автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование процесса машинного доения кобыл путем обоснования конструктивных параметров и режимов работы доильных аппаратов

* 13 00

СШШрЕТЕРКткИй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

НОМАКОНОВ Михаил Дугарошш

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОБЫЛ ПУТЕМ ОБОСНОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДОИЛЬНЫХ АП11АРАТОВ

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин 1993

Работа выполнена $ аграрном университете.

Санкт-Петербургском государственном

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор технических наук, профессор ВАГИН Б.И.

- доктор технических наук, профессор ИГНАТЬЕВСКИЙ Н.Ф.

кандидат технических наук, с.н.с. ХАЗАНОВ Ё.Е.

- Всероссийский научно-исследовательский институт коневодстра (г.Рязань)

Защита диссертации состоится "_£_" 1993 года

в 14 час.30 мин. на заседании специализированного совета К 120.37.05 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу; 189620, Санкт-Петербург - Душкин, Ленинградское шоссе, 2, ауд.8719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан г^Р^-" 1993 года. .

Ученый секретарь специализированного совета

^(¿С^Николаев Д.И.

ОКЦАН ХАРЖГКРПС'ШКА РАБОТЫ

----------Актуальность-темы.Коневодство~однаГ~йз основных отраслей животноводства в ряде государств СНГ. В полной мере это относится и к России. Производство молока и молочных продуктов позволяет значительно повысить рентабельность содержания лошадей. Внедрение в молочное коневодство средств механизации доения и совершенствование их использования являются одними из основных задач развития отрасли на современном этапе.

Эффективность процесса машинного доения значительно записи! ;гг правильного выбора режима ряОоты доильных аппаратов. Нособлпдение физиологических принципов доения снижает качество молока, нарушает процесс молоковыведения и отрицательно влияет на здоровье хивотных.

Обоснование режима работа доильных аппаратов для доения кобыл с учетом видовых и породных анатомо-морфологических особенностей строения молочной железы и выводной системы сосков важно и актуально. Оно позволит лучше использовать технические средства и будет способствовать полному раскрытию потенциала животных.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационной программой 05 Всесоюзного ИЛИ коневодства,темой 10.05.0? Запгщпо-Казахстанского СХИ и планом ШР С.-ПГАУ.

Цель работы.Обоснование конструктивных параметров и режима работы доильного аппарата для машинного дменил кобыл.

Объект исследования. 11роцосс выведения молока из вымени доильными аппаратами, доильные аппараты, доильные стаканы, сосковая резина.

Научная новизна.Обоснован принцип действия модернизированной цилиндрической сосковой резшы, учитывающей особенности строения сосков кобылы.

Обоснована конструкция и оптимальная масса подвесной части доильного аппарата.

Получены математические модели процесса машинного доения» отрачгшчие связь м«?чду технико-якономпческими показателями чапиниого доения и режимом работы доильных аппаратов.

Установлены оптимальные режимы работы доильных аппаратов.

Определены признаки фенотипа животных, наиболее пригодных к машинному доению. .

Практическая ценность заключена в рекомендациях по выбору вида доильных аппаратов и рекиму их работы, рекомендаци-

■ I

ях по правильному выбору кобыл при формировании молочного табуна.

Определены размерные характеристики сосков кобыл, необходимые для дальнейшей работы по улучшению конструкции исполнительного органа доильного аппарата.

Результаты исследований могут быть использованы при разработке и сравнительных .испытаниях новых доильных аппаратов.

Внедрение и окономическая эффективность.Предложенная конструкция доильного аппарата, а также рекомендации по правильному выбору режима работы для аппаратов разного вида прошли хозяйственную проверку в совхозе "Калдыгайтинский" и колхозе "Родник новый" Западно-Казахстанской (Уральской) области.

Документально подтвержденный экономический эффект от внедрения результатов исследования составил 480 руб.на один доильный аппарат. Обидой эффект от внедрения процесса машинного доения на кумысной ферме в 45 голов составил 33180 руб. Производительность труда повысилась на 42,Ь% (по ценам 1990г.)

Апробация работы.Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на конференциях профессорско-преподавательского состава С.-ЛГАУ в 1991 и 1992 гг., Бурятского СХИ в 1990 г., Западно-Казахстанского СХИ в 1992 г.,координационном совещании Всесоюзного НИИ коневодства б 1991 г.

Публикация.По теме диссертации опубликовано 4 работы.Получено положительное решение ВНИИГПЗ на изобретение по конструкции сосковой резины.

Объем работу.Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов , списка использованной литературы (.179 наименований, в том числе II на иностранных-языках) и приложений. Объем работы 176 страниц. В работу включены 46 рисунков, 15 таблиц и 13 приложений.

I. В первой Главе "Состояние вопроса и задачи исследований" содержится краткий обзор и анализ исследований по физиологии машинного доения лошадей и работе современных доильных . аппаратов, а также анализ методов определения сил взаимодействия сосковой резины и соска.

Анатомо-морфологические особенности строения молочной железы кобылы делают ее особым видом дойных животных. Прежде всего, следует отметить небольшой объем вымени - в 3...5 раз меньше, чем у коровы (1500...2500 мл). Вымя у кобылы имеет два соска, но в каждом из них до две независимые выводные сц~

2

стемы, причем соски, как правило, имеют овальное поперечное

ceueiwe^ ÜTH и другиеособенности, предопределяют как-конст----

рукцик» доильшго аппарата, так и режим машинного доения, поскольку кобылы при столь малом объеме вымени обладают быстрой скоростью молокообразования, коротким периодом молокооот-дачи - 60...150 с и в этой связи - нотребностыов частом доении - до 10...13 раз, в период наибольшей продуктивности.

В изучение воиросог-, связанных с машинным доением коОкл, ÖoTbiUJii вклад внесли исследования И.А.Сайгина,Ю,Н.Барминцева, К.И.Луйсембаева,В.П. Черепановой,Э.В.Тумановой,В.М.Рацомон-ского Д.Д.ДосоыСииа и других ученых.

Ii создании теории доильных аппаратов значительную роль сыграли работы В. Ф. Королева, J1 .П.Карташова.И.Н.Драснова,A.A. Скроианиса, Э.Л.Келписа и ряда других ученых.

lia основе аналитического обзора был составлен 'алгоритм-прогноз и сформулированы основные задачи исследования.

Целью работы явилось обоснование конструктивных параметров и режима работы доильного аппарата для машинного доения кобыл.

Для реализации цели исследования программа предусматрива--ла решение следующих задач:

I. На основе выполненных ранее исследований по машинному доению коров и других сельскохозяйственных животных обосновать принципиальный подход к выбору типа доильного аппарата.

?.. Провести статистические исследования по характеристикам сосков кобыл.

3. Установить взаимосвязь системы "соснов.ая резина-сосок" с процессом молокоотдачи у кобыл.

Л. Разработать технологическую схему доильного аппарата.

L). Изучить влияние режимных параметров доильного аппарата и определить их оптимальные качественные и количественные значения.

6. Провести испытания доильных аппаратов в производственник условиях и определить их экономическую эффективность.

Поскольку размерные характеристики сосков кобыл предопределяют как конешуктипнме параметры отдельных узлов доильного аппарата, так и рсчш работы доильных аппаратов, то с целью их определения были проведены работы по снятию промеров у кобыл -кутумекой породы - наиболее перспективной в хозяйственном отношении для условий Западного Казахстана. Данные про-

3

меров, полученные после исследования 450 кобыл, были обработаны на ЭВМ EC-I036 в ВЦ С.-ЛГАУ. Размеры сосков подчиняются закону логарифмически-нормального распределения (Л =1,172;Р(Л)= 0,128) и имеют следующие значения: длина сосков 6С =20...80 мм, из них 30...40 мм имеется у 29% животных, 30...55 мм у 67%; окружность сосков в основании Ос=00...180 мм, из них ПО...140 мм имеют около 60% всех исследованных животных; овальность сечения соска =0,57..,0,90, из них наиболее распространена овальность 0j66...0,81 - примерно 60/Í от общего числа замеров; расстояние между сосками А =50...70 мм, из них значения 60...70 мм встречается у 48$ кобыл. Упругость сосков Сс при сжатии равна Ы0^.. .3-10 н/м3 при нормальном состоянии вымени, что несколько меньше, чем у коров.

2. Вторая глава "Теоретический анализ процесса молоковыве-дения доильными аппаратами с разными типами сосковой резины" посвящена обоснованию принципа действия сосковой резины и основных ее параметров, обоснованию массы подвесной части доильного аппарата.

Как известно, рецепторы соска обладают определенной избирательностью к стимулам раздражения, выделяя сигналы определенной модальности, частоты и локализации. В процессе машинного доения основным стимулирующим действием является механическое сжатие соска сосковой резиной. Характер процесса сжатия соска зависит от многих факторов. В общем виде эту зависимость можно представить в следующем виде:

„ Рд=Ш„.АпЛАЛАЛ,ес),

где Рпп - разрежение в подсосковом пространстве, Па; Рм.ц,-разрежение в межстенном пространстве, Па; Рн - сила натяжения сосковой резины, Hj Сс - упругость ткани соска, и/и3; Ср - упругость материала сосковой резины, н/м3; dc - диаметр соска, .м; вр - длина резины» м; £<; - длина соска, м.

Для нахождения давления сосковой резины на сосок наиболее удобно выражение, полученное Л.П.Карташовым, имеющее следующий вид:

где Е - модуль - упругости резины при растяжении, =

- коэффициент, отражающий конструктивные параметры сосковой резины. Из выражения (I) следует, что при уменьшении длины восковой резины Ср значение давления Рд будет возрастать.

Однако длина сосковом резины обусловлена длиной' оосксв и рэв-

практнческл 'л^51я"цилк»шрическлЖ~сос:':овШ_^зина имеёт"спою индивидуальную постоянную плоскость сжатия, вызванную особенностями изготовления на заподе. Кроме того, следует учесть, что при доении доильный стакан одевается на соски тсче в определенном, постоянном положении. Становится очевидным тот факт, что весьма высока вероятность случаев несовпадения физиологически требуемой плоскости сна чин с реально;'!. Тиков несоответствие ведет к неадекватной стимуляции рефлекса молоко-отдачи и ухуимению процесса машинного доения, ноокопь«у соски кобыл в сечении овальные. Известно такте, что сосковая резина серийного доильного аппарата высасывающего типа при сжатии соска вызывает "обратный выброс" молока из цистерны соска в полость вымени, и количество перекачиваемого при птом молока достигает до 1/3 объема цистерны соска. Ото негативное, с точки зрения физиологов, явление вызвано тем, что сжатие соска происходит по схеме "снизу-вверх" вместо естественного "сверху-вниз", ссотпетстпущего процессу сосания жеребенком или ручному доению.

Для того, чтобы определить характер сжатия соска и оценить значение Рд , представим сосковую резину и сосок □ виде двух цилиндров, одетых другой и испытывающих при этом взаимное давление. На рис.1 приведена схема действия сил в доильном стакане.

на 32^.. .ЗС,

стах • аналитического обзора известно, что

В-В

Рис.1

/К?(Я=о) щем сосковую

Схема действия сил в доильном стакане, имею-

овальной форта

резину с жестким кольцом

Иь схемы действия сил видно, что по мере развития процесса сжатия цилиндрическая сосковая резина приобретает поверхность по форме цилиндрической панели. Резина при этом стремится принять форму плоской пластины, причем, в силу перечисленных особенностей направление прогиба трудно прогнозируемо. Очевидно, что прогиб резины происходит по пути наименьшего сопротивления и для того, чтобы плоскость сжатия б.ыла контролируемой и управляемой, необходимо создать переменную жесткость в направлении горизонтальных осей ОХ и ОУ. Такую переменную жесткость можно получить, если ввести дополнительный элемент в конструкцию сосковой резины - жесткое кольцо овальной формы. Овальность выбирается в соответствии с овальностью сосков и равна 0,70...О,90. Местоположение кольца внутри сосковой резины обусловливается длиной сосков. Оно должно находиться в районе кончика с.оска, с учетом его растяжения при доении. Расчеты показали, что его можно ставить на расстоянии 35...75 мм от края присоска, при общей длине сосковой резины 105 или 115 мм.

Поскольку цилиндрическая сосковая резина при введении кольца оказывается разделенной на два участка, то в соответствии с теорией оболочек, их можно рассматривать как отдельные короткие трубы с овальным сечением. Зная,что прогиб происходит в направлении меньшей жесткости, представим рассматриваемую короткую трубу как две цилиндрические панели, испытывающие равномерно распределенное внешнее давление р , создаваемое при разрежении в подсосковой камере доильного стакана.

Уравнение изгиба пластины в развернутой форме выглядит следующим образом:

. _2&> . , Ъ"уо _ Р Ту«"+ Трдр э&* D ' ш

где СО - функция прогиба пластины, м; р - распределенная нагрузка, н/м**; D - цилиндрическая жесткость пластины при изгибе.

Рассматривая задачу о равновесии элемента балки, выделенной из оболочки при ее меридиональном сечении, в соответствии с известными положениями теории сопротивления материалов, величины сил и моментов, действующих на элемент балки, можно выразить в следующем виде:

dP _ п ' dM =0 (3)

~"Р *dU

Цилиндрическая яео/гкосгь очрск<\пя«*тсп по тлюгашт:

-------------------------------------------------------'----------"Г"'"

^42(4-Я '

где Е - модуль упругости резины при растяжении, н/м"; О -тол'цииа ппаетинн, м; J\i - коэффициент ilyaccona.

На уравнения <2) видно, что илни'- плнетнны будет уменьшаться о ростом цилиндрической жесткости Î) . Поскольку поверхность попели имеет цилиндрическую форму, то U) -.-. (д)(Ц). Полагая в уравнении \<.) производные по 2 равными нуда, получим ушнняиие пня 60 н вине:

d У4 »

Уравнение (5), описывающее цилиндрический изгиб navre ли, совпадает с уравнением изгиба балки, у которой жесткость печения на изгиб E'3 = D .

Таким образом, величина цилиндрической жесткости D будет разной по осям ОХ и ОУ, поскольку момент инерции 3 , определяемый но выражению:

ч 5Г 6 ^ . т „ JUL-

Jx~~6~Ц~ * J;r" 64 ' ^

будет но ос.и О.-' больше, чем но •-•-л» О/, так к.и: 0 < 0 . Нсот"му при воздействии а гмосфорного давления рл ео.нговяя репина бу~ нет осыпаться по оси ОХ, и тем сачим предопределяется лектор прогиба.

lia pue.i.' представлены теоретические зависимости, страдап-"Hitî изменение давления Рд. от длины рабочей части Сцц » значения силы натяжения рн и степени разрежения Рд в доильном аппарате, полученные при расчетах но тфожешлп (I) с ис-нопьзочанием программируемого микрокалькулятора MK~'îI.

Анализ полученных данных позволяет утверждать, что уменьшение длины рабочей части сосковсй резины до (1,.,1,б) вс ведет к росту давления Рд на 20...70%, а использование жесткого к -jîi.mîi заданной ф-'Р'Мь: способствует улучшению стимуляции ммчоксотдачи у кобыл, путем белее адеклатных раздражений мехп-норецепторап молочной 'челезн,

Z.:'. Из '"nf>inv.i доичын-'х ;>ппарятои известно, что расчет маеси лодзйсни;1. части у аппаратов высасывающего типа ведется по условию:

•8

20 15

ю

5

г

Зч V

НиВйййЙЙ йвве^ г1

ч/ 1

1 1 1

Рис.2

Зависимость давления Рд соско ш вой резины на сосок от длины ее рабочей части Срч; ,г I - ири натяжений 11 р„=10 Н; П - при р" =30 н ш р; =50 н: I

-т К=32 кПа; 1 К-40 кГ1а; Рв=48 кЛа!

при при -при -при

/20 105 90 75 60 45 35

где Рос - сила присасывания доильного стакана к соску, Н; П. - количество доильных стаканов; - результирующая сила тяжести подвесной части, Н; вес подвесной части, Н;

~вес молока, находящегося в подвесной части, Н; РМтр-вертикальная составляющая силы трения, Н; Равыт- вертикальная составляющая силы выталкивания, Н. Из условия (7) следует, что сила присасывания доильных стаканов прямо пропорциональна весу подвесной части, весу молока, находящегося в молочном шланге, и вертикальным составляющим сил трения и выталкивания, возникающим при сжатии соска сосковой резиной.На рис.3 приведена схема сил взаимодействия в доильном стакане, поскольку анализ всех сил условия (7) показал, что масса подвесной части &„.,,. зависит от конструкции сосковой резины. Из рис.3 видно, что при использовании сосковой резины с кольцом плоскость ее прогиба происходит по дуге с центром в районе середины соска в отличие от обычной серийной, имеющей центр прогиба под соском. Такой характер сжатия приводит к тому, что у предлагаемой конструкции сосковой резины отсутствует сила выталкивания, имеющая значения 1,02...6,84 Н для разной длины сосков при расчетных значениях Рд =6...24 кПа. Сила выталкивания была рассчитана по следующей формуле: Я,8ЫТ = N-$14(1 а ц ес рс 51а сЬ , (6)

где N - нормальная реакция на сосок, Па; сС - угол наклона стенки сосковой резины к оси 0У, град.

3

Серийный стакан

щ ид

а/ О/

Предлагаемая конструкция стакана

Рис.3. Схема сил взаимодействия в доильном стакане в разные такты: а) - сосание; б) - сжатие.

Оптимальное значение массы подвесной части доильного аппарата для сосков, смоченных молоком ( /тр=0,65...0,70), равно 3 кг.

3. В третьей главе "Методика экспериментальных исследований" изложены задачи и методы экспериментов, приведены описания установок и устройств.

В соответствии с целью исследования была разработана программа экспериментов, состоявшая из двух этапов - лабораторного и производственного. Программа исследований включала в себя следующие разделы:

1. Исследования процесса взаимодействия сосковой резшш с соском в различные фазы доения на специально изготовленном лабораторном стенде (рис.4).

Ставилась оадача определения сил» воздействующих на сосок и их распределение по его длине, определение оптимальных режимов работы доильных аппаратов в зависимости от размеров сосков и их физико-механических- характеристик, определение опта-мальных размеров доильного стакана, определение оптимальной длины сосковой резшш.

2. Экспериментальные исследования в условиях кумысшх ферм в совхозах Уральской области.

Программой предусматривалось проведение исследований по уточнению параметров режима работы, по выявлению функциональных связей между режимно-конструктивными параметрами доильного аппарата и показателями машинного доения, по определв-

нию влияния технологических параметров на организм животных и по оценке фенотипа групп животных, наиболее пригодных к машинному доению. Исследования проводились на экспериментальной установке, схема которой представлена на рис.5.

Рис.4. Схема лабораторного стенда: 1-доильный стакан;

2 - искусственный сосок: 3 - тензодатчики давления; 4 - прибор ПТД-1 "Пульсотестер"; доильное ведро с пульсатором; б - вакуум-установка; 7 -комплект регистрирующих приборов; 8-вакуумметр.

В главе также приведены частные и общая методики проведения исследований. В частности, изложены методики проведения лабораторных исследований, общей оценки .эффективности доиль-— ного аппарата, определения скорости извлечения молока доильными аппаратами, определения тонуса сфинктера соска, проведения производственных экспериментов.

Исследовались доильные аппараты "Волга", ДДА-2 и предложенной конструкции, а тактов доильные стаканы, сосковая резина. Все исследования проводились с использованием математической теории планирования экспериментов, позволяющей получить статическую модель процесса малпшного доения. Анализ этой модели дает возможность определить оптимальное сочетание факторов.

Поскольку процесс машинного доения сельскохозяйственных животных относится к сложным объектам управления, то он описывается полиномом второго г^орядка, имеющего общий вид:

y = y0+l6ixi+r8ijxlxJ+seux?

В связи с этим производственные опыты проводились по матрице МЦОКП второго порядка при к= 2. В качестве варьируемых факторов были приняты частота пульсаций в доильном стакане - V и степень разрежения в вакуумной линии - Pg . Значения факторов изменялись в пределах: V =1,00...1,67 Гц; Рб=32.,.48 кПа. Постоянное значение имели: сила натяжения Рн=50 Н; модуль упругости Е =115 кПа; толщина стенки резины б" =2,5 мм; длина рабочей части сосковой резины ^рч-50 мм и 70 мм при длине гильзы стакана £3с =105 мм.

На рис.6 представлена модель процесса молоковыведения при машинном доении. В качестве входных переменных приняты Pgn"V, то есть величины управляемые и контролируемые. Выходными параметрами будут являться - скорость машинного доения ^маш 11 полнота выдаивания W , определяемые по следующим выражениям:

Ре

w

ГГ _ „9маш . (9)

Ума». Ъмая ' '

^Т^Г"' (10)

Чмош чруч

где Омаш - кол!1чество выдоенного Рис.6. Модель процесса молока;

при°м^иннГИЯ . - период молокоотдачи;

доении. 6)РУЧ - количество молока

при ручном додаивании,

Поскольку при доении требуется выдоить животное за минимально возможное время с максимально возможной полнотой опорожнения вымени, то ограничения на машинное доение моино представить как

■у i = Hw) — »nia У*=№а1Ц)=так E=-y 1-Va = nùn

При проведении производственных опытов была использована методика групп - периодов. Полученные результаты обрабатывались в ВЦ НПО "Нечерноземагромаш" методом шаговой регрессии с использованием программы "FLEXSILEX ", позволяющей находить оптимальные параметры режима работы доильньк аппаратов. Проверка значимости коэффициентов при членах уравнений производилась по t -критерию Стьюдента, адекватность полученной математической модели процесса проверялась по F -критерию Фишера при уровне значимости 0,05.

Физиологически допустимые границы режима доения оценивались по величине тонуса сфинктера, появлению травм вымени и сосков, пробам на мастит, а также поведению животных при доении. Оценка молочности кобыл при выявлении желательного фенотипа для машинного доения производилась на основе учета продуктивности каждого животного, его поведения при выполнении всех операций доения, а также типа строения тела.

4. В четвертой главе "Результаты исследования доильных аппаратов" приведены опытные данные и дан их сравнительный анализ. В таблице I представлены некоторые данные, характеризующие процесс сжатия соска сосковой резиной в исследуемых аппаратах.

Экспериментальные значения подтвердили теоретические предпосылки о положительной роли жесткого кольца внутри сосковой резины. I участок соответствует 1/2 длины соска, от его конца до середины - 30 мм. П участок - от середины соска до его основания. Изменение характера процесса сжатия по типу ручного доения подтверждается и данными осциллографирования. Абсолютные значения давления на сосок возросли на 70...100$.

Величина тонуса сфинктера сосков, являющаяся предопределяющим параметром выводной системы вымени, при установлении физиологически допустимых границ разрежения в доильном аппарате, изменялась в широких пределах - 8...40 кПа, но наиболее

частой была величина 16...24 кПа - 62% всех животных (100 голов) .

Таблица I

Максимальные силы, действующие на отдельные участки соска в токт сжатия

при Р»= 40 к Па

Вид доильного Величины давления на участках соска, KÍla

аппарата и сосковой резины участок V 10 Н рн=30 н Рн= -50 Н

"Волга" серий- I 4 4 4 5 5 5 6 8 7

ная пеэпна ег- 105 мм П i I I 2 2 г 3 3 3

"Волга" + экспери ментальная резина - 105 Ш - I п 4 5 4 5 4 о 5 10 5 ÍO 5 9 6 15 6 14 6 13

ДДА-2 +• серийная конусная резина I П 4 I 4 I 4 I 5 2 5 2 5 2 В 2 7 2 7 2

После обработки на ЭВМ данных производственных опытов методом шаговой регрессии были получены уравнения регрессии,отражающие связь параметров режима доения, вида доильного аппарата с критерши качества машинного доения - полнотой выдаивания \У и скоростью имаш • В качестве фактора Х^ принята частота пульсаций V , а в качестве Х^ - степень разрежения Рб . Математические модели второго порядка, описывающие процесс молоковыведения экспериментальным доильным аппаратом, имеют следующий вид:

- полнота выдаивания:

"У = |7,)?50 + 1)928Х(Н,ШХ^2)525Х12+о,о60Ха»^?г^Х2; (¡2)

- скорость машинного доения

У= 0,599-0,035Х^ *й,ошг-0,0т%-№т1г + 0№7х4хг.(13)

Полученные модели с Уо$ вероятностью адекватно описывают интенсивность молоковыведения доильным аппаратом, значения р -критерия Фишера была равны: для выражения (12) РрАСЧ =6,8Э< ^тадл =9,0; для выражения (13) Рраеч =5,7< Рта^=9,0. Подобные уравнения второго порядка были получены и для аппаратов "Волга" и ДЦА-2. Анализ сравнительных данных испытаний доильных аппаратов, а также последующая обработка математических моделей с целью определения оптималоных значений параметров режима позволили выявить значения показателей доения по каждому виду доильного аппарата. На рис.7 представлены двумерные сечения поверхностей отклика № и 0"мошДЛя экспериментального

13

25,50? 24,092 21,877 21662

16,016

32,0

Чоо ЦЪ 1,27 х МО Щ 16? V,Гц

{00 Ц5 1,27 К1 МО Щ {67 1 Гц б)

Рис.7, а)- двумерное сечение {()), Ре) , б)- двумерное сечение Ч,,,-^ Рв) /экспериментальный доильный аппарат /.

доильного аппарата. Из сечений становится видимой роль каждого из варьируемых^факторов _и~Х<>-в процессе-молоковыведе— ния. После окончательной обработки на ЭВМ оптимальные параметры режимов работы доильных аппаратов имеют следующие значения: "Волга" - V =1,67 Гц, Ре =3? кПа при и/ =17,47$ и 0^0,535 л/мин.; экспериментальный - V =1,21 Гц, Рй =39 кПа при- \У -14,33% и =0,608 л/мин; Д11Д-2 - V =Т,67 Гц, Ре =37 кПа при = 17.2ГХ и и'мсш --0,476 л/мин.

Полученные результаты сравнительных испытаний показали,что экспериментальный доильный аппарат обладает достаточно убеди-юльним превосходством - надой повышается на 3..,Ъ%, величина остаточного молока в вымени уменьшается на 4...8%, а скорость доения увеличивается на 10...20% по сравнению с аппаратами "Волга" и ДПД-2 (рис.8).

Наиболее желательными для машинного доения являются кобылы эйризомного типа, (с аборигенными пропорциями тела), поскольку они, как правило, более спокойны, молочны и создают меньше неудобств при проведении операций, связанных с доением.

Рис.8

Зависимость скорости моло-ковыведения от вида доильного аппарата в оптимальных режимах работы.

200

О _____

12 24 36 4в 60 72 34 т Ш

В пятой главе "Экономическая эффективность"иаложены результаты хозяйственных испытаний экспериментального доильного аппарата и экономическая эффективность от его внедрения в колхозе "Родник новый" и совхозе "Калдыгайтинский" Уральской области области. Испытания прозодшшсь в 1991-1992 гг.

В результате испытаний установлено, что экономический эффект от внедрения составляет 14 руб.на одну голову, или 158,5 руб. на один доильный аппарат (в ценах 1990 г.). Производи-

15

тельность труда дояра при внедрении машинного доения повышается на 42,5/í.

ВЫВОДЫ

1. Анализ современного состояния машинного доения кобыл показал, что уровень оснащения кумысных ферм доильными аппаратами недостаточен для увеличения производства кумыса до планируемого уровня, а используемые доильные аппараты не имеют должного обоснования конструктивных и режимных параметров.

2. Влияние доильного аппарата на молочную железу очень велико - каждое раздражение рецепторов молочной железы вызывает цепь рефлекторных реакций, обусловливающих количество и качество выдаиваемого молока.

3. Укороченная цилиндрическая сосковая резина длиной 105 мм серийных доильных аппаратов, развивая усилие сжатия до 10 кПа, не обладает достаточной эффективностью стимуляции рефлекса молокоотдачи у кобыл во время доения.

4. Статистический анализ данных по промерам вымени и сосков показал, что соски у кобыл кушумской породы имеют следующие преобладающие размеры: длина 30...55 мм; окружность основания НО...140 мм; овальность 0,66...0,81; расстояние между сосками 60...70 мм.

5. В результате теоретических исследований установлено, что характер процесса сжатия соска определяется общей длиной сосковой резины, длиной ее рабочей части и зависит от суммарной цилиндрической жесткости соска и резины в поперечной плоскости. Создание переменной жесткости у цилиндрической соско-бой резины, при использовании жесткого кольца с овальностью 0,70...0,80, позволяет задавать плоскость сжатия в соответствии с физиологией животного.

6. Теоретическим расчетом баланса сил, действующих на подвесную часть доильного аппарата при доении, установлено, что масса ее должна быть равной 3 кг.

7. На основе полученных математических моделей качественных критериев машинного доения определены оптимальные режимы работ у доильных аппаратов: "Волга" - частота пульсаций V = 1,67 Гц и разрежение Pg = 37 кПа; экспериментальный -V =1,21 Гц и Ре = 39 кЛа; ДЦА-2 - V = 1,67 Гц и Ре = 37 кПа.

8. При доении экспериментальным доильным аппаратом полнота выдаивания повышается на 3...5%, а интенсивность молоковы-ведения на 10...20$. Продолжительность активного периода мо-

16

локоотдачи составляет 50...70 с, машинного додаивания 3...5

,--------с, доения 80...90-с.-----------------------------------------------------

9. Анализ процесса молоковыведения у кобыл, имеющих разный фенотип, показывает, что возможно создание селективной молочной линии с устойчивыми признаками пригодности к машинному доению.

10. Годовой экономический эффект от внедрения доильного аппарата поставляет 14 руб. на одну голову (в ценах 1990 г.), а производительность труда при переходе с ручного доения на малинное повышается на 42,5$.

1. Номаконов М.Д. Результаты сравнительных испытаний доильных аппаратов на доении кобыл //Сб.науч.тр./ЛГАУ, 1991.

2. Номаконов М.Д. Обоснование параметров доильного аппарата для доения кобыл //Сб.науч.тр./Бурятский СХИ, 1991.

3. Вагин В.И., Номаконов М.Д,, Айталиев B.C. Доильный стакан аппарата для доения кобыл /Информ.листок - Уральский ЦНТИ, 1992.

4. Номаконов М.Д., Дкумалиеа А.К. Исследование влияния модернизированной цилиндрической сосковой резины на процесс доения кобыл //Сб.науч.тр./СНГАУ, 1992.

5. Сосковая трубка доильного стакана /Г.Й.Фарбман, Е.С. Айталиев, М.Д.Номаконов, В.И.Свиридов. Положительное решение ВНШГПЭ от 21.01.91 г. по заявке № 48523B3/I5 (079456).

Формат 60x90 I/I6 П.л.1. Тираж 100. Бесплатно.

Типография Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, г.Пушкин, ул.Комсомольская, 14

ОСНОВНОЙ СОДЕРЖАНИЙ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛЙЮВАНО В

ищущих работах автора

Подписано к печати