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

РГо ОД

На правах рукописи

- б АИР 1398

РАЗРАБОТКА II ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВ!!О-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛОЯЛЬНОГО АППАРАТА С УПРАВЛЯЕМЫМ РЕЖИМОМ ДОЕНИЯ КОРОВ

Специальность: 05.20.01 - ГЧеханллацня с е л!. с к о х о $ и II с т пс 11» о го и рот а о д ста

Автореферат

лпосертлции"на сонскянис ученой стшсмн кандидата технических наук

Белгород -

Работа выполнена в Белгородской государственной г сельскохозяйственной академии

Научиый руководитель - доктор техиичсскнх наук, лрофессор В.Ф. Ужик.

Официальные оппоненты - Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор • " технических наук, профессор Л.П. Карташое

кандидат технических наук, лелкт И.Ф. Сараса

Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовательский и просктно-ч; тея1олоп1ческиП^!Ншпуг механизации живодновод-егтва (ВН1ШМЖ)'

Защита состоится " 27 " марта 1998 г. в " 14 " часов на заседании диссертационного со »ста К. 120.62.03 в Белгородской государственной сельскохозяйственной академии (БГСХА) '

Адрес: 309103,Белгородская обл., Белгородскийр-он., и. Майский, ул. Вавилова 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан" ¿-9 "февраля 1998 гу '

Секретарь Д"ссертационного • сонета, кандидат технических V "

паук,доиент ; : :: ;; . л л Корнсйко

... ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В настоящее время в России доение более 80 % коров осуществляют на-линейных доильных установках со сбором молока в доильные ведра или. молокопровод. Однако, использование переносных доильных аппаратов ставит перед животноводами проблему заболеваемости коров маститом, так как существующее в настоящее время оборудование не позволяет вести контроль за режимом доения. Современные конструкции доильных аппаратов, типа : АДУ-К АДУ-1-03 н трехтактный "Волга", рассчитаны, прежде всего, на "среднее" животное и предъявляют довольно высокие требования к ним. .. •

Повышение молочной продуктивности коров возможно путем использования доильного оборудования, наиболее полно отвечающего физиологии животных. Особую значимость этот вопрос приобретает в период раздоя первотелок. Это связано с тем. что большинство их обладают неравномерностью 'развития долей вымени, что приводит к "холостому" лоешмо одних и недодою других сосков. Следствием этого. как правило, является торможение процесса молоковыведення и заболеваемость животных маститом, что может привести к повторному заболеванию молочной железы и преждевременной выбраковке животных.

Известно, что серийно выпускаемые доильные аппараты для животных с продуктивностью 3000...3500 кг молока за лактацию н интенсивностью потока молока 1.2... 1.4 кг/мин, не обеспечивают стабильность вакуума в подсосковой камер« доильного стакана.

Отклонения режима доения коров от оптимального не позволяют в полной мере реализовать потенциальные возможности первотелок. Поэтому вопрос разработки доильного аппарата с управляемым режимом досиня остается открытым на сегодняшний день и требует своего решения.

Решению перечисленных вопросов посвяшсна настоящая диссертационная работа, выполненная в соответствии с целевой комплексной

программой научно исследовательских работ Белгородской государственной сельскохозяйственной академии (номер государственной регистрации 01860125985).

Цель работы. Повышение эффективности машинного доения коров на основе создания доильного аппарата с управляемым режимом доения.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи исследования:

- обосновать конструктивно-технологическую схему доильного аппарата с управляемым режимом доения;

- обосновать конструктивно-режимные параметры доильного аппарата, содержащего мембранно-клапанный механизм для управления режимом доения;

- разработать методику инженерного расчета доильного аппарата с управляемым режимом доения;

Объект исследований. Рабочий процесс доильного аппарата с мембранно-клапанным механизмом для управления процессом доения.

Научную новизну работы составляют:

- обоснование направления в создании доильных аппаратов с управляемым режимом доения;

- теоретические модели рабочего процесса доильного аппарата с управляемым режимом доения;

- конструкция доильного аппарата, содержащего мембранно-клапанный механизм управления режимом доения (патент №2032323; заявка №96105753/13);

- результаты лабораторных и производственных испытаний.

Практическая ценность:

- использование предложенного доильного аппарата с управляемым режимом доения позволяет повысить эффективность доения коров, а также снизить затраты ручного груда;

- результаты исследований, а также техническая документация па доильный аппарат могут быть использованы ГСКБ, ироект-по-колструкторскимн организациями для разработки перспективных конструкций доильных устройств. Реализация результатов исследований. По результатам исследований подготовлено учебное пособие "Доильные аппараты с управляемым режимом" н рекомендации.'

Доильные аппараты с управляемым режимом доения с положн-le.'iMiM.M эффектом внедрены в ряде хозяйств Белгородской области (АО закрытом! гппа "Победа", опытно - производственное хозяпсиш "Ье.и ородское"). а также в АО закрытого типа "Волга-Сервис" г. Яро-сла иле..

Ан|>обаппи. Основные положения диссертации были доложены и одобрены па па\чно-нрактичееких конференциях молодых ученых и специалист ов Белгородской ГСХА (Белгород 1995. 1996. 1997г.). на Всероссийской научной конференции студентов инженерных факудые-юв аграрных ВУЗов России (Санкт-Петербург. 1995г.). VIII (I Всероссийский) симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных живо i пых (Оренбург. 30 мпя-1 нюня 1995 г.).

ll>ó.iiiK-:in4ii. По ма1ериалам диссертации опубликовано восемь paóoi. в том числе од по учебное пособие. Получен один патент и одно положительное решение на изобретение.

Oih.cM работы. Диссертация изложена на 173 машинописных cipaniinax. включая список литературы из 130 наименований (в том числе 28 на иностранных языках), содержит 29" рисунков. 3 таблицы и 17 приложений.

СО Д К РЖА IIИ К РА КОТЫ П мерип» главе обоснована актуальное!!» темы, указана цель ра-óoiw. вы i екающие h¡ нее задачи и кражо изложены положения .харак-

I ери ¡> Ю IHIIC I!i4::¡ w>

Во второй главе "СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИИ II МЕХАНИЗАЦИИ ДОЕНИЯ КОРОВ" систематизированы результаты исследований и известные технические решения.

Значительный вклад в развитие научных концепций повышения эффективности машинного.дойния коров сделан исследованиями известных ученых (Е;И. Адмнн, И.Л. Аллабердин, Й.Г. Велиток, Ф.Л. Гарькавый, М.Л. Гордиевских, !А,Й. Зеленцов, С.Г. Пищан, Л.Г(. Кар-ташов, Э.А. Келнис, Э.П. Кокорина, С.В." Мельников, В.С: Мельников, П.И. Огородников, H.A. Петухов,. С.А. Соловьев, Ю.А. Цой н др.).

Доение коров в родильных залах и цехах раздоя осуществляется на линейных доильных установках переносными доильными аппаратами со сбором молока в ведро, реже - в молокопровод. "

Машинное доение новотельных коров требует очень шшматель-ного отношения, подготовки вымени, а также строгого соблюдения правил машинного доения. Отклонение от технологических норм и правил эксплуатации доильного оборудования приводит к нарушению функции молочной железы и заболеванию вымени маститом. Поэтому к животным при машинном доении предъявляются довольно жесткие требования; в частности к морфофункциоиальиым свойствам их вымени. Одним из этих требований является равномерность развития их четвертей. . ' '

Проведенный анализ результатов научных исследований позволил установить один из путей повышения эффективности машинного доения коров - создание доильного аппарата с управляемым режимом доения по каждой доле вымени:

В третьей главе "РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА С УПРАВЛЯЕМЫМ РЕЖИМОМ ДОЕНИЯ" приведена схема доильного аппарата и er« рабочий процесс; '

При создании доильного аппарата с управляемым режимом досиня учитывалась необходимость управления вакуумным режимом дое-ння коров. На рис.. 1 изображена'его схема.- .

Рис. 1 Схема доильного аппарата', 1 - доильные стаканы; 2 - коллектор; 3 - управляющая камера; 4 - дополнительная камера: 5 - конусный клапан; 6 - молочная камера; 7 -камера переменного вакуума.

Аппарат содержит четыре доильных стакана и коллектор с четырьмя регуляторам» вакуума, лыполлепнымп. в виде управляющей и дополнительно» камер, разделенных мембраной.

Регулирование вакуума доения,йри изменении интенсивности потока молока, осуществляется путем перемещения конусного клапана пол вочдеПствнем мембраны.

В четвертой главе "ТЕОРИЯ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА С УПРАВЛЯЕМЫМ РЕЖИМОМ ДОЕНИЯ" показано, что на протекание рабочего процесса машинного доения корой плияюг два фактора: один обусловлен''.рефлексом молокоотдлчи, другой - консчрукпг.сЛ доильного аппарата.

Для определения некоторых конструктивных параметров доильного аппарата, при которых обеспечивается его работоспособность, нами были проведены теоретические исследования.

Для расчета параметров.клапана 1 (Рис. 2) истечение молока будем рассматривать как истечение жидкости через внешний конусный насадок. Скорость истечения жидкости и расход определяется из общеизвестных выражений.

Рис. 2. Схема мсмбраино-кдаиапного механизма доильного аппарата:

I - конусный клапан, 2 - дно молочной камеры, 3 - мембрана, 4 - управляющая камера, 5 - дросселирующая шайба, 6 - отверстие для поступления воздуха, 7 - калиброванное отверстие.

Расход жидкости в сечении 1-1 обозначим £?/, а в сечении 2-2 - С > четом неразрывности потока: .

О: = <?:. . (1)

Действуюшин пшюр истечения жидкости:

где: Рл - вакуум необходимый д.чя доения, Па; Рг - вакуум в вакуумной магистрали. Па: п - коэффициент перевода м/Па; //,„ - напор молока, м.

Площадь отверстия .5 и сечении 1-1 будет определятся как площадь кольца с диаметрами /3/ и £).■> (при максимальном подьеме клапана):

, = (3)

4

Для изменения режимов работы доильного аппарата в зависимости от интенсивности потока молока клапан 1 перемещается на величину Л. равняю: (4)

'Я"

где: л- - зазор между стенкой конусного клапана и стенкой полого конуса, м; а - угол конусного клапана.

В таком случае площадь истечения будет равна:

с. л(2!чца + 0,У - й!

4,=,-----. (5)

Отсюда уравнение для определения расхода жидкости <2 будет иметь вид:

. (6)

4

где: // - коэффициент расхода жидкости.

Величина перемещения клапана //, при которой обеспечивается заданная пропускная способность () через щель при заданном вакууме Л;доения:

- Л,Г"ГГ £ 1+ 4ге'а-------

" V . УФ-Х"» (7)

Так как клапан жестко связан.с мембраной 3, то се прогиб со, должен быть равен перемещению клапана:

0 = Л = -

. 2/£сг

Прогиб мембраны определяется выражением:

РК'

(8)

(9)

—-г, ,

5 ЖЕЬ1

где: Р- давление, действующее на мембрану. Па; Я - радиус, мембраны, м; Е - модуль упругости, Па: Ъ - толщина мембраны, м.

Давление, действующее на мембрану,' мы -можем вычислить ио формуле: .. - -

: . '.,: . (.0) где: р - текущее давление в управляющей камере. На. С учетом равенства прогиба мембраны перемещению клапана получим: '

5.86£А'.

-А +

(11)

2 !ца

Величина" -вакуума, при которой будет обеспечена пропускная способность, может быть определена из уравнения (11):

5.86 ЕЬ'

АО

2ц

(12)

Л*

Вакуум р н управляющей камере зависит ог параметров каналов л ;я откачивания и поступления воздуха.-

Скорость изменения вакуума в управляющей камере регулятора

:'.лк>ума равна.: - ■ ; ■ ''"-.-/ ..;

• ^ Ф ,, , . (13)-

где: ! - время, с; 1\, - атмосферное давление. Па; У0 - расход от->.ачпвасмо1 о воздуха из управляющей камеры, м3/с; У,, - расход поступаем ого воздуха в управляющую камер)', м3/с; - объем управляющей камеры. м'\

Расход воздуха Га из управляющей камер:,I через калиброванное 01 перечне 7. расположенное и дросселирующей шайбе 5. равен:

128//,/, 1 <14)

где: (I: - днаме1р отверстия для откачивания воздуха, м; // - длина канала для ожачипани» воздуха. м: Г, - давление в вакуумной магистрали. Па: ///- динамическая вязкость воздуха. На-с.

Расход иоступаемого воздуха в управляющую камеру через отпоре гне6 найдем из выражения:

= П5)

' 128//,/, "

где: - приведенный диаметр отнерезия для поступления воздуха. м; - длина канала для поступления воздуха, м.

В таком случае расчетное время I включения доильного аппарата в симулирующий режим работы будет равно:

,- г[128'':.М<Л - ЛЯ, - Ф

(10)

или

(П)

Отсюда:

' 1 ' " " :.//' Г/" - /' ) Л - !\ / '

{1 8 I

а диаметр калиброванного отверстия для впуска воздуха:

(19)

2 тГЛР.-К) ъ-РсГ

С учетом времени переключения (, из стимулирующего в номинальный режим;

128//,;,уэ I- ф

(20)

где: Ру - давление в управляющей камере. Па.

0тсюда: . (21)

уточненный диаметр отверстия для откачивания воздуха из управляющей камеры:

1 Л», Р>-Р.- (22)

В пятой главе "ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДСЖЛНШ1 ДО-Ш1ЫЮГО АППАРАТА" приведены методики и результаты экспериментальной проверки разработанных нами теоретических положений, а также методика инженерного расчета для определения основных конструктивных параметров мембранно-клапанного механизма доильного аппарата.

Проведение теоретические исследования свидетельствуют о том. что одним из наиболее важных условий, предусматривающих работоспособность доильного аппарата, является поддержание необходимого давления в управляющих камерах регуляторов вакуума, при которых обеспечивается заданный вакуум доения в подсосковых н меж-< генных камерах доильных стаканов.

Теоретически было доказано, что вакуум доения зависит от параметров мембраны, а также вакуума в управляющей камере, регу.здто-

ра вакуума(12), который, в свою очередь, зависит от размеров отверстий в «ей для отсоса (18, 22) и поступления (19) воздуха.

В задачу экспериментальных исследований доильного аппарата входила проверка теоретических положений.

В соответствии с поставленной задачей работа выполнялась по следующей программе:

- определение зависимости вакуума доения от изменения давления в управляющей камере;

- определение пропускной способности конусного клапана в зависимости от его конструктивных параметров;

- разработка методики инженерного расчета регулятора вакуума доильного аппарата:

Согласно программе исследований, на основании предложенной конструкции доильного аппарата, а также теоретического обоснования конструктивных параметров, нами был изготовлен его опытный образец.

Испытания аппарата вели с использованием тензометрнческого оборудования. Для этого были разработаны стенды и лабораторные установки.

Обработку результатов исследований вели с использованием ПЭВМ 1ВМ 804860X2 методом варкацисиной статистики, а также регрессионного и корреляционного анализа.

В результате обработки осциллограмм изменения вакуума в камере переменного вакуума регулятора, нами установлен характер зависимости вакуума в камере переменного вакуума от давления в управляющей камере (Рис. 3). Данная зависимость достаточно точно описывается полиномом третьего порядка и имеет вид:

Г =-14.29106 + 1,61094Х-0,00556Х! -0,000026Х3 , (23)

где: Х- вакуум в управляющей камере, Па; У - вакуум доения, Па.

При построении теоретической зависимости вакуума доги».!, щ-вакуума в управляющей камере (12) мы использовали 1ПВМ НШ 804860X2. Расчеты вели по разработанной нами программе.

51 48 45 42

39 36 33 30

Pd. кПз.

\

■А

У i

Í i

/ | i

33 36 39 . 42 45 48 fr— Теорстич. -с—Зксперим. |

51

Ру. кПа.

Рис.З. Зависимость вакуума досиня от вакуума в . . управляющей камере ' ,

Методом дисперсионного анализа rio критерию Фишера проверялась адекватность теоретических и экспериментальных зависимостей

данных./; .-'• •?'' ■ У : - '■-.'■'.:'

Вычислениями установлено, что различие между теоретическими н экспериментальными данными .недостоверно. Установлено, что при табличном значении критерия Фишера, равнеэм 3,83, фактическое зна-ченне составило 1,51. ' . ■ . .

Результаты исследований по определению пройускноГг способности конусного клапана проводили для конусных клапанов с -различными конструктивными параметрами при различных уровнях жидкости. Установлено, что данная, зависимость достаточно точно описывается полиномами третьего порядка, представленными е таблице..

Таблица

'Результаты исследовании зависимости пропускной способности конусного клапана от его конструктивных параметров и уровня-жидкости над ним.

Но ММ О, \\ ч угол при основании конусного клапана а = 2.2°

о 3

7 У=0.000678572+0.556 101190-0.003035714X^+0.001041667Х-"

10 У---0.0026 78572+0.63 0684524Х+0.03 3214286Х'-0.004791667Х'*

12 У=0.0006 07 143+0.757410714Х+0.0164285 72Х'!-0.0018 5700 ОХ3

У-0.00032 1429+0.789732143 Х-0.005714286Х-+0.001875000Х''

10 У =-0.001 14285 6+0.970952381Х-0.007321429Х'!+0.002083333Х3

12 У--0.000071430+1.091726191 Х+0.011964286Х2-0.000833333Х3

7 У-0.001 1 42857+0.92863а952Х+0.012321429Х2-0.001666667Х3

о г } 10 У-0. ООО 1 7.8572+ 1.165684524Х-0.00553 5714X^+0.0014583 ЗГ.Х3

12 V----0.000821 129+ 1,357351190Х-0.016775714Х"|+0.003541667Х3

угол при основании конусного клапана а = 5.2й

| 7 У-0.001 3 2 1429 + 1.363482143Х-0.020714286Хг+0.005625000ХЛ

I8 10 У--0.006321430 И.7915 17856Х-0.1 40535714Х2+0.028125000Х3

12 У-0.001464285 + 1.827529763Х+0.034107142Х2-0.001458333Х3

7 У=-0.000892827 + 1.880327381 Х+0.001428572Х:+0.002708333Х3

С- 10 У--0.001107142+2.2721 72619Х+0.023571428Х:-0.000208333Х3

12 V--=0.000000002+2.645416666Х+0.016250000Х2+0.000833333Х3

7 У--0.000285 714+2.2264 88095Х+0.0203 57143X^-0.000416667Х3

о 10 N'--0.001 392858+2.757589286Х+0..00232 1429Х2+0.003 125000Х3

12 У-О.ОО! 067859+3.156776786Х-Ю.021696428Х:^0.0001875000Х3

угол при основании конусного клапана а = 8.2°

1 ! 7 | У-0.00085.71:14ч-2,0542857 ¡4Х+0.026428571 Х2+0.002 5000&иХ3

' ? 1 К! 1 У-0.0008928 5 9-2.508839 28?Х-0.063 571423Хг -0.001й7;.У00Х';

1 ...... | У---0.000321 4282.933065476Х-0.045535714Хг-0.002291667X3

Окончание табл.

1 2 • 3 '

7 У=-0.000642856+2.961785714Х+0.03267857 1Х2+0.0012500003;-,

о № 10 У=0.ООО 2142 87+3.6 389 8 8095 Х+0.025 357143 Х"+0.004 5 8 3333 X3

12 У=0.001892859+4.1 65922618Х+0.05982 1429Х:-0.000208333Х5 |

7 У=0.000678570+3.545267857Х+0.031964286Х^0.001875000Х3 |

о м 10 У=-0.00 0285 720+4.331071431х+0.050357141х"!+0.00000000х3 \

12 У=0.00067'8573 + 5.010267855Х+0.049464287Х2+0.001875000Х3 |

Здесь X - высота подъема конусного клапана относительно дна емкости, м 10"3, У - расход жидкости м'/с.

Графическое представление,этих зависимостей показано рис.4 (а,б,в,г) и рис.5 (д,е,ж,з,и).

011У-6.

И1" /с-

х.

л

(<

1 г з «б.

|—01»7пт —а— 01»101пт. —.— 01=12 тт.

а.

5 -тЛ: ,'С— — -- ---- --

у I

✓ Л ;.

>

А I ! ,

|

0 1 2 3 4 5 Мм.

1— 01®7 тт. -42—01=Ютт. --01=12 тт

б.

010^6,

—ПЛ К- у 1

>А Vе {

* 1

¿У

и? I

(¡кг |

10 в в 4 ' 2 О

01СЛ6,

1

с' ^ . 1

4

И 1

I 2 3 4 Ь.

1 2 3 4 5,

| —♦— Р1 =7 ггт -Ч»—01-10 тт. — — Р1-=12пт|

-01=7ггт —■—01=10 тт.--01 = 12 тт.

Г.

Рис. 4. Зависимость расхода жидкости от высоты подъема конусного клапана: а -//а-=60мм,сг-г2°; б-//0=50мм,«-22°;в-//в-120мм, а-2^; г-Яй=60м.м..а- 5.2°.

в

0 10" П1я? -6. с ... У

У

У -У Л

У ж-

Г -

0 10л-6,

С "

/ Г-л

С"'

у*

>

1 2 3 4 • 5 .

1 2 3 4 5 ,

—♦— 01=7 гг.т —— 01 = 10гпт--01=12 тт.

а.

-01=7 тт —Е—01=10тт--01=12тт.

б.

0 10*6,

—

у., у"

-> -

1 2 3 4 б .

а №6,

-иго с , к

Л

¿г

1 2 3 4 5,

-♦—01=7 тт. —"—1)1=10 шт.--01=12 тт

-01=7 пт —Я— 01=Щтт.--01=12 «

О 10»-6.

У, у*

у?

1 2.3 4 5.

-01=7 тт. —э— 01=10тт.--01=12тт.

Д.

Рис. 5. Зависимость расхода жидкости от высоты подъема копченого клапана: а -И(,- 90 мм., а - 5.2°: б- Я<,= .120 мм., а - 5.2°; в - Н„= 60 мм., а - 8.2°; г - Н0-~- 90 мм., а - 8.2°: д-Я0= 120 мм., а - 8.2°.

г

Расчетные значения расхода жидкости через конусный клапан (6) были получены на ПЭВМ с применением разработанной нами .программой.

Методом дисперсионного анализа по критерию Фишера проверялась адекватность теоретических и экспериментальных моделей, а также сравнивались экспериментальные зависимости, характеризующие расход жидкости через конусный клапан при его различных конструктивных параметрах. Установлено, что : различие .между экспериментальными зависимостями расхода жидкости при различных конструктивных параметрах конусного клапана достоверно. Фактические значения Р - критерия Фишера При сравнении смежных уравнений, а также соответствующих, в различных группах превышало табличное значение, равное 8.74. Одновременно было доказано что теоретические и экспериментальные модели адекватны. При табличном значении Р - критерия Фишера равном»8.74 фактическое значение находилось в интервале 1.01...7.57. Это свидетельствует о достоверности нашего теоретического предположения о зависимости расхода жидкости через коаусвыв клапан от его размеров и высоты подъема,

С целью систематизации теоретических и экспериментальных данных и упрощения расчета конструктивных параметров мембранио-клапанного механизма была разработана методика инженерного расчета. В основу расчета конструктивных параметров мембранно-клапаиного механизма положены уравнения (6), (9), (19).

С целью упрощения расчетов этих параметров результаты теоретических исследований представлены нами в виде номограмм (Рис.6. а. б, в). Расчеты номограмм проводились для конусных клапанов со следующими параметрами:

- углами при основании а= 2.2°, а= 5.2°, а= 8.2°

- меньшими диаметрами.^/клапанов 7,10 и 12 мм.

1а/п Н «и

к гг 8

| 1* в. 120

IX ВО 90 Йв ,

их в в

а ш

«0 во и»

К.

8 и »0 120

г и 13 10 оГ/в

и о/о « ТЕ

| г.8 ев

| м 1"»

1 V » и &)' ао »4»

, ' 1 1

В.

Рис. 6. Номограммы к расчету основных конструктивных параметров мембранно-клапанного механизма доильного аппарата.

а - £>, = 7 мм, Я=20 мм, <//=1мм, //=60 мм; б - £)/ =10 мм, Л=20.мм,-^/=1мм, //=60 мм; в - мм, Л=20 мм, с/,= 1мм,

//=60 мм.

где: 1,2,...9 - конусные клапаны с различными параметрами;

b - толщина мембраны; //- длина канала для впуска воздуха.

По оси абсцисс отложен расход жидкости через конусный клапан за 60 секунд и вакуум доения. По оси ординат - высота подъема конусного клапана относительно дна молочной.камеры доильного аппарата л диаметр отверстия для поступления воздуха. Руководствуясь схемой можно определить основные конструктивные параметры мембранно-клапанного механизма.

В шестой главе "ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА С УПРАВЛЯЕМЫМ РЕЖИМОМ ДОЕНИЯ И ОЦЕНКА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ" показано, что экспериментальный доильный аппарат способствует более полной реализации рефлекса мо-локоотдачи по сравнению с доильным аппаратом АДУ-1. Экспериментальный доильный аппарат обеспечивает более высокую интенсивность молоковыведения по вымени (2.94 кг/мин против 2.30 кг/мни доильного аппарата АДУ-]). Более короткое время, (36.12 с. против 44.03 с.) имеет экспериментальный доильный аппарат до пиковой интенсивности молокоотдачи. Выше и средняя интенсивность молоковыведения, она составляет у экспериментального 1.64 кг/мин и 1,4 кг/мни у АДУ-1. Полнота выдаивания составляет 97.52 и 96.23% соответственно. Случаев заболевания вымени коров маститом за три месяца испытаний аппарата не зарегистрировано.

Использование доильного аппарата с управляемым режимом доения в расчете на 279 первотелок позволяет получить годовой экономический эффект по приведенным затратам 2.579 млн. рублей но пенам 1997;года, а с учетом роста молочной продуктивности коров -101.596 млн. рублей. В расчете на одну первотелку эти суммы составляют 0.009 и 0.364 млн. рублей соответственно.

Внедрение предлагаемых доильных аппаратов в опьпно-производственном хозяйстве "Белгородское". АО закрьпшо тина "Победа" Белгородского района Белгородской области, АО закрыт от

шна "Волга-Сервис" г. Ярославль позволило получить экономический

эффект свыше 47 млн. рублей в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Анализ литературных источников и разработанная классификация доильных аппаратов показали, что перспективным направлением их развития является создание доильного аппарата с управляемым режимом доения по каждой доле вымени в зависимости от интенсивности молокоотдачи.

2. Теоретическое предположение о зависимости вакуума доения от изменения давления в управляющей камере справедливо. Поэтому полученное теоретическое уравнение (12) л уравнение регрессии для расчета давления о управляющей камере (23), а также их графическая интерпретация (Рис.3), могут быть использованы при расчете аналогичных устройств. -

3.. Доказано, что пропускная способность конусного клапана доильного аппарата зависит от его конструктивных параметров и уровня жид-кос ги над ним (6). Теоретические и экспериментальные зависимости адекватны. Поэтому теоретическое уравнение для расхода жидкости через конусный клапан (см. таблицу), а также уравнения регрессии и их графическое предстарление (рис 4,5) могут быть использованы при расчете пропускной способности* конусного клапана при его различных конструктивных параметрах.

4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили систематизировать методику инженерного расчета доильного аппарата, в основу которой положены уравнения (6, 9, 19). Представленные номограммы могут быть использованы для определения основных конструктивных параметров доильного аппарата (рис. 5.8). Они справедливы для клапанов диаметром 7...12 мм; углом при' основании 2.2°...8.2°, при высоте подъема не более 5 мм.

5. Сокращение времени подготовительных операций до 6 - 10 секунд, высокая скорость выдаивания животных, исключение потребности л

машинном додое, способствует росту производительности . труда оператора в 1.2....1.6 раза.: Вследствие адекватности режима доения повышается молочная продуктивность коров. За 90 дней лактации животные опытной группы по молочной продуктивности превздшлн коров контроля на 5,8 %. Благодаря снижению вакуума в цодсоско-вых и межстенных камерах доильных стаканов при снижении потока молока ниже 200 мл./мин. доильный аппарат, оказывает благоприятное воздействие ;на молочную железу, в результате чего практически отсутствует заболеваемость вымени коров-маститом. Внедряемый доильный аппарат обладает довольно высокими эксплуатационными и экономическими показателями.. Его использование, в расчете на 279 первотелок, позволяет получить годовой .экономический эффект по приведенным затратам 2,579 млн, рублей по ценам 1997 года, а с учетом роста молочной продуктивности коров -101,596 млн. рублей. В расчете на одну первотелку эти суммы составляют 0,009 и 0,364 млн. рублей соответственно. Внедрение доильных аппаратов с управляемым режимом доения в онытно-производствеяном хозяйстве "Белгородское", АО закрытого тина "Победа" Белгородского района Белгородской области, АО закрытого типа "Волга-Сервис" г. Ярославль позволило получить экономн- „ ческий эффект свыше 47 млн. рублей в год.

ОСНОШШБ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Ужик В.Ф., Прокофьев В.В, Доильные аппараты с управляемым режимом I/ Уч. пособие. - Белгородская ГСХА, Белгород, 1995. - 68 с.

2. Ужик В.Ф., Прокофьев В.В. Анализ проблемы исследования и классификация доильных аппаратов с управляемым режимом досиня //Белгородская ГСХА - Белгород. 1996. - <59 е.: пл. - Деп. во ВНМИ-ТЭИагропром, Л»50 ВС-96.

-'233. Патент. № 2032323 1Ш, МКИ А 01 3 5У04. Доильный аппарата/В.Ф. .. Ужик; В.В Прокофьев (Ш_1). № 5035358/15; Заявлено 01.04.92; Опубл. 10.04.95; Бю'л. № 10.. 1

4. 4.Заявка .96105753/13(009766) Доильный аппарат //В.Ф. Ужик; в!в. Прокофьев. МКИ А 0^5/04. 96105753/13. Заявлено 26.03.96. Положительное решение от 17.03.97 г.

5. Ужик В.Ф., Прокофьев В.В.,. Кучумов В.В. К расчету конструктивно

- режимных-параметров доильного аппарата с управляемым режимом доения 7/ Белгородская ГСХА - Белгород, 1997. - 11 е.: ил. -Деп. во ВПИИТЭИагропром; №72 ВС-97. У ^ ^

6. Ужик В.Ф,, Кучумов В.В, Прокофьев,В-В. К расчету конструктивно

- режимных параметров доильного аппарата выжимающего принципа действия//. Белгородская ГСХА '- Белгород, 1997. - 20 е.: ил. -Деп. во ВНИИТЭИагропром. №¡73 ВС-97. ; V

7. Ужик В.Ф,, Борозепцев В.И.,. Скляров А.И-, Прокофьев В.В., Кучумов В.В. Новые машины и механизмы для доения коров. В Кн.: Интенсификация сельскохозяйственного производства. Рекомендации. Белгородская ГСХД, Белгород. 1996, с. 96-97.

8. Ужик В.Ф., Норрзенцев В.И., Прокофьев В.В., Кучумов В.В. К выбору направлений совершенствования доильного оборудования. // VIII

. (I Всеросси иски Я) симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных. Тезисы докладов Оренбург, 1995, с 53-54.