автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата для коров с пороками вымени

Введение

1.1. Состояние проблемы доения коров с неравномерно развитым выменем

1.2. Морфологическая оценка вымени

1.3. Анализ вопроса исследований доения коров с неравномерно развитым выменем

1.4. Анаше конструкций доильных аппаратов для выведения молока из неравномерно развитого вымени

1.5. Вьюоды и постановка задач исследования Разработка доильного аппарата для коров с пороками вымени Теория рабочего процесса.

3.1. Условия работоспособности разрабатываемого доильного аппарата

3.2. Расчет конструктивных параметров аппарата

3.3. К расчету перераспределения массы подвесной части доильного аппарата при обработке ступенчатого вымени

3.4. Удержание дополнитежного груза на вакуумном шланге доильного аппарата

3.5. Выводы по главе

Устройства для проведения экспериментальных исследований Результаты экспериментальных исследований их обработка и анализ

5.1. Методика измерения величины вакуумметрического давления

5.2. Лабораторные эксперименты на муляже

5.3. Сравнительные испытания аппаратов в прошводстенных условиях

5.3.1. Методика испытаний

5.3.2. Оценка доильных аппаратов по степени их воздействия на молочную железу коровы

5.3.3. Обработка результатов эксперимента при сравнительных испытаниях доильных аппаратов 111 5.3.4. Сравнительные испытания аппарата для доения пороками вымени б производственных условиях

5.4. Выводы по главе 132 б. Обоснование экономической эффективности внедрения доильного аппарата

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ молочного стада страны показывает, что за последнее десятилетие его качественное состояние резко ухудшилось, а количество коров, не пригодных к машинному доению (по стандартам начала 90-х годов) увеличилось в 1,5 - 2 раза

Доить этих коров вручную не выгодно из-за больших затрат труда а доить их при помощи стандартных доильных аппаратов не эффективно: слишком большие потери молока.

2. Анализ литературы и составленная на его основе класхмфикация доильных аппаратов позволили выявить новое направление в развитии «щадящей» техники для обслуживания животных - аппараты для доения коров с пороками вымени, в частности, ступенчатым выменем.

3. Три реализации этого направления были созданы две конструкции доильных аппаратов, в которых предусмотрено перераспределение массы подвесной части на ступенчатом вымени, что позволяет равномерно вьщаивать передние и задние доли, резко сократить время «холостое» доения и обеспечивает физиологически обоснованный режим доения как задних, так и передних сосков.

Лабораторные и производственные испытания показали достаточную надежность и работоспособность экспфиментального доильного аппарата.

4. Замфы аштомо-морфолошческих показателей вымени коров стада позволили получить данные о характере распределения высоты (Н) расположения пфедних сосков над задними (при ступенчатом вымени). Для получения более полтной информации об анатомо-морфолошческих показателей вымени разработано устройство, позволтяющее измфитъ его параметры и определить формы повфхностей вымени.

5. С целью учета естественного многообразия коров по анатомо-морфологическим признакам, определяющим пороки вымени, а также для создания всех аттуяций при неправильном навешивании доильных аппаратов на

140 соски, разработан муляж вымени и проведены лабораторные исследования.

Лабораторными исследованиями и проведенными на этом муляже определена зависимость скорости молоковыведения от ступенчатости вымени, получены соответствующие уравнения регрессии.

6. Установлено, что при увеличении ступенчатости вымени перфаспределение массы подвесной части доильного аппарата по сравнению с доением равномерно развитого вымени происходит следующим образом: при высоте Н = 2 см и массе аппарата 3 кг на передние соски приходится 1,6 кг, на задние 1,4 кг, а при высоте Н = 10 см, на передние соски приходится 2,2 кг, на задние 0,8 кг. В результате передние соски выдаиваются быстрее и «сухое» доение этих сосков достигает 2 мин и более.

7. Теоретическими и расчетными исследованиями установлена масса дополнительных грузов (Цр), что позволяет перераспределить массу подвесной части доильных аппаратов (Gan)\ при Gan = 1,7 кг, G^ = 0,3 кг, при Ga>3 = 3,3 кг, G^ = 0,5 кг, при Gan = 4,55 кг, G^ = 0,8 кг.

Расчеты показывают, что при таких массах грузы удерживаются на вакуумных шлангах доильных аппаратов за счет силы трения, которая составляет 27 Н, при весе доильного стакана 1 кг.

8. Производственные сравнительные испытания аппарата для доения коров с пороками вымени показали его высокую надежность в эксплуатации и подтвердили эффективность его применения. Прирост продуктивности коров с пороками вымени в сравнении со стандартным доильным аппаратом АДУ, ооставил 180 кг молока на одно животное в год.

9. внедрение разработанных доильных аппаратов для коров с пороками вымени, позволяет качественно вывести молоко из передних и задних четвертей животного без ущерба для его здоровья. Годовой экономический эффект по приведенным затратам ооставил 2916,96 руб. на один доильный аппарат.

1. Двинский ЕМ Состояние сырьевой базы основная причина кризиса в молочном комплексе. «Молочная промышленность», JMe 8, 1999.

2. Мартынов AR Потребительский рынок молочной продукции России «Молочная промышленность», № 9, 1999.

3. ГарькавыйФ.Л. Селекция коров и машинное доение. «Колос», 1974.

4. Правит мяптанного доендо коров «Колос», 1984.

5. Карташов Л.П, Чернова О. Л. и др. Учебник мастера машинного доения. «Колос», 1994.

6. Чикулаеава. RB. Разработка и исследование технических средств для определения пригодности коров к машинному доению. Дис. на. соиск. ученой степ. канд. техн. наук. Оренбург, 1993.

7. Карташов Л.П, Макаровская 3.EL Мазитов МА К вопросу омашинном доении коров с неравномерно развитым выменем. ^ /

8. S. Озеров HR Форма вымени и молокоотдача коров. Труды Московской вет. академии Т. 59, 1972.

9. Админ Е.И, Волосожар RA, Мянд A3. Учебник мастера машинного доения коров. «Колос», 1979.

10. Захарян Ж. С. Продолжительность «холостого» доения и частота заболеваемости коров мастнщми. «Животноводство», № 9, 1972.

11. Рубцов В. И Заболевания вымени у коров при нарушениях технологии машинного доения. Доклады ТСХА № 265, 1981.

12. Reinhards W. Mt unseren MeLkmaschmen stirnml was nicht " Landtechnik", Bd. №9, 1969, s. 278-282.

13. Noorlander DO. Miking machines and mastits. Madison (USA), Democrat Printing Comp, 1962.

14. Восьмой Всфоссийский симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных (тезисы докладов). PACXHL Миннауки РФ, Мшсельхозпрод РФ, Оренбург, 1995.142

15. Гарькавый ФЛ. Сеяектщото-гшешчеосие основы улучшения формы вымени и молокоотдачи коров. Вопросы физиологии машинного доения. Шучные труды, М: «Колос», 1970.

16. Огнев Ю.М Селекционная оценка анатомо-физиолошческих свойств вымени коров уральского отродья черно-пестрого скота. Вопросы физиологии машинного доения. Научные труда, М: «Колос», 1970.

17. Карташов ЛП, Туликов Г.М, Шгейшжов Б.А Правильный отбор коров основа эффектавного машинного доения. Челябинск: Ю.У. кн. издат., 1976. 1

18. Болотов АЕ. и др. Отбор скота по технологическим признакам. М: Россельхозщцат, 1980.

19. Москаленко Б. С Уральская школа машинного доения коров Средне-Уральское, книжное изд ательство, 1979.

20. Бегучев АП, Соколов Д.С. Справочник мастера машинного доения коров. «Колос», 1983.

21. Поляков А А Что вы сделали для повышения жирномолочности коров. «Колхозно-совхозное производство РСФСР», № 10, 1963.

22. ВелитокИГ. Физиология молокоотдачи при машинном доении. Киев: Урожай, 1974.

23. Тумшс Р.Х Значение морфофункпцоналкных свойств вымени коров при доении на автоматизированной установке //Тр. JICXA/ Латв. с.-х. акад., 1987. Вып. 235.

24. Пищан С Г. ГЬказатели молокоотдачи передних и задних молочных желез коров при однорежимном выдаивании //Проблемы интеншфикации производства молока. Тезисы научно-1фактичеекой конффенции, 2, Минск, 1991.

25. Кокорина Э.П, Кавешникова К И, Красноперова Л.Г. Метод дойкограмм для оценки пригодности коров к интенсивной технологии производства молока //Сельскохозяйственная биология. Серия «Биологаяво j-u рОпрОМШДаТ, 1991, О.143

26. Аллабердин ИЛ. Равномерность развития вымени коров симментальской породы //Увеличение производства молока и говядины в Башкирии и Татарии, 1984, Вып. 1.

27. Ваашевский Л.П Некоторые параметры оценки вымени коров красной стенной породы, разводимых в учхозе «Криуляны» .//Пути совершенствования племенных и продуктивных качеств жвачных животных/ Межвузовский сб. науч. статей. Кишинев, 1985.

28. Гордлевских МЛ. Допустимое качество доильных аппаратов, обслуживаемых одним оператором, по условиям безопасной работы их для животных //Актуальные вопросы механизации животноводческих ферм. Сб.науч. трудов. Алма-Ата,. 1987.

29. Забродина О. Б. Пневматическая система автоматизированного управления процессом доения коров. Автореф. дис. канд. тех наук. -Минск, 19®.

30. Войнович И Линьков Н, Александрова Л. Элементы автоматизации доения коров // Молочное и мясное скотоводство, 1991, № 1.

31. Тамарова P.R Эффективность селекции по пригодности к машинному доению первотелок на контрольном дворе. Вопросы физиологии машинного доения. Научные труд ы, М: «1<олоо>, 1970.144

32. Саматов МП Обоснование, конструктивно- кинематических параметров маш-тулятора доения коров. /7 Автореферат канд. дис. Челябинск, 1983. ,

33. Ахматов В.И, Карташов Л.П Доильный стакан. Ас. 271169, Б.И № 17,1970.

34. Карташов Л.П, Курочкин АА Двухкамерный доильный стакан. Ас. 671787, Б.И №25, 1979.

35. Базаров МК, Огородников ПИ, Ломакин В.И, Чуряк НМ Доильный стакан. Ас. 897177, Б.И № 2, 1982.

36. Огородников ПИ, Антонова ВС., Чуряк НМ, Назаренко ДР. Устройство для доения. Ас. 982625, Б.И №47, 1982.

37. Огородников ПИ, Аксенов А В., Лазарев АФ. Доильный аппарат. Ас. 1253530, Б.И №32, 1986.

38. Огородников ПИ, Курочкин АА, Гачковский Г.Д., Соловьев С.А, Аксенов АВ. Устройство для доения. Ас. 1367925, Б.И №3, 1988.

39. Карташов Л.П, Аверкиев А А, Бабьева МИ, Махмутов Б. С. Доильный стакан. Ас. 1436950, Б.И №42, 1988.

40. Карташов Л.П, Огородников ПИ, Соловьев С.А, Аксенов А В., Чуряк НМ Доильный стакан Ас. 1505483, Б.И №33, 1989.

41. Соловьев С.А, Асманкин ЕМ Доильный стакан Ас. 1544301, Б.И №7,1990.'

42. Худдйбердыев X, Карташов ЛП, ГЪздняков В Д. Доильный стакан. Ас. 1777729, Б.И №44,1992.

43. Карташов Л.П, Соловьев С.А, Огородников ПИ Доильный стакан. Шт. 2083091, Б.И № 19,1997.

44. Карташов ЛП, Соловьев С.А и др. Доильный стакан. Пат. 2083091, Б.И № 19, 1997. |

45. Карташов Л.П, Соловьев С.А и др. Доильный стакан. Птг. 2089060, Б.И №25, 1997.

46. Карташов ЛП, Васянин ЕГ. Доильный стакан. Пат. 2120743, Б.И14530, 1998.

47. Карташов Л.П, Огородников ПИ, Макаровская 3.R Доильный стакан (варианты). Пэт. 2122785, Б.И №34,1998.

48. Карташов Л.П, Огородников ПИ, Макаровская З.В. Доильный стакан. Шт. 2127971, Б.И №9, 1999.

49. Карташов Л.П, Огородников ПИ, Макаровская 3.R и др. Доильный аппарат. Пат 2144761, Б.И №3, 2000.

50. Буковская С. Л, Ромашевич И А и др. Доильный аппарат. Ас. 1447323, Б.И №48, 1988.

51. Заявка 2579863 Франция (FR), МКИ А 01 J 5/04. Precede de traite / Daniel Augusimo. Soaete dite: BABSO-N BROS. CO., rep. Par Rinuy et Santarelli; Зачвл 20.04.85 Опубл 10.10.86; №41.

52. Заявка 2173084 Франция (FR), МКИ А 01 J 5/04. Method of milking / RABSON BROS со (USA ILLINOIS). - № 8516909; Заявд 04.07.85; Опубл 08.08.81; №41.

53. Куряцев Л.А Способ доения животных доильным аппаратом. Ас. 1135457, Б.И №3, 1985.

54. ГЪсечников НН и др. Доильный аппарат. Ac. 782768, Б.И № 44,1980.

55. Жлилов Р.Т. и др. Доильный аппарат. Ас. 1435212, Б.И №41, 1988.

56. Заявка 245283 ПНР ( PL), МКИ А 01 J 5/04. Lfoacbmie aiitomatyaiJace izakoncasnie doju /Marittttan Lipinski (Akademia Rolnica, Рогпап, Poolska); Заяв. 21.12.83; Опубл 02.07.85: №14.

57. Сиротюк RH, Дмыцрив RT. и др. Окспершая автоматизированная система управления технологическим производством молока Тезисы докладов IX Международ ного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных РАСХН Оренбург. 1997.

58. Заявка 1398616 Великобритания, МКИ А 01 J 5/04 Milk now sensing valve for teat cup release / W.F. Abrahamson, J.H Abrahamson and B.H Abrahamson: Заяв. 28.06.72; Опубл 25.06.75; №4500.146

59. Заявка 3218005 ФРГ (ОЕ), МКИ А 01 J 5/04. Venahren imd Vomchtimg aim Milchentzug/ Hamann, Join, I>., 2300 Kiel (DE); Gieich Anmdder (RE); Заяв. 13.05.82; Опубл 17.11.83; №46.

60. Гордлевских MJl. Технологическое обоснование эффективного применения устройства контроля начала и окончания доения коров // Комплексная механизация процессов в животноводстве Северного Казахстана Об.науч. тр. Алма-Ата 1985.

61. Гриневич ИИ, ГЬлкин Г. Г. Доильный аппарат с укороченным тактом сосания передних долей вымени // Проблемы итеншфикации производства молока. Тезисынаучно-производственной конференции. Минск; 1991.

62. ВинтфлеГ.Р. Пульсоколлектор доильного аппарата. Ас. 1766335 Б.И № 37, 1992.

63. Раицкий Г.Е Коллектор доильного аппарата для четвертного доения. Ас. 1818023, Б.И №20, 1993.

64. Королев ВФ. Доильные машины М: «Машиностроение», 1969.

65. Карташов Л.П, Соловьев С.А ГЬвышение надежности системы «человек-маьшша-животное». Екатфинбурп Изд. УрО РАН 2000.

66. Огородников ПИ ЬЬу^шо-технические основы повышения эффектавносш применения доильного оборудования в молочном животноводстве. М «Колос», 1995.

67. Краснов ИН Доильные аппараты Изд. Ростовского унивфапета. Ростов, 1974.

68. Кузьмин А Б. Гидравлическая характеристика доильных установок. Изд. Иркутского университета. Иркутск, 1997.

69. Ужик В.Ф., Прокофьев ВВ. Анализ проблемы исследования и классификация доильных аппаратов с управляемым режимом доения /У147

70. Белгородская ГСХА Белгород, 1996. Дел. Во ВНИИГЭккропром, № 50 ВО-96.

71. Сафшушшн НА, Калмыков А И Управление процессами совершенствования дойного стада и технологии производства молока. Казань, 1997.

72. G.Hau, Beitrage aim Smdium des Mfflchentzuges bdm Rind, '■■Zuditimgakimde", H 28, №3, S. 118,1956.

73. Валиков ПЛ., Леонов АД. Однокамерный доильный стакан. Ас. 614776, Б. И № 28, 1978.

74. Гатин МГ. и др. Однокамерный доильный стакан. ГЬт. 2014780, Б. И № 12, 1994.

75. Барук ВП, Вельче С.Ф. Доильный стакан. Ас. 1510784, Б.И № 36,1989.

76. Карташов Л.П Машинное доение коров. М: «Колос», 1982.

77. Резник НЕ Теория резания лезвием и основы расчета, режущих аппаратов. М: «Маьшшостроение», 1975.

78. Бремер Г. И Основы теории резания лезвием и расчет режущих машин животноводческих ферм. М: ВСХИЗО, 1963.

79. Резник НЕ Острота лезвия и методы ее изменения. «Механиазция и электрификация сельского хозяйства», № 6,1972.

80. Еремин А Г. Зоотехническое обоснование выбора доильных машин. Россельхозиздат, 1973.

81. Симошенко А, Буробкин И Книга мастера машинного доения. «Московский рабочий», 1976.

82. Карташов Л.П Контрольное, оборудование для машинного доения коров. Россельхозиздат, 1983.

83. Пэгорелый Л В, Луцеико ММ Шотехнические системы в животноводстве, Киев: «Урожай», 1992.

84. Оленев В.А Руководство по машинному доению коров. М: «КЪлос»,1981.148

85. Ужик В.Ф. Обоснование параметров устройства для массажа вымени нетелей. «Техника в сельском хозяйстве», № 5, 1993.

86. Ужик В.Ф. Устройство для измерения координат точек поверхности вымени. Ас. 1021926, Б.И №21, 1983.

87. Меркурьева ЕК. Биометрия в селекции и генетике сельскохозяйственных животных М: «Колос», 1970.

88. Соловьев С.А, Каршшов Л.П ймолнительные механизмы системы «чешвек-машина-живошое». Екатеринбург: НИСОУрОРАН 2001.

89. Кавешникова К И Физические методы испытания доильных машин. // Об. трудов Саратовского СХИ, вып. 45, 1975.

90. Великие ИГ. Физическая оценка доильных аппаратов на основе учета остаточного молока /7 Физиология механизации доения коров. Рига, 1968.

91. Келпис Э.А Некоторые возможности улучшения методики' сравнительных испытаний доильных аппаратов. .// Физиология механизации доения коров, йтщ, 1968.

92. Методические рекомендации по фшиодошческой оценке доильных аппаратов. Л.: ВАСХНИЛ, ВДИИРГЖ, 1973.

93. Методические рекомендации по оценке равномерности развития долей вымени и скорости молокоотдачи у коров. Л.: ВАСХНИЛ, ВНИИРГЖ, 1977.

94. Временные указания по определению доильных аппаратов на молочную железу коров. М: ВАСХНИЛ, ВНИИВС, 1978.

95. Кобзев ВС. Возможность доения коров машинами без ручного додаивания. Труды Латвийской СХА Вып. 8, 1959.

96. Гарькави О. В. Двух- трехтактное доение. Успехи зоотехшиеских наук. Том II, М, 1936.

97. Келпис Э.А О связи между характеристикой рабочих параметров доильного аппарата и качеством раздражений вымени. Тр. ЛСХА, вып. 27, 1970. .

98. Келпис Э.А Разработка технических средств и методики испытания1. Елгава 1967.

99. Тараненко А Г. и др. Пролактин крови новый тест для оценки фшиошшчносш доильного аппарат «Веспшк сельскохозяйственной4, 1975.

100. Курочкин АА Разработка и исследование исполнительного механизма доильного аппарата для новотельных коров. Диссертация на соискание . кандидата, технических наук. Рязань, 1979.

101. КМ. Егоров В. Г. Сшжгемометрический метод исследования овщ. Материалы III Всесоюзной конференции по фэгшолошчежим и биохишмеским основам ПОВЫШШИЯ ПрОДУГШЖНОСШ с.х. животных. Боровск, 1965.

102. КЪкорина З.П и до. Методические рекомщцации по фшиолопттеекой оценке доильных аппаратов. ВНИИРГЖ, Ленинград 1972.

103. КршсЕМ С&шгемометрия. Л: Медгш, 1959.

104. Городещая Т. К О влиянии вакуума. не ткани молочной железы Материалы III Всесоюзного симпозиума по физиологическим основам машинного доения коров, Боровск, 1974.

105. Р\мш1шскйй Л.Э. Математическая обработка результатов эксперимента. М, Наука 1971.

106. Веденягшн Г. В. Общая методика экспериментального исследования сешьскохозяйсгожных машин и обработки опытных данных М: «КЬлос», 1977.

107. Мельников С. В. и до. Планирование экшеримшта в исследованиях сеяьскохозяйстаенныхпроцесхюв. Л: «КЬлос», 1980.

108. Завалншин Ф.С., Мацнев МГ. Методы исследований по

109. Контуры вымени коров красной степной породы В результате замеров вымени у 150 коров, были определены функциональные зависимости, по которым построены следующие модели контуров вымени в продольно-вертикальном сечении.

110. Для коров с Единообразной формой вымени /(х) =-17 + 0,31 х-0,03x^-2,54 ■ Ш3 х3 при -21 ^ х s 0' f(x) =-17 + 0,19х-0,025 х2-6 ■ 10'5х при 0 < х £22;

111. Л, = 4,3006 см; Л2 = 1,3302 см: А3 = 3,6249съi.2

112. Модель контуров вымени в продольно-вертикальном сечении1. Graph3 (780x515x16м jpeg)1 f(x) перед !/ *

113. V v i \ ~s ч\\ \ 10 0 5 10 ' 15 ./ io / /t / / /* / / / / / / / l/ / / // / / */ jF / л / / Л / / // / / /Л/ // У У* /

114. Факторный анализ таблицы 8,9,10число факторов 2 VAR