автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии машинного доения коров путем разработки стимулирующе-адаптированных локальных аппаратов и манипуляторов

□и344ЬС4У

На правах рукописи

(у1

УЛЬЯНОВ ВЯЧЕСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОРОВ ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ СТИМУЛИРУЮЩЕ-АДАПТИРОВАННЫХ ДОИЛЬНЫХ АППАРАТОВ И МАНИПУЛЯТОРОВ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.20.01 - ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Рязань - 2008

" " ГСН 2009

003446649

Работа выполнена на кафедре механизации животноводства Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени ПА. Костычева»

Научный консультант заслуженный деятель науки и техники РФ,

докггор технических наук, профессор, Некрашевнч Владимир Федорович

Официачьные оппоненты заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор, Карташов Лев Петрович

доктор технических наук, профессор, Курочкин Анатолий Алексеевич

доктор технических наук, профессор, Краснов Иван Николаевич

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации животноводства (ГНУ ВНИИМЖ)

Защита состоится «14 » октября 2008 г., в часов на заседании диссертационного совета Д 220 057 02 при ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени П А Костычева» по адресу. 390044, г. Рязань, ул Костычева, д 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени ПА Костычева»

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

А В Шемякин

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Обеспечение потребностей населения в качественных продуктах питания отечественного производства, при одновременном снижении доли импортных является одной из конечных целей Приоритетного национального проекта "Развитие АПК" Большая роль в решении этой задачи отводится молоку производство которого необходимо поднять не менее чем в 1,5 раза Важной составляющей проекта является модернизация технологий, в том числе совершенствование процесса доения, на который приходится более 40% всех трудовых затрат по обслуживанию и уходу за животными

Привязный способ содержания коров является преобладающим, несмотря на то, что он наиболее затратный Учитывая, что для массового перевода скота на беспривязное содержание требуются определенные условия, и прежде всего строительство новых и реконструкция старых помещений ферм, можно считать, что в ближайшие годы привязный способ содержания животных останется основным Применяемая при этом способе технология машинного доения требует больших затрат труда, так как операции по подготовке вымени животного, контроль за доением, а также заключительные операции - машинное додаивание и снятие доильного аппарата выполняются вручную Кроме того, качество проведения ручных операций во многом зависит от квалификации оператора и его отношения к труду Часто наблюдаются передержки доильных аппаратов на вымени выдоившихся животных, что приводит к стрессам, тормозится рефлекс молокоотдачи, что ведет к снижению продуктивности Исключение человеческого фактора, обеспечение адекватной реакции организма коровы на машину на всех стадиях доения и полное опорожнение вымени будет способствовать росту удоев, увеличит срок использования животных, улучшит воспроизводство стада и создаст условия для роста генетического потенциала Поэтому эффективное ведение хозяйства на современном этапе немыслимо без оснащения молокопроизводящих предприятий совершенной доильной техникой

Современная доильная техника должна быть высокопроизводительной Увеличение числа аппаратов с которыми одновременно работает оператор, ведет к повышению его производительности, но труд становится интенсивный Оператор из-за своей занятности не успевает во время обслуживать коров в соответствии с физиологическими требованиями В условиях промышленного стада, когда время доения коров колеблется в значительных пределах, практически невозможно избавиться от простоев или передержек доильных аппаратов на вымени выдоившихся коров Варьирование длительности молокоотдачи является причиной холостого доения которое можно устранить путем обеспечения доильного аппарата устройством автоматического его снятия с вымени по завершению доения

Доильный аппарат должен быть физиологически адаптированным к организму животного, обеспечивая полный вывод молока Серийные доильные аппараты не в полной мере выполняют вышеуказанные функции В связи с наползанием стаканов к основаниям сосков оператору приходится проводить машинное додаивание составляющее до 35 % затрат труда от технологических операций машинного доения Иначе происходит систематическое недодаивание 6 8 % общего удоя молока с жирностью 10 16% и преждевременный уход коров в запуск

Наиболее рациональным направлением совершенствования привязного содержания животных при доении на линейных установках с молокопроводом является комплектование их переносными доильными аппаратами, содержащими в своей конструкции устройства для слежения за процессом доения и своевременного снятия доильных стаканов с вымени животного по завершению процесса молокоотдачи

Исследования проводились в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО "Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П А Кос-тычева" 1997 2007 гг Договорной работой с управлением сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области 2006 г

Цель работы Повышение эффективности процесса производства молока при привязном содержании коров путем совершенствования технологии и технических средств машинного доения Задачи исследования

1 Исследовать физико-механические характеристики сосков вымени коровы

2 Определить направление совершенствования стандартной технологии машинного доения коров

3 Разработать аналитическую модель извлечения молока вакуумным доильным аппаратом из вымени коровы, теорию силового взаимодействия подвесной части доильного аппарата с выменем и произвести их анализ

4 На основании теоретических моделей разработать конструктивно-технологические схемы и технические средства, включающие доильные аппараты и манипуляторы, обеспечивающие реализацию усовершенствованной технологии машинного доения коров

5 Обосновать конструктивно-режимные параметры разработанных доильных аппаратов и выявить оптимально-рациональные режимы их работы для реализации усовершенствованной технологии машинного доения коров

6 Произвести проверку технических средств, реализующих усовершенствованную технологию машинного доения в производственных условиях и определить экономическую эффективность результатов исследований

Объект исследования. Технологический процесс доения коров аппаратом Предмет исследования. Закономерности процесса доения коров и взаимосвязи конструктивно-режимных параметров технических средств извлечения молока

Методика исследования. Системный анализ, принципы единства теории и практики Теоретические исследования выполнялись с использованием положений и методов классической механики, математики гидравлики и математического моделирования Экспериментальные исследования в лабораторных условиях для определения конструктивных и технологических параметров технических средств извлечения молока с применением как общепринятых методик, так и частных Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялось с использованием методов теории их планирования, математической статистики с применением современного программного обеспечения и компьютерной техники Достоверность выполненной работы подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведением сравнительных производственных исследований

Научная новизна Научную новизну работы составляют - показатели физико-механических характеристик сосков вымени коровы,

- усовершенствованная технология машинного доения,

- определение доли животных стада подверженных передержкам на вымени доильных аппаратов от числа их у оператора,

- теоретические основы выведения молока вакуумным доильным аппаратом и изменения параметров сосков при этом,

- ко! кгруктши ю-тоа «логические схемы стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов и манипуляторов, реализующих усовершенствованную технологию доения коров,

- теоретические положения по обоснованию коструктивно-режимных параметров разработанных доильных аппаратов и манипуляторов,

- оптимальные параметры стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов и манипуляторов, режимы их работы,

- результаты производственной проверки усовершенствованной технологии доения и разработанных доильных аппаратов и манипуляторов

Практическую ценность имеют предложенные на основании теоретических разработок конструктивно-технологические схемы доильных аппаратов и манипуляторов, режимы их работы обеспечивающие сокращение затрат труда и повышение производительности дояра, повышение продуктивности коров и снижение заболеваемости вымени Предложены зависимости оценки уровня передержек доильных аппаратов и производительности оператора от числа одновременно обслуживающих аппаратов

Апробация Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П А Костычева» (г Рязань, 1997 2007 гг ), на X Международном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных живошых, первичной обработке и переработке молока (г Переславль-Залеский, 2000 г ), на межвузовской научно-практической конференции в ФГОУ ВПО 'Костромская ГСХА" (г Кострома, 2000 г), на научно-практической конференции посвященной 50-летию инженерного факультета Пензенской ГСХА (г Пенза, 2002 г), на Всероссийской научно-практической конференции в ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА' (г Ульяновск, 2003 г), на Международной научно-практической конференции ФГОУ ВПО «Саратовский госу-дарственный аграрный университет имени Н И Вавилова» (г Саратов 2006 г), на Международной научно-практической конференции в ГНУ ВНИИМЖ (пос Знамя Октября, Подольский р-он, Московской области, 2006 2007 г ), на Международной научно-практической конференции «Роль молодых ученых в реализации национального проекта "Развитие АПК"» ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени ВП Горячкина» (г Москва, 2007 г), на 6-й Международной научно-технической конференции (г Москва, ГНУ ВИЭСХ, 2008 г)

Реализация результатов исследования Выпущена опытная серия переносных доильных аппаратов с манипуляторами Разработанные доильные аппараты и манипуляторы внедрены в ряде хозяйств Рязанской области Результаты исследований нашли отражение в монографии и внедрены в учебном процессе аграрных высших учебных заведениях Технические средства доения демонстрировались на Международном салоне инноваций и инвестиций (2005 2006 гг ), Международной сельскохозяйственной выставке Золотая осень ' (2006 г ) На V Международном салоне инноваций и инвестиций доильный аппарат с манипулятором удостоен бронзовой медали Усовершенствованная технология с применением раз-

работанных новых технических средств рекомендована к использованию и вошла в программу развития агропромышленного комплекса Рязанской области на 2008 2012 гг Результаты экспериментально-теоретических исследований по проектированию доильных аппаратов и манипуляторов переданы в ГНУ ВНИИМЖ Техническая документация на доильные аппараты с манипулятором и с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени передана ОАО "Ряжский авторемонтный завод", Рязанское УПП ВОС и заложена в фонды Рязанского ЦНТИ Защищаемые положения: На защиту выносится

- показатели физико-механических характеристик сосков вымени коровы,

- усовершенствованная технология машинного доения,

- математические зависимости определения вероятности передержек на вымени выдоившихся коров доильных аппаратов от их числа у оператора,

- теоретические основы выведения молока вакуумным доильным аппаратом,

- конструктивно-технологические схемы стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов и манипуляторов,

- теоретические положения по обоснованию коструктивно-режимных параметров разработанных доильных аппаратов и манипуляторов,

- оптимальные параметры разработанных доильных, аппаратов и манипуляторов, режимы их работы,

- результаты производственной проверки технологии доения и разработанных технических средств извлечения молока у коров

Публикации Основные положения диссертационной работы изложены в 55 изданиях, в том числе в научной монографии, 15 патентах РФ на изобретения

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из реферата, введения, шести разделов, выводов, списка использованной литературы, включающего 190 наименований, приложений Работа изложена на 478 страницах машинописного текста, из которых основной текст содержит 351 страниц

Содержание работы Введение Обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и ее народнохозяйственное значение Приведены основные положения, выносимые на защиту

В первом разделе «Состояние проблемы машинного доения коров» дан обзор и анализ состояния исследуемой проблемы, изложены основные физиологические требования к машинному доению коров, а также выполнен анализ результатов научных исследований в этом направлении

Применение существующей технологии доения коров при привязном содержании и доильных аппаратов не позволяет полностью механизировать процесс машинного доения, а также не всегда учитывает физиологические особенности коровы Биологическим показателем реакции животных на возникающие неблагоприятные условия внешней среды является снижение молочной продуктивности коров и увеличение продолжительности их доения Исследованию процесса машинного доения и разработке доильной технике посвящены труды А А Аверкаева, Е И Админа, Е М Асманкина, К У Базанова, И А Барышникова, Э К Вапьдмана, М Л Гордиевских, Т К Городецкой, Л П Карташова, В И Квашенникова, Э А Келписа, В В Кирсанова, Э П Кокориной, В Ф Королева, И Н Краснова, А Е Кузьмина, А А Курочкина, 3 В Макаровской, В С Мкртумяна, Ю М

Огнева, П И Огородникова, Н А Петухова, В М Побединского, Н П Проничева, В П Саврана, С А Соловьева, А Г Тараненко, А И Фененко, Ю А Цоя и целого ряда других авторов Анализ научных работ показывает, что теория молоковыведения признает несовершенство стандартной технологии, анализирует причины и факторы, определяющие ее несоответствие физиологическим потребностям животных, слабое стимулирование рефлекса молокоотдачи и неполное выдаивание коров без применения ручного труда Без решения этих вопросов нельзя кардинально усовершенствовать технологию и разработать технические средства доения, обеспечивающие повышение эффективности производства молока

В связи с этим была сформулирована цель диссертационной работы и поставлены задачи исследований

Во втором разделе «Стандартная технология машинного доения при привязном содержании и пути ее совершенствования» проанализированы операции, выполняемые по стандартной технологии доения коров при привязном содержании Выявлена взаимосвязь между повышением производительности труда оператора за счет увеличения числа доильных аппаратов и вероятностью их передержек на вымени выдоившихся коров Намечены пути совершенствования технологии доения коров при привязном содержании коров

Производительность труда оператора на доильной установке зависят от числа аппаратов с которыми одновременно он работает При ручном доении дояр все время занят одной коровой, пока не выдоит ее При машинном доении он имеет возможность, пока доится одна корова, подготовить еще несколько животных и подключить к ним аппараты Производительность дояра будет

в-т^. О)

где и - число доильных аппаратов у дояра, /и , 1р - соответственно продолжительность машинного доения и ручного труда на подготовительно-заключительные операции при доении одной коров, к -коэффициент учитывающий затраты времени на переходы, варьирование машинного выдаивания коров и прочее

На рисунке 1 представлены теоретические зависимости (к -1) производительности дояра от числа обслуживающих им аппаратов при различных значениях средней продолжительности машинного доения Продолжительность ручных операций, затрачиваемых на корову, принята

60 45 30 15

1 V 2 \

г ^¡^ 7* /

4 /з /

постоянной

: 2 мин

1

П

Рис 1 - Зависимость производительности дояра

2 от числа аппаратов п. 1 - ? „ = 4/ , 2 - / „ = 11 р ;

3 -7 „ = 2/ , 4-экспериментальная кривая

Производительность дояра растет с увеличением числа доильных

аппаратов, с которыми он одновременно работает При стандартной

технологии привязного содержания с доением в молокопровод оператор работает обычно с тремя, реже с четырьмя аппаратами Тогда при средней продолжительности машинного доения одной коровы 6 минут его производительность соответственно

колеблется от 22,5 до 30 гол/ч Зависимость 4, построенная по обобщенным экспериментальным результатам различных исследователей, указывает на то, что в формуле (1) коэффициент к имеет значения меньше нуля Увеличение числа доильных аппаратов, приходящихся на оператора ограничено, так как с их ростом дояр не будет успевать выполнять операции в соответствии с правилами машинного доения Сдерживающий фактор - холостое доение, возникающее при передержках аппаратов на вымени выдоившихся коров, что ведет к снижению удоев и заболеванию мастистом

Оптимальное число доильных аппаратов следует определять по формуле

'/> )

где к\ - коэффициент, учитывающий степень загрузки оператора при доении

На наш взгляд, для эффективного работы дояра следует иметь степень загрузки оператора = 0,85 0,9, так как на практике при привязном содержании коров и доении в молокопровод данный показатель не превышает 0,7 Для выполнения этого условия необходима более совершенная технология доения коров

Правильный выбор числа доильных аппаратов, с которыми одновременно может работать оператор, важен, но сделать это крайне сложно Продолжительность затрат ручного труда (р на доильной установке зависит от физиологических требований к процессу доения и при расчете ее можно принять постоянной величиной Возникает вопрос, что брать за время машинного доения коров Продолжительность машинного доения у коров в группе различна При использовании среднего значения продолжительности машинного доения коров в группе, будут возникать как передержки аппаратов на вымени, так и простои операторов, что подтверждается практикой

Допустим, что молокоотдача прекратилась одновременно у нескольких коров в группе, обслуживаемой дояром В виду того, что оператор одновременно работает с п доильными аппаратами и количество одновременно доящихся коров равно их числу, то дояр не будет успевать их вовремя обслуживать Поэтому продолжительность передержек 1С аппаратов на вымени выдоившихся коров и соответственно длительность холостого доения можно оценить разностью

^='/,("-0-4 (2)

где - продолжительность машинного выдаивания ¡-коровы

Очевидно, если > 0, то происходит холостое доение у /-коровы Неравенство будет выполняться, если продолжительность машинного доения (-коровы

</5, где / - среднее время машинного доения коров в группе Преобразование выражения (2) приводит к формуле п-2

Р =--(3)

п

N

где Р -доля коров в стаде, подверженная холостому доению, Р = —- , И, N - соответст-

N

венно общее число коров в группе и подверженных сухому доению, гол

Формула (3) справедлива при п>1(так как при одном доильном аппарате передержка на вымени невозможна) и позволяет приближенно оценивать реальную

долю коров в группе, обслуживаемых дояром, подверженных холостому доению от числа доильных аппаратов, с которыми одновременно он может работать

Так по существующей технологии привязного содержания с доением в стойловый молокопровод холостому доению будут подвержены до 33% коров стада (рис 2), если оператор одновременно работает с тремя аппаратами Заметим это лишь приближенные данные, но весьма наглядно раскрывающие суть проблемы

Попытка повысить производительность

2 3 4 5 6 п, ил-

Рисунок 2—Зависимость доли коров в группе подверженных холостому доению от числа доильных аппаратов у оператора

труда за счет числа доильных аппаратов приводит к увеличению количества коров подверженных холостому доению Одновременно с передержками доильных аппаратов на вымени одних коров группы, оператор при обслуживании части животных стада имеет простои Эта противоречивость является следствием изменения длительности молокоотдачи у коров, что отмечается многими исследователями Основным путем исключения передержек является то, что сразу после выдаивания коровы необходимо снимать доильный аппарат с вымени

При разработке совершенных технических средств доения коров (рис 3) основным критерием является соответствие разрабатываемого оборудования физиологии животного Создание доильного аппарата, способного вызывать рефлекс молокоотдачи, поддерживать его на необходимом уровне и обеспечивать чистое извлечение молока из вымени без проведения операции машинного додаивания - это основная задача При совершенствовании доильной техники следует обращать на то что она должна исключать негативные причины, связанные с дояром и влияющие на эффективность выдаивания коров Поэтому необходимы автоматизированные доильные аппараты, позволяющие выполнять вместо Рисунок 3 - Схема совершенствования дояра ряд операций слежение за доением, процесса машинного доения своевременное отключение аппарата и его

снятие с вымени после доения Это не только повышает производительность труда операторов и снижает трудоемкость извлечения молока у коров, но что не мало важно, исключает передержки аппарата на вымени и связанное с ними холостое доение" и снижает вероятность возникновения мастита у коров

Анализируя возможности сокращения продолжительности технологических операций, можно сказать, что, исключив из технологии только машинное додаивание с обеспечением полного выдаивания коров и выполнив автоматическое снятие подвесной части доильного аппарата, можно сократить ручные операции на

20.. .40 с. При разработке аппарата стимулирующего рефлекс молокоотдачи дополнительно сокращается до 20 с ручного труда. Это позволит довести продолжительность ручных операций, затрачиваемых дояром на корову до 1,2... 1,4 минут. Тогда оптимальное число доильных аппаратов при среднем времени машинного выдаивания коров 5...7 минут составит 4...5 на оператора. Это повысит производительность оператора в 1,25... 1,4 раза и позволит выдаивать 30...35 и более коров в час.

В третьем разделе «Теоретические основы создания технических средств доения» представлены теоретические предпосылки создания технических средств извлечения молока, позволяющих усовершенствовать технологию доения коров при привязном содержании. Предложены теоретические модели извлечения молока из вымени коров вакуумным доильным аппаратом и удлинения сосков при доении. Рассмотрено взаимодействие доильного стакана с соском. Приведены конструкции стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов и манипуляторов. Представлены схемы исполнительных механизмов доильного аппарата, а также аналитические зависимости для расчета конструктивно-режимных параметров технических средств извлечения молока

Процесс выведения молока из вымени коровы вакуумным доильным аппаратом подчиняется общим правилам течения жидкостей. В момент открытия канала соска с наступлением такта сосания скорость течения струи минимальная, а давление молока на стенки соска максимальное. С увеличением скорости течения струи давление соответственно уменьшается, поскольку потенциальная энергия струи переходит в кинетическую. Скорость увеличивается до тех пор. пока давление струи уравновесится давлением. препятствующим открытию канала соска. Из-за пульсирующего вакуума с наступлением такта сжатия вытекание молока прерывается. Наблюдается неустановившееся движение молока. Допустим, что сосок вымени имеет цилиндрическую форму с постоянным внутренним сечением У7, а заканчивается сосок молоковыводящим каналом с сечение f. Предположим, что молоко из соска выводится так же, как жидкость истекает через насадок. Применим уравнение Бернулли для неустановившегося движения молока. Сечение 1-1 (рис. 4) выберем по началу цистерны соска, а сечение 3-3 по обрезу конца.

2_

3— '

7

2 3

р.

Рисунок 4 — Схема к определению скорости струи молока

Для выбранных сечений имеем:

где $]У 9 -средние скорости молока в сечениях 1-1 и 3-3, м/с, р1, р} - давление молока в сечениях 1-1 и 3-3, Па, Н0~ высота молочного столба между сечениями, м, р -

плотность молока кг/м3, g - ускорение свободного падения, м/с2, — - частная

2 д' производная изменения скорости молока, м/с , (¡И - изменение высоты перемещаемого молока, м, - потери напора при движении молока по соску, м После преобразований уравнения (4) приводится к виду

™=а-Ь92, (5)

Л

Р\ -р + Р&Н о

2Р и 6 =

0 + ^2-/2

(/ + />Яо ) { +

Интегрируя выражение (5), получаем :а 1-ехр(-2у[аЬ /)

где

\Ь 1 + ехр(-2л/аб г)

Теоретически при стремление времени /—>оо движение молока на выходе из соска приближается к установившемуся, со скоростью 90 После замены постоянных а и Ъ в последней формуле их значениями с учетом вышесказанного получим

„ _ 12Р2(р,-р3+/^Н0) (6)

В действительности переходной режим длится очень ограниченный отрезок времени Допустим, что длительность переходного режима течения молока в соске оценивается временем, в течение которого скорость меняется от 0 до 0,99 90

Тогда продолжительность неустановившегося режима течения молока / П199

Ф^-р^кнЛ + ^У2-/1)

Приняв значения величин Р) = ШкПа, р3 = 5 \к11а. £ ~ 0,06, Я0 = 70 10~3 и, р = 1026кг/м3. Т7 = 1 7 10~\ /=7,1 10"6 лГ и подставив в последнюю формулу, получим / а 0,01 с В доильном аппарате при продолжительности цикла в 1 с, такт сосания !с = 0,6 0,7 с, время неустановившегося движения потока молока в отдельно взятом таете сосания будет лишь 1,5 % от его продолжительности Практически с преодолением сопротивления сфинктера и открытия молоковыводяще-го канала соска наступает установившееся движение Поэтому для определения скорости истечения молока из соска вымени можно использовать формулу (6)

С учетом действующих сил в молоковыводящий канале (рис 4, выносной элемент А), выражение (6) примет вид

где р и, рв, рт - соответственно цистернальное давление молока, величина вакуума под соском и значение тонуса сфинктера, Па, А, I - периметр и длина молоковы-водящего канала, м

Скорость выведения молока зависит от его давления в цистерне железы, вакуума в

подсосковой камере доильного стакана,

V, м/с

/ 1

А '1 4 2

30

40

50

60 Р,кПа

Рисунок 5 — Зависимости скорости 3 струи молока от вакуума р„• 1- теоретическая; 2 - экспериментальная, 3- фактическая

тонуса сфинктера выводного канала и от размеров соска Зависимость 1 (рис 5) построена по формуле (6) Кривая 2 -по опытным данным при исследовании аппарата АДУ-1М на установке "искусственное вымя", а 3 по результатам реальной дойки (разовый удой 8,5 кг) Зависимость 1 практически копирует кривую 2 Однако реальная скорость молока при выходе из соска значительно ниже Очевидно, что аппарат вызывает при доении торможение рефлекса молокоотдачи Чем ближе приближается кривая 3 к 1, тем лучше доильный аппарат адаптиро-

ван к организму животного и тем быстрее и полнее будет выдаиваться корова

Соски вымени при доении значительно удлиняются, поэтому при проектировании доильной техники необходим закон изменения их размеров Пусть сосок представляет полый цилиндр, на боковые контуры которого действуют нормальные давления qx» q1, а на торцевую площадь - вакуум рв Выражение для определения кратности удлинения сосков Л будет

Л = -

Р.

Г2-{2р-дг) г,

+ 1

(7)

где ^-упругая постоянная, и 2(1+ т) ' модуль упругости, Па, т~

коэффициент поперечной деформации, / / - начальная и конечная длина соска, м,

о о

г 2, г I ~ соответственно начальный радиус наружный соска и его внутренней полости, м Так как удлинение сосков Л = / / / , то длина соска будет / = Л /0 На рисунке 6 приведены графические зависимости изменения длины сосков

(/„= 60 65 мм) при доении по

1ао

30

4)

Ш

р„ кПа

Рисунок6-Изменениедлины / соска вымени при машинном доении от величины вакуума р.

результатам разных исследователей Зависимость 1 построена на основании исследований В Ф Королева, 2 - по опытным данным Н И Про-ничева, 3- по эмпирической формуле И Н Краснова, а кривая 4 - по формуле (7) Как видно из графиков сходимость теоретической зависимости 4 достаточна для использования результатов исследований при проектировании доильной техники

Теоретическое обоснование доильных аппаратов стимулирующего действия

Полноценный рефлекс молокоотдачи достигается правильностью проведения подготовительных операций перед доением. Особое значение при выдаивании молока из вымени доильным аппаратом приобретает массаж вымени. Он должен проводиться до момента припуска коровой молока. Анализ работ показал, что массаж вымени во время машинного доения может оказать отрицательное

влияние на молочную железу.

1,5 1,2 0,9 0,8 0,3 0

* Б V-. \ 14-

г >

\

\

У ч.

0 1 Рисунок 7 -

Многие исследователи предлагают процесс выведения молока из вымени коров разбить на отдельные стадии по графику интенсивности молоко-отдачи. Так, исходя из сказанного, можно выделить три фазы (рис. 7). Для каждой фазы выведения молока 6 !, мин должен быть оптимальный режим

Основные режимы доении

работы аппарата. После надевания стаканов доильный аппарат должен в фазе А в течение 20...30 с проводить усиленные массирующие воздействия на соски вымени. При возрастании интенсивности молокоотдачи до 0,45...0,5 кг/мин, аппарат переходит в режим работы для фазы Б, т.е. происходит интенсивное выведение молока. При снижении молокоотдачи до 0,5...0,4 кг/мин наступает фаза В - машинное додаивание с заключительным массажем сосков вымени.

Нами разработана конструкция доильного аппарата стимулирующего действия (рис. 8), работающего по рассмотренному режиму, новизна которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 21 15304. Доильный аппарат с управляемой стимуляцией (далее ДАУС) имеет стаканы I, коллектор 2, основной пульсатор 3, работающий с частотой 1 Гц, стимулирующий пульсатор 4 функционирующий с частотой пульсаций 8... 10 Гц, молокосборник 5 с отключающим устройством б в виде ковша с клапаном.

А. Б.

1- доильный стакан; 2-коллектор; 3-основной пульсатор; 4 - стимулирующий пульсатор; 5-молокопрнюшшк; 6-отключающее устройство; 7-шланг; 8-клапан;9-ковш с жиклером Рисунок 8 - Доильный аппарат с управляемой стимуляцией: принципиальная схема - А; общий вид - Б

В доильном аппарате ДАУС в первоначальный и заключительный периоды доения основной и стимулирующий пульсаторы работают совместно. Из-за подачи стимулирующим пульсатором в межстепную камеру стаканов незначительных порций воздуха с частотой 8... 10 Гц при такте сосания, средняя величина вакуума в этой камере меньше чем в подсосковой. Поэтому наблюдается полусжатое состояние сосковой резины с микроколебаниями ее стенок с амплитудой 1..2 мм {рис. 9 А). Это позволяет массировать соски вымени до начала интенсивной молокоотдачи и по ее завершению, снижать наползание стаканов и вредное воздействие вакуума на соски.

U

реянде дввння

\

V/ V

А. Б.

Р„,~ атмосферное давление; Р„~ вакуум в подсосковой камере; Р,„„~ Р„ ~ изменение давления в межстснпой камере; Тт - продолжительность такта сосания; Т^- продолжительность такта сжатии

Рисунок 9 - Схема работы доильных стаканов и осциллограмма давлений о межстенных камерах доильных стаканов в начальной и заключительной стадии доения (А) и в основное время доение (Б)

При интенсивной молокоотдаче аппарат ДАУС переходит на двухтактный режим работы. Это позволяет за более короткое время извлекать основное молоко. Сосковая резина в такте сосания не сжимает сфинктер соска и поэтому не препятствует выведению молока (рис. 9 Б).

Время, затрачиваемое на подготовительные операции должно находиться в пределах 45...60 с. Поэтому все виды стимуляции молокоотдачи перед доением не должны превышать по длительности f, скрытого периода молокоотдачи.

Исходя из конструкции доильного аппарата ДАУС, время работы стимулирующего пульсатора t равна продолжительности определяется наполнением ковша и при постоянных его геометрических размерах зависит от интенсивности выведения молока и площади отверстия в ковше.

Рассмотрим действующие силы на систему ковш-клапан (рис. ] 0).

Сумма моментов сил, действующих на систему относительно точки А поворота ковша, будет иметь вид

(G, + G„, + Р„ cos а)/, > (G, + Ра )/, (8)

где /,,/,— соответственно расстояние отточки поворота до центра тяжести ковша и поршня, м\ GK,GM,GUP,,PM- соответственно сила тяжести ковша, молока и подвижных частей клапана; сила от вакуума; сила, действующая на ковш со стороны струи молока. Н.

7////>////У;//V//7

dW

1f

a..

1- ковш, 2- отверстие, 3- шлриир, 4- клапан, 5- молокоирнемиик, 6- na4)5бок Рисунок 10 - Схема о гключающего j ci ройспы

Рисунок 11-Схема к расчету времепи заполнении ковша

Сделав допущение, что молоко осуществляет косой удар о дно ковша, то сила от струи молока, действующей на ковш

= р s, 92и cos а (9)

где р— плотность молока, кг/м3, S„- площадь поперечного сечения входного молочного пагрубка крышки ведра, м2, 9М-скорость истечения струи молока, м/с, а - угол наклона молочного пагрубка, град

Силу тяжесги молока определим из выражения

GM = SJtpg (10)

где s„ - площадь зеркала молока в ковше, лг, h - уровень молока в ковше, м

Подставим значение сил в выражение (10), решив относительно уровня молока в коше h, получим

'л + -Р„ cosa ,ia_L----(П)

s. /' 8

При выполнении условия (11) ковш выйдет из исходного состояния и переместится в крайнее нижнее положении н стимулирующий пульсатор отключится

Рассмотрим процесс наполнения до уровня h Выделим в ковше элементарный объем жидкости dW на расстоянии h от отверстия (рис 11) Элементарный объем жидкости в ковше имеет вид dW = s, dh Время заполнения ковша будет

dt-^L. (12)

Qr -0„

где Qj, Q„- объемная производительность соответственно на притоке молока и вытекании через отверстие, м'/с

Количество жидкости вытекающей через отверстие Q^m^gh (13)

где ц - коэффициент расхода, р = о,б 0,7

Объемная подача молока в ковш зависит от интенсивности мочокоотдачи коровы Ее можно определить исходя из зависимости (6) Проще получить зависимость QT = fit) на основании экспериментальных данных

Как видно из рисунка (рис 7, зона А) интенсивность молокоотдачи за время латентного периода повышается равномерно, практически линейно, тогда на этом участке выражение для притока можно записать

От =и, * (14)

где и, - коэффициент пропорциональности, м3/сг, г - продолжительность доения, с

Формула (12) с учетом (13) и (14) будет

и г—//о, Ф^ф Решение уравнения имеет вид

/ = -

С Я,,

2л,

С-

^¡аГ

г

2n.li

25,.

(15)

(16)

где С - постоянная интегрирования

Выражение (16) характеризует взаимосвязь конструкторско-режимных параметров отключающего устройства стимулирующей секции пульсатора Задавшись конструкцией ковша и временем его наполнения, определяют площадь отверстия в ковше для своевременного включения или отключения стимулирующего пульсатора

При извлечении молока у коров двухтактными доильными аппаратами наблюдается чрезмерное наползание стаканов на соски и, как следствие, преждевременное прекращение молоковыведения. Оттягивание вниз доильных стаканов руками, предотвращающее наползание, требует значительных затрат времени

А

Рисунок 12

■ Схема сил, действующих иа сосок: такт сосания (А), такт сжатия (Б)

Наползание стаканов на соски происходит при такте сосания доильного аппарата. При такте сосания под соском действует вакуум, вызывающий силу присасывания стакана Р„1 (рис 12 А), направленную вверх При перемещении стакана по соску возникает сила трения Рт ь препятствующая движению Кроме того, от массы доильного стакана возникает сила тяжести Су Также действует сила от давления натянутой в стакане сосковой резины Рс1, что вызывает сопротивление упругости тканей соска этому обжатию Ру В присоске происходит деформация утолщенной зоны соска и появление силы Рип препятствующей движению стакана вверх

Уравнения равновесия сил, действующих на сосок

=0 Рс1-Р„=0, £Г = 0 -0,-^=0 (17)

Так кшс нормальная реакция соска равна силе упругости (V = = />,,, то выражение для определения силы трения запишется как

=/ =/,«■«/ А Р, где у, - коэффициент трения сосковой резины о поверхность соска, рв- среднее давление резины на сосок, Па, с.1,1г соответственно диаметр и длина соска, охватываемая сосковой резиной без учета высоты присоска, м

Силу присасывания можно определить через величину вакуумарп под соском, те Р., = р" п ^ Сила тяжести стакана определится как С, =т £ (ш - масса подвесной части доильного аппарата, приходящая на один стакан, кг) Силу сопротивления вертикальному перемещению стакана в области присоска Рт = р,„ л я?, \2 /, к

где рт- разрежение в полости присоска, Н/м\ /з - коэффициент сопротивления перемещению стакана, к - коэффициент, учитывающий площадь утолщенного участка соска, участвующую в сопротивлении перемещению стакана, (//-диаметр утолщенной части присоска его, м, /3- рабочая высота присоска,.«

Для простоты расчетов можно принять, что коэффициенты трения/, -После подстановки составляющих величин, входящих в формулу (17) получим, решая относительно массы стаканов

т=°'25Р»< л ~А я <! /, />,-/; к р„ л </, 12 ^

г

Масса подвесной части доильного аппарата должна подбираться таким образом, чшбы стаканы с одной стороны не наползали на соски, а с другой не спадали с сосков Спадание доильных аппаратов с вымени происходит обычно при гакте сжатия

С наступлением такта сжатия смыкание стенок сосковой резины первоначально происходят под соском, а затем распространяется вверх Следует заметить, что у цилиндрической сосковой резины смыкание стенок происходит не полностью Моделирование путем построения геометрических кривых сжатия соска при смыкании стенок сосковой резины показали, что площадь торца (кончика) соска уменьшается в 2,7 3,0 раза по сравнению с первоначальной При диаметре соска 25 мм и вакууме под соском 48 кПа во время такта сосания, действующая сила на стакан вверх, составит />,„ = п 10~ 10 « 23,5//, а при такте сжатия будет всего Рпг » 7,9 8,7Я

У стандартного доильного стакана резина защемлена на концах и при смыкании ее стспок сжатие соска происходит под углом <р (рис 12 Б) На сосок действует сила от давления сосковой резины Рс2, что вызывает сопротивление упругости тканей соска Суммарная выталкивающая сила, со стороны соска на стакан, направлена вниз, а со стороны сомкнувшейся резины вверх Целесообразно суммарную выталкивающую силу разделить па составляющие боковую, возникающую от реакции боковой поверхности соска равную - Рс2у и торцевую Ра, действующую на верхушку соска Давление стенок сосковой резины на сосок по длине различное Наибольшее давление наблюдается на верхушку соска при смыкании стенок сосковой резины Поэтому ста-

кан начинает перемещаться по соску вниз. Движение стакана по соску приводит к появлению силы трения 1<т2, направленной вверх под углом <р к вертикали. Кроме того, от массы доильного стакана возникает сила тяжести С2. Результирующую силу Рап возникающую в присоске, примем равную по величине, что и при такте сосания, но направленную противоположно, так как стакан по соску перемещается вниз.

Уравнение равновесия сип действующих на сосок при такте сжатия

£У = 0 Рл+Рг1-Соз<р-Рл-51п<р + Ра,-вг~Р,= 0 (19)

или с учетом значений сил, входящих в формулу (19), запишем:

Р„2 + л -с! ■ ■ р , (/¡Солр - + /, ■ к ■ рт ■ п • ■ /2 - гщ - р , ■ Эту ■ = 0 (20) где ,, - соответственно давление сосковой резины на боковую поверхность

соска и его верхушку, Н/м2; 5,„ - площадь торцевой поверхности присоска, м2.

Решая выражение (20) относительно массы, получаем:

Р, + ж ■ й ■ ¡, ■ р , (/, ■ Солр - 8т<р)4 /, • к ■ • тс ■ с!. ■ I, - р , ■ 8т<р ■

т = —1-2------(21)

£

Выражение (21) позволяет вычислить массу стаканов, которые устойчиво удерживаются на сосках при такте сжатия работы доильного аппарата. Подстановка численных значений в формулы (18) и (21) позволила определить для того чтобы стаканы не наползали на вымя коровы, и обеспечивалось полное выдаивание молока без затрат ручного труда масса подвесной части доильного аппарата должна быть около 5 кг, а для надежного удерживания стаканов на вымени при тате сжатия необходима - 2,5 кг. Масса подвесной части серийных доильных аппаратов колеблется от 2 до 3,0 кг. Что говорит явно об не оптимальном ее значении, которое приводит к нагюлзанию стаканов на соски вымени при доении.

На наш взгляд, при доении следует автоматически перераспределять оттягивающее усилие на сосках в зависимости от такта работы аппарата. Подвесная часть такого доильного аппарата (патент РФ №2298916) представлена на рисунке 13.

А. Б.

Рисунок 13 - Подвесная часть доильного аппарата: принципиальная схема (А); обший вид (Б); 1,2- стаканы; 3 - коллектор; 4, 8, 9,11,12 - камеры: 5 - распределитель; 6 - цилиндр; 7 - поршень; 10 - демпфер; 13, !4 - каналы; 15, 16 - патрубки; 17 - клапан

После подключения доильного аппарата к источнику вакуума, оператор надевает стаканы на соски вымени коровы Пульсатор подай одновременно в камеру 12 распределителя воздух, а в камеру 11 - вакуум Вакуум из камеры 11 по патрубку 15 посгупает в межстснные камеры доильных стаканов 1, в этой доли вымени naciynaeT такт сосания Воздух из камеры 12 по патрубку 16 подается в межстснные камеры стаканов 2 другой половины вымени, где наступает такт сжатия Одновременно вакуум по каналу 13, а воздух по каналу 14 поступают соответственно в камеры 8 и 9 цилиндра 6 От возникшего перепада давлении поршень 7 перемешается в крайнее левое положение, происходит перераспределение массы коллектора, действующей на доильные стаканы Под стаканами 1 появляется сосредоточенная сила тяжести от поршня 7, что исключает их наползание на соски вымени Под стаканами 2 значение силы тяжест и пропорционально уменьшается, что способствует их надежному удерживанию на сосках вымени при снижении вакуума под ними от смыкания сосковой резины в такте сжатия При переключении пульсатора происходит противоположная замена тактов В стакане 2 наступает тает сосания, а в стакане 1- такт сжагия и соответственно перераспределение массы в коллекторе, действующей на доильные стаканы 1 и 2 От изменения положения центра масс коллектора происходит сю раскачивание, передающееся на вымя, что расценивается как положительный фактор, стимулирующии молокоотдачу и увеличивающий полно ту извлечения молока

В виду сложности аналитического рассмотрения взаимодействия подвесной части доильного с выменем коровы, в диссертационной работе приняты допущения Трубки, соединяющие стаканы с коллектором приняты в качестве нитей, масса которых сосредоточена в коллекторе, а его цилиндр представлен в виде направляющей

по которой перемещается поршень При раскачивании подвесной части аппарата соски вымени совместно с доильными стаканами изменяют свой угол наклона <р относительно вертикали(рис 14)

Допустим значение реакций со стороны коллектора Ги Г2 таковы, что стаканы будут неподвижны на сосках вымени, т е длины стержней 0[А = 02В = I = const при движении всей системы Взаимодействие подвесной части с выменем удобно рассматривать по этапам

Выберем произвольное положение системы и приложим действующие силы При подключении доильного аппарата к вакууму, перепад давлении передается на поршень, он приходит в движение по направляющей, от чего изменяется положение центра масс системы При этом поршень и направляющая перемещаются в противоположные стороны Так как направляющая зафиксирована концами на подвесах (молочных трубках), то происходит их отклонение с увеличением угла поворота <р относительно вертика-

bojbcchoh части доильного аппарата с выменем

чи Поршень совершает относительное движение по направляющей, которая в свою очередь совершав поступательное движение

Уравнение относительного движения поршня будет

= +<&+*„ (22) где - сила, действующая на поршень. Н, Ф, Рт - силы инерции поршня и трения, Н С учетом значений входящих сил в формулу (22), получим

= /•,$,(mg + m¡<p(cmp-fsmф)-ml(^/>У(sm<p + fcos<p) (23)

где Р,- величина вакуума, Н/м2,5/ -площадь торца поршня, м2; /-время, с,/- коэффициент трения поршня о цилиндр, к - эмпирический коэффициент

Для определения движения системы в целом, воспользуемся теоремой о движение центра масс, имеем

{м + т)хс = + Г2 )8т <р (24)

{М^т)ус=(М+т)?-{Т^Тг)^<р (25)

где хс,ус- координаты центра масс системы направляющая-поршень, м, та, Л/ - соответственно масса поршня и всей остальной системы (корпус кочлектора с молочными патрубками), и т£ + Л{-

Приэтом хс ---~1%т<р, у\ - 1со$<р (26)

м + М

где 5-расстояние от конца цилиндра коллектора до поршня, м, а- рабочая длина направляющей поршня, м

Продифференцировав дважды выражения (26) и подставив в уравнения (24), (25), решая совместно, имеем

Подставив ускорением из выражения (23) в формулу (27), получим.

1<р$М + тя п2(» + /тшрсо$р)+ т1(ф)2(^т^созаи + / соз2 (м + т)£$1П <р + =

(28)

Нелинейное уравнение можно решить численно с начальными условиями (»(0)=0,(-(0)= и. Если принять, что угол <р мал (рассматриваются малые колебания, что в нашем случае вполне уместно) и, пренебрегая малыми величинами, получим упрощенное выражение колебания подвесной части доильного аппарата

(м+т)ЯЧ, _ (Р,,-^ -Мг (Р.-^Не'" (29)

пй М1 М

Введем обозначения ««(А>0) ^

М1 ш ш

Тогда вьфажение (29) будет иметь вид

04-а^^А-Ве'*1 (30)

Применяя стандартные правила решения таких уравнении, получаем закон изменения угла о ислонепия <р

Во2-л(а>2 + *2) Вк А В си ,,п

Ч>\0=-, / V ,1 ' СО5аЯ--7—;--I ито)1 + — -(Л)

е>г(а2+1с2) а>\т + к ) а2 (й>'+*2)

Решая совместно выражения (23) и (31) получаем закон движения поршня в цилиндре коллектора

где С,

Я/

Г, (1-С03Л1/) С, С,/ Лг' й!е

—-г--¿"514 + — +-р--)-"г—т-г-г-г

(32)

При достижении поршнем крайнего положения происходит удар о торцовую степку направляющей (рис 15) От чего увеличение угла поворота <? прекращается, он достигает максимального \ значения^,, В виду того, что на поршень А продолжает действовать сила от перепада давлений, то при ударе поршень остается у торцевой стенки Удар можно считатьнеупругий От полученного импульса направляющая совместно с поршнем начинают двигаться в обратом направлении с одной скоростью, горизонтальная проекция которой составляет и Угол р уменьшается, движение системы при этом б>дет только поступательное, так как поршень относительно направляющей остается неподвижным

Из теории удара будем иметь

(т + М)и = т$, -М92 соир (33)

где Я,, Эг - соответственно скорость поршня и остальной системы, м/с, = ^ 9г - </> I Из выражения (33) находим скорость системы после удара

Рисунок 15- Схема к расчету

яи- М(р/соъ<р

(34)

т + М

Наиболее вероятным является движение всей системы в направлении движения поршня до удара

Приняв, что вся масса системы сосредоточена в точке центра масс С(С0), применим теорему об изменении кинетической энергии {М + т)9с2 (М + т)91 .

-----—--= [М + тд<хкр-созр0) (33)

где Я ,¿1 - соответственно начальная и текущая скорость центра масс системы, м/с Учитывая, что эс =</> /, преобразования выражения приводят к уравнению

_ тД* ¡7 „ Г_[£|

Л

/

/ -V

где о, - постоянная, равная г/, = +

Интегрируя выражение (36), получаем

|- + í,02 smí^í + д] (37)

Pn

где /? = arcsin- -

gl

Выражение (37) определяет закон изменения угла поворота подвесов системы при ее совместном поступательном переносном движении Угол поворота подвесов и перемещение направляющей поршня зависит от начальной скорости 3Сд, циклической частоте/I! и сдвига фаз колебании ,

11

Начальная скорость, входящая в выражение (37) определяется по выражению $ к _ms-M<ft cosp0 е° cosp0 (m + M)costp0 Для определения реакций подвесов рассмотрим движение точки С, где находится центр сосредоточения масс системы (рис 15) Пусть угол <р отклонения подвесов от вертикали в некоторый момент времени, когда точка центра масс системы занимает положение точки С

По принципу Даламбера сила тяжести G = (m + M)g, реакции подвесов 7¡, Г2, касательная сила инерции Р„:, центробежная сила я, будут находиться в равновесии

Í(r, + Т2 )sm <р - eos iр - Pu¡ sin <р = О - (7] + Т2)cos <р+G - Р„. sm ¡p + Я„. cos tp = b Gxt - 7.a cos q> + P (yc cos <p-xc sin <p) + PUt (xc cos ip + y, sin <p) = 0 где xc,yc-координаты центра масс системы, м

Подставляя значения сил входящих в систему (39), и решая относительно реакций Т,, Т2, получаем

(m + M)g\ хс + smq>(yc costp- хс sinp)+- '-(*„ cos<p + yc sm«5)|

Т2 =-^---¿ (40)

a cos <¡>

r,=(»1 + M)gcosP+iíl^l-r2 (41)

По выражениям (40) и (41) определяются реакции иа соски со стороны колеблющегося коллектора доильного аппарата при совместном поступательном движении поршня с направляющей

Продолжительность совместного поступательного движения системы

f = JT arcsin-pJL^ (42)

По истечении этого времени пульсатор переключиться для изменения тактов и перепада давлений, действующих на поршень Поршень и направляющая снова перемещаются в противоположные стороны Угол <р увеличивается относительно вертикали, но в противоположную сторону. Закон изменения колебаний системы будет происходить аналогично начальному этапу движения поршня,

только при решении выражения (30), изменятся начальные условия Если за начало данного этапа принять 1=0, то <р(0)=<р, Начальная угловая скорость системы является конечной скорость рассмотренного ранее этапа при достижении угла

<р = 0, тогда уравнение (31) буде г

(

{со'+к2}

ей

Вк

о(т2+кг)

В

'(«>2 + к2)

(43)

Выражения (31) и (43) для определения угла поворота подвесов коллектора

отличается друг от друга членом

оЯ

. При установившемся движении кол-

лектор доильного аппарата будет отклоняться при работе на угол определяемый по формуле (43)

Создание малогабаритного и эффективного исполни ильного механизма переносного манипулятора доения для линейных доильных установок - важная проблема Она может быть решена на основе пневмодвигателя, разработанного под руководством автора Пневмодвигазель (рис 16) оршинальной конструкции (патент РФ № 2203535) содержит корпус 1, внутри которого размещена цилиндрическая камера 2 с эксцентрично установленным ротором 3 На валу ротора шар-нирпо одним концом закреплены лопатки 4 криволинейной формы Подвесная чаегь доильного аппарата поднимается с помощью гибкой нити 5, наматываемой на барабан 6, соединенный с ротором через малогабаритный планетарный редуктор 7 Двигатель работает от вакуума, действующего на лопатки Подвод вакуума происходит через патрубок Воздух поступает в камеру через отверстие в корпусе

Криволинейные лопатки не требуют замены в течение всего эксплуа! анионного срока службы пневмодвигателя Пневмодвигатель обладает малой массой, что важно, так как аппарат переносится при работе за счет мускульной силы дояра. Он может применяться в качестве исполни гсльного механизма манипулятора переносного доильного аппарата па доильных установках с молокопроводом (АДМ-8А, УДМ-200)

1-корпус, 2- камера, 3- ротор, 4- лопатка; 5- нить; б- барабан; 7- редуктор; 8- шарнир Рисунок 16- Конструктивная с\ема пневмодвигателя манипулятора.

Доильный аппарат (рис 17) содержит стаканы 1 (патент РФ № 2215408), коллектор 2, пульсатор 3, молочный и воздушный 4 шланга и манипулятор, включающий пневмодвигатель (патент РФ №2203535) 5, пневмодатчик 6 с клапаном 7 Пневмодвигатель связан гибкой нитью 8 с коллектором

б

А. Б

1-доильный стакан, 2-коллектор, 3 - пульсатор, 4- шланги; 5 - ппевмодвигятель; 6 - клапан; 7- пневмодатчик; 8 - гибкая нить.

Рисунок 17 - Переносной доильный аппарат с манипулятором1 А- принципиальная схема, Б- общий вид

Решающим условием при проектировании механизма снятия доильных стаканов с вымени и их выводе из-под коровы является исключение удара подвесной части аппарата о пол стойла

Рассмотрим процесс в плоскости движения подвесной части доильного аппарата при ее выводе из-под животного после отключения вакуума (рис 18) На подвесную часть действуют две силы сила тяжести доильного аппарата Р = пщ и сила натяжения нити К Под действием этих сил Р подвесная часть доильного аппарата движется по дуге При этом обеспечивается уменьшение длины подвеса за счет вращения барабана пнепмодвигателя Для простоты решения задачи будем считать подвесную часть доильного аппарата как материальную точку с массой т Рисунок 18 - Траектории движении подвесной Пусть /„-начальная длина нити подвеса в части аппарат» при выводе нз-под животного в точке М Угол отклонения подвесной

части доильного аппарата от вертикали в начальный момент времени примем равным <р0

Для определения закона движения воспользуемся уравнением Лагранжа

É.(Ék)-Ék.

■ 0 (44)

dt\d<p) dip v

где L - функция Лдгранжа, равная (Г-U), Дж, Т~ кинетическая энергия, Дж; V- силовая функция, Дж, <р - угол отклонения подвесной части доильного аппарата ог вертикали, рад

Рассмогрим движение подвесной части доильного аппарата в момент /, когда она находится в некоторой точке Му Скорость □ движения доичыюю аппарата раскладывается на нормальную составляющую 9„ направленную по нити подвеса и перпендикулярную ей 9, Длина нити подвеса в точке Mt составляет I Кинетическая эиергия материальной точки

Доильный аппарат движется под действием силы тяжести Р, а сила К -реакция связи Значит, силовой функцией будет потенциальная энергия Если принять в точке подвеса потенциальная энергия LH), тогда на высоте А, = /cosp U - -mglcasip (46)

Уравнение (44) с учетом выражений (45) и (46), после соответствующих преобразований примет вид fd'g> t 2dldf di2 dt dt

Решение уравнения (47) в аналитическом виде весьма затруднительно Допустим, что при уменьшении угла ср длина I нити укорачивается таким образом, что доильный аппарат движется параллельно полу стойла на расстоянии b от него. Следовательно, длина нити будет

(48)

cosp

где h - высота установки пневмодвигагеля над полом стойла, м

Продифференцировав выражение (48) и подставив результат и значение / в уравнение (53), имеем*

¿У smp fdpY g

= 0 (47)

, . _ . , . -sm<¡>cosffl = Q (49)

eosp{dt J h-b

Будем решать уравнение (49) с начальными условиями ^(о)=<р0>о

í>(o)= 0, при этом введя обозначение а = > О

h-b

Оно приводится к виду cosIVa fIsmPn

= u (50)

•j¡~sm [-Ja /jsm <?0

Откуда закон изменения упа поворота гибкой нити подвеса доильного аппарата в функции времени

/ ч cosWa <)sinp0 .. .

aresm—p^ Ц-^ , (51)

л/1 -sin (y<3 íjsin ip0

Гибкая нить с уменьшением угла ф укорачивается из-за наматывания на барабан пневмодвигагеля формула для минимальной угловой скорости барабана

=-

г саэ^,,

Время вывода подвесной части доильного аппарата из-под коровы при снятии по завершению доения

(53)

Необходимая угловая скорость вращения барабана пневмодвигателя, при которой реализуется процесс безударного о пол стоила снятия с вымени и вывода из-под коровы подвесной части доильного аппарата определяется по формуле (52), а продолжительность этого процесса - по выражению (53)

Отключение стаканов доильного аппарата от вакуума при его снятии с вымени живопюю осуществляется либо через пружинно-рычажный механизм (рис 19), либо через клапан впуска воздуха коллектора (рис 20)

По первому варианту дня закрытия клапана 1 необходимо преодолеть усилие пружины 3 При этом соединение рычага со стержнем клапана скользящее Конец рычага 4 взаимодействует с клапаном только при его опускании Подъем клапана производится вручную вверх самостоятельно В верхнем положении удерживается клапан за счет вакуума (сила Я",) Усилие пружины 3 подбирается так, чтобы перед закрытием клапана выбрать свободное провисание ииги и перевести подвесную часть доильного аппарата при выводе ш-под животного в горизонтальное положение, исключающее ее удар о пол Дальнейшее наматывание нити на барабан пнев-модвига1еля приведег к преодолению усилия пружины 3 и через рычажный меха-

низм

закрытию клапана

стаканы спадут с сосков

сгз

1 - корплс коллектора, 2 - распределитель, 3 - клапан впуска воздуха, 4 - клапан отключения вакуума. 5 - пружина; 6 - нить Рисунок 20 - Схема к расчету клапанного механизма коллектора

Если рассматривать подвесную часть доильного аппарата как материальную точку, то сила Г, необходимая для начала ее подъема найдется как Тг _ "Ш

1 - клапан отключения вакуума, 2- шанба, 3- пружина, 4- рычаги, 5- гибкая нить. Рисунок 19-Схема к расчету рычажной сис!емы коллектора

Т>-

cos<p„ cosí

(54)

где Ту - вертикальная составляющая силы Т, Н, т - масса подвесной части доильного аппарата, кг, р0-угол первоначального отклонения нити от вертикали

Активные силы, действующие на систему (рис 19) сила от вакуума на клапане 1*\, сила тяжести клапана = т^ (тк - масса клапана), сила упругости пружины , движущая сила пневмодвигателя Ту Приняв реакции связей за идеальные и применив для нахождения необходимой силы упругости пружины коллектора принцип возможных перемещений находим

(55)

'1

где г , г2 - длины плеч рычага относительно оси вращения, м

При создании предварительного натяжения пружины коэффициент жесткости г определяется по выражению

г = (56)

ГДе ^ соответственно начальное и конечное усилие пружины, Я, АН,— ход пружины, м

Другая модификация коллектора наиболее проста и предусматривает безры-чажиое выключение клапана (рис 20) При выводе подвесной части аппарата из-под животного усилие от нити 6 пневмодвигателя передается на стержень клапана 3, дальнейшее перемещение нити 6 вызывает сжатие пружины 5 Клапан 3 отрывается от верхнего торца коллектора, соединяя молочную камеру с атмосферой Струя воздуха попадает в молочную камеру, что приводит к закрытию клапана 4 и к спаданию стаканов с сосков, и подвесная часть аппарата выводится из-под коровы

На клапан 3 коллектора действуют сила от перепада давлений Р , сила упругости пружины Р„р, суммарная сила тяжести клапана и коллектора С„ и сила реакции опоры клапана

Рассмотрев равновесия системы и составив уравнение на ось У, получаем Ъ = (57)

Сила должна быть меньше движущей силы Ту. Ход клапана к принимается по конструктивным соображениям. Геометрические параметры пружины определяются по стандартным расчетам для цилиндрических пружин сжатия

Расход воздуха д,, необходимый на привод пневмодвигателя определяется по зависимости для ротационных пневматических машин

= ч> р, / 5 г и (58)

где У - поправочный коэффициент, учитывающий утечки воздуха; р; - безразмерная величина, характеризующая перепад давлений действующих на лопатку,

рх =———, длина ротора, л»; площадь сечения между соседними лопатка-Ро-Р.

ми в момент отсечки, м\ л - число лопаток пневмодвигателя; я- частота вращения ротора, об/с,рд- барометрическое давление окружающей среды, Па

Площадь, заключенная между криволинейными лопатками в момент отсечки

воздуха (при перекрытии впускного и выпускного окон), обозначена буквами АСОЕРВ (рис 21)

а, /?- углы, определяющие положение лопаток ч ротора в момент опечки воздуха; г-радиус ротора; R-внутренний радиус роторной камеры; й- эксцентриситет Рисунок 21 - Расчетная схема nneBMOflmiraTCflir А - общий вид сечения, Б - расчетная схема(повернуто)

Площадь фигуры ABFEDC составит S = SX+S1+S} (59)

где s,, S,, 5, -соответственно площади фигур ABC, DFE и BCDF

Площадь криволинейной фигуры^, sin

R2a + (Л-rf sinacosar {R-r)

V---1---—

1 2 2

a^R2 -{R-rfsm2a

R: (R-r + 7-rarcsm -sin or

{R-r) { R

+—[r2a + sina[(x|" - jocosa +2x,y¡ sinajt

+ йт, sin a - y, cos a^r2 -(x2 +y2)sm2(a-fp[) + y, Jr-yf]+

x, sma-j>, cos«

-j y¿

+ aresm

r

(60)

Определения угла a отсечки подачи воздуха в роторную камеру осуществляют из формул

R-r 14Rr-2R:-r2

cosa = -===, sina = J-г— (61)

■hV 2Rr-R2

Площадь фигуры определяется по выражению'

S2=cosP 2/"(fl-r) (R(R_2r)i,mp + 2r{R-r)c(*P)+ (Я2-2Rr + 2r)'

+ -jl1 -x\ - (*, sinP + y2 COSp)j> 2 - (т, sin,/? + y2 eos fif j +

Определение угла р начала выпуска воздуха из роторной камеры осуществляют из формул

С05¡3 — —р . .... , ЯП/) = -;- , ' ' ■ -(63)

л/5/?*4 -16Л3г + 24Д3г: -16Д/-3 + 4/"4 л/5Я''-16Л,»- + 24Дгг2-16Лг + 4г"

Площадь фигуры Sj определяем по формуле

с 2R(R-r) (R-r)" я „ S3 =-arcsin , . . ' ' = + i-—sm p cos /? +

2 V5£4-16tfV + 24RV5-16A-3 + 4r4 2

+

Л3 (Д-г J\ {R-r)smp^R% -{R-rf %\n' ¡3

—arcsin-smfl +--!——-i---— (64)

2 [ R ) 2

Потребная мощность на барабане пневмодвигателя зависит от массы подвесной части доильного аппарата и скорости ее подъема, для обеспечения условия безударного о пол стойла снятия

cos1 (¡>й

В четвертом разделе «Методика экспериментальных исследований»

представлены общие типовые и частные методики, применяемые в экспериментальных исследованиях, приведены описания лабораторных установок

В пятом разделе «Результаты лабораторных исследований» представлены результаты исследований Обработка полученных данных производилась с помощью ПЭВМ Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Механизация животноводства» и в виварии ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П А Коетычева»

Установлено, что значения модуля упругости Е и коэффициента поперечной деформации ц изменяются в широком диапазоне Для сосков вымени с первоначальным диаметром 24 26 мм и длиной 55 65 мм значения модуля упругости Е находятся в пределах (18,5 51,0) 10"3 МПа, а коэффициента поперечной деформации ц соответственно в пределах 0,17 0,50 Коэффициенты трения /не зависят от усилия прижатия (в биологически допустимом пределе) сосковой резины к телу соска, и находятся для сухих поверхностей сосок вымени - сосковая резина в пределах 0,19 0,23, а для мокрых-соответственно 0,21 0,24

Экспериментальные исследования доильного аппарата с управляемой

стимуляцией

В программу исследований входило определение отсасывающих способностей аппаратов ДАУС и АДУ-1-04, времени работы стимулирующего пульсатора и выявление оптимальных конструкторско-режимных параметров отключающего устройства для требуемой продолжительности стимуляции рефлекса молокоотдачи

Из рисунка 22 видно, что при работе ДАУС с включенным стимулирующим пульсатором его отсасывающая способность практически такая же. что и у аппарата АДУ-1-04 При отключении стимулирующего пульсатора ДАУС отсасывающая способность на 10 12 % выше Это объясняется тем, что переходный режим у пульсатора короче Кроме того, сосковая резина при такте сосания у АДУ-1-04 полусжата, что оказывает дополнительное сопротивление прохождению жидкости при интенсивной молокоотдаче, а у экспериментального аппарата при такте

сосания резина полностью раскрыта Для выявления зависимости времени работы стимулирующего пульсатора от интенсивности отсасывающей способности и диаметра жиклера в ковше отключающего устройства был проведен двух-факторньш эксперимент за,ил В результате проведенного статистического анализа экспериментальных данных с использованием Л - работа ДАУС со стимулирующим пульсатором; программы на языке Бейсик была Б - ДАУС с о гключенным стимулирующим пульсотором, получена адекватная математи-Рнсупок 22 - Графическая швисимость отсасывающей ческая модель зависимости вре-сшкобнос! и С) от диаметра с! отверстий в имкшгорах сосков МСНИ работы стимулирующего

пульсатора (й с) от отсасывающей способности ((2, кг/мин) и диаметра отверстия жиклера (с!, мм) в ковше

I = 3,37-1,98 д -0,047с1 +1,80 02 + 0 5(М2 -1,242 (66)

Графическая интерпретация выражения (69) представлена на рисунке 23 Анализ полученных результатов показывает, что при отсасывающей способности ДАУС в диапазоне от 0,26 до 0,90 кг/мин и диаметрах отверстий жиклера ковша 7,8 и 9 мм стимулирующий пульсатор будет работать соответственно 21 26,25 30и 33 42 с Приуменьшении диаметра отверстия жиклера в ковше и увеличении отсасывающей способности доильного аппарата время работы стимулирующего пульсатора уменьшается Исходя из того, что латентный период у коровы длится около 60 с, а на ручные подготовительные операции затрачивается в среднем 30 35 с, то стимулирующии пульсатор должен работать в течение 25 30 с в па-чале доения Тогда для работы ДАУС в производственных условиях следует устанавливать в ковш жиклер с диаметром отверстия 8 мм

Экспериментальные исследования доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени В ходе лабораторных иссчедований были получены графические зависимости времени движения поршня в пределах рабочей длины цилиндра (1-0,14м) (рис 24) и у!ла отклонения подвесной части доильного аппарата от вертикали (рис 25)

Анализ полученных результатов показал, что время движения поршня в цилиндре коллектора в пределах рабочей длины зависит от величины вакуума и массы поршня С уменьшением массы поршня и увеличением вакуума, время движения уменьшается Угол отклонения подвесной части от вертикали при по-

°'90.кг/м

♦ <3=7 мм-эксп —*—<1=9 мм-эксп —>— й=8 мм-теор

—»—<1=8 мм-эксп -X— (1=7мм-теор —*— <1=9 мм-теор

Рисунок23-Зависимости времени работы С1 нчулиругощего пульсатора

стояниой массе корпуса коллектора зависит от массы поршня, величины вакуума и длины молочных патрубков стаканов При вакууме 42 54 кПа и массе поршня 0,5 1,0 кг угол отклонения подвесной части изменяется от 2,2° до 12,7° град

44 46 48 50

— поршень 0,5 кг

— поршень 0,74 кг

— поршень 1кг

54 Рв, кПа

Рисунок 25 - Графическая зависимость угла отклонения р от величины вакуума Р,

40 42 44 46 48 50 52 5»Рв,кПа —♦—поршень 0,5 кг —О—поршень 0,71 кг поршень 1 к|

Рисунок 24 - Графическая зависимость времени движении поршни в цилиндре I от вакуумме I рического давления Р,

Для определения совместного влияния вакуума Р,„ массы поршня т и массы стакана (с учетом постоянной массы корпуса колтектора, приходящейся на стакан) Мс доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени на величину наползшшя был проведен 3-х факторный эксперимент В результате обработки экспериментальных данных, произведенной на ПЭВМ в компьютерной программе «МаШешайка 4 2» была получена адеквагная математическая модель зависимости величины наползания Н от принятых факторов

Я = 27,5842 + 0,0105387 т + 0,00486741 М, - 1,86616 Р„ +

+ 3,19088 х 10 ~"Мст - 0,000564198 тР, - 0,000508072 М СР. + + 3,67407 х 10 -ьт- + 0,000010629 Мс2 + 0,0369342 Р; (67)

Из зависимости следует, к уменьшению наползания доильного аппарата на вымя коровы приводит увеличение масс поршня (т) коллектора и доильного стакана (Мс) с учетом постоянной массы корпуса коллектора, приходящейся на стакан и снижение вакуумметрического давления (Р)

В результате пошаговой обработки данных установлено, что оптимально-

рациональными значениями параметров доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти при вакууме 48 кПа масса поршня 850 г, масса стакана с учетом постоянной массы коллектора, приходящейся на стакан 480 г

По результатам проведения сравнительных испытании (рис 26) доильных аппаратов АДУ-1-01, «Дояр» и экспериментального видно, что доилыши аппарат с изменя-

54 Р„ кП»

—♦—■синхронный АДУ-1 —»—попарный ШРИБ "Дояр" -"А" экспернментальный

Рисунок 26 - Результаты сравнительных испытании доильных аппаратов

ютцеися нагрузкой на четверти коровы предотвращает наползание доильных стаканов намного эффективнее, чем серийно выпускаемые Тшс. например, наползание стаканов при вакууме 48 кПа составило АДУ-1 -32 мм. «Дояр» - 29 мм, лабораторный - 7 мм

Для проверки сходимости результатов исследовании в диссертации представлены теоретические и экспериментальные зависимости, расхождение которых в среднем не превышает 5 % Результаты исследований переносного доильного аппарата с манипулятором В программу исследований входило определение влияния конструктивно-технологических параметров пневмодвигателя на мощность на барабане и расход воздуха, определение скорости перемещения нити и жесткости пружины коллектора для обеспечения безударного снятия подвесной части доильного аппарата, определение оптимальных параметров доильного аппарата Эксперименты проводились на лабораторной установке "искусственное вымя" Испытывалось несколько лабораторных образцов пневмодвигателя манипулятора. В итоге был принят ппевмодвига-тель с внутренним диаметром роторной камеры 56 мм и длиной 60 мм и диаметром ротора45 мм Барабан соединен с валом пневмодвигателя через редуктор с передаточным отношением 1 8

Зависимости расхода воздуха и развиваемой мощности N на барабане пневмодвигателя от величины вакуума при подъеме подвесной части доильного аппарата, массой ш = 3,4 кг представлены на рисунке 27 При увеличении величины разряжения Р в вакуумпроводе с 30 до 60 кПа происходш рост значения расходуемого воздуха 0 пневмодвш'ателем с 0,88 103 до 2,33 10"3 м'/с Характер приведенных зависимостей остается неизменным при различных диаметрах барабанов и внутренних диаметрах выпускных патрубков При изменении величины вакуума Р с 30 до 60 кПа также происходит увеличение мощности N с 0,25 до 8,95 Вт, это объясняется ростом перепада давлений действующих на лопатку в роторной камере, что приводит к повышению крутящего момента на барабане пневмодвигателя При постоянном параметре вакуумметрического давления Р с увеличением диаметра барабана £> с 12 до 36 мм значение мощности N возрастает с 2,94 до 7,34 Вт, так как увеличивается скорость подъема доильного аппарата при незначительном падении частоты вращения барабана При диаметрах барабана О от 12 до 16 им« наблюдались удары доильного аппарата о пол стойла при автоматическом снятии с искусственного вымени, с увеличением рабочего диаметра барабана О более 16 мм осуществлялось безударное снятия доильного аппарата Для реализации данного процесса минимально необходимая мощность N^=3,9131» Увеличение диаметра барабана более значения 36 мм нецелесообразно, так как это приведет к увеличению массы и габаритных размеров пневмодвигателя, что является нежелательным при использовании его в составе переносного манипулятора доения С увеличением диаметра барабана й с 12 до 36 мм, происходит рост величины расходуемого воздуха £> пневмодвигателем с 1,78 101 до 2 1 10'3 м'/с Это объясняется тем, что происходит увеличение момента при подъеме подвесной части доильного аппарата и приводит к большему расходу из-за утечек воздуха в роторной камере

N. Вт 8

9

3 \ 6 \ 7

5

4

2 ^ 1

60Р,кПа 30

40

50

60

Р, кПа

Рисунок 27 — Графическая зависимость расхода воздуха О (А) и мощности N пневмодвигателя (Б) от величины вакуума Р 1 - при диаметре барабана Б = 16 мм, и внутреннем диаметре патрубка (1 = 3 мм, 2- при О = 16 мм и {1 = 6 мм, 3 -при И = 26 мм и <1 = 3 мм; 4 - при О = 16 мм и (1 = 9 мм; 5 - при Б = 36 мм и с! = 3 мм, 6- при Б = 26 мм и с! = 6 мм, 7- при ТУ = 26 мм и «1 = 9 мм, 8 - при Б = 36 мм и с1 =6 мм, 9- при О = 36 мм и с! = 9 мм

Зависимость расхода воздуха О, изменения мощности N от размера внутреннего диаметра патрубка с! при подъеме подвесной части доильного аппарата массой «=3,4 кг, величине вакуума Р=50 кПа и диаметре барабана £>=16 мм, а также массы т поднимаемого груза (подвесной части аппарата) при тех же параметрах представлены на рисунке 28

При увеличении внутреннего диаметра выпускного патрубка й с 3 до 9 мм происходит увеличение расхода воздуха О пневмодвигателя с 1,33 1(Г до 1,9 10"3 м3/с и мощности N на барабане пневмодвигателя с 0,8 до 4,1 Вт Это объясняется повышением скорости движения воздуха и частоты вращения ротора Масса т поднимаемого груза увеличивается с 1,49 до 9,14 кг

Зависимость частоты вращения п барабана пневмодвигателя от величины вакуума Р при подъеме подвесной части доильного аппарата массой ш=3,4 кг и

N. Вт 5 т, кг 9

4,5 8

4 7

3,5 6

3 5 -

2,5 4

2 3 ■

1,5 2

1 - 1

0,5 0

с), мм

Рисунок 28 - Зависимость расхода воздуха (2 (1), мощности на барабане пневмодвигателя N (2) и массы т (3) поднимаемого груза от внутреннего диаметра выпускного патрубка с!

диаметрах барабана D=16 мм, выпускного патрубка d=6 мм показана на рисунке 29 Работоспособность пневмодвигателя возможна при минимально допустимой

частоте вращения барабана пневмодвигателя равной «„„„= 60 об/мин, при ее дальнейшем снижении происходит остановка ротора пневмодвигателя С увеличением величины вакуума с 42 до 60 кПа частота вращения барабана пневмодвигателя увеличивается с 60 до 146об/мин При увеличении диаметра барабана D с 12 до 36 мм скорость подъема подвесной части доильного аппарата возрастает с 0,09 до ОД м/с Безударное снятие доильного аппарата о пол наблюдалось при скорости движения нити v > 0,11 м/с В результате проведенного многофакторного эксперимента и статистического анализа опытных данных с использованием программы на языке GW BASIC был получены математическая модель зависимости величины расхода воздуха Q(m3/c) пневмодвигателем от величины вакуумметрического давления в вакуумпроводе Р(кПа), диаметра поверхности барабана D(ми) и внутреннего диаметра выпускного патрубка d(мм)

Q = -0,00165327 + 0 00006117 Р + 0,0003425 D + 0,0017174 d- 0,00000037 Р1 - (68)

0,0000002 D1- 0 0000066 -0,00000017 />£> + 0,00000016 Pd - 0,00000029 Dd

и математическая модель зависимости развиваемой мощности на барабане пневмодвигателя N(Bm) от величины давления в вакуумпроводе Р(кПа), диаметра барабана D(mm) и внутреннего диаметра выпускного патрубка с1(мм)

N = -5,745813 - 0,1099194 Р + 0,285548/) + 0,8197435 с/ + 0,002345716 Я2 - (69)

0,002200539 D2 - 0,02393286 d2 - 0,0000443359 4PD + 0,000333252 Pd + 0,0006069244 Dd

В результате пошаговой обработки данных установлено, что оптимально-рациональными значениями параметров для пневмодвигателя являются величина разряжения в вакуумпроводе Р= 48 кПа, диаметр барабана D = 22 мм, внутренний диаметр выпускного патрубка d=l \ш При этом достигаются мощность на барабане пневмодвигателя N=4,1 Вт, расход воздуха 0=1,8 103 мУс (6,5 мУч), частота вращения «=105 об/мин, а скорость движения ниш с подвесной частью доильного аппарата v= 0,12 м/с

В шестом разделе «Производственные испытания и экономическая эффективность разработанной технологии и технических средств доения» изложена программа, методика и результаты производственных испытаний разработанных доильных аппаратов и усовершенствованной технологии доения коров, определена экономическая эффективность

Производственные сравнительные испытания доильных аппаратов на группах коров-аналогов проводились на молочном комплексе учхоза "Стенькино" Рязанской ГСХА в 1998 2006 гг В целом результаты сравнительных испытаний показали,

п, мин1

■ к г

Г "mm =60 ми i i

35 40 45 50 55 60 р, кПа

Рисунок 29 - Зависимость частоты вращения барабана от величины вакуума

что разработанные технические средства доения работоспособны и эффективны

Так при увеличении средней интенсивности молоковыведения на 13,63% у доильного аппарата с управляемой стимуляцией, по сравнению с АДУ-1-04 время машинного доения сократилась на 10,98%, а продуктивность коров выше на 1,28 %, что говорит о более адекватной стимуляции рефлекса молокоотдачи В основной период испытаний количество остаточного молока у коров опытной труппы уменьшилось на 9,28%, а содержание жира в молоке увеличилось жира в молоке на 0,06% по сравнению с контрольной

Применение доильного аппарата с изменяющей нагрузкой на вымя показало, что он в отличие от АДУ-1 не наползает на соски вымени, и животное выдаивается полностью без машинного додаивания, на которое у серийно выпускаемого аппарата затрачивается до 80 с Общая продолжительность доения у экспериментального аппарата меньше, чем у серийного на 8,47% Интенсивность молоковыведения у экспериментального доильного аппарата выше, чем у серийного на 11,21% за счет более высокой отсасывающей способности в период интенсивного припуска молока При этом покачивание подвесной части аппарата вызывает стимулирующее воздействие Это способствует беспрепятственному и быстрому отводу молока из вымени Продуктивность коров опытной группы по сравнению с контрольной выше на 4%

Производственные испытания пневмодвигателя в качестве исполнительного механизма манипулятора оказали его эффективность Оптимальная частота вращения барабана пневмодвигателя при снятии с вымени и выводе из-под коровы доильного аппарата находится в пределах 100 110 мин"', что обеспечивает скорость движения гибкой нити подвеса 0,11 0,12 м/с при длительности процесса около 6 8сирасходе воздуха за одно снятие - 0,015 0,017 м3

Проверка усовершенствованной технологии доения коров в производственных условиях Манипулятор доения и аппарат с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени использовались для производственной проверки усовершенствованной технологии доения Проверка технологии в производственных условиях проводилась в двух хозяйствах Рязанской области

Для испытаний использовались по две группы коров до 50 голов, учет вели по 35 животным в группах Коров доили в молокопровод, доярка в контрольной группе работала одновременно с тремя доильными аппаратами АДУ-1, а в опытных группах -с четырьмя разработанными

Результагь! производственной проверки технологий представлены в таблице Производительность дояра по предлагаемой технологии доения более 29 гол/час, что на 33% выше, чем при стандартной, продолжительность дойки стада сократилось на 25%, при снижении общих затрат труда на доение коровы на 24,4 % Существенно важно, за счет стимулирующего адекватного действия доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени, продуктивность коров повысилась на 3,85 % Проверка степени опорожнения вымени после автоматического снятия доильного аппарата путем ручного додоя показала, коровы отдают молоко полностью Случаев заболевания маститом у коров при испытании технологии на основе манипулятора доения в опытной группе не наблюдалось, а в контрольной группе их было три Производительность доильного аппарата с манипулятором практически равна доильному аппарату с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени без манипулятора Главное его достоинство в том, что он исключает передержки доильных стаканов на сосках вымени выдоившейся коровы

Таблица - Результаты производственной проверки технологий доения

Показатели Стандартная технология доения Новая технология доения Разница, %

Количество коров в группе, гол 35 35 -

Продолжительность дойки, ч 1,59 1,19 -25,16

Разовый средний удой на корову, кг 4,88 5,07 +3,85

Общая продолжительность доения коровы, мин 6,24 5,72 -83

Производительность дояра, гол/ч 22,0 29,4 -33,6

Затраты труда на доение чел - ч/гол 0,045 0,034 -24,4

Результаты расчета экономической эффективности показывают, что применение рациональной технологии доения коров позволяет получить годовой экономический эффект в размере 289429 рублей при использовании доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени с манипулятором доения и 315089 рубля без манипулятора доения на стаде 200 коров и сокращения затрат ручного труда 21,5% При определении экономической эффективности не учитывался положительный эффект от снижения заболеваний молочной железы коров

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Анализ процесса машинного доения на линейных установках при привязном содержании показал его несовершенство Дояр, работая с тремя доильными аппаратами при доении в молокопровод затрачивает более 120 с ручного труда на одну корову, при общих затратах труда до 600 чел с на одну голову в сутки С увеличением числа доильных аппаратов с 3 до 5 производительность дояра повышается с 20 до 35 гол/ч, затраты труда снижаются с 600 чел с до 360 чел с на корову в сутки Установлено, что увеличение числа доильных аппаратов с которыми работает дояр, ведет к их передержкам на вымени и холостому доению, повышающему вероятность заболевания коров маститом Так увеличение числа доильных аппаратов у оператора с 3-х до 5-ти доля животных, подверженных передержкам доильных стаканов на вымени возрастает с 30 до 60%

2 Усовершенствованная технология машинного доения коров при привязном содержании должна предусматривать применение технических средств, обеспечивающих стимуляцию рефлекса молокоотдачи, полное выдаивание молока без машинного додаивания, исключение передержек на вымени выдоившихся коров доильных стаканов путем их автоматического снятия

3 Доильный аппарат с управляемой стимуляцией молокоотдачи содержит стаканы, коллектор, основной и стимулирующий пульсаторы с отключающим устройством ковшового типа Рабочий процесс такого доильного аппарата организован таким образом, что при достижении определенной интенсивности молокоотдачи в начале доения стимулирующий пульсатор отключался и при уменьшении интенсивности молокоотдачи до определенной величины в конце доения включался с целью стимулирования вывода последних порций молока

4 Теоретически доказано, что продолжительность работы стимулирующего пульсатора зависит как от конструктивных параметров отключающего устройства, так и от физиологических особенностей животного и зависит от интенсивности молоковыведения и диаметра отверстия в жиклере ковша При изменении интенсивности молокоотдачи от 0,26 до 0,90 кг/мин для жиклеров с диаметром отверстия 9, 8 и 7 мм время работы стимулирующего пульсатора находится соответственно в пределах 33 40, 25 30 и 21 26 с Для работы доильного аппарата с

управляемой стимуляцией в производственных условиях следует устанавливать жиклер с диаметром отверстия 8 мм, что обеспечивает стимуляцию в течение 25 30 с в начале доения

5 Теоретическими исследованиями установлено, что наползание стаканов на соски вымени при такте сосания не будет происходить тогда, когда масса подвесной части доильного аппарата будет составлять около 5,0 кг, а для надежного удерживания на вымени при такте сжатия достаточно - 2,5 кг Поэтому доильный аппарат, обеспечивающий полное извлечение молока из вымени без машинного додаивания должен изменять нагрузку на четверти вымени коровы и содержать доильные стаканы, коллектор с изменяющимся центром масс, пульсатор попарного действия, молочные и вакуумные шланги Коллектор с изменяющимся центром масс, состоящий из молочной камеры и цилиндра с поршнем, позволяет осуществлять переменную нагрузку на вымя коровы в зависимости от тактов работы пульсатора Рабочий процесс доильного аппарата организован таким образом, что под доильными стаканами, где осуществляется такт сосания, увеличивается сила тяжести за счет поршня с высокой удельной массой, что предотвращает наползание стаканов на соски, а под доильными стаканами, где происходит такт сжатия, пропорционально уменьшается, что способствует надежному удерживанию стаканов на сосках вымени

6 Установлено, что время движения поршня в цилиндре коллектора в пределах рабочей длины зависит от величины вакуума и массы поршня При рабочей длине цилиндра I = 0,14 м время движения поршня массой 1 кг при действующем вакууме 42, 48, 54 кПа составило соответственно 0,21, 0,19, 0,17 с, а время движения поршня массой 0,5 кг при таком же вакуумметричесхом давлении составило соответственно 0,17, 0,15, 0,13 с Выявлено, что продолжительность достижения рабочего давления в цилиндре коллектора при подключении его к вакуумпроводу с рабочим давлением зависит от величины рабочего давления Продолжительность нарастания величины вакуума в цилиндре коллектора до 42 кПа составило 0,15 с, а до 54 кПа - 0,20 с Угол отклонения подвесной части от вертикали при постоянной массе корпуса коллектора зависит от массы поршня, величины вакуума и длины молочных патрубков стаканов При вакууме 42 54 кПа и массе поршня 0,5 1,0 кг угол отклонения подвесной части изменяется от 2,2° до 12,7° Оптимальными конструктивно-технологическими параметрами для доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени являются величина разряжения в вакуумпроводе 48 кПа, масса поршня 0,85 кг, масса доильного стакана (с учетом постоянной массы корпуса коллектора, приходящейся на стакан) 0,48 кг

7 Доильный аппарат, исключающий передержки на вымени выдоившихся коров доильных стаканов с обеспечением их автоматического снятия с вымени должен содержать доильные стаканы, пульсатор, коллектор, пневмодатчик, устройство автоматического снятия и клапан его включения С увеличением интенсивности молокоотдачи выше 330 г/мин пневмодатчик переходит в режим автоматического слежения за молоковыведением, а в конце доения, при снижении интенсивности молокоотдачи до 120 г/мин происходит автоматическое снятие доильного аппарата пневмодвигателем, включаемым в работу посредством клапана

Устройство для автоматического снятия доильного аппарата содержит пневмодвига-тель с барабаном, на который наматывается нить, соединенная с коллектором Пневмодвига-тель состоит из корпуса с эксцетрично установленным в нем ротором, снабженным лопатками криволинейной формы При подключении вакуума к роторной камере пневмодвигателя перепад давлений, действующий на лопатки, вызывает вращение вала ротора, который связан с барабаном через редуктор

8 Теоретическими исследованиями установлено, что с увеличением значения начального угла отклонения доильного аппарата от вертикали и высоты под-

веса пневмодвигателя частота вращения и мощность увеличиваются С увеличением радиуса барабана частота вращения уменьшается, а мощность увеличивается С увеличением массы подвесной части доильного аппарата потребная мощность на барабане увеличивается Расход воздуха пневмодвигателем с увели-чением геометрических размеров, частоты вращения ротора, числа установленных лопаток и величины вакуума доильной установки возрастает В результате лабораторных исследований установлено, что с увеличением внутреннего диаметра выпускного патрубка с 3 до 9 мм, величины вакуума от 30 до 60 кПа и диаметра барабана с 16 до 36 мм расход воздуха увеличивается от 1,21 1СГ3 до 2,33 10~3 м 3/с, а мощность на барабане - с 0,25 до 8,95 Вт

Для работы переносного доильного аппарата с манипулятором в производственных условиях рекомендуется использовать диаметр барабана 22 мм, внутренний диаметр выпускного патрубка 7 мм При величине разряжения в вакуумпроводе, равном 48 кПа, расход воздуха составляет 6,5 м3/ч, а мощность пневмо-двигателя - 4,1 Вт, что достаточно для обеспечения безударного о пол стойла снятие подвесной части доильного аппарата

9 Установлено, что при доении аппаратом с управляемой стимуляцией отключение стимулирующего пульсатора осуществляется по истечению 25 35с после начала выведения молока, а его включение в работу при снижении интенсивности молоковыведения до 0,5 0,8 кг/мин, что обеспечивает по сравнению с доильным аппаратом АДУ-1-04 увеличение разового удоя коров на 1,28% и увеличение содержания жира в молоке на 0,06% при снижении времени доения

Установлено, что при доении аппаратом с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени по сравнению с доильным аппаратом АДУ-1 увеличивается разовый удой коров на 4,11%, а общая продолжительность доения сокращается на 8,47 % Интенсивности молоковыведения при максимальной молокоотдаче и средняя у разработанного доильного аппарата выше, чем у АДУ-1 на 11,21 и 13,50%, соответственно

Установлено, что при доении переносным аппаратом с манипулятором продолжительность общего времени доения сократилась на 13,53 % при увеличении средней интенсивности молоковыведения на 11,01% Общее время автоматического снятия подвесной части доильного аппарата не превышает 8 с, при расходе воздуха за одно снятие 0,015 0,017 м3

10 Предложенная технология доения коров позволяет оператору обслуживать не менее четырех доильных аппаратов с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени, которые могут быть снабжены манипуляторами доения Это обеспечивает производительность более 29 коров/час, что на 33 % выше, чем при стандартной технологии доения, или снижение общих затрат труда на корову на 24,4% Повышается полнота выдаивания коров и соответственно увеличивается средняя продуктивность по стаду на 3,85 % и снижается заболеваемость маститами

Результаты расчета экономической эффективности показывают, что применение усовершенствованной технологии доения коров позволяет получить годовой экономический эффект в размере 289429 рублей при использовании доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени с манипулятором доения и 315089 рубля без манипулятора доения на стаде 200 коров и сокращение затрат ручного труда на 21,5% При определении экономической эффективности не учитывался положительный эффект от снижения заболеваний молочной железы коров

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

В монографии

1 Ульянов В М Вопросы теории машинного доения - Рязань ИРИЦ ФГОУ ВПО РГСХА, 2006 - 112 с

В изданиях рекомендуемых ВАК

2 Ульянов В М Переносной доильный аппарат с манипулятором / В М Ульянов, С В Шапошников//Сельский механизатор, №11, 2004 - С 35

3 Ульянов В М Обоснование скоростного режима манипулятора доильного аппарата / В М Ульянов, А Ю Кирьянов // Техника в сельском хозяйстве, Х»5, 2005 -

С 10 11

4 Ульянов В М Стакан, притворившийся теленком // Сельский механизатор, №4, 2006 - С 26 27

5 Ульянов В М Наш доильный аппарат эффективнее // Сельский механизатор, №11,2006 -С 23 24

6 Ульянов В М Физиологически адаптированный доильный аппарат /В М Ульянов, В А Хрипин//Сельский механизатор, №1, 2007 - С 12 13

7 Ульянов В М Результаты производственной проверки технологии доения коров// Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 6,2008 - С 13 14

8 Ульянов В М Доильный аппарат с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени /В Ф Некрашевич // Механизация и электрификация сельского хозяйства, №5, 2008 - С 17 19

9 Ульянов В М Совершенствование доения коров при привязном содержании// Техника в сельском хозяйстве №3,2008 -С 12 14

10 Ульянов В М Выведение молока из вымени коровы вакуумным доильным аппаратом /В Ф Некрашевич, В М Ульянов// Техника в сельском хозяйстве, №3, 2008 - С 15 18

В материалах международных и всероссийских конференциях, симпозиумах и других изданий

11 Ульянов В М Модернизированный доильный аппарат /В В Утолин, В Ф Некрашевич, В М Ульянов// Сб науч тр аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени ПА Костычева -'Рязань 1997 - С 138 141

12 Ульянов В М Расчет пропускной способности модернизированного доильного аппарата/ В М Ульянов, В В Утолин// Сб науч тр аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П А Костычева - Рязань, 1998 - С 209 210

13 Ульянов В М Доильный аппарат / В М Ульянов, В В Утолин, ДН Топилин//Сб науч тр аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П А Костычева - Рязань, 1998 -С 210 212

14 Ульянов В М Физиологическое обоснование модернизированного доильного аппарата / В М Ульянов, Л Г Каширина, Б В Ильюшенко // Юбилейный сб науч тр сотрудников и аспирантов РГСХА имени П А Костычева, т 1 - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 1999 - С 173 176

15 Ульянов ВМ Оценка качества обработки грубого корма/ В В Лященко, ВФ Некрашевич, В М Ульянов, А И Ковалев // Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 4, 1998

16 Ульянов В М Расчет диаметра отверстия ковша и времени работы стимулирующего блока модернизированного доильного аппарата / Некрашевич В Ф, В М Ульянов, В В Утолин // Сб науч тр аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени ПА Костычева - Рязань, 1998 - С 208 209

17 Ульянов В М Анализ конструкций доильных аппаратов/В М Ульянов, В В Утолин, Д Н Топилин // Сб науч тр аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени ПА Костычева - Рязань, 1998 - С 212 213

18 Ульянов В М Доильный аппарат /В М Ульянов, В В Утолин//Сб науч тр аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П А Костычева - Рязань, 1998 - С 213 215

19 Ульянов В М К вопросу извлечения молока из вымени коровы вакуумным доильным аппаратом /Современные энерго-и ресурсосберегающие экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства // Сб науч тр , вып 3, ч 1 - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 1999 - С 73 76

20 Ульянов В М Классификация доильных аппаратов /В М Ульянов, В В Утолин, Д Н Топилин // Юбилейный сб науч тр сотрудников и аспирантов РГСХА имени П А Костычева, Т 1 - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 1999 - С 176 179

21 Ульянов ВМ Установка «Искусственное вымя» для лабораторных испытаний доильных аппаратов /В Ф Некрашевич, В М Ульянов, Д Н Топилин, В В Утолин // Юбилейный сб науч тр сотрудников и аспирантов РГСХА имени П А Костычева,Т 1 - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 1999 - С 179 181

22 Ульянов В М Анализ особенностей рабочих процессов доильных аппаратов /В М Ульянов, И А Москвитин - Актуальные проблемы науки в АПК// Материалы межвузовской научно-практ конф 3 4 февраля, Т 2 - Кострома, ФГОУ ВПО Костромская ГСХА", 2000 - С 80 82

23 Ульянов В М Расчет времени включения устройства снижения вакуума под соском/ Д Н Топилин - Совершенствование средств механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве// Сб науч тр 11 -ой научно-практ конф вузов Поволжья и Юго-Нечерноземной зоны РФ - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2000 -С 308 310

24 Ульянов В М Вопросы теории вывода молока из вымени коровы при машинном доении /Совершенствование средств механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве //Сб науч тр 11-ой научно-практ конф вузов Поволжья и Юго-Нечерноземной зоны РФ - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2000 - С 302 306

25 Ульянов В М Пути совершенствования процесса и средств механизации доения коров / В М Ульянов, А Ю Кирьянов, И А Москвитин //Сб науч тр аспирантов соискателей и сотрудников РГСХА - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2001 -С 393 395

26 Ульянов В М Экспериментальная установка для лабораторных исследований доильного аппарата с ограничителями наползания /И А Москвитин - Перспективные разработки в области механизации сельского хозяйства // Сб науч тр — Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2001 -СП 13

27 Ульянов В М Доильный аппарат с манипулятором для линейных доильных установок / В М Ульянов, И А Москвитин // Труды X Международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока - Переславль-Залеский, 2000 - М Россельхоз-академия, 2002

28 Ульянов В М К вопросу расчета доильных аппаратов / В М Ульянов, А Ю Кирьянов/ Проблемы развития машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции // Сб материалов научно-практ конф инженерного факультета ПГСХА - Пенза ФГОУ ВПО 'Пензенская ГСХА', 2002 - С 261 264

29 Ульянов В М Проведение лабораторных исследований датчиков серии МД /В М Ульянов, А Ю Кирьянов - Материалы Всеросийской научно-практ конф инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России // Сб науч тр - Ульяновск, 2003 - С 350 353

30 Ульянов В М Устройство для снятия доильного аппарата / В М Ульянов, АЮ

Кирьянов/ Современные перспективы разработки механизации животноводства и пчеловодства //Сб науч тр - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2003 - С 25 27

31 Ульянов В М Проведение лабораторных исследований переносного доильного

аппарата с манипулятором / В М Ульянов, А Ю Кирьянов - Современные перспективы разработки механизации животноводства и пчеловодства // Сб науч тр - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2003 -С 31 35

32 Ульянов В М Проведение производственных испытаний переносного доильного

аппарата с манипулятором / В М Ульянов, А Ю Кирьянов - Современные перспективы разработки механизации животноводства и пчеловодства // Сб науч тр - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2003 - С 35 39

33 Ульянов В М Доильный стакан / ВМ Ульянов, В В Утолин - Современные

перспективы разработки механизации животноводства и пчеловодства // Сб науч тр - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2003 -С 39 41

34 Ульянов В М Теоретические предпосылки доения коров без применения опера-

ции - машинное додаивание / ВМ Ульянов, И А Москвитин - Современные перспективы разработки механизации животноводства и пчеловодства // Сб науч тр - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2003 - С 41 42

35 Ульянов В М Доильный стакан /В Ф Некрашевич В М Ульянов, В В Утолин,

И А Москвитин //Информационный листок № 61-074-03 Рязанский центр научно технической информации, 2003

36 Ульянов В М Обоснование выбора диаметра отверстий присоска эксперимен-

тального доильного стакана /В М Ульянов, С В Шапошников // Материалы Международной научно-практ конф молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века» - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2004 -С 212 215

37 Ульянов В М Характеристики упругих свойств сосков вымени коровы /В М

Ульянов, В А Хрипин // Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава Рязанской ГСХА - Рязань ФГОУ ВПО РГСХА, 2006-С 443 445

38 Ульянов В М В А К вопросу совершенствования доильных аппаратов / В М

Ульянов, В А Хрипин - Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора В Г Кобы, Т 1 // Сб материалов Международной конф - Саратов ФГОУ ВПО СГАУ, 2006 - С 117 119

39 Ульянов В М Доильный аппарат с новыми возможностями / В А Хрипин, В М

Ульянов / Роль молодых ученых в реализации национального проекта «развитие АПК», ч 1 // Сб материалов Международной конф - М ФГОУ ВПО МГАУ, 2007 - С 293

40 Ульянов В М Повышение эффективности машинного доения коров/ Энергообес-

печение и энергосбережение в сельском хозяйстве// Труды 6-й Международной научно-технической конф -М ГНУ ВИЭСХ, 2008 - С 132 134 ¿9 патентах

41 Доильный аппарат Патент РФ №2115304 /В А Захаров, В Ф Некрашевич, В М Ульянов, В В Утолин - Опубл 20 07 98, бюл №20

42 Доильный аппарат Патент РФ №2122318 / ВМ Ульянов, ВФ Некрашевич, В В Утолин, Д Н Топилин - Опубл 27 11 98, бюл №33

43 Доильный аппарат Патент РФ №2129777 / ВФ Некрашевич, ВМ Ульянов, В В Утолин - Опубл 10 05 99, бюл №13

44 Доильный аппарат Патент РФ №2147174 / В Ф Некрашевич, ВМ Ульянов, В В Утолин, Б В Ильюшенко - Опубл 10 04 00, бюл №10

45 Доильный стакан Патент РФ №2147175 / В Ф Некрашевич, В М Ульянов, ДН Топилин, В В Утолин - Опубл 10 04 00, бюл №10

46 Доильный аппарат Патент РФ №2169460/В Ф Некрашевич, В М Ульянов, В В Утолин - Опубл 27 06 01, бюл №18

47 Доильный стакан Патент РФ №2189134 / В Ф Некрашевич, В М Ульянов, В В Утолин, И А Москвитин - Опубл 20 09 02, бюл №26

48 Доильный стакан Патент РФ №2215408 / В Ф Некрашевич, В М Ульянов, А Ю Кирьянов А Ю , И А , Москвитин - Опубл 10 11 03, бюл №31

49 Устройство для автоматического снятия доильного аппарата Патент РФ №2203535/ В Ф Некрашевич, В М Ульянов, А Ф Кирьянов, И А Москвитин -

Опубл 10 05 03, бюл №13

50 Устройство для отбора первых порций молока Патент РФ №2155475/В Ф Некрашевич, В М Ульянов, В В Утолин, Б В Ильюшенко - Опубл 10 09 00, бюл №25

51 Доильный стакан Патент РФ на полезную модель №38530 / В М Ульянов, С В Шапошников - Опубл 10 07 2004, бюл №19

52 Доильный стакан Патент РФ №2246823 /Ульянов В М , С В Шапошников -Опубл 27 02 2005, бюл №6

53 Доильный стакан Патент РФ № 2284690 / В М Ульянов, М П Шульгин В А Хрипин - Опубл 10 10 2006, бюл №28

54 Доильный стакан Патент РФ на полезную модель №52301 / В М Ульянов, М П Шульгин, В А Хрипин - Опубл 27 03 2006, бюл № 9

55 Доильный аппарат Патент РФ №¡2298916 / В М Ульянов, В А Хрипин -Опубл 20 05 07 бюл №14

Бумага офсетная Гарнитура Times Печать ризографическая Уел печ л 2,0 Тираж 100 экз Заказ N<¿284

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ^Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им проф П А Колычева» 390044 г Рязань, ул Костычева, 1

Отпечатано в информационном редакционно-нздягельском центре ГОУ ВПО РГСХА 390044 г Рязань, ул Костычева, 1

РЕФЕРАТ.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОРОВ.

1.1. Техническая оснащенность молочно-товарных ферм России доильным оборудованием

1.2. Физиологическо-технологические основы выведения молока из вымени коровы.

1.3. Анализ конструкций доильных аппаратов.

1.4. Способы и устройства, предотвращающие наползание доильных стаканов на соски вымени.

1.5. Анализ устройств, предназначенных для контроля за процессом доения.

1.6. Краткий обзор манипуляторов доения.

1.7. Постановка проблемы, цель работы и задачи исследования.

2. СТАНДАРТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МАШИННОГО ДОЕНИЯ ПРИ ПРИВЯЗНОМ СОДЕРЖАНИИ И ПУТИ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

2.1. Анализ стандартной технологии машинного доения.

2.2. Направления совершенствования технологии машинного доения

Выводы.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДОЕНИЯ.

3.1. Теория выведения молока из вымени коровы вакуумным доильным аппаратом

3.2. Закономерности удлинения сосков вымени при машинном доении

3.3. Взаимодействие доильного стакана с соском вымени.

3.4. Конструктивные схемы усовершенствованных доильных стаканов

3.5. Теоретическое обоснование доильного аппарата с управляющей стимуляцией.

3.5.1. Конструктивно-технологическая схема и физическая сущность работы доильного аппарата с управляющей стимуляцией.

3.5.2. Теоретическое обоснование устройства отключения стимулирующего пульсатора при доении в ведро.

3.5.3. Теоретическое обоснование устройства отключения стимулирующего пульсатора при доении в молокопровод.

3.6. Основы теории доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени

3.6.1. Физиологически адаптированный доильный аппарат с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени.

3.6.2. Взаимодействие подвесной части физиологически адаптированного доильного аппарата с выменем коровы.

3.6.3. Определение массы доильных стаканов.

3.7. Теоретическое обоснование параметров и режимов работы доильного аппарата с манипулятором.

3.7.1. Разработка компоновочной схемы технического средства доения с манипулятором.

3.7.2. Обоснование скоростного режима исполнительного механизма манипулятора доения.

3.7.3. Расчет механизма отключения коллектора.

3.7.4. Определение величины расхода воздуха и мощности пневмодвигателя

Выводы.

4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Методика экспериментальных исследований физико-механических характеристик сосков вымени коровы.

4.1.1. Экспериментальные установки.

4.1.2. Методика определения морфологических характеристик сосков вымени.

4.1.3. Методика определения характеристик упругих свойств сосков вымени

4.1.4. Методика определения коэффициентов трения сосков вымени.

4.2. Методика экспериментальных исследований доильного аппарата с манипулятором.

4.2.1. Экспериментальные установки.

4.2.2. Методика определения функционирования пневмодатчика от интенсивности потока молока.

4.2.3. Выбор факторов влияющих на мощность и расход воздуха пневмодвигателя.

4.2.4. Методика определения влияния сечения выпускного и впускного окон на развиваемую мощность и расход воздуха пневмодвигателем.

4.2.5. Методика определения влияния величины вакуума на частоту вращения барабана пневмодвигателя, развиваемую мощность и расход воздуха

4.2.6. Методика определения необходимой скорости перемещения гибкой нити с подвесной частью доильного аппарата.

4.2.7. Методика определения жесткости пружины коллектора для условия безударного снятия подвесной части доильного аппарата.

4.2.8. Планирование многофакторного эксперимента.

4.3. Методика экспериментальных исследований доильного аппарата стимулирующего действия.

4.3.1. Экспериментальные установки.

4.3.2. Методика определения пропускной способности доильного аппарата

4.3.3. Методика исследования работы доильного аппарата с управляемой стимуляцией.

4.3.4. Методика сравнения теоретических и экспериментальных исследований

4.4. Методика экспериментальных исследований доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени.

4.4.1. Экспериментальные установки.

4.2.2. Методика определения времени движения поршня.

4.2.3. Методика определения времени нарастания вакуума в камере цилиндра.

4.2.4. Методика определения угла отклонения подвесной части от вертикали

4.2.5. Методика определения наползания доильных стаканов на соски вымени

4.2.6. Планирование многофакторного эксперимента.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Результаты исследований физико-механических характеристик сосков вымени коровы.

5.2. Результаты лабораторных исследований доильного аппарата стимулирующего действия.

5.2.1. Результаты лабораторных исследований по определению пропускной способности доильных аппаратов.

5.2.2. Результаты лабораторных исследований по определению времени работы стимулирующего пульсатора.

5.2.3. Результаты сравнения теоретических и экспериментальных исследований.

5.3. Результаты лабораторных исследований доильного аппарата изменяющейся нагрузкой на четверти вымени.

5.3.1. Результаты лабораторных исследований коллектора с изменяющимся центром масс.

5.3.2. Результаты исследования наползания доильных стаканов на соски вымени.

5.3.3. Результаты сравнения теоретических и экспериментальных исследований

5.4. Результаты исследований доильного аппарата с манипулятором

5.4.1. Результаты исследований пневмодатчика манипулятора.

5.4.2. Результаты исследований пневмодвигателя манипулятора.

5.4.2. Результаты лабораторных исследований по выбору рационально-оптимальных параметров пневмодвигателя манипулятора

5.4.3. Результаты сравнения теоретических и экспериментальных исследований.

Выводы.

6. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДОЕНИЯ.

6.1. Программа и методика производственных испытаний.

6.2. Результаты сравнительных производственных испытаний.

6.2.1. Результаты сравнительных производственных испытаний доильного аппарата с управляющей стимуляцией.

6.2.2. Результаты сравнительных производственных испытаний доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени.

6.2.3. Результаты сравнительных производственных испытаний доильного аппарата с манипулятором.

6.3. Проверка усовершенствованной технологии доения с новыми техническими средствами в производственных условиях.

6.4. Внедрение результатов исследований.

6.5. Экономическая эффективность применения разработанной технологии и технических средств доения.

Выводы.

В первом разделе «Состояние проблемы машинного доения коров» дан обзор и анализ состояния исследуемой проблемы, изложены основные физиологические требования к машинному доению коров, а также выполнен анализ результатов научных исследований в этом направлении. Сформулирована цель диссертационной работы и поставлены задачи исследований.

Во втором разделе «Стандартная технология машинного доения при привязном содержании и пути ее совершенствования» проанализированы операции, выполняемые по стандартной технологии доения коров при привязном содержании. Выявлена взаимосвязь между повышением производительности труда оператора за счет увеличения числа доильных аппаратов и вероятностью их передержек на вымени выдоившихся коров. Намечены пути совершенствования технологии доения коров при привязном содержании коров.

В третьем разделе «Теоретические основы создания технических средств доения» представлены теоретические предпосылки создания технических средств извлечения молока, позволяющих усовершенствовать технологию доения коров при привязном содержании. Предложены теоретические модели извлечения молока из вымени коров вакуумным доильным аппаратом и удлинения сосков при доении. Рассмотрено взаимодействие доильного стакана с соском вымени коровы. Приведены конструкции стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов и манипуляторов. Представлены схемы исполнительных механизмов доильного аппарата, а также аналитические зависимости для расчета конструктивно-режимных параметров разработанных технических средств извлечения молока.

В четвертом разделе «Методика экспериментальных исследований» представлены общие типовые и частные методики, применяемые в экспериментальных исследованиях, приведены описания лабораторных установок.

В пятом разделе «Результаты лабораторных исследований» представлены результаты исследований значений модуля упругости, коэффициента поперечной деформации и коэффициентов трения сосковой резины к телу соска и разработанных стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов, в том числе с управляемой стимуляцией, с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени и доильного аппарата с манипулятором. Обработка полученных данных производилась с помощью ПЭВМ. Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Механизация животноводства» и в виварии ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П. А. Костычева».

В шестом разделе «Производственные испытания и экономическая эффективность применения разработанной технологии и технических средств доения» изложена программа, методика и результаты производственных испытаний разработанных доильных аппаратов и усовершенствованной технологии доения коров, определена экономическая эффективность.

Представлены общие выводы и список работ, где опубликовано основное содержание диссертационной работы.

В приложениях представлен статистический материал исследований, акты испытаний разработанных стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов и внедрений результатов диссертационной работы.

ВВЕДЕНИЕ

Перед молочным животноводством современной России стоят большие задачи, например, среднестатистический житель нашей страны потребляет всего 232 кг молока в год при производстве 217 кг и медицинской норме 390 кг. Поэтому обеспечение потребностей населения в качественных продуктах отечественного производства, при одновременном снижении доли импортированных является одной из конечных целей Приоритетного национального проекта "Развитие АПК". Проект предусматривает в 2006.2007 году увеличение производства молока на 4,5% (по сравнению с 2005 г), а в 2008.2009 году - на 5,3% [105]. Важной составляющей проекта должна стать модернизация технологии, в том числе совершенствование процесса доения, на который приходится 40. .60 % всех трудовых затрат по обслуживанию и уходу за животными.

В настоящее время привязный способ содержания коров является преобладающим. Учитывая, что для массового перевода скота на беспривязное содержание требуются определенные условия, и прежде всего строительство новых и реконструкция старых помещений ферм, можно считать, что в ближайшие годы привязный способ содержания животных останется основным.

Применяемая на практике технология машинного доения требует больших затрат труда, так как операции по подготовке вымени животного к доению, контроль за доением, а также заключительные операции, включающие в себя машинное додаивание и снятие доильного аппарата выполняются вручную. Кроме того, качество проведения ручных операций во многом зависит от квалификации оператора и его отношения к труду. Не соблюдение технологии доения, а также не качественное выполнение подготовительных и заключительных операций приводит к снижению продуктивности животных, а также возникновению заболеваний вымени у коров.

Устаревшие машинные технологии доения при привязном содержании с типовым набором технологических операций не создают условий реализации у коров биологических возможностей. При доении имеет место субъективная оценка степени выдоенности вымени животного на момент проведения машинного додаивания и снятия доильного аппарата, контролируемая визуально по интенсивности молокоотдачи. Часто при доении наблюдаются передержки доильных аппаратов на вымени выдоившихся животных, что приводит к стрессам у коров и заболеваниям. У коров тормозится рефлекс молокоотдачи и они порой выдаиваются не полностью, что ведет к снижению продуктивности коров и преждевременной их выбраковке. Исключение человеческого фактора, обеспечение адекватной реакции организма и машины на всех стадиях процесса доения коров и полного опорожнения вымени будет способствовать быстрому росту удоев животных, увеличит срок их использования, улучшит воспроизводство стада и создаст условия для роста генетического потенциала коров. Поэтому эффективное ведение хозяйства на современном этапе немыслимо без оснащения предприятий совершенной доильной техникой.

Современная доильная техника должна быть высокопроизводительной. Проведенные исследования отечественными и зарубежными учеными [2,5,7,11,14,46,48,51,52,61] показывают, что производительность труда оператора доильных установок пропорциональна объему ручных затрат. Исключение или сокращение некоторых ручных операций позволяет улучшить организацию и повысить производительность труда при машинном доении [85].

Увеличение числа аппаратов, с которыми одновременно работает оператор, ведет к повышению его производительности, но труд становится интенсивный. Дояр из-за своей занятности не успевает во время обслуживать коров согласно физиологическим требованиям. В условиях промышленного стада'когда время доения коров колеблется в значительных пределах, практически невозможно избавиться от простоев или передержек доильных аппаратов на вымени выдоившихся коров. Варьирование длительности молокоотдачи является причиной холостого доения, которое можно устранить путем обеспечения доильного аппарата устройством автоматического его снятия с вымени по завершению доения. Тогда исключатся передержки доильных аппаратов на вымени коров, снижение их продуктивности и заболевания вымени. Все исследователи едины во мнении о том, что холостое доение является главной причиной маститов, наносящих огромный урон молочному животноводству.

При применении машинного доения коров необходимо, чтобы доильный аппарат отвечал физиологическим требованиям. Доильный аппарат в процессе доения должен выводить молоко, а также поддерживать рефлекс молокоотда-чи и быть физиологически адаптированным к организму животного [52,61]. Существующие серийные доильные аппараты не в полной мере выполняют вышеуказанные функции из-за не совершенства конструкции.

В связи с наползанием доильных стаканов к основаниям сосков оператору приходится проводить машинное додаивание, составляющее 34.37 % затрат труда от проводимых технологических операций машинного доения. Если машинное додаивание не производится, то происходит систематическое недодаивание 6.8 % от общего удоя молока жирностью 10. 16 % и преждевременный уход коров в запуск [51,52].

На наш взгляд, наиболее рациональным направлением совершенствования привязного содержания животных при доении на линейных установках с молокопроводом, является комплектование их переносными доильными аппаратами, содержащими в своей конструкции устройства для слежения за процессом доения и своевременного снятия доильных стаканов с вымени животного по завершению процесса молокоотдачи.

В связи с вышеизложенным целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности процесса производства молока при привязном содержании коров путем совершенствования технологии и технических средств машинного доения.

Народнохозяйственное значение результатов проведенных исследований заключается в повышении производительности труда при доении, в более полном извлечении молока у коров, что приведет к увеличению производства молока и снижению его себестоимости.

В данной работе проанализированы существующие доильные аппараты, манипуляторы доения. Отмечены их преимущества и недостатки.

Проанализирована стандартная технология доения на линейных установках, предложены направления ее совершенствования.

Предложен ряд стимулирующее-адаптированных технических средств доения, обеспечивающих реализацию более совершенной технологии доения коров.

Приведены результаты теоретических и лабораторных исследований разработанных технических средств доения, а также их производственные сравнительные испытания.

На защиту выносится:

- показатели физико-механических характеристик сосков вымени коровы;

- усовершенствованная технология машинного доения;

- математические зависимости, определяющие вероятности передержек на вымени выдоившихся коров доильных аппаратов от их числа у оператора;

- теоретические закономерности по определению скорости струи и отсасывающей способности вакуумного доильного аппарата при выведении молока;

- конструктивно-технологические схемы стимулирующе-адаптированных доильных аппаратов и манипуляторов;

- теоретические положения по обоснованию конструктивно-режимных параметров разработанных доильных аппаратов и манипуляторов;

- оптимальные параметры разработанных доильных аппаратов и манипуляторов, режимы их работы;

- результаты производственной проверки технологии доения и разработанных технических средств извлечения молока у коров.

Исследования проводились в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО "Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П.А. Костычева" 1997.2007 гг. Договорной работой с управление сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области 2006 г.

Автор выражает благодарность и глубокую признательность научному консультанту, заведующему кафедрой «Механизация животноводства», доктору технических наук, профессору В.Ф. Некрашевичу, а также сотрудникам кафедры «Механизация животноводства» за помощь, оказанную при выполнении данной диссертационной работы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ процесса машинного доения на линейных установках при привязном содержании показал его несовершенство. Дояр, работая с тремя доильными аппаратами при доении в молоко провод затрачивает более 120 с ручного труда на одну корову, при общих затратах труда до 600 чел-с на одну голову в сутки. С увеличением числа доильных аппаратов с 3 до 5 производительность дояра повышается с 20 до 35 гол/ч, затраты труда снижаются с 600 чел-с до 360 чел-с на корову в сутки. Установлено, что увеличение числа доильных аппаратов, с которыми работает дояр, ведет к их передержкам на вымени и холостому доению, повышающему вероятность заболевания коров маститом. Так увеличение числа доильных аппаратов у оператора с 3-х до 5-ти доля животных, подверженных передержкам доильных стаканов на вымени возрастает с 30 до 60%.

2. Усовершенствованная технология машинного доения коров при привязном содержании должна предусматривать применение технических средств, обеспечивающих стимуляцию рефлекса молокоотдачи, полное выдаивание молока без машинного додаивания, исключение передержек на вымени выдоившихся коров доильных стаканов путем их автоматического снятия.

3. Доильный аппарат с управляемой стимуляцией молокоотдачи содержит стаканы, коллектор, основной и стимулирующий пульсаторы с отключающим устройством ковшового типа. Рабочий процесс такого доильного аппарата организован таким образом, что при достижении определенной интенсивности молокоотдачи в начале доения стимулирующий пульсатор отключался и при уменьшении интенсивности молокоотдачи до определенной величины в конце доения включался с целью стимулирования вывода последних порций молока.

4. Теоретически доказано, что продолжительность работы стимулирующего пульсатора зависит как от конструктивных параметров отключающего устройства, так и от физиологических особенностей животного и зависит от интенсивности молоковыведения и диаметра отверстия в жиклере ковша. При изменении интенсивности молокоотдачи от 0,26 до 0,90 кг/мин для жиклеров с диаметром отверстия 9, 8 и 7 мм время работы стимулирующего пульсатора

•■г I

332 находится соответственно в пределах 33.40, 25.30 и 21.26 с. Для работы доильного аппарата с управляемой стимуляцией в производственных условиях следует устанавливать жиклер с диаметром отверстия 8 мм, что обеспечивает стимуляцию в течение 25.30 с в начале доения.

5. Теоретическими исследованиями установлено, что наползание стаканов на соски вымени при такте сосания не будет происходить тогда, когда масса подвесной части доильного аппарата будет составлять около 5,0 кг, а для надежного удерживания на вымени при такте сжатия достаточно - 2,5 кг. Поэтому доильный аппарат, обеспечивающий полное извлечение молока из вымени без машинного додаивания должен изменять нагрузку на четверти вымени коровы и содержать доильные стаканы, коллектор с изменяющимся центром масс, пульсатор попарного действия, молочные и вакуумные шланги. Коллектор с изменяющимся центром масс, состоящий из молочной камеры и цилиндра с поршнем, позволяет осуществлять переменную нагрузку на вымя коровы в зависимости от тактов работы пульсатора. Рабочий процесс доильного аппарата организован таким образом, что под доильными стаканами, где осуществляется такт сосания, увеличивается сила тяжести за счет поршня с высокой удельной массой, что предотвращает наползание стаканов на соски, а под доильными стаканами, где происходит такт сжатия, пропорционально уменьшается, что способствует надежному удерживанию стаканов на сосках вымени.

6. Установлено, что время движения поршня в цилиндре коллектора в пределах рабочей длины зависит от величины вакуума и массы поршня. При рабочей длине цилиндра / = 0,14 м время движения поршня массой 1 кг при действующем вакууме 42; 48; 54 кПа составило соответственно 0,21; 0,19; 0,17 с, а время движения поршня массой 0,5 кг при таком же вакуумметрическом давлении составило соответственно 0,17; 0,15; 0,13 с. Выявлено, что продолжительность достижения рабочего давления в цилиндре коллектора при подключении его к вакуумпроводу с рабочим давлением зависит от величины рабочего давления. Продолжительность нарастания величины вакуума в цилиндре коллектора до 42 кПа составило 0,15 с, а до 54 кПа - 0,20 с. Угол отклонения подвесной части от вертикали при постоянной массе корпуса коллектора зависит от массы поршня, величины вакуума и длины молочных патрубков стаканов. При вакууме 42.54 кПа и массе поршня 0,5. 1,0 кг угол отклонения подвесной части изменяется от 2,2° до 12,7°. Оптимальными конструктивно-технологическими параметрами для доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени являются: величина разряжения в вакуумпроводе 48 кПа, масса поршня 0,85 кг, масса доильного стакана (с учетом постоянной массы корпуса коллектора, приходящейся на стакан) 0,48 кг.

7. Доильный аппарат, исключающий передержки на вымени выдоившихся коров доильных стаканов с обеспечением их автоматического снятия с вымени должен содержать доильные стаканы, пульсатор, коллектор, пневмодатчик, устройство автоматического снятия и клапан его включения. С увеличением интенсивности молокоотдачи выше 330 г/мин пневмодатчик переходит в режим автоматического слежения за молоковыведением, а в конце доения, при снижении интенсивности молокоотдачи до 120 г/мин происходит автоматическое снятие доильного аппарата пневмодвигателем, включаемым в работу посредством клапана.

Устройство для автоматического снятия доильного аппарата содержит пнев-модвигатель с барабаном, на который наматывается нить, соединенная с коллектором. Пневмодвигатель состоит из корпуса с эксцентрично установленным в нем ротором, снабженным лопатками криволинейной формы. При подключении вакуума к роторной камере пневмодвигателя перепад давлений, действующий на лопатки, вызывает вращение вала ротора, который связан с барабаном через редуктор.

8. Теоретическими исследованиями установлено, что с увеличением значения начального угла отклонения доильного аппарата от вертикали и высоты подвеса пневмодвигателя частота вращения и мощность увеличиваются. С увеличением радиуса барабана частота вращения уменьшается, а мощность увеличивается. С увеличением массы подвесной части доильного аппарата потребная мощность на барабане увеличивается. Расход воздуха пневмодвигателем с увели-чением геометрических размеров, частоты вращения ротора, числа установленных лопаток и величины вакуума доильной установки возрастает. В результате лабораторных исследований установлено, что с увеличением внутреннего диаметра выпускного патрубка с 3 до 9 мм, величины вакуума от 30 до 60 кПа и диаметра барабана с 16 до 36 мм расход воздуха увеличивается от

3 3

I,21-10' до 2,33-10' м3/с, а мощность на барабане — с 0,25 до 8,95 Вт.

Для работы переносного доильного аппарата с манипулятором в производственных условиях рекомендуется использовать диаметр барабана 22 мм, внутренний диаметр выпускного патрубка 7 мм. При величине разряжения в вакуумпроводе, равном 48 кПа, расход воздуха составляет 6,5 м3/ч, а мощность пневмодвигателя -4,1 Вт, что достаточно для обеспечения безударного о пол стойла снятие подвесной части доильного аппарата.

9. Установлено, что при доении аппаратом с управляемой стимуляцией отключение стимулирующего пульсатора осуществляется по истечению 25.35 с после начала выведения молока, а его включение в работу при снижении интенсивности молоковыведения до 0,5. .0,8 кг/мин, что обеспечивает по сравнению с доильным аппаратом АДУ-1-04 увеличение разового удоя коров на 1,28% и увеличение содержания жира в молоке на 0,06%. Общее время доения коровы аппаратом с управляемой стимуляцией уменьшается с 255 до 227 с или на 10,98 %.

Установлено, что при доении экспериментальным аппаратом с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени по сравнению с доильным аппаратом АДУ-1 увеличивается разовый удой коров на 4,11%, а общая продолжительность доения сокращается с 413 до 378 с или на 8,47 %. Интенсивности молоковыведения при максимальной молокоотдаче и средняя у разработанного доильного аппарата выше, чем у АДУ-1 на 11,21 и 13,50%), соответственно.

Установлено, что при доении экспериментально-производственным аппаратом с манипулятором продолжительность общего времени доения сократилась на 13,53 % или 36 с при увеличении средней интенсивности молоковыведения на

II,01%. Общее время автоматического снятия подвесной части доильного аппарата не превышает 8,5 с при расходе воздуха не более 0,015. .0,017 м3.

10. Предложенная технология доения коров позволяет оператору обслуживать не менее четырех доильных аппаратов с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени, которые могут быть снабжены манипуляторами доения. Это обеспечивает производительность более 29 коров/час, что на 33 % выше, чем при типовой технологии доения, или снижение общих затрат труда на корову на 24,4%. Повышается полнота выдаивания коров и соответственно увеличивается средняя продуктивность по стаду на 3,85 % и снижается заболеваемость маститами.

Результаты расчета экономической эффективности показывают, что применение усовершенствованной технологии доения коров позволяет получить годовой экономический эффект в размере 289429 рублей при использовании доильного аппарата с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени с манипулятором доения и 315089 рубля без манипулятора доения на стаде 200 коров и сокращение затрат ручного труда на 21,5%. При определении экономической эффективности не учитывался положительный эффект от снижения заболеваний молочной железы коров.

1. Аверкиев A.A. Механизация стимуляции рефлекса молокоотдачи. Авто-реф. дис. докт. с.-х. наук. М., 1992.

2. Админ Е.А., Савран В.П. Вакуумный режим под сосками коров при машинном доении. // Животноводство, 1971, № 1. С. 42. .44.

3. Админ Е.И. Доение коров на фермах, промышленных комплексах.— Киев: Урожай, 1980.

4. Админ Е.И., Волосожар В.А., Гребень Г.Л. Учебная книга доярки.- М.: Колос, 1971, 1980.-231 с.

5. Аксенов A.B. Разработка стимулирующего доильного аппарата, обоснование его рабочих параметров и методики испытаний. Автореф. дис. канд. техн. наук. Оренбург, 1980.

6. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. — М.: Колос, 1993.

7. Андреев П.В. К вопросу об эксплуатации сосковой резины доильного аппарата // Записки Ленинградского СХИ, 1970. С. 17. 19.

8. Андрианов Е.А. Молочная продуктивность в связи с совершенствованием машинного доения. Автореф. дис. канд. техн. наук. Воронеж, 2003.

9. Архангельский И.И. О влиянии различных доильных установок на заболеваемость коров маститом. // Животноводство, 1964, № 5. С. 57.59.

10. П.Бабкин В.П. Механизация доения и первичной обработки молока М.: Колос, 1970.-271 с.

11. Базаров М.К., Ломакин В.И. Исследование доильного аппарата с автоматическим регулированием вакуума под соском. // Сб. науч. работ Саратовского сельскохозяйственного института, 1975, с. 34-38.

12. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1965.

13. Белянчиков А.Н., Трофимов В.И. Механизация трудоемких процессов на животноводческих фермах. М.: Агропромиздат, 1971.

14. Бетин С.И. Современные доильные аппараты. // Молочное и мясное скотоводство, 1980, №8, С. 44.51

15. Борозенцев В.И. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров манипулятора с управляемым режимом доения по долям вымени. Автореф. дис. канд. техн. — Белгород, 1996.

16. Вальдман Э.К. Физиология машинного доения. М.: Колос, 1977. - 242 с.

17. Ведищев С.М. Механизация доения коров. Тамбов.: изд-во Тамбовского ГТУ, 2006.-160 с.

18. Велиток И.Г. Молокоотдача при машинном доении коров. М.: Московский рабочий, 1986.

19. Велиток И.Г. Физиология молокоотдачи при машинном доении коров. — Киев: Урожай, 1974.

20. Воронков И.М. Курс теоретической механики. — М.: Наука, 1965.

21. Гарькавый Ф.Л. Селекция коров и машинное доение. М.: Колос, 1974.

22. Городецкая Т.К. О влиянии вакуума на ткани молочной железы коровы. // Материалы III Всесоюзного симпозиума по физиологическим основам машинного доения. Боровк, 1974. - С. 74. .75.

23. Гордиевских М.Л. Повышение эффективности машинного доения коров путем совершенствования технологического процесса и технических средств учета текущих физиологических потребностей животных. Автореф. дис. докт. техн. наук. Челябинск, 2006.

24. Грагер И.И. Рефлекторная регуляция лактации Л.: Агропромиздат, 1964.

25. Граф К. Тесная связь формы и функциональности. Морфология сосков и вымени высокоудойных коров/ Граф К., Гандель Ш., Свальве Г., Берг-фельд У// Новое сельское хозяйство, 2007, №1, С. 84.86.

26. Грачев И.И. Роль нервной системы в регуляции секреторной функции молочной железы. // Вестник ЛГУ, 1972, №4, С. 27. .28.

27. Де Лаваль: двигатель прогресса в молочном производстве/ Каталог 2004.2005, De Laval. 89 с.

28. Доильный аппарат Винникова И.К. Патент РФ на изобретение № 2084136 /И.К. Винников, О.Б. Забродина, О.И. Рудая,- Опубл. 20.07.97, бюл. №21.

29. Доильный аппарат. Патент РФ №2115304 / В.А. Захаров, В.Ф. Некраше-вич, В.М. Ульянов, В.В. Утолин . Опубл. 20.07.98, бюл. №20.

30. Доильный аппарат. Патент РФ №2122318 / В.М. Ульянов, В.Ф. Некраше-вич, В.В. Утолин, Д.H Топилин. Опубл. 27.11.98, бюл. №33.

31. Доильный аппарат. Патент РФ №2129777 / В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, В.В. Утолин. Опубл. 10.05.99, бюл. №13.

32. Доильный аппарат. Патент РФ №2147174 / В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, В.В. Утолин, Б.В. Ильюшенко. Опубл. 10.04.00, бюл. №10.

33. Доильный стакан. Патент РФ №2147175 / В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, Д.Н. Топилин, В.В. Утолин. Опубл. 10.04.00{ бюл. №10.

34. Доильный аппарат. Патент РФ №2169460/ В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, В.В. Утолин. Опубл. 27.06.01, бюл. №18.

35. Доильный стакан. Патент РФ №2189134 / В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, В.В. Утолин, И.А. Москвитин. Опубл. 20.09.02, бюл. №26.

36. Доильный стакан. Патент РФ №2215408 / В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, А.Ю. Кирьянов А.Ю., И.А., Москвитин. Опубл. 10.11.03, бюл. №31.

37. Доильный стакан. Патент РФ на полезную модель №38530 / В.М. Ульянов, C.B. Шапошников. Опубл. 10.07.2004, бюл. №19.

38. Доильный стакан. Патент РФ №2246823 / В.М. Ульянов, C.B. Шапошников. Опубл. 27.02.2005, бюл. №6.

39. Доильный стакан. Патент РФ №. 2284690 / В.М. Ульянов, М.П. Шульгин, В.А. Хрипин. Опубл. 10.10.2006, бюл. №28.

40. Доильный стакан. Патент РФ на полезную модель №52301 / В.М. Ульянов, М.П. Шульгин, В.А. Хрипин. Опубл. 27.03.2006, бюл. № 9.

41. Доильный аппарат. Патент РФ №2298916 / В.М. Ульянов, В.А. Хрипин. -Опубл. 20.05.07, бюл. №14.

42. Дмитриев В.Н., Градецкая В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973.

43. Жестоканов О.П. Определение пригодности коров и приучение нетелей к машинному доению.- Боровск: ВНИИФБПСХ, 1982.

44. Жуковский Н.Е. Теоретическая механика. М.: Госиздат технико-теоретической литературы, 1952.

45. Зеленцов А.И. Автоматизация заключительных операций доения / Автоматические поточные линии на крупных молочных фермах // Научные труды. -М., 1982.-С. 15.22.

46. Иванов Ю.А. Оптимизация технических параметров доильных аппаратов/ Ю.А. Иванов, Ю.А. Симарев// Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2006, №8, С. 43.47.

47. Кансоль Н. Выбор доильной установки // Новое сельское хозяйство, 2006, №5.- С. 102.106.

48. Караваев Ю.С. Теоретические основы выведения молока исполнительными механизмами доильной машины // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1966, №3. С. 18.21.

49. Карташов Л.П. Словарь-справочник оператора машинного доения. М.: Россельхозиздат, 1980.

50. Карташов Л.П, Соловьев С.А. Повышение надежности системы человек-машина-животное. Екатеринбург: УрО РАН, 2000.

51. Карташов Л.П. Машинное доение коров. — М.: Колос, 1982. 301 с.

52. Карташов Л.П., Соловьев С.А., Асманкин А.М., Макаровская З.В. Расчет исполнительных механизмов биотехнической системы. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.

53. Каталог продукции ОАО "Кургансельмаш". Курган, ОАО "Кургансель-маш", 2006. - 22 с.

54. Квашенников В. И. Повышение эффективности машинного доения коров путем совершенствования технических средств и эксплуатационных режимов работы доильных установок. Автореф. дис. докт. техн. наук. С.Петербург, 1998.

55. Келпис Э.А. Научные основы создания доильных установок для ферм промышленного типа. Автореф. дис. докт. техн. наук. — Елгава, 1973.

56. Кирьянов А.Ю. Технология машинного доения коров с разработкой переносного доильного аппарата с манипулятором. Дис. канд. техн. наук. — Рязань, 2003.

57. Комплексная программа развития молочного скотоводства и растениеводства в Кадомском, Сапожковском и Чучковском районах Рязанской области. Рязань.: ФГОУ ВПО РГСХА, ИРИЦ, 2006. - 167 с.

58. Кокорина Э.П. Физиологические требования к машинному доению коров. Рекомендации. — М.: Россельхозиздат, 1984, 24 с.

59. Конкин Ю.А., Пацкалаева А.Ф. Экономическое обоснование внедрения мероприятий научно-технического прогресса в АПК. Методические рекомендации и примеры расчета. — М.: МИИСП, 1991, с. 50.52.

60. Королев В.Ф. Доильные машины. М.: Машиностроение, 1969.

61. Косачев Г.Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники. — М., МИИСП, 1973.-32 е.

62. Краснов И.Н. Доильные аппараты. Ростов-на-Дону: РГУ, 1974.

63. Краснов И.Н. Новые принципы доения коров / И.Н. Краснов, Г.М. Марченко, В.Н. Скворцов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2000, №5. С. 40.42.

64. Кулак И.А. Психологические и физиологические функции организма человека и система АОТ. Минск: Беларусь, 1974.

65. Кулланда K.M. Практикум по физиологии. М.: Медицина, 1970.

66. Кумарина А.З. Вымя, молоко, машинное доение.—Алма-Ата: Кайнар, 1969.

67. Курочкин A.A., Семенов Ю.П. Методика сравнительных испытаний исполнительных механизмов доильных аппаратов.// Труды Горьковского СХИ, 1980, №141, с. 26.28.

68. Курочкин A.A., Аверкиев A.A., Жилов И.В. Встречное перемещение масс молока при доении. //Труды Горьковского СХИ, 1980, № 141.- С. 32.35.

69. Курочкин A.A. Разработка и исследование исполнительного механизма доильного аппарата для новотельных коров. Автореф. дис. канд. техн. наук. Рязань, 1980.

70. Львовский E.H. Статические методы построения эмпирических формул. -М.: Высшая школа, 1988.-240 с.

71. Ларкин C.B. Совершенствование доильного модуля выжимающего действия. Автореф. дис. канд. техн. наук. С.-Петербург-Павловск, 2002.

72. Ленник М.В. О физиологических критериях и методах определения тяжести работы //Гигиена и профессиональные заболевания, 1960, № 11.- С. 60.

73. Лоза М.Г. Методика определения экономической эффективности в сельском хозяйстве НИР и ОКР, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. -М.: Колос, 1980. с. 112 с.

74. Мазитов М.А. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата. Автореф. дис. канд. техн. наук. Оренбург, 2002.

75. Маловский H.A. Обоснование вакуумметрического режима стабилизации положения доильного аппарата на вымени коровы. Автореф. дис. канд. техн. наук.-Оренбург, 1998.

76. Макаровская З.В. Технологические основы повышения эффективности работы доильных аппаратов. Автореф. дис. докт. техн. наук. —Оренбург,2004.

77. Манипулятор Винникова И.К. Патент на изобретение № 2097965 РФ / И.К. Винников, О.Б. Забродина. Опубл. 10.12.97, бюл. № 26.

78. Мартюгин Д.Д., Мыльников Н.В., Изилов Ю.С. Книга мастера машинного доения. М.: Россельхозиздат, 1974. - 200 с.

79. Машиностроение. Инженерные расчеты в машиностроении / под ред. М.А. Саверина. Энциклопедический справочник, том 1. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1947.-548 с.

80. Мельников C.B. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. Л.: Агропромиздат, 1985.

81. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследовании сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1980.

82. Методические материалы по расчету элементов доильных аппаратов. // Под ред. Л. П. Карташова. М.: РАСХН, 2001. - 48 с.

83. Мкртумян B.C. Теоретические исследования параметров доильных установок/ Мкртумян B.C., Н.А. Петухов // Техническая диагностика и механизация сельского хозяйства. Труды Сибирского филиала ВИМ. Новосибирск, 1968, вып. 141, С. 3.38.

84. Морозов Н.М. Эффективность комплексной механизации животноводческих ферм. -М.: Колос, 1972, 327 с.

85. Мосийко В.И., Зусмановский А.Г., Звиняцковский В.Г. Интенсификация молочного скотоводства. -М.: Агропромиздат, 1989. 352 с.

86. Назаров B.C. Разработка и исследование средств механической стимуляции при машинном доении коров. Автореф. дис. канд. техн. наук. — Оренбург, 1981.

87. Никитин Е.М. Краткий курс теоретической механики. М.: Наука, 1971.

88. Никифорова Г.П. Итоги работы отрасли животноводства // Нива Рязани, 2008, №1.-С. 11.12.

89. Номаконов М.Д. Совершенствование процесса машинного доения кобыл путем обоснования конструктивных параметров и режимов работы доильных аппаратов. Автореф. дис. канд. техн. наук. С.-Петербург, 1993.

90. Огородников П.И. Научно-технические основы повышения эффективности применения доильного оборудования в молочном животноводстве. — М.: Колос, 1995.

91. Огородников П.И. Разработка и исследование аппарата для доения коров без машинного додаивания. Автореф. дис. канд. техн. наук.- Л.-Пушкин, 1979.

92. Оленев В.А. Руководство по машинному доению коров. М.: Колос, 1981.

93. Палкин Г. Новинки для привязного содержания КРС// Новое сельское хозяйство, 2007, №4. С. 81.

94. Парманов М.Н. Автоматизация заключительных операций при машинном доении // Механизация производственных процессов в животноводстве / Тр. ЧИМЭСХ, вып. 156. Челябинск 1980. - С. 79. .81.

95. Патент РФ RU № 2178969 С2 Доильный стакан (варианты) // Карташов JI. П., Макаровская 3. В., Мазитов М. А., опубл. 10.02.2002.

96. Петухов H.A. И др. Стимуляция рефлекса молокоотдачи микроколебаниями сосковой резины с частотой мышц. // Тезисы докладов на V Всесоюзном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных животных. М., 1979. - с. 82. 86.

97. Петухов H.A., Литман Г.Е., Петухова P.C. К вопросу о выборе механического способа стимуляции рефлекса молокоотдачи у лактирующих животных. // Сиб. вест. с.-х. науки, 1978, №5. С. 54.59.

98. Петухов H.A. Совершенствование технологической системы машинного доения коров. Дис. в виде научного доклада док. техн. наук, 1996.

99. Петухов H.A. Воздействие сосковой резины доильного аппарата на рефлекс молокоотдачи/ H.A. Петухов, В.П. Петухов// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2002, №11. — С. 15.16.

100. Политова М. Международный форум животноводов/ М. Политова, Г. Пал-кин, В. Граф, Т. Таннебергер// Новое сельское хозяйство, 2006, №6, С. 96. 102.

101. Проничев Н.П. Методы и технические средства повышения эффективности машинного доения коров. Автореф. дис. докт. с.-х. наук. — М., 1997.

102. Радомовский В.М. Исследование и разработка доильного аппарата для машинного доения кобыл. Автореф. канд. дис. М., 1969.

103. Рекомендации. Технология использования доильного аппарата стимулирующего рефлекс молокоотдачи / H.A. Петухов и др. М.: Росагро-промиздат, 1988. - 24 с.

104. Рыбалова Т. Техническая оснащенность молочно-товарных ферм России доильным оборудованием // Новое сельское хозяйство, 2007, №1С. 92. .96.

105. Рунчев М.С., Винников И.К. Перспективная автоматизированная технология доения коров / Повышение эффективности промышленного животноводства// Сб. науч. трудов. -М.: Агропромиздат, 1985. С. 164.172.

106. Саврасов М. Выбор доильного аппарата/ М. Саврасов, Д. Арсеньев, В. Смелик// Сельский механизатор, 2007, №4. С. 30.31.

107. Салманис А .Я., Буряк Ю.Н. Некоторые вопросы мойки и дезинфекции доильных аппаратов / Вопросы механизации, технологии и строительства в животноводстве // Труды ВНИИМЖ. Подольск, 1973.- С. 42. .45.

108. Симарев Ю.А. Совершенствование манипуляторов МД-Ф-1. // Сельский механизатор, 2005, № 11. — С. 26.27.

109. Симарев Ю.А. Инженеры и конструкторы учите физиологию. // Сельский механизатор, 2006, №3. С. 30.

110. Симошенко А. А., Буробкин И.Н. Книга мастера машинного доения. -М.: Московский рабочий, 1976. 176 с.

111. Системные решения для коровника с привязным содержанием. Рекламный проспект, Westfalia Landtechnik GmbH, 2005.

112. Скроманис A.A. Методика и некоторые результаты исследования физических величин процесса выведения молока из сосков вымени // Труды Латвийской СХА, 1968. С. 31. .34.

113. Современные технологии и технические средства для животноводства. // Информационно-аналитические материалы. ФГНУ «Росинформагротех» пос. Правдинский - 2005.

114. Соловьев С.А., Асманкин Е.М., Асманкин A.M., Шахов В.А. Моделирование процесса отдачи молока животным // Техника в сельском хозяйстве, 1988, № 5.

115. Соловьев С.А., Карташов Л.П. Исполнительные механизмы системы человек-машина-животное. Екатеренбург: УрО РАН, 2002.

116. Судакович Д.И., Вернадский Г.И. Справочник по механизированному ручному инструменту. М.: Машиностроение, 1961.

117. Талалаев Г.Д. Теория и расчет доильных аппаратов. // Учебное пособие. Вологда, 1990 - С. 47.

118. Тараненко А.Г. Физиологические основы повышения молочной продуктивности. -М.: Россельхозиздат, 1986.

119. Тверской Г.Б. Актуальные вопросы физиологии машинного доения. // Материалы IV Всесоюзного симпозиума по физиологическим основам машинного доения. Алма-Ата, 1975. — С. 89.

120. Тверской Г.Б. Актуальные вопросы физиологии машинного доения коров. Л.: АН СССР ВАСХНИЛ, 1988.- с. 85

121. Тумшс Р.Х. Значение морфофункциональных свойств вымени коров при доении на автоматизированной установке / Тр. ЛСХА. Рига: Латв. с.-х. акад., 1987, вып. 235. - С. 54.60.

122. Ужик В.И. Повышение эффективности машинного доения коров на линейных установках путем разработки и обоснования параметров переносного манипулятора. Автореф. дис. канд. техн. наук. — Оренбург, 1999.

123. Ужик В.Ф. Разработка манипулятора для автоматизированной доильной установки / В.Ф. Ужик В.Ф., В. И. Борозенцев // Молодые ученые -народному хозяйству. Тезисы докладов. Пермь, 1991. - С. 66.67.

124. Уиттлстоун У. Г. Принципы машинного доения.- М.: Колос, 1964. 197 с.

125. Ульянов В.М. К вопросу расчета доильных аппаратов / В.М. Ульянов,

126. A.Ю. Кирьянов. Проблемы развития машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции // Сб. материалов научно-практ. конф. инженерного факультета ПГСХА.- Пенза: ФГОУ ВПО "Пензенская ГСХА", 2002. - С. 261. .264.

127. Ульянов В.М. Модернизированный доильный аппарат /В.В. Утолин,

128. B.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов// Сб. науч.тр. аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П.А. Костычева. Рязань, 1997. - С. 138. .141.

129. Ульянов В.М. Расчет пропускной способности модернизированного доильного аппарата/ В.М.Ульянов, В.В. Утолин// Сб. науч. тр. аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П.А. Костычева. Рязань, 1998.-С. 209.210.

130. Ульянов В.М. Модернизированный доильный аппарат/ В.М.Ульянов, В.В. Утолин, Д.Н. Топилин// Сб. научн. тр. аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П.А. Костычева. Рязань, 1998. - С. 210.212.

131. Ульянов В.М. Оценка качества обработки грубого корма/ В.В. Лящен-ко, В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, А.И. Ковалев // Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 4, 1998.

132. Ульянов В.М. Анализ конструкций доильных аппаратов/ В.М. Ульянов, В.В. Утолин, Д.Н. Топилин // Сб.науч.тр. аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П.А. Костычева. Рязань, 1998. - С. 212.213.

133. Ульянов В.М. Доильный аппарат /В.М. Ульянов, В.В. Утолин// Сб. науч. тр. аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА имени П.А. Костычева. Рязань, 1998.- С. 213.215.

134. Ульянов В.М. Классификация доильных аппаратов /В.М. Ульянов, В.В. Утолин, Д.Н. Топилин // Юбилейный сб. науч.тр. сотрудников и аспирантов РГСХА имени П.А. Костычева, Т.1. Рязань: ФГОУ ВПО РГСХА, 1999.-С.176. .179.

135. Ульянов В.М. Пути совершенствования процесса и средств механизации доения коров / В.М. Ульянов, А.Ю. Кирьянов, И.А. Москвитин //Сб. науч.тр. аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА. Рязань: ФГОУ ВПО РГСХА, 2001. - С. 393.395.

136. Ульянов В.М. Проведение лабораторных исследований датчиков серии МД /В.М. Ульянов, А.Ю. Кирьянов Материалы Всеросийской научно-практ. конф. инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России// Сб. науч. тр.-Ульяновск, 2003.-С.350.353.

137. Устройство для снятия доильного аппарата / В.М. Ульянов, А.Ю. Кирьянов.— Современные перспективы разработки механизации животноводства и пчеловодства// Сб. науч. тр. Рязань: ФГОУ ВПО РГСХА, 2003. - С. 25. .27.

138. Ульянов В.М. Доильный стакан / В.М. Ульянов, В.В. Утолин. — Современные перспективы разработки механизации животноводства и пчеловодства // Сб. науч. тр. Рязань: ФГОУ ВПО РГСХА, 2003. - С. 39. .41.

139. Ульянов В.М. Доильный стакан /В.Ф. Некрашевич В.М. Ульянов, В.В. Утолин, И.А. Москвитин //Информационный листок № 61-074-03. Рязанский центр научно технической информации, 2003.

140. Ульянов В.М. Характеристики упругих свойств сосков вымени коровы /В. М. Ульянов, В.А. Хрипин // Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава Рязанской ГСХА. Рязань: ФГОУ ВПО РГСХА, 2006.~ С. 443. .445

141. Ульянов В. М. Доильный аппарат с новыми возможностями / В. А. Хрипин, В. М. Ульянов / Роль молодых ученых в реализации национального проекта «развитие АПК», ч. 1. // Сб. материалов Международной конф. М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. - С. 293.

142. Ульянов В.М. Повышение эффективности машинного доения коров / Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве// Труды 6-й Международной научно-технической конф.- М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. С. 132. 134.

143. Ульянов В.М. Наш доильный аппарат эффективнее // Сельский механизатор, №11, 2006. С. 23. .24.

144. Ульянов В.М. Обоснование скоростного режима манипулятора доильного аппарата. / В.М. Ульянов, А.Ю. Кирьянов // Техника в сельском хозяйстве, №5, 2005. С. 10. 11.

145. Ульянов В.М. Переносной доильный аппарат с манипулятором / В.М. Ульянов, C.B. Шапошников // Сельский механизатор, №11, 2004. С. 35.

146. Ульянов В.М. Стакан, притворившийся теленком // Сельский механизатор, №4, 2006.-С. 26.27.

147. Ульянов В.М. Физиологически адаптированный доильный аппарат / В.М. Ульянов, В.А. Хрипин // Сельский механизатор, №1, 2007. С. 34.

148. Ульянов В.М. Вопросы теории машинного доения. Рязань: ИРИЦ ФГОУ ВПО РГСХА, 2006. - 112 с.

149. Ульянов В.М. Результаты производственной проверки технологии доения коров// Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 6,2008.

150. Ульянов В.М. Доильный аппарат с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени /В.Ф. Некрашевич // Механизация и электрификация сельского хозяйства, №5, 2008. С. 17. 19.

151. Ульянов В.М. Совершенствование доения коров при привязном содержании// Техника в сельском хозяйстве, №3, 2008. С. 12. 14.

152. Ульянов В.М. Выведение молока из вымени коровы вакуумным доильным аппаратом /В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов// Техника в сельском хозяйстве, №3, 2008. С. 15. 18.

153. Устройство для автоматического снятия доильного аппарата. Патент РФ №2203535 / В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, А.Ф. Кирьянов, И.А. Москвитин. Опубл. 10.05.03, бюл.№13.

154. Устройство для доения коров А.с. №. 11235999 СССР МКИ А 01 J 7/ 00 /А.Н. Седов, В.Д. Шеповалов, Е.Э. Спроге, А.Е. Самохвалов. Опубл. 15.11.84, бюл. №.2 // Открытия. Изобретения, 1984.

155. Устройство для снятия доильного аппарата. А.с. N. 1628993 СССР МКИ А 01 J 7/00 / Ю.П. Гуров, С.М.Демидов.- Опубл. 23.02.91, бюл. №.7 // Открытия. Изобретения, 1991.

156. Устройство для снятия доильного аппарата. А.с. №.1482620 СССР МКИ А 01 J 7 00. / В.М.Болотин. Н.И.Золотников, В.А. Можаев. Опубл. 30.05.89, бюл. №.20 // Открытия. Изобретения, 1989.

157. Устройство для снятия доильного аппарата. Экон. патент № 233480 ГДР (DD), МКИ A OI J 5/4. Опубл. 03.05.86, бюл. № 10.

158. Устройство для отбора первых порций молока. Патент РФ №2155475/ В.Ф. Некрашевич, В.М. Ульянов, В.В. Утолин, Б.В. Ильюшенко. Опубл. 10.09.00, бюл. №25.

159. Утолин В.В. Совершенствование технологии машинного доения коров с разработкой доильного аппарата с управляемой стимуляцией. Автореф. дис. канд. техн. наук. Рязань, 1999.

160. Фрезен А.П. Обоснование и разработка конструктивно-режимных параметров исполнительного механизма доильного аппарата. Автореф. дис. канд. техн. наук. Оренбург, 2004.

161. Цой Ю.А., Молочные линии животноводческих ферм и комплексов. М.: Колос, 1982.-221 с.

162. Черноног Г.Г., Лещинский С.П. Вакуумный режим доильных установок / Механизация содержания крупного рогатого скота на малых фермах и применение новейших доильных аппаратов в технологических линиях доения коров. -Глеваха, 1989. С. 62.63.

163. Черных К.Ф. Нелинейная теория упругости в машиностроительных расчетах.—Л.: Машиностроение, 1986.

164. Чичаев В.М. Исследование машинного доения коров доильным аппаратом с переменным принципом работы. Автореф. дис. канд. техн. наук. — Рязань, 1977.

165. Blau G. Beitrage zum Studium des Milchentzuges beim Rind / G. Blau.// Zuchtungskunde.- 1956, № 3, h. 38.

166. Mein G.A. Milk flow the bovine teat in relation to movement of the teacup liner. Austral. I.Dairy Technol, 1977, № 1, Vol. 32, p. 39. .41.

167. Mielke H., Schulz J. Probleme der Eutergesundkeit (11)// Veterinarmedizinusche Kontrolle der Melktechnik // Sonderheft der Tierhygiene.— 1975. Inform. 7 jahgang.

168. Noorlander D.O. Milking machines and mastitis. Madison(USA): Democrat Printing Сотр., 1962.

169. Patenorte В. ATLAS 400 decrochage automatigue a deux niveaux de vide // Motor Texn. agr., 1981, №.30.-L. 69.71.

170. Rössing W., Ipema B, 1992. Automatic milking. Proceedings of the International Symposium on Prospect for Automatic Milking, Wageningen.

171. Landwirtschaftsblatt Wesser-Ems. -2002. № 14. - S. 16.20.

172. Schweizer Landtechnik. 2000. -№ 3. - S. 34.36.

173. Shou M. Entwicklungstendenzen des maschinellen Milkhentzuges //Bayer Landw. -1987. -V. 64. -N. 4

174. Shuiling H.J. Voortgang onderzoek automatish milksystem// Land-bouwmechanisatit. -1989. V. 40. - № 11.

175. Worstorff H., Stahzel H. Untersuchungen zur Bevegung des Zitzengummi an Abhängigkeit von Einfaltdruck, Pulszyklus und Vakuumhohe in Melkanlagen. Grandl. Landtechnik, 1977, Bd. 27. -№1, s. 8.12.