследований установлено, что оог8низованную подачу материала к рабочим органам пресс гпанулятопа-бпикетиоовшика м:?»сет осуществить питатель, поедставляюший собой конусный шнек с переменным шагом, имевшим конусность 0,227 и соотношением шага

я Шнек питатель должен иметь частоту воаше-

чия синхронно с водилом вальцов, мощность необходимая для привода внека находится в поеделах 1,1...1,2 кЯт. Применение системы' питания с конусным шнек-питателем, роапаюшшея синхронно с вод'илом вальцов,; улучшает .оавномеоность паспределе-ния материалов гю г поверхности матрицы, что приводит, к увеличению пропускной способности- поесса и улучшению качества продукции.

3. Применяемые коома перед последующей обработкой на ппесс гпэнулятооах-бпикетиоовстиках илиппи .непоспедственном вскармливании, должны быть'очиоены от инородных ппимесей. Йля этого мо*но рекомендовать разработанную' конструкций коомоо-чяститедьного устоойства, позволявшую повысить эфгективность рчрстки•сТебеЯьных коомов от твёрдых ппимесей посредством удаоного взаимодействия разделяемых компонентов с оа^очим органом, новизна которой, подтверждена автооским свидетельством на изобретение Я 1323079.

Предлагаемое коомоочиститёльное устройство пекоменх^-ется устанавливать пе-^ед измельчителями в технологических линиях ппиготовлениятганулипованных и брикетированных кормов в кормоцехах коневодческих феом, или непосредственно в линиях загрузки коомов в кормораздатчики»

5, Кснстоуктяанне и расчётные папгметрц устройстве дцд счистки кормов могут бить определим по выражениям 7,,ЛЯ, а производительность и мощность i э привод кошоочиститепя определяются согласно выражению 19.. .20.

в. Лнализ экспериментально-теоретических исследований устрсйстга для очистки кормов позволил установить, что:

- значение коэффициентов восстановления скопооти К" и Мгновенного трэ»ия находится я следующих пределах: для силоса кукурузного.?? = 0,01. ..0,02.; Л^ = 0,07. ..0,09; для соломы пшенкчнойК = 0,04...0,05; Аг^=0,б.. .0,8; для кем-, нейiC = 0, 43...= 0,1.. .0,4; для металлических при-месей7С= 0, 31...0,64; Я = 0, 2...0,6;

- максимальная'разность углов и скоростей движения стебельных кормов и твёрдых ппимесей после взаимодействия с отражательной поверхностью достигается при угле удзоа Cfyy «

- 70... 80 и скорости уда за ГО... 12 м/с;

- качественная очистка стебельных коомов от твёрдых примесей достигается пси сяедуыатх параметрах: для силоса кукурузного - частота воав'еная бит?па (Säg « 3ßc~~, угол наклона, отозкательной поверхности ff = 75°, расстояние от оси битера до оси делителя?^« о,в м, переносная скорость отражательной поверхности " vZо; расстояние от оси битера до отражательной поверхности£> =0,6 м; для соломы пкеничной-йЦз* =

« 34,4с-1, $ " 70°. Ц = 7Je = т>7 м/ci В = 0,55 м.

7, Производственные испытания предложенного кормоочпс-титеяьного устройства показали, что степень очистки силосэ кукурузного составляет до-937!, соломы пяенячной до 91%, Пои этом ЕОзвсатимые потер:, корма не превышали 2,ßt, затраты моииости не более 4,1 кВт.

В. Анализ современного состояния майи иного доения кобыл показал, что уровень оснащения кумысных-ферм доильными, аппаратами недостаточен для увеличения производства продукции молочного коневодства до планируемого уровня, а используемые доилыше аппараты не имеют должного обоснования конструктивных и режимных параметров.

9. Статистический анализ данных па поомерам вымени и сосков показал, что. соски у кобыл Куиумокой породы имеют следующие преобладавшие размеры: длина Э0...Э5 мм; окруя-. ность основания 110. ..140 мм; овальность 0,66...0,81; рас-»

35

с?0ВДне мевду сосками <50....70 мм.

ТО. Укороченная цилиндрическая сосковая резина данной 105 мм серийных доильных аппаратов, Развивая усилие сжатия йо Ю.кПе, не обладает достаточной эффективностью для отиту» яяций вефлркса молокоотдачи'у кобып во воемя доения,

,11. Н.оезультате теоретических исследований установлено,, »ТО характер процесса, сжатия соска определяется обвей длиной сосковой резины, длиной её рабочей, части и зависит от суммарной цилиндрической жесткости соска и резины в поперечной ппо-р,«ОСТИ. Создание переменной жесткости у цилиндрической сосковой резины, при использовании жесткого кольца с овальностью 0,70...О,ВО, позволит задава.ть плоскость скатия в соответствии с физиологией животного..

Теоретическим расчетом баланса сил,-действующих но подвернув часть доильного аппарата при доении кобыл, установлено^ что маоса её должна быть парной 3 кг.

12. Ча осноие полученных математических моделей определены оптимальные оекимы работ у,доильных аппаратов: "Попгэ"-- частота пульсации "О = Г, 67 Гц и разряжение./? - 37 кПа; экспериментальный - ~0 = 1,21 Гц и 1ц - 35 кПа; ЛЛА-2 - 2> = «1,67 Гц.и «= кПа. При доении экспериментальным доильным аппаратом полнота, выдаивания повышается на 3...^, о интенсивность мояоковыведения «а 1С,", .20^. Продол ките ль но с ть активного периода молокоотдачи составляет 50...70 с, машинного додаивания с» доения 80...90 с.

13* Анализ процесса.мо.яоковыведения у кобыл, имевших разный фенотип, показывает, что.воэмовно создание селективной молочной линии с устойчивыми признаками пригодности к машинному доению.'

14. Предложенные в диссертации Технологии и технические средства механизации приготовления кормов, их очистки и доения кобыл в молочном коневодстве представлены в завершенном ■виде, пригодным для широкого внедрения в производство, Экономический анализ исследований технологических процессов и технических средств ъ молочном коневодстве показывает, что использование' разработок и рекомендации по результатам исследований поз,вопит увеличить сег. ¡ную выработку на каждый пресс ре 200'т, степень очистки копмов составит В9...93#, производите« ьносяь труда дояра пои внедрении машинного доения повы-36

шается на

Основное содержание диссертации опубликовано в следув-иях паботах:

1. Айталиев F.C. Классификация способов подачи материалов к рабочим органам поесс-граиуяятооов кормов. //Совершенствование технологии и средсть механизации приготовления кормов: Об. науч. тр. Ленинградского CXW - д.- Пушкин, 1983.- С. -40-3?.

2. Айтаяиев F.d. К вопросу производства кумыса. // Совершенствование рабочих органов машин и повышение эффективности их технологических процессов в растениеводстве и животноводстве: .Crt. F3-V4. то. Ленинградского roc.эгпо.университета. - Я. T99I. - 0. 5?_*2. ■

3. Айталиев f. с. Пэпоосы механизации доения на конефео-мах - Fen. во пнИИТЭИагпоппвм: Уехачизэция и электрификация с.-х. производства. - 19^9, - if W^-T. _ ja с.

h. Айтапиев К.С. Экспериментальное исследование доильного аппарата. // Исследования по коневодству в некоторых регионах Iх3?: Тез. гскл. кооплиярциоиного совещания ята^коневод-ства. - "язань, 199?. - с. 24-25.

5. Айталиев F.C., Дяубгев С.Ч'., Гжепапов Методика обработки Результатов эксперимент? на 34'-' t^C-TOn // Вестник сельскохозяйственно? науки Казахстана - 15^7 - Ч -с. 22-24. ■'

Айтапиев F.O., 'Рскенпиоов Т.К., "омаконов u'.7t. ?кс-пепиментзльнне исследования рппгпэта рея вымешивания кумыса. // Совершенствован«? технологических процессов и пр^очйх органов мастин в Растениеводстве и тавотноволствег Сб.неуч.тп,. С-Петепб7РГского агпоунивепейте та. - С-ПетеРбупг, 1952. - с.

7. Айталиев 7.0., Подкользин Г.Я. Члияние пегулятоов потока трзрячой муки на равномерность распределения её по матпице. i'i Совеошенствование технологии и соедств механизации уопмопроизвопстиа на. Феомах и комплексах; Сб.науч.тр. Ленинградского СХГ/. '-■Л. - Пушкин, 1984. - С. 51-53.

8. Айталиев F.C., Сапка.ускао Я.П., <Тэпбмзн Г.Я, Метод оценки эффективности работы поессов для'коомов. ff "еханиза-ция к электрификация сельского хозяйства. - 1985.'- У2 - С,

-58.

. " 9. Айталиев F.С., Фэрбман Г.Я. Обоснование конструкции и экспериментальные' исслелования -системы питания прессов с неподвижными зептикзльными матрицами. - ,Геп. во ЧНЗДТЭ'/СХ: Механизация и электрификация с.-х.производства - 1983. -* 328-S3 - .26 с.

. 10. Айталиев P.C.; Фарбман Р.Я., Сэпкаускас В.П. Гиаг-

ностипсвание матоиц прессов.// Техника- в сеяьск л хозяйот- , .. ве. - 1983. - if 9. - с.

II. A.c. 1739915 А I. СССР чки AOI.'5/Ofi, Сосковая' трубка доильного стакана ! ! Г.Я.Фаобман, F,С.Айталиев,' Ч.?. ■ Яомаконов и В.И.Свиридов (СССР)- - 4852383/15:. заявлено.

r?»07.?0. pnyöE. I5.06.sa. Брп. Я 22 - 3 с.

Г2. -i.e.-1523079. СССР >1КИ А23 «17/00, А01Г 29/00, УсТ-РОГ'ОТВО лтш- отдвяеция инородных твердых предметов от стебельных кормов // ?.p.Är.nsoop,'B.U.ftyn. РТ.О.Лйтапиев (СССР) !.'--352бБ0фСи15; Заявлено. 1Й,07.8«5; бпубл. 15.07.87. Гил. К26 г- -2 с. .

• Укубзев О.И., Стадиен R.C., Рейнуляин Л.П., Ескен-дксов T..K.« Рекомендации по рёзвитию молочного коневодства и я^ыродроквводогве в условиях Уральской области. - Уральск. '

Ifc. Гкубаев П«Ш,, Айтапиев B.C. К вопросу гоанулксова-. нНЯ ковмов ■'//низвция заготовки, приготовления и'раздачи tcotmüb: Об. науч. тр. Саратовского СХИ. - Саратов, 1982. * - с...

15. Ткубеев С.Ш., Айтапкев К.С. Анаттическое опредепе-R«e матрицы пресс гпанулятопов // Механизация заготов-

ки, .приготовления и раздачи кормов: Сб. науч. тр. Саратовского СВГ, - Cans tob, 1982. - с. 42-47. ,

Гвубэев'С.Р!., Луйсекенов'К.М., Айталиев-P.C. Теоретические, предпосылки работы инековых питателей. // Механизация заготовки, приготовления и раздачи кормов: Сб. науч. тр. Саратовского СГу', - Саратов, 1984. _ с. 79-84.

Т7. Лжубаев .С«!!'.; Айталиев R.С..Рейнуллин Л.С, Напитку здоровья про.мызленнус технологию. // Сельское хозяйство Казахстана. - IPB6'. - 1/ 8. - с. 28-29,.-

18. ФаРбмак Г.Я., Айталиев S.O. Результаты сравнительных испытаний питателей прессов'ОПК-2.0. // Эксплуатация, технологического оборудования для приготовления кормов на бзомах г Об. науч. то. Ленинградского СХИ. - Я. - Пушкин, ¿«83. - с. 70-73.

1?, Фарбмэч Г.Я., Айталиев .P.C., Сэпкаускэс В.П. Оптимизация систем питания прессов кормов с вертикальным непод-бяйнши Матрицами. // Проблемы и пути повышения технического уровня и долговечности машин и оборудования для приготовь .нения кормов'яэ базе..травы и соломы: Тез. докл. Литовской леспубликэнской научно-технической кояФепенции - Вильнюс, 198.3. - "с. 73. '

-.20. Айталиев E.G., Ескендиров Т.К. Выбор и обоснование ла-рёметров обопровзния для приготовления кумыса. Тез. докл. •коц^пёнции .прот-зссолско-поепо.давательского состава Pan."аз. . СХИ. - Уральск, 1992. -с..83-84. v

, 21.., 'А^та'чиав , Вскендиоов T.F., Разапгалиев W.A. К о0осяЬвани'о • параметров-кумысомешагсок. /У Актуальные 'вопросы сэ'льскохоз'яЯственно'го■ производства: -Сб. неуч, тр.'Pan. Кэз. ОХЙ>. Уральск, ;T99Tv - с.' J45-I46.

22. ДйТаггиев '"я.С.'- Установка для-.доения кобыл. Инф,. лис-, -•токЖ 2Г-52, Каз^дмчтй;-. Уральский 'РТИ, Т992. - с. 3.

•••¿З. -Ай'тапкев :F.C., Рейнуллйн' А*С., Айсакаеи'СЛ. Особен-яо.сРи-мояокооадзчи кобыл ку&у.чской поводы" разных типов.выс-ыей леовной деятельности.- тез. докл. конф. п.рофессорско-псе--подавательского состава Pan. Хаз» СХИ, - Уральск, 1992. - с, О*.

. 38

24. Айталиев К.С., "омаконов У.?., Гжумалиев Исследование влияния модернизированная цилиндрической сосковой, резины на процесс доения. // Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тп. С-Петеобуогского агроунивепситб-тв - С. - Петербург, Т992. - о. 43-4R.

25. Айталиев F.C. Системный анализ в молочном коневод-отве. Тез. докл. «'еждународнои конференции по коневовству.

Уральск, Т993. - с. 28-29.

■ 2fi. Чагин F.M., Айталиев и. С., "омахонов V.JF. Оптимизация конструктивных параметров и режимов работы доильного аппарата для доения кобыл /,/ Совершенствование машин в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. то. С.-Петербупгокого государственного аграрного университета - С. - Петербург,

1993. - с. 72-80. ' .

27,Яагин Б.И., Айталиев R.C., чомаконов M.F. Лоичьный ота-кан аппарата для доения кобыл..Ипф. листок X 41-92 КазНИИРТИ - Уральский IFTW, 7992, - с. 4.

28. Айталиев Я.С., Гскендиров т.к., Чурикова Я.А., J«y-малиев А.Р. Установка для приготовления кумыса. Предварительный патент на изобретение Республики Казахстан по заявке 93I37T.I С 9/127.

29. Айталиев F.C. Комплексный подход в разработке оре-дств механизации в молочном коневодстве. // КазНУ"Лнти. - Алматы,

1994. - 5 е.: Риблиогр. 2 назв. - рус. - деп. в КазНЙШИ it 5fI5 - ffa94.

30. Айталиев ff.C. Способы производства кумыса // Совершенствование технологических процессов и рабочих ооганов ма-иин в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр. О-Пе-тербургского гос.агооуниверситета - С. - Петербург, Т99Э. -с. fv-f9.