автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технологические основы повышения эффективности работы доильных аппаратов

На правах рукописи

/

Макаровская Зоя Вячеславовна

технологические основы повышения эффективности работы доильных аппаратов

05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Оренбург, 2004

Работа выполнена в Оренбургском государственном аграрном университете

и

Оренбургском отделе биотехнических систем Института прикладной механики УрО РАН

Научный консультант - Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор

технических наук, профессор Л.П. Карташов

Официальные оппоненты - Доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Н.К. Комарова

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор А.И. Завражнов

Доктор технических наук, профессор В.В.Кирсанов

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства

Зашита состоится «24» «января» 2004 г. в 10— часов на заседании диссертационного совета Д. 220.051.02 Оренбургского государственного аграрного университета по адресу: 460795, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета.

Автореферат разослан «22» «декабря» 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор техн. наук, профессор

М.М. Константинов

2004-4 24815

^ УМ

1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Кризисная ситуация и негативные явления в животноводстве России, связанные с диспаритетом цен, монополизмом переработчиков животноводческой продукции, производителей комбикормов и сельскохозяйственной техники привели к падению производства молока в хозяйствах всех форм собственности. Потребление молока и молочных продуктов в пересчете на молоко уменьшилось с 396кг в год на душу населения в 1990г. до 220кг в 2001г. при норме 400кг. Однако налицо и положительные тенденции. Производство молока в России в 2002г., как и 2001г. продолжало увеличиваться и составило 33,5 млн. т против 32,9 млн.т в 2001г. Прирост объемов производства составил 1,7%, уменьшился падеж скота. Увеличение валового надоя молока получено несмотря на сокращение поголовья. К сожалению, сегодня только 4% техники отвечает современным требованиям, а в совокупном дойном стаде России по различным причинам, связанным с функциональным и техническим несовершенством доильного оборудования, маститом болеют более 50% коров.

Сложившаяся ситуация не может не вызывать определенных опасений ещё и тем, что современные тенденции в развитии конструкций доильных аппаратов демонстрируют ярко выраженный классический путь, приведший, с одной стороны, к расширению функционального назначения техники, с другой, сужению направленности новых разработок, резкому усложнению и снижению её надежности. Дальнейшее совершенствование техники (в том числе и технологий) при существующем состоянии научных знаний подошло к пределу, определяемому как потенциально достижимый уровень. «Конструкторский» кризис, совпавший с кризисом экономическим, особенно выявил отсутствие системообразующего начала в подходах разработки доильной техники с адаптационными свойствами. Именно поэтому, повышение технологической эффективности доильных аппаратов является самой неотложной проблемой в практике машинного доения, имеющей большое народнохозяйственное значение.

Цель исследования - выявление технологических основ повышения эффективности работы доильных аппаратов, обеспечивающих адаптационные свойства техники к поголовью, что способствует сохранению факторов естественной резистентности и определяет устойчивое состояние здоровья животных для получения высококачественной молочной продукции.

Объект исследования — технологический процесс доения коров доильным аппаратом.

Предмет исследования - взаимосвязи и закономерности процессов работы доильных аппаратов.

Задачи исследования: 1. Обобщить исследовательский материал по теме и дать оценку:

a) современным тенденциям развития конструкций, доильных аппаратов для выработки технологических основ повышения их эффективности и практического решения существующих проблем;

b) разработанности физиологических основ машинного доения и формирования полноценного рефлекса молокоотдачи у коров, его стимуляции в процессе доения;

^ стимуляции животного доильным аппаратом с точки зрения эффективности

процесса молоковыведения и адекватности воздействия рецепторных зон (оптимальные значения доильных стимулов и параметров, определяющих их качество);

d) методам оценки пригодности молочных коров к машинному доению и фи-зиологичности доильных аппаратов.

2. Рассмотреть рефлекторный акт молокоотдачи животного с точки зрения эффективного «срабатывания» рефлекторного кольца для получения максимальной молокоотдачи и разработать концептуальные основы конструирования аппаратов блочно-модульной конструкции, быстропереналаживаемой к требуемым условиям эксплуатации животного, позволяющей эффективно реализовать адаптационные свойства доильной машины к поголовью.

3. Рассмотреть воздействие доильных стаканов на молочную железу и разработать математические модели, позволяющие теоретически исследовать влияние исполнительных механизмов на молоковыводящую систему животного для обоснования дальнейшего развития конструкций, повышающих адаптационные свойства доильного аппарата.

4. Предложить технико-технологические решения, повышающие адаптационные свойства доильных аппаратов для обслуживания реального, а не «усредненного» животного.

5. Предложить способы оценки животных и физиологичности доильной техники, отличающиеся тем, что могут учитывать и оценивать признаки, характеризующие адаптационные свойства техники.

Методы исследований: При обосновании технологических основ повышения эффективности доильных аппаратов методологическую и теоретическую основу исследования составили принципы единства теории и практики, метод восхождения от абстрактного к конкретному. Были применены анализ и синтез структуры элементно-агрегатной базы доильных машин; новых технических решений; методы теоретической механики; теории вероятностей; методы математического и физического моделирования; моделирования на ЭВМ; экспериментальные методы; совремешше методы пассивной диагностики - тепловизиогагый (термограф ИРТИС - 2000) и др.

Научная новизна работы состоит:

• В определении современных тенденций развития конструкций доильных аппаратов, эффективности стимуляции животного с точки зрения адекватности воздействия и методов оценки пригодности молочных коров к машинному доению, физиологичности доильных аппаратов. Выявлена и конкретизирована информация об объекте и средствах воздействия на него, позволяющая перейти от концепции обслуживания «усреднённого» животного к реальному.

• В расширении представлений о рефлекторном акте молокоотдачи животного с точки зрения эффективного «срабатывания» рефлекторного кольца для получения максимальной молокоотдачи и мероприятий, предусматривающих ликвидацию «разрыва» рефлекторного кольца. В предложении концептуальных основ конструирования доильных аппаратов открытой архитектуры, эффективно реализующих адаптационные свойства к поголовью.

• В выявлении информации о воздействии доильных стаканов на молочную железой разработке математических моделей, позволяющих теоретически исследо-

вать влияние исполнительных механизмов на молоковыводяшую систему животного для обоснования дальнейшего развития конструкций, повышающих адаптационные свойства доильного аппарата.

• В предложенных технико-технологических решениях, повышающих адаптационные свойства доильных аппаратов - конструкций, способах и режимах, способах оценки животных и физиологичности доильной техники.

Практическая ценность работы; Разработанное научно-теоретическое, методическое и программное обеспечение НИР дает возможность повысить эффективность работы аппаратов за счет открытости архитектуры и технологических мероприятий, повышающих адаптационные свойства доильных машин к поголовью, способствующих сохранению генетического потенциала животных и получению высококачественной молочной продукции. С учетом специфики сферы реализации результатов настоящей работы, предполагающей «индивидуальное обслуживание» лактирующих животных, разработаны конструкции и технологии, работающие в режиме адекватности их физиологическим характеристикам и повышающие открытость архитектуры доильных аппаратов.

Апробация; Основные положения диссертации были доложены в период с 1996 по 2003 год и получили официальное одобрение на следующих научных форумах: Международных симпозиумах по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока (1Х-Оренбург, 1997г.; Х-Переславль-Залесский, 2000г.; Х1-Казань,2002г.); 4,5 и 6 Международных научно-практических конференциях (ВНИИМЖ, 2001,2002,2003г.г.); региональных научно-практических конференциях (Оренбург, 1998,2002,2003г.г.); семинарах Оренбургского государственного аграрного университета( 1996-2003г.). Работа получила одобрение на расширенном заседании секции по машинному доению с/х животных Научно-методического Совета по механизации животноводства и системе машин Отделения механизации, электрификации и автоматизации РАСХН в 2002г. Теоретические исследования и техническая реализация результатов диссертационных исследований удостоены следующих наград: 2 медали «Лауреат Всероссийского выставочного центра»- Москва, 2ОО2г.,2ООЗг.; нагрудный знак «Участник Всероссийского выставочного центра»- Москва,2000г.; дипломы лауреата премии администрации Оренбургской области в сфере науки и техники за 2000 и 2001 г.г.

Реализация результатов диссертационных исследований; Технические решения, отличающиеся принципиальной новизной и представляющие собой значимую практическую ценность, внедрены в хозяйствах Оренбургской области. Научно-методические материалы по проектированию и анализу доильных аппаратов используются в учебном процессе инженерных факультетов 22 сельскохозяйственных вузов России и ближнего зарубежья при чтении лекций, проведении лабо-раторно-практических занятий, выполнении дипломного и курсового проектирования. Теоретические исследования и техническая реализация результатов диссертационных исследований отмечены в отчете отделения механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Россельхозакадемии за 2002 г., включены в методические материалы по расчету элементов доильных аппаратов (утв. Россельхозакадемией) и рекомендации (утв. департаментом АПК администрации Оренбургской области) по разработке, изготовлению и примене-

нию доильных аппаратов для коров с пороками вымени.

На защиту выносятся следующие положения:

• концептуальные основы разработки методик, режимов и средств новой техники и технологии доения;

• математические модели основных закономерностей при воздействии исполнительных механизмов доильного аппарата и соска;

• методики расчета параметров доильного аппарата и процесса доения;

• технико-технологические решения, повышающие адаптационные свойства доильных аппаратов, а также способы оценки физиологичности доильной техники.

Публикации: Основное содержание диссертации, результаты и рекомендации исследований отражены в двух монографиях, 9 статьях в центральной печати, в 12 трудах симпозиумов и конференций. По результатам исследований получено 7 патентов и 4 положительных решения на изобретения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, цель, объект, предмет, задачи методы исследования, научная новизна, практическая ценность и апробация работы, представлена реализация результатов диссертационных исследований, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе: «Концептуальное представление проблем развития доильных аппаратов» обобщен материал и дана оценка: современным тенденциям развития конструкций доильных аппаратов для выработки технологических основ повышения их эффективности и практического решения существующих проблем; разработанности физиологических основ машинного доения и формирования полноценного рефлекса молокоотдачи у коров, его стимуляции в процессе доения с точки зрения сохранности генетического потенциала поголовья и получения высококачественной молочной продукции; эффективности стимуляции животного с точки зрения адекватности воздействия рецепторных зон (оптимальные значения доильных стимулов и параметров, определяющих их качество); методам оценки пригодности молочных коров к машинному доению и физиологичиости доильных аппаратов.

Различным аспектам в области конструирования и эксплуатации доильных машин посвящены работы: Е.И. Админа, А.В. Гольденфанга, И.Е. Волкова, Ю.И. Залевского, Л.П. Карташова, В.Ф.Королева, И.Н. Краснова, В.И. Квашенникова, В.В. Кирсанова, ЭА Келписа, А.Е. Кузьмина, АА. Курочкина, ВА Лисковича, А.Н. Могильного, П.И. Огородникова, Н.А Петухова, Н.П. Проничева, В.Ф. Ужи-ка, С.А Соловьева, В.П. Саврана, А.В.Савельева, ИА Циникина, А.И. Фененко, Ю.А. Цоя, Ю.М. Юлдашева и др. Исследователи выявили существенные недостатки аппаратов, как с технической, так и физиологической точек зрения. Патология молоковыводящего аппарата животного вызвана факторами, связанными, с одной стороны, несовершенством конструкции доильного аппарата и режимов его работы, с другой, с последствиями нарушения технологических и зоотехнических норм эксплуатации животных.

Современное состояние физиологии машинного доения, в частности проблема стимуляции молокоотдачи, во многом определена вкладом ученых: А.А.Аверкиева, И.АБарышникова, С.АВагиной, И.Г.Велитока, ФЛ.Гарькавого,

Т.К.Городецкой, И.И.Грачева, К.И.Кавешниковой, Э.П.Кокориной, Л.Г. Краснопе-ровой, Н.К.Комаровой, НАЛюбина, И.П.Павлова, А.А.Поповой, М.Л. Пейновича, И.М.Сеченова, Г.Б.Тверского, Э.Б.Тумановой, Л.А.Филипповой, О.П. Жестоканова и др. Исследования, проведенные ими, свидетельствуют - стимуляция молокоотда-чи животного представляется комплексом факторов, а в регулировании выделительной и секреторной деятельности молочной железы и связанных с нею систем, обнаружено и подтверждено участие различных групп рецепторов (схема 1).

Рецепторы молочной железы_Схема 1

В решении проблемы адекватного соответствия доильных машин функционально-физиологическим особенностям организма животного вопросы оценки животных и доильной техники занимают немаловажное значение, поскольку состояние и реакция биологического объекта во многом определяет слаженность функционирования системы ЧМЖ и является необходимым фактором повышения эффективности работы аппаратов. Несмотря на огромное количество существующих методов оценки молочных коров (их пригодности к машинному доению) и доильной техники, большинство из них не могут претендовать на объективность сравнения при одновременной простоте проведения. Игнорирование влияния «индивидуальных характеристик» животного зачастую приводит к противоречивым экспериментальным данным, затрудняет возможность их сравнения и обобщения, а множественность и плохая сравниваемость критериев, осложняет выбор значимых параметров.

Многообразие предъявляемых «физиологических» требований к современным доильным аппаратам позволяет определить некоторые подходы при разработке методик, режимов и средств новой техники и технологий доения:

• Развитие доильных аппаратов должно идти на принципиально новых подходах (при существующей технологической базе) за счет реализации принципа, совмещающего простоту и разнообразие свойств оборудования по отношению к объектам биотехнической системы - животному и оператору - создания доильного аппарата, бл очно-модульной конструкции, быстропереналаживаемого к требуемым условиям эксплуатации животного. .

• Разработанность физиологических основ машинного доения показала, что рефлекторная реакция животного в процессе возбуждения молокоотдачи, нарушается исключительно из-за неадекватного раздражения исполнительным механизмом рефлекторных зон соска. Необходимо учесть все технологические и связанные с ними технические причины снижения эффективности процесса, приводящие к торможению рефлекса молокоотдачи у животного во время доения.

• Стимуляцию рецепторного аппарата необходимо проводить с учетом рецеп-торной чувствительности животных либо характеристики молоковыводящей системы (по показателю тугодойности). Наиболее эффективным способом воздействия на механорецепторы является вибровозбуждение. Режим стимуляции вибровозбуждением определяется динамическим диапазоном рецептора и не должен превышать пороговую чувствительность в 2... 3 раза. Стимуляция проводится на частотах биомеханического резонанса -1ОО..12ОГц (четкая выраженность на 102,5Гц) или кратных с допустимым временем непрерывного вибровозбуждения не более 5с. Длительная стимуляция требует прерывистого режима вибрации.

Вторая глава - «Концептуальные основы конструирования и работы доильных аппаратов» - посвящена рассмотрению рефлекторного акта молокоотдачи у животного с точки зрения эффективного «срабатывания» рефлекторного кольца и разработки основ конструирования аппаратов блочно-модульной конструкции.

Архитектуру рефлекторного акта молокоотдачи (по П. К.Анохину) можно представить в виде схемы, изображенной на рис.1. При нормальном доении животного (возбужденном рефлексе молокоотдачи и без торможения) рефлекторная регуляция молокоотдачи начинается с раздражения соответствующих рецепторов обладающих возбудимостью к строго определенным раздражителям. Возбуждение М2 по афферентным нервам молочной железы передается в ЦБР центральной нервной системы. Для возникновения условного рефлекса необходимо не только наличие самого раздражения Е2, но и возникновение ситуации, когда в коре головного мозга одновременно возникают два очага возбуждения (в ЦУР-М1 и в ЦБР-М2) с образованием временной связи между центрами. Когда в нервные центры поступает информация без отклонения, центральная нервная система (ЦНС) регулирует выделительную секреторную деятельность молочной железы и связанных с ней систем, проявляющиеся в ответной реакции организма (ОР) - рефлекса молокоотдачи.

Процесс молокоотдачи ПРИ нормальном доении животного определяется следующими характеристиками: Е(+Е1—* И—» <} — 1а ситуация, т.е. оптимальная молокоотдача р (соответствующая продуктивности данной породы животного при

строгом соблюдении правил машинного доеши) будет соответствовать возбужденному рефлексу (молокоотдачи перед доением) и отсутствию торможения в процессе доения.

входное

воздействие 1

входное воздействие?.

Ег+

цнс

ЦЫР

~ж-

__I

р

молочная железа

альвеолярный отпел

цистернальный отдел

ы2

ЦБР

И+

?тгъ

ияь

и-

1 путь

гормональное

ервное^-ввио Г*"

ii

Оимк О Оиш

Рис.1 - Архитектура рефлекторного акта молокоотдачи:

Ек Ез- оптимальное значение входного воздействия на рецептор;

ЕЛ Е2+и ЕГ, Е2" - отклонения от оптимального значения Е^(соответственно) под

влиянием различных факторов;

Р„ - индифферентный рецептор функциональной системы, приспособленный к соответствующим раздражителям и участвующий в формировании условного рефлекса молокоотдачи (обоняния, осязания, слуховые и т.д.);

Ры* - рецептор молочной железы, приспособленный к раздражителям, формирующий безусловный рефлекс молокоотдачи (тактильный, оаро-, вибро- и т.д.); ЦНС - центральная нервная система; ЦУР - центр условных рефлексов; ЦБР -центр безусловных рефлексов;

В1З2- возбуждение, передаваемое рецептором под действием оптимального входного воздействия Еь Ег;

В1 ,Вг+- возбуждение и ВГ,В2"- торможение передаваемые рецепторами под действием входного воздействия Е|+и Е2+, ЕГи Е2' соответственно; И - информация, передаваемая из ЦНС к молочной железе; И*, И" - отклонение информации от значения И;

(3 - молокоотдача конечный полезный результат при оптимальном входном воздействии Е) и Ё2; (¿икс. молокоотдача, при входном воздействии Е] и Е2 ,ЕГ и Е2" соответственно.

При доении длительное и точное поддержание основных величин, «регулирующих» молокоотдачу на фиксируемом оптимальном уровне (E1+E2), реально не имеет место, хотя на практике наблюдаются случаи, когда сочетание раздражителей вызывает оптималыгую стимуляцию функциональной деятельности и высокие показатели продуктивности животных подтверждают наличие подобной ситуации.

При доении торможение рефлекса молокоотдачи может быть вызвано следующими факторами:

1-фактор: нарушение выработанного стереотипа доения (условного рефлекса); -

наличие ЕГ

2-фактор: не возбуждение рефлекса молокоотдачи (в основном отсутствие или слабый массаж перед доением) - наличие Ег";

3-фактор: нанесение неадекватного раздражения на рецепторы (сосковой резиной) - наличие Е2*.При слабом торможении затрагиваются лишь условнорефлек-ториые компоненты молокоотдачи т.е. наблюдается Е( (1-фактор); среднем торможении затрагиваются условнорефлекторные и частично безусловные компоненты молокоотдачи т.е. наблюдается Е{ и частично Е2( 1-фактор + (2-фактор или 3-фактор)); сильном торможении охватываются полностью условно - и без-условнорефлекторные компоненты молокоотдачи т.е. наблюдается Е(1- и Е2 (1-фактор + 2-фактор +3 -фактор).

Наличие торможения сказывается на полноте выдаивания (происходит снижение), что говорит о «прерывистом» характере обратной связи рефлекторного кольца и имеет место в случаях слабого и среднего торможения. При сильном торможении рефлекса дополнительно к полноте выдаивания добавляется нарушение секреции, что говорит о «разрыве» рефлекторного кольца.

Из всех перечисленных факторов, наибольший вклад в нарушение процесса молокоотдачи оказывает второй, при наличии его в 1-ой фазе рефлекса, а максимальное отклонение от конечного полезного результата системы (эффективной молокоотдачи) наблюдается при срабатывании рефлекторного кольца по схеме: Е("+Е2"—♦ М|" +М2" -» И" -* Рим при обязательном 2-м факторе - 2а ситуация. Низкие показатели продуктивности животных в отечественной практике машинного доетм, подтверждают её наличие.

Возможны случаи, когда раздражешм, наносимые на РИ и РМЖ, имеют значения Е]+, Е2+ (второй вариант величины Е), приводящие к дополнительному возбуждению (М1+, М2+) отделов ЦНС, прежде всего ЦУР, ЦБР. В этом случае речь идет о повышении степени возбудимости лактационного центра. Наличие положительной реакции на дополнительное возбуждение рецептора возможно в случаях, когда наносимые раздражения не просто не выпадают за пределы пороговых значений, а имеют величины, соответствующие наилучшему результату. В литературе эту ситуацию часто определяют как «сверхоптимальную» стимуляцию функциональной деятельности, когда задействовано множество других раздражителей (органы чувств и др.) из которых животное «выделяет» специфические. Так, например, возбуждая рефлекс молокоотдачи, можно воздействовать на виброрецептор молочной железы на частоте 102,5 Гц(в режиме его автоколебания), что приведет к повышению степени возбудимости. Использование принципов супероптималыюй стимуляции, является одним из принципов повышения эффективности молокоот-дачи. Кроме, того, наличие хотя бы одного из Е1+, Е2+ может существенно повлиять на конечный результат системы при подаче на вход (на Ри и Рмж) вариантов: Е1++ Е2" или Е1"+ Е2+. Очевидно, что случай срабатывания рефлекторного кольца по схеме: е! +е2 -> м, +м2 ->и -> при обязательном отсутствии торможения рефлекса в 1-ой фазе является идеальным - 3я ситуация.

Следовательно, исходя из архитектуры акта молокоотдачи для возникновения третьей ситуации необходимо поддержание возбужденным рефлекса молокоотдачи, стереотипа доения и адекватногораздражения нарецепторы, для это-

го первые 2° составляющие будем обеспечивать технологическими мерами, Зы -конструкцией исполнительного механизма ирежимами его работы.

Существующие тенденции в конструировании доильных аппаратов заставляют обратиться к областям знания, где наработан положительный опыт выхода га подобных ситуаций. В частности, в области информационных технологий и средств вычислительной техники используется принцип Открытых Систем (ОС). Этот принцип реализуют в последних разработках фирмы, не связанные напрямую с информационным рынком - автомобильные, авиационные, космические и военной техники.

ОС состоит из компоне1ггов, представляющих собой конструктивно законченный модуль взаимодействующих друг с другом через стандартные интерфейсы, и имеет следующий набор характеристик: мобильность (переносимость);расши-ряелюсть/масштабируемость; интероперабельность/совместимость', дружественность к пользователю, в т.ч. - легкая управляемость. Эти свойства, взятые по отдельности, присущи любой системе, однако, для ОС должны рассматриваться в совокупности, как взаимосвязанные, и реализовываться в комплексе. Именно поэтому, существующую сегодня архитектуру доильного аппарата нельзя определить как полностью открытую.

Архитектурно доильная машина как ОС, может быть представлена в виде компонент, входящих и составляющих либо базовый, либо вариативный состав аппарата. Базовый состав определяет минимальную комплектацию аппарата (стакан, коллектор, пульсатор, либо пульсоколлектор, молокосборник и др.), необходимую для выполнения задачи (рис.2). Вариативный состав - блоки, расширяющие функции и возможности машины как системы (дополнительные комплекты доильных стаканов, весовой компенсатор и др.). Логические отношения между компонентами ОС, базовым и вариативным составами представлены на рис.3, где АпВ, А е. и, Ве и. Вариативный состав аппарата комплектуется из функциональных и «воз-можностных» компонент (устройств). Функциональные компоненты вариативного

П

состава представляют собой модификации базовых компонент, масштабируемых в количе-ствешюм и качественном отношении. Воз-можностные компоненты вариативного состава- компоненты, реализующие задачи, не предусмотренные изна-

4 • молокосборннк ИЗ вбзмо^йЖх^овшонент чально функциями ап-

5 - стыковочные узлы гт™]- область "возможностных" парата и не являющие-

ся модификациями базового состава (допол-зового состава (дополнительные устройства).

Принцип ОС предполагает различные аппаратные платформы (от характера и сложности задач). В этом качестве выступает наиболее значимый компонет или их группа, входящий в базовый состав, он определяет дальнейшую архитектуру системы. В нашем случае - пулъсокаллектор, поскольку он определяет режим работы машины. Таких платформ три (непрерывного отсоса, двухтактный и трехтактный) и дальнейшее проектирование аппарата проводится на ее основании. Многообразие доилыю-молочного оборудования предполагает выделение платформ в различные классы - аппаратов, установок и т.д. Платформы в классе установки строятся аналогично платформам класса аппаратов.

Находящиеся в эксплуатации аппараты представляют собой во многом гетерогенную систему, поскольку хозяйства зачастую комплектуют доильные машины функциональными компонентами, не обеспечивающими в новом составе основные требовашы, предъявляемые к аппаратам - функциональность и безопасность. Учитывая, что любая система когда-либо потребует модернизации, это должно происходить с минимальными материальными потерями. Эффективность реализации свойств ОС при конструировании возможна в случае блочно-модульного проекти-ровахшя узлов и деталей (использование CAD/CAM/CAE-систем) и ориентации на максимальное использование стандартов ISO. Открытая архитектура требует различных групп стандартов при проектировании компонент системы (доильной техники) разного класса и в этой связи целесообразна выработка единой модели -эталонной, узловым компонентом в которой будет выступать платформа, определяющая функциональный стандарт на модель в целом. Модернизация модели будет происходить в зависимости от класса системы. Разделение систем на классы определяет иерархию профильных стандартов (модель более высокого класса установки должна «вырастать» как расширение модели более низкого - аппараты).

Сегодня разумнее всего была бы постановка задачи - постепенное преобразование систем, изначально или частично не соответствующих требованиям открытости, через унификацию технических требоваиий(спецификаций) к ним и гармонизацию стандартов, поскольку применение открытой архитектуры обеспечивает большие преимущества. Пошаговый путь развития аппаратов в направлении преобразования их к требованиям «открытости» предполагает определение возможного варианта базовой комплектации доильной машины, исходя из его технико-технологических характеристик (эксплуатируемых сегодня в отечественном животноводстве) и соответствия стандартам ISO 5707 по основным характеристикам. Поскольку пульсоколлектор/пульсатор выступает в качестве базовой платформы аппарата, были проведены испытания системы пульсаций (характер изменения вакуумметрического давления в камерах стаканов аппаратов:АДУ-1М, Нур-лат, SAC, Alfa Laval agri, Импульс М-59) прибором PT-IV.

Полученные и расчетные датше приведены в табл.1, а на рис.4 -диаграмма изменения вакуумметрического давления в межстенных камерах доильных стаканов (кривая 1, кривая 2) двухтактного двухрежимиого аппарата попарного доения Alfa Laval agri. Пунктирной линией обозначено среднее давление в подсосковых камерах доильных стаканов Рп. Для наглядности, кривая 2 приподнята по оси ординат (т.е. значения завышены на 1 ОкПа). Анализ параметров системы пульсаций по ISO показал удовлетворительные результаты, кроме аппаратов «АДУ-1М» и

«Нурлат» во 2Ш режиме.

_1. Показатели испытания системы пульсации

показатель Значения показателя для аппаратов

АДУ-1М Нурлат » режиме SAC Alfa Laval agri в режиме Импульс М-59

t 2 i i

Вакуум в системе, кПа 49 50 50 40 49 49 49

Частота пульсаций, пул/мин 73,3 50,5 34,7 50,2 59,5 44,9 56

параметр nonv гченные значения параметров для аппаратов

tu, с 0,81 1,1» 1,01 1,34 1,05

te. С 6,5 0,75 1,08 0,73 0,63" 0,86 0.56

t~.c 0,31 0,44 0,64 0,46 0,34 0,46 6,5

til, с 0,07 0,1 0,08 0,19 0,25 0,15

til, с 0 "0,2 V 0,06 0,16 0,22 0,11

h,i,KlIa 1 3 2 4 2 3 2

hu.KlIa 0 2 3 0 2 3 2

Ico, с 0,19 0,26 0,4 o,ló 0,2 0,25 0,23

Vе 0,17 " 0.22 fe 0,17 0,16 0,15

Кк11а 45 "37 27 39 47 33 52

Ип Klla 40 45 30 37 42 28 45

A (4=to/W) 1,62 1,70 1,69 1,59 1,85 1,87 1,22

А (¿ИЛ) 1,12 1,17 1,25 0,80 1,17 ""1,56"" 1,20

к, 0,21 0,16 0,17 0,13 " 0,11 0,25

Kj 0,15 0,13 0,11 010 ' 0,09 0,19

' К, (Kb=h/tu-lóÓ»/o¿3ÚV.) 395 42,9 41,« 46,2 44.05 48,9 35.2

Kd(Kd=d/tu-100%¿15%) 1¿ 16,8 16.3 Hi 154 29'5

d 150мс) 0,13 0,2 0,72 a,is 0,45 0,66 0,37

М-Длительности фазы чистого сосания и сжатия соотвстств.; сти такта сосания и перехода от такта сосания к такту сжатия со t,4-oTHocM гельные длительно-этветств., остальные см. рис.5

is.

i" - г <• )• i : í

X.» *.» ».» ** «,í

Рис.4-Кривые изменения вакуумметрического давления в аппарате Alfa Laval agri в: а)-режиме-основном; б)-2ш - щадящем: 1,2-кривые изменения вакуумметрического давления в межстенных камерах доильных стаканов(попарно); tc-время чистого такта сосания, t«- время такта сжатия, t„- время цикла, ti -время переходного процесса от такта сосания к такту сжатия, t2- время переходного процесса от такта сжатия к такту сосания, tu,tu и t2i,t22- время ступенчатых деформаций сосковой резины в такт сосания (попарно), huJiu и h2i,h22 - колебания вакуумметрического давления в межстенных камерах во время ступенчатых деформаций сосковой резины в такт сосания (попарно); Sc,Si,S2-интегральные значения кривых изменения вакуума (площади) соответствующие такту сосания te, и переходам ti,t2.

Улучшение технологических параметров аппаратов и повышение интенсивности молоковыведения возможно за счет увеличения времени перехода от тактов сосания к сжатию. Анализ показывает, что наибольшую производительность молоко-выведения имеют аппараты, в которых время перехода от сосания к сжатию увеличено относительно времени перехода от сжатия к сосанию и это соотношение составляет 2:1, т.е. ti:t2=Sl: S2=2:l, 4,=t]/t2->2 и « ч и с С этой позиции нами были вычислены и проанализированы такие параметры работы аппарата, как 8„ а по интегральным значениям кривых изменения вакуумметрического давления (Sc,Sj,S2), соответствующих такту сосания tc, и переходам ti;t2 (рис.4) определены относительные значения интегральных величин: Ki=Si/S, K2=S2/S, где S=Sc+Si+S2. Очевидно, что при уменьшении значения коэффициента K (при постоянном значении tj) кривая 1 принимает все более желательный угол наклона (идеальное Kj=0,08). Alfa Laval agri продемонстрировал наилучшие показатели (<$,=1,56

шах—>2; Ki= 0,11- min->0,08) и соответствует ISO. Исходя из технико-технологических характеристик испытанных аппаратов, рациональности конструкции, учета возможной эксплуатации в двухрежимном варианте и расширения функций (за счет вариативного состава), Alfa Laval agri выбран в качестве основы для базовой комплектации доильной машины открытой архитектуры.

Анализ практического материала и наши исследования показали, что желательная комплектация доильного аппарата в его вариативной части может быть представлена функционально-«возможностными» компонентами: комплектами стаканов (стимулирующего действия и/или учитывающих индивидуальные признаки животного и др.) и сосковой резины (3 типоразмера, либо их другими конструкциями, учитывающими индивидуальные признаки животного и др.); комплектом сменных коллекторов (с различным объемом приемной камеры, рассчитанной на продуктивность животных до Зтыс. кг в год, до 5тыс. кг, до и свыше 10тыс. кг) и сменных жиклеров коллектора (обеспечение максимального подсоса воздуха от продуктивности животного или технологической группы); дополнительными регулируемым пульсатором (в случае однорежимной конструкции) и регулятором вакуума (для поддержания перепада в межстенном пространстве доильного стакана и др.), а также «возможностными» компонентами: другими дополнительными устройствами (дополнительные грузы и др.), расширяющими спектр адаптационных свойств аппарата и технологиями (доения и способами стимуляции).

Третья глава - «Воздействие исполнительных механизмов на молочную железу (сосок животного)» - посвящена оценке морфологических особенностей мо-локовыводящей системы животного в современном стаде, рассмотрению воздействия доильных стаканов на молочную железу и разработке математических моделей, позволяющих теоретически исследовать влияние исполнительных механизмов на молоковыводящую систему коровы для обоснования дальнейшего развития конструкций, повышающих адаптационные свойства аппарата.

В работах, опубликованных в последнее время, прослеживается тенденция ухудшения приспособленности стада к машинному доению. Собственные исследования, проведенные в рядовых хозяйствах Оренбургской области, подтверждают это: пороки вымени (ступеньки) встречаются у 71,3% коров, имеют козье вымя 21,3% голов. Обработка результатов исследования выявила зависимости KoirrypoB

вымени коровы в продольно-вертикальном сечении. Средний вариант поверхности вымени исследуемого стада:

/(*) =-12,3 + 0,05*-0,04*2-5,2-10"3*3 при -195*50; /(*) = -12,3+ 0,12*+0,015*1 +6,7-10й л:1 при 0<*519,

где х, /(х) - координаты по горизонтали и вертикали соответственно, см.

ТТттеГ 1П П ТГ'1 Г Т ГI ' П Т<Т '[I Г( 1Г-Т Ли 1Т-Г п гг\Т| ч т т-г

/(*) = -15,5-0,08*-0,Об*5 -4,7- 10~3*3 при -205*50;

/(*) = -15,5 + 0,03* + 0.035*1 + 5,8 • 10"5 *' при 0<*520;

С ваннообразной: /(*) = -17 + 0,31* - 0,03*: - 2,54 • 10"3 *' при - 215 * 5 0;

/(*) = -17 + 0,19*+ 0,025*' +6-10"5*1 при 0<*522.

Усредненная классическая форма вымени, наиболее пригодная для доения:

/(*) = -17-0Д2*-0,055*а -5-Ю"3*3 при-20 5*50;

У (дг) = —17 + 0,001*+0,032* ' + 9,7 • 10"4 *3 при 0<*520.

При этом средние абсолютные отклонения значений функций от классической равны: А\=4,301см; 4г=1>330см; 4}=3,625см, что свидетельствует о значительном отклонении от нормы. Отчетливо прослеживается преобладание ступенчатого дна вымени (среди коров с чашевидной и ваннообразной формой). Поскольку быстро улучшить породу коров невозможно, то разработчики и изготовители доильной техники должны исходить именно из этой ситуации и ориентироваться на реальных животных, что подтверждает необходимость расширения вариативного состава аппарата, их снабжение специальными конструкциями, позволяющими доить животных с пороками вымени.

Сосковая резина важнейшая деталь, непосредственно контактирующая с соском, технические показатели которой определяют не только эффективную эксплуатацию аппарата, но продуктивность и здоровье животного. В процессе доения резина не полностью выполняет свои функции, а зачастую является главным «виновником» функциональных, морфологических и патологических изменений глад-комышечных структур молоковыводящего аппарата животного. Очевидно, что последствия, вызванные машинно-порожденными ухудшениями кровообращения в сосковой ткани, могут быть ликвидированы и значительно уменьшены за счет уменьшения диаметра, изменения характера сжатия резины, снижения уровня пульсации или ликвидации «холостого» доения. В качестве оценки влияния доильного аппарата на сосковую ткань коровы можно использовать такую биологическую характеристику животного, как время восстановления геометрических размеров соска, сравнивая его с временем восстановления после его сосания теленком либо с восстановлением тканей после доения при 30 кПа).

Интенсивность молокоотдачи при машинном доении и состояние животного в значительной мере зависит от характера воздействия (давления) сосковой резины на сосок вымени. В свою очередь, величина давления зависит от перепада давления в межстенном и подсосковом пространстве доильного стакана, физико-механических свойств и конструктивных параметров резины и «мягко-сти»/жесткости самого соска.

Нами были проведены расчеты распределения сил в упругих биологических тканях под действием давления, подчиняющегося гармоническому закону. Представим сосок коровы как цилиндрическое тело, отнесенное к прямоугольной сис-

теме координат (рис.5). Пусть тело будет однородным и к любой точке М(ху), расположенной на поверхности соска, приложена сила, изменяющаяся по гармоническому закону: Р(ху) = Асоз (а>1 + <р),

где/4-амплигуда силы (максимальное отклонение Р(х„) от нулевого положения в направлении оси ОХ), т - круговая частота, <о = 2я/Г, и время, <р - начальная фаза.

Сила Р( зсу) вызовет в среде колебательный процесс, амплитуда которого

убывает по экспоненте в зависимости от расстояния от точки приложения. Тогда

для любой «внутренней» точки- К(х) компонента вектора по оси ОХ\

Рк(х)~ «Г«'х-^Асов(т О - ) + <р),

V

где V {V - у]Е/р )-скорость распространения волнового процесса;а -коэффициент затухания, Е-модуль упругости, р-плотность материала, -координата точки М(х9) приложения силы, х-координата расчетной точки К(х).

Коэффициент затухания колебательного процесса можно найти из условия равновесия сил в системе, состоящей из N «внутренних» точек /^(хО^хг), ...Кц(хц),

Рис.5-Сосок в системе для которых справедливо равенство сил для любого/: координат

У ' . _ .

УА-е'а^Асо8(0О-^—^) + <р) = Асо5(о)1 + <р) (1)

ы V

/ \

1п

Из (1): а = -

Поскольку колебания распространяются во всех направлешмх, то для / сил, приложенных к поверхности тела в произвольных точках В^Ж] д)> ВЖхгуг^г), • •■> Вм(хн,ун, гц), значения компонент равны:

=/41х«М(Й>,х* + ?>1хЛ РХу=АХусоз(о)Ху1 + <рХу), РХг = Л1гс<м(а>12Г+р,,;

Р2х = А2хсо5({02х1 + 92х). ?2у =А2уС0х(с02у1 + <Р2у). Ъг = А2г СО*(со21* + 9 2г)

Рь=Аьсо5(сои1+<рь) Рь =А1усо$(ы1^ + <р1у), Р1г=Аисо*(со11и-<р1г)

Каждая из них будет вызывать в среде колебательный процесс. Тогда для системы N «внутренних» точек А/^х^угО, М^хгУг^г)-,---,Мыгщ) для компонент векторов по ОХ, ОУ, 02 получим условия равновесия сил:

/=1 у=1 у

I

= '£Арсо5(ар1+<рр)

соз(а) 1 + <р) _

, „ I * - Ху I,

соз(<о(1---—) + <р)

Использовав (2), можно найти соответствующие коэффициенты затухания аж,а/1агдля любого момента времени 1 При найденных значениях а„,ау,а1 по (2) построить распределение сил в среде, т.е. найти их значения в точках М1(х,,у1,г1'),М1(х1,у1,22).....в любом интервале времени. Зависимости (1)-(2) позволяют определять не только распределение сил, но и исследовать изменение усилий, исходя из формы тела и точек их приложения. Для задач распределения сил в анизотропной среде (например, сосковая трубка-сосок), возможно представление тела, в нашем случае цилиндрического, как совокупность вложенных друг в друга цилиндрических областей. Каждая из них, имеет свои коэффициенты затухания при распространении волновых возмущений а^Ха^Хсх,^), ofo.it), ОугСО. ••• о*т(0> вуп^Х Огя(0 Для учёта изменения коэффициентов затухания по областям, можно для этих областей рассматривать различный характер экспоненциального затухания с одними и теми же Для учета различного экспоненциального затухания по областям необходимо задать радиусы цилиндрических подобластей при этом Г1<Г2<Гз<>...<гт.\<гя. Так, для областей: -'хО^в-Х^ЧУ-Ц,РЧ'-^)2

I4

_ г*з ~е

+ ф ® ^ * ^ Р

:Ря*е

(3)

Здесь - это компонанта вектора по оси ОХ, передающая воздействие от точки (х/, У/, на точку (х,у,г) от компоненты вектора по той же оси от внешнего ^ воздействия и т.д. Методика расчета прежняя, как и для однородной среды.

По этой методике, реализованной в программном комплексе «Цилиндр»-язык СИ++, был проведен расчет распределения сил и деформации сосковой резины (при различных модулях упругости) за цикл пульсации (в динамике) при конкретных величинах приложенной силы. Расчет получен при значениях: высота расчетной области- Ь=8,10"2м (длина соска); модулей упругости соска- 106Паи резины- число точек приложения сил-18, точек в пространстве ОХ^-640; общее число точек в модели-12160. Результаты расчета представлены в виде диаграмм и таблиц значений в различных областях контакта резины с соском

(рис.6,7). Методика позволяет рассчитывать любую точку области с различными свойствами, задавать нагрузку в любой точке пространства и учитывать дополнительные нагрузки в виде сосредоточенных сил и оценить результат с критическим

значением- 7,2кПа либо физиологически допустимым- 3,2Н.

Рис.б-Максимальнов значение сил, воздействующих на сосок за цикл пульсации (для резины с Е=10 Па) в областях: у основания-«0<у<11/3»; в середине-«11/3<у<211/3»; у кончика -«2ъ/3<у<ь».

Рис.7-Максималыюе значение деформации резины (Е=10 Па) за цикл пульсации в областях: у основания сосКа-«(Ку<11/3>>; в середине-«Н/3<у<2Ь/3»; у кончика-<<211/3<у<Ь>.

Устранение недостатков аппаратов, улучшение их эксплуатационных характеристик конструкторско-технологическими способами не всегда оптимально по эффективности и затратам ресурсов, поскольку они не всегда учитывают требования, обусловленные физиологией выведения молока. Этим объясняется обращение к методам разработки конструкций доильных механизмов и совершенствования их функциональных характеристик с прогностическим потенциалом. Нами был применен факторный анализ при разработке регулятора для доильного аппарата, поддерживающего определенный перепад вакуумметрического давления в межстенном пространстве доильного стакана. Основу исследований составила информация о выведении молока при наползании доильного стакана во время доения. Для фор-

мирования связанных параметров и расширения матрицы исследования были построены регрессионные зависимости: «прогиб-перепад», «скорость выведения молока-прогиб», «наползание-прогиб», представленные в табл.2. Кроме того, были учтены: интенсивность молокоотдачи (по 3-ём технологическим группам коров в аналитической форме), диаметр и длина соска, натяжение сосковой резины (в параметрическом в виде). Для реализации факторного анализа был выбран метод главных компонент, выявивший объединение параметров в факторы, интерпретацию которых проводили методом Кайзера (метод «варимакс»). Дополнительную оценку вариантов проводили регрессионным анализом по коэффициенту детерминации (близок к «1»), средним абсолютным и средним ошибкам в процентах (не превышают 1,1 и 9,5% соответственно- не выходят за допустимый при моделировании предел).

Анализ моделей показал, что кроме значимого параметра наползания (вклад 0,975) на перепад вакуумметрического давления влияют параметры, имеющие ненулевые вклады: натяжение, диаметр соска и скорость выведения молока при вакууме смыкания 9,3 кПа. При вакууме смыкания 12кПа аналогичным параметром оказалось натяжение. _2. Некоторые значения матрицы исследования _

Зависимость

вакуум смыкания, кПа

натяжение сосковой резины. Н

Аналитический вид полученных зависимостей

р= 4,21 + 0,1991 АИМ

9,81

прогиба сосковой резины (р) от перепада вакуумметрического давления (Лкм) в межстенном пространстве доильного стакана

9,3

29,43 58,86

88,29

р= 2,417 + 0,3026А/»„ р= 2,113 +0,3415А/»1

9,81

р=-2,161 +0,513 4AhM

12

29,43

р= 2,953 + 0.2674A/i„

58J6

р= 1,188 + 0,3634Aft.

88,29

р= 0,8173 + 0.3902Aft„

р= -2,472 + 0.4955А/)^

скорости выведения молока (У) от прогиба сосковой резины (р) наползания стакана (Л) от прогиба сосковой резины (р)_

при всех вакуумах смыкания и натяжениях сосковой резины

V— 2,8289 - 0,034624р

N= 22.9+2J 81 »-0,06196pi 0,0005832р5_

Полученные регрессионные модели имеют вид: ух=-459,51 +565,988*7-231,052*27+31 Д878*37 +19,639-1,0351*9 +0,82018-10 V9+ 40,168335-Ю4 *39+7,1925-0,27182*]Г1,9215+0,01778*,3+0,345323-Ю3*213 + +0,15691910s ^п, (4)

у2=\9,906-0,8243*,о + 0,665614-Ю3 х2ю-2,202+0,04429*13+0,10729-103 *213, (5)

Кроме того, модели были сформированы по одному значимому параметру -«наползанию» доильного стакана при различных значениях вакуума смыкания: _у,'= 17,4927-0,6578*'9, (6)

>-2*= 19,0832 - 0,7931-*,о+0,511959-Ю2 ^ю+0,375532-Ю4 *3ю, (7)

где у|иД уъну'г - рассчитываемые перепады вакуумметрического давления при вакуумах смыкания 9,3 и 12 кПа соответственно; *7- скорость выведения молока при вакууме смыкания 9,3 кПа; *9.*ю -значения наползания доильного стакана при вакуумах смыкания 9,3 и 12 кПа соответственно; *ц -.диаметр соска коровы; *1з - натяжение сосковой резины.

Разница значений, полученная при расчетах по (4X5) и (6)-(7), незначигель-

на-2 кПа, поэтому перепад можно принимать, исходя из одного параметра - «на-ползания», т.е. конкретного зафиксированного значения. Перепад вакуумметриче-ского давления (его численное выражение) рассчитывают для коровы (или группы) по формулам (6)-(7) подстановкой значения наползания стакана (в мм), а при необходимости и других параметров по (4>(5). При этом его величина должна ограничиваться значением в О,5..О,75 от номинального вакуума. Поскольку в практике доения величина наползания изменяется в достаточно широких пределах, целесообразно применять регулятор с изменяемым перепадом вакуумметрического давления в межстенном пространстве стакана для повышения адаптационных свойств аппарата к конкретному животному.

Четвертая глава - «Некоторые технико-технологические решения, повышающие адаптационные свойства доильных аппаратов» - посвящена разработанным конструкциям.

Комплектация аппарата с набором сменных доильных стаканов позволила существенно повысить его адаптационные свойства за счет расширения спектра необходимых характеристик, предъявляемых к исполнительному механизму по морфологическим, типологическим и функционально-физиологическим признакам. Были разработаны стаканы: стимулирующего действия, препятствующие «наполза-нию» и охватывающие сосок при различном его диаметре.

Доильный стакан стимулирующего действия. Предложена конструкция устройства для стимуляции периферийной зоны сосков животных при машинном доении механическим воздействием на частотах биомеханического резонанса (рис.8). Работа основана на эффекте виброколебания сердечника электромагнита 5 под действием электромагнитного поля, создаваемого обмоткой электромагнита 3. Модуляция сигнала проводится блоком управления (не показан) на режиме: верхний предел частоты 120Гц (или кратный), величиной давления не более 2-Зг/мм2 и временем непрерывного воздействия не более 5с. Принцип рационального проектирования доильных аппаратов (открытой архитектуры) заставил пересмотреть конструкцию стакана с точки зрения конструирования его на блочно-модульной основе. Поэтому устройство стимуляции выполнили в виде насадки на стандартный стакан (рис.9). В насадке кольцо, осуществляет виб-

ростимуляцгао (аналог сердечника электромагнита 5, см. рис.8)э втулка 2 играет роль катушки (аналог электромагнита 3).

Доильный стакан с плотным обхватом соска при различном его диаметре (рис.10). Продольные гофры за счет легкой подвижности «приспосабливаются» к различному диаметру сосков. Внутренняя часть соскового чулка между гофрами рассчитана на минимальный диаметр соска и имеет выступы для массажа Конструктивные размеры определяли по оригинальной методике. При расчете воздействия резины на сосок предполагали, что часть соскового чулка, расположенная между гофрами, представляет прямоугольную балку на упругом основании, а гофры выполняют роль амортизаторов, максимальный прогиб балки под действием распределенной нагрузки находится по краям амортизатора. Поперечные деформации

сосковой

и соска

IV = — ' С

ВС,

1Гс'

р+Сс+88хСр1 8С„

-Ьрй,

(

8

)

(9)

.. ис. 10-Доильный стакан в разрезе

Ср+Сс+8БхСрСс

где Ср, С - объемные коэффициенты жесткости сосковой резины и соска соответственно, кг/м3;4р-разность атмосферного и вакуумметрического давления (распределенная нагрузка), Па; 5 -площадь, на которую приложено давление, м2, 5 =(Ь+2а)!, где /-длина гофры, м; я-ширина амортиза-оответственно, м ; Ъ -ширина части соскового чулка между гофрами, м; 5\-ь контакта сосковой резины с соском, м2; 5, =Ы\ Я-модуль продольной упругости, Н/м2;/о-расстояние между радиусами амортизатора, м; г-радиус амор-• <5> -т

РисП-Видсосковогочулкавразрезе

тизатора,м; "р -толщинаамортизатора,м; п -количество слоев (гофр);£ -податливость амортизатора (смещение под единич нойсилой), м/кг,

1 Л .2 , 1_2_, , ______2 . 3 з 1__2

8 =

Е-

18

Т(4*га'

+ —г-2

я-/о - /о аг + паг'

+ -пяг' 8

--яга +

12

(40)

1 "51 ч у ч | 2 3 1 1 2

+ -хП0;+-глл-а+—П0+~к<> + ё*г ~Чга ~

4 4 12 2 3 8 2

-\агг- \nxar1 - иг3 - ^ + |г3 - \к га10 + + ^ ),

Расчет по предложенной методике проводили для сосковой резины (марки 6а-1) с 2м" слоями амортизатора (рис.11 - поперечный разрез соскового чулка с 2м" слоями гофр), зависимости представлены на рис. 12.

Методика позволяет, меняя размеры гофр по (8)-(10),рассчитать конструк-

цию сосковой резины, работающей при значительном уменьшении величины Др (низковакуумном режиме). Доильный стакан прошёл производственные испытания в 1998г и показал результаты по сравнению с АДУ-1: увеличение средних величин суточного удоя на 11%, жирности молока без ручного додоя на 12,6%, уменьшение ручного додоя в 2 раза (Р<0,05).

це, середине и начале доения I

Доильный стакан (с дополнительным присоском) препятствующий «напол-занию». Решение выполнено простым способом, не требующим внесения изменения в конструкцию стакана: был введен дополнительный присосок концентрично основному, что позволяет зафиксировать ткани вымени, расположенные около соска. Конструкция разработана для двухкамерного и однокамерного стаканов. Работа дополнительного присоска основана на эффекте присасывания по периметру контактирующей части к вымени животного и одновременного срабатывания его, как амортизатора по торцу гофрированной части. Согласно блочно-модулыюму принципу, конструкция стакана с дополнительным присоском выполнена в виде сменной присоски-насадки, плотно надеваемой на гильзу стандартного стакана. Конструкция прошла испытания в 1999г., получено увеличение жирности молока на 5,4%, уменьшение величины ручного додоя на 27% и ручных операций на 19%.

В аппаратах стимуляция животного в процессе доения осуществляется в основном за счет элементов конструкций доильного стакана, либо «особых» режимов его работы. В работе исполнительного механизма следует четко разделять усилие, прикладываемое к соску для выведения молока (величина, необходимая для открытия сфинктера соска и принудительного истечения молока из цистерны соска) и усилие, прикладываемое на обеспечение стимулирующего действия доильного стакана. Патентный анализ конструкций исполнительных механизмов (стаканов, сосковых резин и др.) показывает, что элементы, осуществляющие стимуляцию, работают с теми же режимными параметрами, что и сосковая резина, т.е. усилие, прикладываемое к соску в процессе доения, на порядок и выше превышает пороговое значение давления на рецептор, необходимое для стимуляции. Следовательно, в конструкциях исполнительных механизмов, элементы, осуществляющие стимуляцию, должны работать в другом режимном диапазоне, чем сам доильный стакан. При использовании «рабочих» частот исполнительного механизма (=1Гц) для стимуляции животного (в преддоильной подготовке и в процессе доения), усилие на рецепторный аппарат животного должен быть строго до-

зировашшм.

Исследования Л.Г.Красноперовой и Л.А.Филипповой, посвященные изучению динамики изменения чувствительности рецепторного аппарата вымени животного в разные периоды лактации у коров различной стрессоустойчивости, показывают необходимость различного режима стимуляции. Построенные нами регрессионные модели по их экспериментальным значениям имеют вид:

172,512 + 10,45* + 0,6875л2, (И)

Кедя= 98,9625 + 60,15*-3,5625л?, (12)

где Ке^Де^ - реобаза для животных с высоким (ВСТР) и низким(НСТР) стрессо-устойчивымлшом соответственно (в Г неделю после отела), мВ; х-день после отела, х= 1,...7.

Л?*, = 67,809 +177,107т -12,845 т\ (13)

11емя= 88,166+224,393»» - 19,202/и2, (14)

где Яем, - реобаза для животных с ВСТР и НСТР типом_соответственно (на протяжении 6 мес. лактации, мВ; т - месяц лактации, т = 1....6.

Поскольку реобаза есть величина, определяющая возбудимость нервно-мышечного аппарата, то логично предположить, что зависимости (11)-( 14) динамики изменения электрокожной чувствительности рецепторного аппарата вымени характерны не только для данного вида раздражения, но и для других видов стимуляции, например, механической. Учитывая, что пороговое давление составляет (2...3)1О4Па и для животных с ВСТР типом пороговая величина меньше чем для НСТР, сохранив динамику изменения чувствительности рецепторного аппарата вымени (для ВСТР взяли максимальное -2-104Па, для НСТР-3-104Па), получили следующие зависимости динамики изменения механической чувствительности кож и Рс1ь= 1,2454 + 0,0685* + 0,0056дс2, > )

Рс!йн= 0,7436 + 0,4655* - 0,0206х\ (16)

где Рс1ы, Рс1й„ - предполагаемый порог механической чувствительности кожи вымени для животных с ВСТР иЛСТР типом соответственно в 1ую неделю после отела: х- день после отеля. * = 1 7

Р<1М.= 0,4829 +1,2589 т - 0,0911от\ (17)

/>^,=0,8036 + 1,9125 >я-0,1625т2, (18)

где Рс1м. Р<1мн - предполагаемый порог механической чувствительности кожи вымни животных с ВСТР и НСТР типом_соответственно на протяжении бмес. лактации, г/мм ; т - месяц лактации, т = 1....6.

По (15)-(18) получены значения предполагаемых величин кожной чувствительности рецепторного аппарата вымени животного на механическое раздражение в разные периоды лактации у коров различной стрессоустойчивости (табл.3). Эти результаты были использованы при стимуляции коров и разработке новых конструкций: для коров родильного отделения величину раздражения выбирают из таблицы от дня лактации, для остальных месяцев лактации величина может быть постоянной для каждого соответствующего месяца.

Одним из путей повышения качества доильных раздражений является прямое механическое воздействие на частотах биомеханического резонанса. Известные способы стимуляции, нашедшие практическое применение, не учитывают, что рецептор, являясь приемником, первичным анализатором и преобразователем «информации» в биологических системах имеет пределы (пороги) чувствительности. Для срабатывания рецептора как датчика поступающей информации важна не

только модальность, периодичность, сила и длительность сигнала, но и его соответствие собственным временным и частотным характеристикам рецептора.

3. Предполагаемый порог чувствительности на механическое

раздражение вымени, У коров, различного, типа стрессоустойчивости

Тип стрессоустойчи* ПОЛТИ Дни после отёла .....

......t í.......г i.....s i 4 i » i « i г

Предполагаемый порог, (Pd^-Pd^yxо'Па

всглв Ж- 132 1,40 1,50 1,61 1,73 1,85 2,0

НСТР: PddK• 1,18 1,61 1,98 2,29 2,53 2,72 3.0

Месяцы Лактации в среднем за в месяцев

i 1 i 1 i f 4 1 * 1 'i"

Предполагаемый порог, (Pd„„ ЛОЮ'Па

ВСТР: Pd- 1,73 2,63 | 3,44 4,06 4,50 4,75 3,51

НСТР: Раии' 2,55 3,97 1 5,07 5,85 630 6,42 5,02

Предлагаемый способ стимуляции заключается в массаже прерывистой наружной механической вибрацией в области основания сосков вымени на частотах биомеханического резонанса с верхним пределом 120 Гц или кратных, величиной давления на рецепторное поле не более (2...3)-104Па и временем непрерывного воздействия не более 5с. Экспериментальные исследования проводили устройством, предложенным ранее (рис.10) с использованием 2-х аппаратов Alfa Laval agri: 1ый в стандартный, 2—оснащался 4:мя насадками с блоком управления. Насадки настраивались на частоту ~102,5Гц, временем возбуждения - 5 с, покоя - 5с (1:1). Оценку аппаратов проводили по обобщенному коэффициенту. Подбирали коров по принципу аналогов и, кроме того, исходили из условия, чтобы животные имели одинаковые значения коэффициентов тугодойности либо близкие до 5%(табл 9). Выявлено, что экспериментальный аппарат (7С=1»31) более физиологичен, чем серийный аппарат (Л*о=0,63). Средние значения величин: латентного периода уменьшились на 3,7%, интенсивности молоковыведения увеличились на 13,9%, количество оставшегося молока уменьшилось на 52,6%, что свидетельствует об эффективности способа стимуляции.

Предложен способ доения, при котором время перехода от такта сосания к такту сжатия в доильном аппарате увеличено за счет уменьшения длительности такта сжатия до величины, не превышающей 2% от времени рабочего цикла Изменение длительности (увеличение) переходного процесса -1П от такта сосания к такту сжатия осуществляли за счет постепенной подачи атмосферного воздуха в межстенную камеру доильного стакана специальным устройством. Устройство настраивали так, чтобы время -1„ было увеличено за счет уменьшения длительности такта сжатия (чистого) до величины, не превышающей 2% от времени рабочего цикла. Время перехода от такта сжатия к такту сосания -2П и такта сосания остаются неизменными. Настройку устройства проводили на искусственном соске. С целью определения конструктивных размеров устройства проводили факторный и регрессионный анализ, выявивший зависимости длительности переходного процесса от такта сосания к такту сжатия от времени чистого такта сжатия и площади впускного отверстия для подачи воздуха в межстенную камеру стакана. Выявлено:

tu = 0,6149 - 0,0082 s -1,9628 ^ где t\n- время переходного процесса от такта сосания к такту сжатия, с; teMr время чистого такта сжатия, с; л-плошадь впускного отверстия для подачи воздуха, мм2.

Это позволило определить диаметр входного отверстия. Экспериментальные данные показали целесообразность использования способа доения с определенными временными параметрами.

Конструкции устройств доения животных с пороками вымени. Устранение проблемы (додаивание животных)!(наползание доильных стаканов) при доении животных с пороками вымени решают за счет увеличения массы подвесной части аппаратов. Для исследования процесса доения животных с пороками вымени был разработан муляж для анализа различных ситуаций. Моделирование ситуаций, возникающих при различном расположении аппарата относительно тела животного и различных пороках вымени, позволило уточнить зависимости между ступенчатостью вымени и скоростью выведения молока из передних и задних долей. Анализ полученных зависимостей (табл.4) дает основание утверждать, что независимо от продуктивности животного, эффективность процесса молоковыведения значительно изменяется из-за ступенчатости вымени и угла размещения доильного аппарата. Очевидно, что при а=90* неравномерность молокоотдачи передних долей вымени большая, чем при а=45* и, тем более при а=0.

Поскольку с физиологической точки зрения наиболее целесообразно распределение веса, при котором наибольшая часть его приходится на доильные стаканы, установленные на соски задней доли вымени животного (для коров со ступенчатым дном вымени), то выравнивание нагрузки проводили через пару дополнительных грузов сложной формы. Применение дополнительных грузов позволяет учитывать высоту «ступеньки» вымени (грузы могут размещаться попарно - рядом друг с другом, один за другим).

4. Зависимости молокоотдачи •

№ положение шлангов доильного аппарата относительно продольного фронта туловища коровы зависимость ДА)

о-90° {?„ =0,9211+2,1986ДА,

=0,4295+13159т3-0,5572т,2+0,6346ДА - 4,741 ДА2,

2 «-45° 0п = - 0,5584+2,0992 тт

& =0,7230+1,2361 т,,

3 о^О* т.е. шланги параллельны животному О, =0,5405+0,0282ДА,

Сз =0,6042+0,0244ДА

где -скорости выведения молока из любого переднего или заднего соска соответственно, кг/мин; тт т,- масса подвесной части доильного аппарата, приходящаяся на любой передний или задний сосок соответственно, кг, ДА-величина ступеньки дна вымени, м,(дпина шланга 1,5 м;

Для определения массы комплекта дополнительных грузов для различных аппаратов (исходя из массы его подвесной части) был проведен расчет. Рассматривали два случая: в первом - равномерное, хорошо развитое вымя с горизонтальным дном (высота Я=0). На сосках этого вымени весит аппарат массой в=3ш, где т -масса двух стаканов и она же масса коллектора (принято для упрощения расчетов). На каждую долю вымени приходится половина массы в, т.е., ттр, где т^р, т3ад - масса подвесной части аппарата, приходящаяся на переднюю и заднюю долю вымени соответственно. Во втором случае, аппарат подвешен на соски коровы с неравномерно развитым выменем (со ступенчатым дном). Ступенчатость дна вымени (Н - расстояние между передними и задними сосками по вертикали). Брали

Н=тах, при котором т„,р=2т, тза)=т. Замеры на муляже вымени показали, что межлу массой подвесной части аппарата, приходящейся на передние (или задние)

соски (ттр или т^ ивеличиной//имеется зависимость: у = А(1 — е^х).

Определено, что коэффициент А =т„,р=2т (определяется общей массой подвесной части аппарата - (табл.7). Т.е. й = тпер\1 -)= 2т^ -], (19)

где тмр - масса подвесной части аппарата, приходящейся на передние соски при различных Я, кг.

Коэффициент^: Ъ = -2т)-п^2т = -0,02.

Для конкретных аппаратов значения коэффициента А следующие:

в = - евН |, С = 3,04(1 - евН) для О равных 1,1 кг, 1,7 кг, 2,6 кг; 3,3 кг, 3,8 кг,

4,5 кг соответственно. Для аппарата с общей массой подвесной части 3,3 кг -б=2,2(1-е'0'02") значение коэффициента коррелятдти - г=0,. 9, что говорит о хорошей ' зависимости О от Я, определяемой формулой 6=2,2(1 - е "0>02").

Эксперименты в производственных условиях на ферме АО «Заря» Ташлин-ского района Оренбургской области на животных красной степной породы, имеющих ступенчатость вымени 2... 5 см, выявили зависимости: Д£? =0,0996+0,6805x1-0,2876 х2 -0,1265 х,2+ 0,5618 х22 + 0,0543 *13 (19)

где Д0 - разница величины молокоотдачи между передними и задними сосками, кг/мин; х1- ступенчатость вымени, м; х2 -масса дополнительных грузов, навешиваемых на задние соски, кг.

Чср= 1,3429+12,2170х, +0,0187 х2 -0,0428*3-2,4245 х4+№,9238 *,2+ 0,00004 х2 + 0,2566 хз+ 0,0360 х42 - 238,1113 ж,3 (20)

где qc - среднее значение молокоотдачи, кг/мин; х1 - ступенчатость вымени, см; х2 - угол, град.; х - длина шланга, м; х4 - масса дополнительных грузов, кг.

Зависимости (19)-(20) позволяют прогнозировать изменения выходных зна-от конструктивных параметров аппаратов (длины шланга, массы дополнительных грузов) и технологии доения (угла расположения шлангов аппарата относительно коровы) с учетом имеющегося порока вымени у животного. Сравнительные испытания (на ферме учхоза ОГАУ в 1999-2000г.г.) трех аппаратов АДУ-1, два из которых (2х и 3х тактные) были оснащены грузами показали, что аппараты с грузами выводят из вымени 96% молочного жира, а серийный аппарат АДУ-1 только 86%(Р<0,05).Машинное додаивание не проводили.

Регулировашге перепада вакуумметрического давления в межстенном пространстве доильного стакана. Разработанный регулятор вакуума может быть применен к любым аппаратам, не имеющим возможность регулирования перепада ва-куумметрического давления в межстенном пространстве доильного стакана. Регулятор вакуума устанавливается между пульсатором и межстенными камерами стаканов. Расчет конструктивных размеров регулятора проводился по стандартной методике, а его работоспособность на поддержание необходимого перепада ваку-умметрического давления проверялась на специально разработанном стенде. Ап-

парат с регулятором вакуума прошёл производственные испытания в 1998 г и выдоил 4,11% жира, а серийный АДУ-1-3,32% жира, показал увеличение средних величин суточного удоя на 14,8%, уменьшение ручного додоя почти в 3 раза (Р<0,05). Машинное додаивание не проводили. Согласно принципу рационального проектирования, была пересмотрена конструкция регулятора (рис.13): построение

его на блочно-модулыюй основе. Регулятор был собран из стандартных унифицированных узлов. При этом свойство взаимодействие выполнено полностью- регулятор подключается (вставляется) в рассечку шланга через переходные втулки и не требует технологических изменений других блоков.

Рис.13-Регулятор:1-клапан обратный регулируемый (ГОСТ 28595-77,исп.З. 5,=15), 2 кранГ 3-тройник, 4-колено, 5-труба Уг"

Пятая глава - «Способы оценки физиологичности доильной техники» - посвящена предлагаемым способам.

Будущее молочного животноводства во многом зависит от выбора соответствующего типа доильного оборудования. Широкое использование новой техники задерживается из-за трудностей испытаний и объективности оценки. При испытаниях сравнение проводят по отдельным показателям, характеризующим молоковы-водящую эффективность процесса (скорость доения, время доения, остаточное молоко и др.). Полная оценка работы системы МЖ базируется на биологических показателях, поскольку они определяют последствия и степень воздействия техники на дампирующий организм животного как функциональной системы «корова-аппарат».

Испытывая аппараты, исследователи используют методы и показатели, регистрирующие состояние отдельных функций организма, перенося его на весь организм. Корректность очевидна, поскольку уровень здоровья организма, с позиции теории функциональных систем П.К. Анохина, определяется как уровень развития и слаженности темперамента, психического, нейродинамического, энергетического и двигательного компонентов деятельности, организуемого корой головного мозга и направленного на оптимальное жизнеобеспечение организма в конкретных условиях. «Выход из строя» или «сбой» одного из компонентов деятельности организма приводит к рассогласованию работы всей системы в целом и проявится в специфической реакции, регистрируемой физиологическими и биохимическими показателями.

Следует учесть, что изменение или стандартное отклонение этого показателя у отдельного индивидуума меньше стандартного отклонения этого показателя у всей популяции, и среднее значение такого показателя у отдельного индивидуума может не совпадать со средним, вычисленным для всей популяции. Поэтому значение, лежащее в пределах нормы для популяции, может не быть нормальным для отдельного индивидуума; возможно и обратное. Исследуя влияние

техники на организм, мы должны исходить из норм для данного индивидуума, а не из норм, установленных для популяции, как делают обычно. Другая причина, заставляющая нас ориентироваться на индивидуальные нормы, состоит в разнородности элементов системы МЖ и определенного состояния элемента - «животное» в системе.

Применяемая на практике методика сравнительной оценки аппаратов на животных-аналогах далека от совершенства: требует комплектования технологических групп однояйцовыми близнецами и для получения статистически достоверного результата число таких пар достаточно велико, а содержать, кормить и обслуживать их необходимо в одинаковых условиях, что практически нереально.

Проверяя доильное оборудование на эффективность взаимодействия биотехнического звена «исполнительныймеханизм - молоковыводящая система вымени» действующие методики не учитывают характеристики молоковыводящего аппарата животного, которые разнятся в больших пределах. Кроме того, оценка технического звена должна идти через показатели, определяющие эффективность работы рефлекторного кольца - т.е. биологические показатели «рефлекторного» характера. Учет всех вышеперечисленных факторов возможен при применении комплексного подхода к оценке системы. Комплексной оценке должен предшествовать отбор животных в группы при обязательном учете типа нервной деятельности (стрессоустойчивости).

Комплексная оценка системы МЖ должна включать:

1. Оценку биологического звена с выделением показателей, характеризующих:

а)- специфичность работы молоковыводящего аппарата;

б)- состояние индивидуума - определение «уровня здоровья» (нормы).

2. Оценку технического звена по показателям возбуждение/торможение рефлекса молокоотдачи (эффективность работы рефлекторного кольца).

Способ оценки типа стрессоустойчивости коров по коэффициенту синхронности молокоотдачи четвертей вымени - Км, определяемого как отношение наибольшей разности в количестве молока, выдаиваемого за 1 цикл работы аппарата из каждой доли вымени и вычисляемого как отношение площади фигуры (составленной из кривых динамики молоковыведения) к разовому удою. Кривые динамики всех четвертей вымени в одной системе координат - рис. 14. л

К^^МГ^/М-АЯ/М, (21) /=1 N

гдеДУ = ЕДЛ/Г", А/-разовый удой /=1

коровы, кг; й^аАвахгнки.ег^оАвашгн • йо/мисн', ¿IV/, - наибольшая разность в количестве молока, выдаиваемого за 1 цикл работы аппарата из каждой доли вымени.

Результаты расчета коэффициента - в табл.5. Пределы колебания /С* сосед-

Рис.14 - Кривые динамики молоковыве-дения

них типов стрессоустойчивости перекрывают друг друга, однако различия коров крайних типов достоверны. Пригодны к машинному доению животные с разностью во времени доения четвертей вымени, не превышающей 15%(т.е. время между окончшшем доения первой и последней четвертей превышает 2 мин).

5. Диапазон К , при оценке типа стрессоустойчивости коров (а=0,005)

Тип стрессоустойчивое ти

ЧИСЛО ДОЕК

15

пределы колебаний Кы

предлагаемый диапазон Кем

ВЫСОКИЙ ■ (1)

0,1510,015

0,14±0,012

0,13±0,006

0,09... 0,19

¿о 0,16

средний

(2) (3)

0,2110,025 0,2710,013

0^110,019 0,2710,012

0,2010,011 0,2610,007

0.14...0Д9 0,20-0,32

0,16...0,23 0ДЗ-0Д9

низкий (4)

0,3110,014

030±0,0Ю

0,3010,005

0,25... 0,34

0,29 и после

Измерение площади фигуры возможно методами интегрального исчисления. Результаты производственных исследований проводили в двух хозяйствах области на животных красной степной породы. Всех животных доили аппаратом почет-вертнрго выдаивания. Тип стрессоустойчивости определяли по методике ВНИИРГЖ в течение 3-х доек. Как показали расчеты, коэффициент корреляции между оценкой типа стрессоустойчивости животных по общепринятой методике и Кап вычисленным за 15 доек равен 0,86; за 5 доек равен 0,85; за 3 дойки равен 0,78. Анализ /Сз» по результатам эксперимента позволил выделить диапазон значений Ка для животных каждого типа: /¡¡"„«0,16 соответствует первому типу стрессоустойчивости, приKсм=0,16... 0,23 - второй тип, при Л^=0,23... 0,29 - третий тип, а при Км > 0,29-четвертый тип.

Метод позволяет использовать величины:

• АМГ" в качестве параметра, определяющего синхронность молокоотдачи четвертей вымени, т.е. характеризующего морфологические признаки вымени и физиологические свойствамолокоотдачи коровы

• Ксм как количественную характеристику оценки стрессоустойчивости и пригодности коровкмашинномудоению.

Оценка биологического и технического звеньев системы при комплексном подходе к опенке системы «МЖ». Специфичность работы молоковыводящего аппарата животного проявляется в интенсивности моторной функции выводной системы, поскольку именно его динамические свойства отражают состояние системы. Таким количественным показателем, способным отражать это состояние является количественный показатель тугодойности-КПТ. Анализ экспериментов по изменению КПТ молочных коров показал, что при испытаниях доильной техники отбор животных предпочтительнее проводить по КПТ 1,3. Эта предпочтительность вызвана лучшей дисперсией этих параметров, когда КПТ 2 имеет больший разброс у одного и того же животного он изменяется в 2... 15 раз. Исследование изменения КПТ 1,3 коров при различных условиях машинного доения показывает, что при подборе животных в группу данные показатели должны быть определяющими и иметь одинаковые либо близкие (до 5%) значения для выбора пары аналогов при прочихравныхусловиях (возраст, лактация, продуктивность, последний отел и т.д.). Подобный подход позволяет выбрать в пару животных с одинаковыми характеристиками молоковыводящей системы и количественно оценить состояние биологи-

ческой подсистемы. Отбор животных по КПТ 1,3 применяли при проверке стимулирующего влияния вибровозбуждения на рефлекс молокоотдачи (при одновременном учете параметров упомянутых выше). Характеристики коров опытных групп приведены в табл. 6.

'" " " "" " Термографический метод

исследования при испытаниях доильной техники и оценке коров применяют в трех 'случаях указанных на схеме 2. Животное включают в экспериментальную группу при наличии у него термограммы (вымени и сосков) с достаточно однородной картой теплового распределения. Животное выбраковывается если

пары коров опытных групп Опытные группы

Первая Вторая

1 пара - КПП 22,5 КГ8 22,3 Ю-1

КПТЗ 0,227 0,263

2 пара-КПП 39,1410"2 40,010"2

КПТЗ 0,470 0,495

3 пара-КПП 3,810'2 3,686 1а2

КПТЗ 0,047 0,455

4 пара - КПТ1 4,5М О"2 4,7-102

КПТЗ 0,055 0,058

5 пара-КПП 10,81 а2 10,5810"2

КПТЗ 0,079 0,77

перепад температур между зоной интереса и (окружающими 5Т|У (симметричны-ми(5Тг)) участками более 2*С. При 6Т1,2>2°С можно говорить о признаках, характеризующих патологические явления в организме.

Схема 2

Применение термографического метода исследования при испытаниях доильной техники, оценке коров и эффективности функциональных процессов

Критерий оценки: перепад температур между зоной интереса и.

• окружающими (СТО участками,

• симметричными (от2) участками,

» этой же зоны (бТз) через интересующий промежуток времени

1. оценка состояния организма либо молоковы-водящей системы (для комплектования животных в группы) _

при ВТ, 2*2 С - признак патологического явления _в организме_

2. выявление индивидуальной нормы организма либо моло-ковыводящей системы животного (при отсутствии патологических явлений в нем)',

тепловизионная карта здорового животного

3. оценка эффективности функционального процесса

для вымени 6Т)В пределах (М.Т.ГС

Тепловизионная карта здорового животного может являться его индивидуальной «нормой». Сравнивая тепловизионную карту «нормы» с:

• тепловизионной картой в процессе доения, можно судить об эффективности происходящего процесса - поскольку ответная реакция организма на доильные стимулы приводит к изменению тонуса кровеносных сосудов, усиливает кровона-полнение и повышает температуру молочных желез, что отразится на термограмме. Т.е. большее колебание температур вымени характеризует лучшее возбуждение рефлекса молокоотдачи.

• тепловизионной картой в конце всего эксперимента, можно судить об эффективности техники с точки зрения её адаптивных свойств, ее физиологичности - поскольку любые «отрицательные» действия доильного аппарата отразятся в виде повышенных температурных областей, характеризующих различные функциональные сбои и патологические явления организма. Кроме того, более низкую температуру имеют молочные железы, опорожненные в большей степени, чем ос-

тальные, что также является характеристикой работы аппарата.

Тепловизионный метод был применен при исследовании процесса молоко-выведепия на животных красной степной породы. Цель эксперимента - зафиксировать изменешге тепловизиошюй картины животного с предварительной подготовкой вымени (массаж) и без него. Массаж проводили в течение 1 мин и с нарушением технологии - менее 30 с. Исследуемая группа состояла из 5-ти коров, подобранных по принципу аналогов. Маститных животных выбраковывали, дополнительно снимали термограмму. Животных исследовали за 60", 10*— и 1ну мин до доения, затем перед надеванием стаканов, на 2ой мин доения, на 10ой и 30ой мин после доения. Результаты исследования представлены в табл.7, на рис. 16.

7. Средние значения температуры вымени, С_

без подготовки

с подготовкой

до доения

60 мин

34,63 ±0,25

10 мин

34,78 ±03

1мин

34,92 ±0,35

во время доения

35,26 ±0,22

35,22 ±030

2 мин

35,28 ±035

35,67 ±0,45

после доения

10 мин

34,85 ±0,15

35,09 ±035

30 мин

34,48 ±0,1

34,48 ±0,2

0,352

039

0,24

Иш*и«ии* температуры (по средним значениям)

1ч 10 1нин

ЯР мин ер ДО

Время

Рис. 16- Зависимости средних значений температуры вымени животных, полученные за 60-®, 10"® и мин до доения, перед надепашгем стаканов, на 2^ мин доения и на 10=®" и ЗО12® мин после доения.

тепловизиогагая карта вымега! животного

На рис. 17 - показана тепловизион-ная карта вымени, полученная с помощью прибора ИРТИС-2000: а) мас-ИПЖИ коровы, снятая в процессе выбраковки, б) здорового животного - на 2ой минуте доения. Значительная разница температур зафиксирована у животных с хорошо возбужденным процессом молокоотдачи: массаж -1 мин - 5Тэ шах=0,97С°. При массаже менее 30с температурный перепад незначителен - 0,15С° (бТзщях). Эксперимент показал эффективность использования метода и прибора в случаях, указанных на схеме 2.

2 10 30 мин мин мин

-БеэПодг -Сподг

Разработанная методика работы с термографом ИРТИС-2000 заключается в обеспечении: особого температурного режима помещения; в адаптации животного; в настройке прибора; в особенностях работы.

Способы физиологической оценки процесса выведения молока. Определение фи-зиологичности процесса выведения молока в системах «машина-животное», «животное- животное», «человек - животное» невозможен без показателей характеризующих молоковыводящую эффективность процесса. В качестве такого показателя используется обобщенный коэффициент-К0, определяемый как отношение произведения средних значений величины латентного пер™"™ ы '¿"'тенсивности молоко-

отдачи к количеству оставшегося молока:

где /- среднее значение величины латентного периода, с; р-среднее значение интенсивности молоковыведения, кг/с; g-среднее значение количества оставшегося молока, кг.

Операцию оценки проводили сравнением значений полученных коэффициентов К,, причем, чем он выше, тем физиологичнее аппарат или метод.

Метод физиологической оценки различных способов извлечения молока проводили сравнением способов: сосание телятами, ручное и машинное доение. Эксперимент проводили методом параллельных групп. Отбирали 3 группы животных по 5 коров по принципу аналогов, учитывали морфологические особенности сосков и вымени (развитость четвертей): 1"° группу коровы-кормилицы, 2ю доят вручную «кулаком», 3й-доильным аппаратом. Подбирали группу из 10...40 телят и выращивали на подсосе до 3...4 мес. возраста. В каждом из трех туров к корове подпускали по 4 теленка. Во время учетного периода проводили ежедневный индивидуальный учет надоев молока от коров. Учет удоев молока от каждой коровы-кормилицы проводили взвешиванием телят перед подпуском к корове и сразу же после сосания с поправкой на экскременты, выделенные во время сосания. Массаж вымени перед доением не применяли. После машинного додаивания аппарат снимали и додаивали корову вручную.

Результаты эксперимента для вычисления обобщенного коэффициента - К0 приведены в табл.7. Видно, что ручное доение - более физиологично, чем машинное доение (13,26>0,63), так как наиболее приближено к самому физиологичному способу-сосанию (52,19»13,26>Х), 63).

8.Средние значения показателей А', при проведении

Метод извлечения молока Среднее значение ка

величины латентного периода, /, с интенсивности молоковыведения, О, г/с кол-ва оставшегося молока, <з, г

Сосание 41,7 7,51 6 52,19

Ручное доение 47,9 8,31 30 13,26

Машинное доение 54,8 3,15 270 0,63

Физиологическая оценка извлечения молока внутри одного способа. Проведение физиологической оценки извлечения молока внутри способа предполагает ее использование, прежде всего при испытаниях новой или модернизированной техники. Подбор животных, длительность подготовительного и учетного периодов,

план проведения испытаний (двух экспериментальных аппаратов на фоне серийного) проводят по стандартным методикам. Результаты исследований для вычисления Ко приведены в табл. 9 по итогам производственного эксперимента одного доильного аппарата на фоне серийного, проведенного по стандартным методикам.

9.Средние значения показателей Ко при проведении ^ физиологической оценки доильных аппаратов-

Доильный аппарат С реднее значение К

величины латентного периода, /, с интенсивности молоковыведения, О. г/с кол-ва оставшегося молока, о, г

Серийный аппарат 54,8 3,15 270 0,63

Экспериментальный аппарат 53,2 3,58 145 1,31

Из таблицы видно экспериментальный аппарат более физиологичен, чем серийный (1,31 »0,63) О большей физиологичности внутри одного метода выведе-1шя молока можно говорить в случае, если разница в значениях обобщенных коэффициентах составляет более 15%. Коэффициент позволяет исключить необъективность оценки показателей молоковыведения, входящих в Ко, значения которых могут мало отличаться друг от друга, и дает количественную характеристику фи-зиологичности доильного оборудования и методов, определяя преимущества одних доильных аппаратов (или методов) перед другими. Методика опробована при испытаниях устройства для стимуляции животного на частотах биомеханического резонанса

Разработанные с участием автора технические и технологические решения прошли производственные испытания в хозяйствах Оренбургской области. Получен экономический эффект на весь объем внедрения: регулятор вакуума - 2277руб. (в ценах 1997г.), доильных стаканов с гофрированной сосковой резиной-1982руб. (1997г.), доильных стаканов с дополнительным присоском - 1472руб.(2001г.), устройства стимуляции животного на режиме биомеханического резонанса- 5759руб. (2002г.), дополнительных грузов - 2917руб. на каждое из 3-х хозяйств (2001г>, доильных стаканов с дополнительным присоском - 1243руб.(2001г.). По разработанным методикам проведена оценка молочных коров в хозяйствах: по пригодности к машинному доению; стрессоустойчивости; по определению качественных показателей тугодойности и отношению к технологической группе - с общим объемом выполненных работ -54 тыс. руб. (2001 - 2002 г.г.), позволившая повысить производительность труда. Дополнительное повышение технико-экономических показателей разработанных технических решений достигается за счет использования принципа открытой архитектуры и блочно-модульного конструирования, позволяющих максимально использовать стандартные детали и узлы, и обеспечивается быстрой переналаживаемостью доильного аппарата к требуемым условиям эксплуатации.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Решение проблемы повышения эффективности работы доильных аппаратов, способствующих сохранению естественной резистентности животных и получению высококачественной молочной продукции, основано на биотехнологической концепции, построенной на принципах открытой архитектуры и обеспечивающей повышение адаптивных свойств оборудования по отношению к объекту биотехнической системы- «животному» - создание доильного аппарата блочно-модульной конструкции, через базовый и вариативный состав компонентов. Базовый состав аппарата должен представлять собой его минимальную комплектацию, необходимую для доения «усредненного» животного. Вариативный состав аппарата должен комплектоваться блоками, расширяющими функции и возможности машины, как системы, учитывающей разнообразие животных.

2. Необходимое для максимального молоковыведения «эффективное срабатывание» рефлекторного кольца возможно лишь в том случае, когда поддерживаются три составляющие: стереотип доения, возбужденный рефлекс молокоотдачи и адекватное раздражение на рецепторы. Первые две составляющие определяются технологическими мерами, третья - конструкцией исполнительного механизма и режимами его работы, способной в достаточной мере выполнять объявленные функции с учетом разнообразия животных. В этой связи вариативная часть доильной машины должна быть представлена комплектами доильных стаканов, реализующими стимулирующее действие и учитывающими индивидуальные признаки животного, различными по исполнению механизмами, которые расширяют спектр адаптационных свойств аппарата (например, комплекты сосковой резины, регулятор вакуума и т.д.).

3. Рефлекторная реакция животных в процессе возбуждения молокоотдачи нарушается исключительно из-за неадекватности раздражения рефлекторных зон соска. Необходимо учесть все технологические и связанные с ними технические принципы снижения эффективности процесса, приводящие к торможению рефлекса моло-коотдачи у животного при доении. Наиболее эффективным способом воздействия на механорецепторы является вибровозбуждение на частотах биомеханического резонанса или кратных с прерывистым режимом.

4. Полученные математические зависимости основных закономерностей при воздействии исполнительных механизмов доильного аппарата на сосок позволяют определить:

" скорость выведения молока от прогиба сосковой резины, прогиб сосковой резины от перепада вакуумметрического давления в межстешюм пространстве доильного стакана и «наползания» доильного стакана от прогиба сосковой резины при различных вакуумах смыкания и натяжениях сосковой резины;

• перепады вакуумметрического давления в межстенном пространстве доильного стакана от прогиба и натяжения сосковой резины, скорости выведения молока и «наползания» при различных вакуумах смыкания;

• скорость выведения молока от массы подвесной части аппарата и морфологических особенностей вымени;

• длительность переходного процесса от такта сосания к такту сжатия от коист-

руктивных и режимных характеристик доильного аппарата;

• механическую чувствительность рецепторного аппарата вымени у животных различной стрессоустойчивости в первую неделю после отела и на протяжении шести месяцев лактации. Эта характеристика является важнейшим контрольным параметром при выборе возможных режимов стимуляции молокоотдачи.

5. Предложенные методики расчета, разработанные с целью конструирования адаптивной доильной техники, дают возможность:

• определить не только распределение сил, действующих на сосок, но и исследовать распределение усилий, исходя из формы тела и точек приложения сил;

• рассчитать любую точку соковой резины с различными свойствами и оценить результат по критическому либо физиологически допустимому значению.

• найти деформацию сосковой резины, имеющую амортизационные элементы в виде гофр, определять конструктивные размеры резины от её физико-механических свойств и силы нагружения.

6. Использование новой информации, полученной в результате разработанных методик и способов расчета, позволило создать семейство доильных стаканов, обладающих серьезными преимуществами перед серийными: в частности, эти аппараты учитывают анатомо-морфологические свойства и физиологическое состояние животного, а также позволяют выполнять объявленные функции за счет блочно-модульной конструкции, не меняя сам стандартный доильный аппарат.

7. С целью более полного и всестороннего исследования доильных аппаратов в лабораторных условиях, были разработаны специальные стенды - для определения вакуумного режима в межстенных пространствах доильного стакана и имитации пороков вымени. Применение этих стендов позволило провести исследования с учетом всех возможных на практике ситуаций при норме и различных отклонений от неё, а также резко сократило время на отработку конструкций.

8. Обоснованные и предложенные способы - доения, стимуляции животного, оценки и определения стрессоустойчивости животных, оценки доильной техники -повышают эффективность процесса молоковыведения, улучшают контроль работы доильного оборудования и технологических процессов. Полученные диапазоны значений показателя синхронности молокоотдачи - Км позволяют оценить животных по стрессоустойчивости, пригодности к машинному доению, морфологическим признакам вымени и физиологическим свойствам молокоотдачи; обобщенный коэффициент - Ко дает возможность оценить различные способы выведения молока из вымени, чем выше его значение, тем физиологичнее оцениваемый способ.

9. Выявлена перспективность тепловизионного способа при оценке состояния организма, определении индивидуальной нормы животного и эффективности процесса молоковыведения. Разработана методика проведения эксперимента термографом ИРТИС 2000 при работе с животными (особый температурный режим, адаптация животного, настройка прибора) и установлены особенности работы.

Р0С~ НАЦИОНАЛЬНАЯ СИ 6Л ПОТЕКА СПепрвт 09 №3 «т__

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Расчет исполнительных механизмов биотехнической системы - Издат. УрО РАН, Екатеринбург, 2002-181 с. (В соавторстве).

2. Методы оценки молочных коров/ В моногр. Исполнительные механизмы системы «человек-машипа-животное» - Издат. УрО РАН, Екатеринбург, 2001-С. 34-50. (Всоавторстве).

3. Доильные аппараты/ В моногр. Исполнительные механизмы системы «человек-машина-животное» -Издат. УрО РАН, Екатеринбург, 2001-С.63-106. (В соавторстве).

4. Методические материалы по расчету элементов доильных аппаратов/ Под. ред. Л.П. Карташова. Россельхозакадемия.- Москва, 2001,47с. (В соавторстве).

5. Рекомендации по разработке, изготовлению и применению доильных аппаратов для коров с пороками вымени/ Под. Ред. Л.П.Карташова. Департамент АПК администрации Оренбургской области- Оренбург:«ОренЗнак», 2001, 15с. (В соавторстве).

6. Использование факторного анализа при разработке доильной техники// «Техника в сельском хозяйстве», №2, 2000. - С.9-11. (В соавторстве).

7. Муляж вымени коровы// «Техника в сельском хозяйстве», №2, 2000. - С.37. (В соавторстве).

8. К расчету доильных стаканов с амортизационными элементами// «Техника в сельском хозяйстве», №4,2000. - С.20-22. (В соавторстве).

9. Физиологическая оценка доильных установок// «Техника в сельском хозяйстве». №6,2001. - С. 34.

10. Моделирование распределения сил в биологических тканях в условиях периодически изменяющегося давления// «Техника в сельском хозяйстве». №3, 2002. -С.26-28. (В соавторстве).

11.Модели контуров вымени// «Техника в сельском хозяйстве». №3, 2002. - С.36-37. (В соавторстве).

12.Методика оценки доильного оборудования// «Техника в сельском хозяйстве». №3,2002. - С.39.

13.Концепция развития доильных аппаратов// «Техника в сельском хозяйстве». №1,2003. - С. 15 -18. (В соавторстве).

14.Технические параметры некоторых современных доильных аппаратов// «Техника в сельском хозяйстве». №3, 2003. - С. 11 -14. (В соавторстве).

15.Некоторые аспекты создания и разработки доильного аппарат со щадящим режимом работы/ Тез. докл. IX Международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока. -Оренбург, ОГАУ, 1997. - С.88-89. (В соавторстве).

16.Открытые системы и доильный аппарат// «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук». №5,2003. - С.75-77. (В соавторстве). //.Способ оценки типа стрессоустойчивости коров по коэффициенту синхронности молокоотдачи четвертей вымени/ Труды X Международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока. - Перес лав ль - Залесский, 2000. -М.: Россельхозакадемия, 2002. - С.88-90. (Всоавторстве). .

18.Исполиителыше механизмы доильного аппарата, осуществляющие дополнительный массаж в процессе доешм животного/ Труды X Международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока. - Переславль - Залесский, 2000.- М.: Россельхозака-демия, 2002. - С.268 -269. (В соавторстве).

19.0 проектировании физиологичной доильной техники с точки зрения открытых систем/ Труды XI Международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока. - Казань. Россельхозакадемия, 2003. - С.23 -36. (В соавторстве).

20. Оценка физиологичности техники и пригодности коров к машинному доению/ Научно-технические проблемы механизации и автоматизации животноводства «Перспективные технологии, технические средства для животноводства в XXI веке и проблемы эффективного производства»//Сборник научных трудов. - ВНИИМЖ, Россельхозакадемия,2001. ТомЮ. Часть I. -С.205-209. (В соавторстве). 21.Определе1ше (расчет) сил, действующих на доильный стакан/ Научно - технические проблемы механизации и автоматизации животноводства «Концепции развития механизации и автоматизации животноводства в XXI веке»// Сборник научных трудов. Том 11. Часть 3.- ВНИИМЖ, Россельхозакадемия, 2002. - С. 155 -158, . (Всоавторстве).

22.Методика формализации интенсивности молокоотдачи лактирующего животного/ Научно - технические проблемы механизации и автоматизации животноводства «Концепции развития механизации и автоматизации животноводства в XXI веке»// Сборник научных трудов. Том 11. Часть 3.- ВНИИМЖ, Россельхозакадемия, 2002. - С. 170 -175. (Всоавторстве).

23.Испытания и оценка современных доильных аппаратов/ Перспективные технологии и технологические средства для животноводства: проблемы эффективности и ресурсосбережения// Сборник научных трудов. - ВНИИМЖ, Россельхозакадемия, 2003. Том 12. Часть 1 - С. 198 - 203. (В соавторстве).

24.Совершенствоваиие исполнительных механизмов доильных аппаратов, работающих в щадящем и стимулирующем режиме// Труды сотрудников и преподавателей факультета механизации сельского хозяйства. Том 2. - Оренбург: ОГАУ, 1998.-С.71-74.

25.К вопросу о повышении эффективности доильных аппаратов //Возрождение села - фактор укрепления экономики. Сборник научных трудов. - Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 1998.- С.292-294. (В соавторстве).

26. Совершенствование конструкций доильных аппаратов //Труды сотрудников и преподавателей факультета механизации сельского хозяйства. Том 5. - Оренбург: ОГАУ, 2000. С.9-13. (В соавторстве).

27.Машинное доение коров с неравномерно развитым выменем//Труды сотрудников и преподавателей факультета механизации сельского хозяйства. Том 5. - Оренбург: ОГАУ, 2000. С. 13-16. (В соавторстве).

28.Алгоритм расчета напряженно- деформированного состояния упругих тка-ней//Современные информационные технологии в науке, образовании и практика/Материалы региональной научно-практической конференции. - Оренбург, 2002.-С. 19-24.

29.Доильный стакан (его варианты). Пат.2122785. Бюл.№34,1998.(2? соавторстве).

30. Доильный стакан. Пат. 2127971. Бюл. №9. 1999. (В соавторстве).

31.Молокомер. Пат. 2144762. Бюл. №3. 2000. (В соавторстве).

32.Доильный аппарат Пат. 2144761. Бюл. №3.2000. (В соавторстве).

33.Устройство для определения пригодности вымени коров к машинному доению. Пат. 2172468 Бюл. №23. 2001. (Всоавторстве).

34.Способ оценки типа стрессоустойчивости коров по коэффициенту синхронности молокоотдачи четвертей вымени Пат.2174751. Бюл.№29. 2001. (В соавторстве).

35.Доильный стакан (варианты). Пат. 2178969. Бюл.№4. 2002. (В соавторстве).

36.Весовой компенсатор доильного аппарата. Положительное решение- от 08.08.2003. Заявка 2001121035/12(022394). Приоритет 26.07.2001. (В соавторстве).

37.Искусственное вымя для анализа различных ситуаций при доении коров с пороками вымени. Положительное решение от 18 09.2003. Заявка 2002110020/ 12(010543). Приоритет 16.04.2002. (В соавторстве).

38.Способ стимуляции рефлекса молокоотдачи. Положительное решение от 25.09.2003. Заявка 2001132288/13(03496). Приоритет 28.11.2001. (В соавторстве).

39.Устройство для стимуляции рефлекса молокоотдачи. Положительное решение от 29.09.2003. Заявка 2002110072/12(010575). Приоритет 16.04.2002. (В соавторстве).

МАКАРОВСКАЯ Зоя Вячеславовна

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ДОИЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Сдано в набор 24.11.2003. Подписано в печать 28.11.2003. Формат 60x84 1/16. Усл.печ.л. 2,0. Бумага офсетная. Тираж 100 экз.

Печатный дом «ДИМУР». 460000, г. Оренбург, пер. Банный,2

1. КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОБЛЕМ РАЗВИТИЯ ДОИЛЬНЫХ АППАРАТОВ.

1.1. Современные тенденций в конструировании доильных аппаратов и их влияние на жизнедеятельность организма в процессе молоковыведения.

1.1.1. Недостатки доильных аппаратов серийного производства.

1.1.2. Конструкции современных доильных аппаратов и пути их совершенствования.

1.3 Физиологические основы машинного доения.

1.3.1 Формирование полноценного рефлекса молокоотдачи у коров и его влияние на молочную продуктивность.

1.3.2 Стимуляция молокоотдачи при машинном доении.

1.4. Рецепторный аппарат молоковыводящей системы животного.

1.5 Доильные стимулы и параметры, определяющие их качество.

1.6. Методы оценки пригодности молочных коров к машинному доению и состояния лактирующего организма животного.

1.7. Оценка доильных машин.

Выводы и задачи исследований.

2. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И РАБОТЫ ДОИЛЬНЫХ АППАРАТОВ ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ.

2.1 Архитектура акта молокоотдачи с позиции теории функциональных систем П.К. Анохина и механизм её управления.

2.2. Принципы рационального проектирования доильных аппаратов.

2.2.1 Доильный аппарат и открытые системы.

2.2.2 Определение возможного варианта базовой комплектации доильного аппарата.

2.2.3 Определение вариативного состава доильного аппарата и возможных технологических решений.

Выводы по главе.

3. воздействие исполнительных механизмов на молочную железу (сосок животного).

3.1 Исследование морфологических особенностей молоковыводящей системы животного в современном стаде.

3.2 Факторы, влияющие на реакцию сосковой ткани исполнительным устройством (сосковой резиной).

3.3 Существующие методы определения воздействия сосковой резины на сосок.

3.4 Методика расчета воздействия сосковой резины на сосок.

3.5 Алгоритм и расчет воздействия сосковой резины на сосок в динамике процесса молоковыведения.

3.6 Исследование фактора наползания сосковой резины на сосок животного.

Выводы по главе.

4. некоторые технико - технологические решения, повышающие адаптационные свойства доильных аппаратов.

4.1. Конструкции доильных стаканов.

4.1.1 Доильный стакан стимулирующего действия.

4.1.2 Доильный стакан, совмещающий стимуляцию с плотным обхватом соска.

4.1.3. Доильный стакан (с дополнительным присоском), препятствующий «наползанию».

4.2. Технологические режимы.

4.2.1 Способ стимуляции на режимах биомеханического резонанса.

4.2.2 Режим стимуляции животного в первые дни лактации.

4.2.3 Способ доения животных аппаратами с удлинённым временем переходного периода.

4.3. Конструкции устройств доения животных с пороками вымени.

4.3.1 Анализ различных ситуаций возникающих при доении животных с пороками вымени (ступенчатым).

4.3.2 Дополнительный груз для выравнивания массы подвесной части доильного аппарата при доении коров с пороками вымени.

4.4. Регулирование перепада вакуумметрического давления в межстенном пространстве доильного стакана.

Выводы по главе.

5. СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ФИЗИОЛОГИЧНОСТИ ДОИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.

5.1. Комплексная оценка доильной техники.

5.2 Способ оценки типа стрессоустойчивости коров по коэффициенту синхронности молокоотдачи четвертей вымени.

5.3 Оценка биологического и технического звеньев системы при комплексном подходе к оценке системы «М-Ж».

5.3.1 Специфичность работы молоковыводящего аппарата животного.

5.3.2 Определение «уровня здоровья» (нормы) животного.

5.3.2.1 Применение тепловизионных методов обследования животных, процессов и доильного оборудования.

5.3.2.2 Производственный эксперимент обследования животных в процессе молоковыведения тепловизионным методом.

5.4 Способы физиологической оценки процесса выведения молока.

5.4.1 Метод физиологической оценки различных способов извлечения молока (сосание телятами, ручное и машинное доение).

5.4.2 Физиологическая оценка извлечения молока внутри метода.

Выводы по главе.

Кризисная ситуация и негативные явления в животноводстве России, связанные с диспаритетом цен, особенно на энергоносители и технику, монополизмом переработчиков животноводческой продукции и производителей комбикормов, сельскохозяйственной техники привели к 1997 году1 к невыгодности производства молока в хозяйствах всех форм собственности несмотря на некоторые положительные сдвиги наблюдаемые в отрасли. Производство молока в России в 2002г., как и в предыдущем, продолжало увеличиваться и составило 33,5 млн.т против 32,9 млн.т в 2001г. Прирост объемов производства составил 1,7%. Увеличение валового надоя молока получено несмотря на то, что к 1 января 2003 г. поголовье крупного рогатого скота в хозяйствах всех сельхозпроизводителей сократилось на 5,3%, в том числе коров на 7,5%, по сравнению с началом 2002 г. и составило 25,5 млн. голов против 26,9 млн. год назад, в том числе коров 11,9 млн. против 12,3 млн. Следует отметить сохранение поголовья скота, в 2002 г. падеж крупного рогатого скота составил 2,9% к обороту стада, в 2001 г. - 3,2%, в 2000 г. - 3,9% /100, 101/, Эти положительные тенденции, наблюдаемые в молочной отрасли, видны из диаграммы, представленной ниже.

40 35 30 25 20 15 10 5 0 Пр-во молока, млн.т ■ Поголовье, голов □ Падеж, % Несмотря на это, потребление молока и молочных продуктов в пере

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 годы Данные Министерства сельского хозяйства РФ. счете на молоко уменьшилось с 396 кг в год душу населения в 1990 г. До 220 кг в 2001 г., при норме 400 кг /100, 101/. В то же время наблюдается рост удельного веса импортных молочных продуктов и молока с 6,1% в 1992 году до 13,7% - в 1996 году. За последние годы в молочном животноводстве России наметились положительные изменения: снизились темпы спада поголовья и объемов производства молока, а само производство молока становиться рентабельным. Так выручка сельскохозяйственных предприятий министерства сельского хозяйства РФ за 1 ц реализованного молока (без дотаций и компенсаций) в 1998 году составила 128 рублей, а в 1999 уже 289 рублей /275/. Оренбургская область по валовому производству молока за 2002 г. занимает десятое место среди регионов России, что составляет 744,8 тыс. т. молока (99,3 % к 2001 г.). Однако данные статистического управления свидетельствуют, что для сельскохозяйственных предприятий Оренбургской области реализация молочной продукции нерентабельна, что хорошо прослеживается по данным таблицы.

Рентабельность молочной продукции, реализованной сельскохозяйственными предприятиями Оренбургской области, %

Годы 1995 1998 1999 2000 2001 2002

Рентабельность, % -17,5 -48,6 -7,7 2,0 -5,4 -10,2

Особо следует подчеркнуть, что для большинства населения России молоко стало и остается наиболее доступным продуктом питания и источником белка животного происхождения. Социологические опросы населения говорят о предпочтении россиян в употреблении продукции отечественного производства. К сожалению, доля высококачественных продуктов в общем объеме заготавливаемого молока не достаточна, доля заготавливаемого молока первого сорта снизилась на 11%. Одна из главных причин такого положения - низкий технологический уровень большинства молочных ферм. Оснащенность отечественных ферм оборудованием 15.20 летней давности по своему техническому уровню и технико-экономическим показателям не может конкурировать с западным, несмотря на его относительную дешевизну.

Изменения в социально-экономических и организационно-технических условий в аграрном комплексе России, проявляющиеся в:

• структуре товаропроизводителей,

• инфраструктуре машиностроительной базы и ресурсных возможностей,

• системе материально-технического обеспечения и служб технического сервиса,

• ценовой и инвестиционной политике,

• резком снижении покупательной способности сельскохозяйственных производителей,

• экологической обстановке привели к негативным процессам, происходящим в механизации животноводства, получившим свое отражение в создании и внедрении новой техники, а также реконструкции и технического перевооружения животноводческих ферм. Сегодня только 4% техники отвечает современным требованиям /238/, а в совокупном дойном стаде России по различным причинам, связанным с функциональным и техническим несовершенством доильного оборудования, маститом болеют более 50% коров.

Принятая трехуровневая система /275/ трансадаптивного агроинжини-ринга оснащения и реконструкции ферм требует новых подходов в проектировании и изготовлении новой техники. Решение первого уровня адаптации3 - адаптация техники к биологическим объектам с учетом экологических требований — требует, прежде всего, рассмотрения совокупности количественных и качественных показателей вводимых в исходные требования и технические задания на её создание. В этом случае, рассмотрение вопросов, связанных с анатомо-морфологическими и функционально-физиологическими параметрами лактирующего животного, приобретают особое значение. Кро

2 Рекомендации по реконструкции молочных ферм на базе адаптивных технологий и оборудования рассмотрены и одобрены на секции перспективных технологий и нового оборудования для ферм КРС научно-методического совета Россельхозакадемии по механизации животноводства, системе технологий и машин отрасли 25.09.2000.

3 Технологические основы повышения эффективности машинного доения относятся к первому уровню системы трансадаптивного агроинжиниринга. ме того, определенный технологический консерватизм в производстве молока не позволяет успешно использовать при создании новой техники и реконструкции ферм с разными технологиями производства молока блочно-модульную концепцию. Выделение базовых узлов в агрегатно-элементной базе доильного аппарата или установки, их совершенствование и производство позволило существенно ускорить процесс оснащения отечественного молочного животноводства.

В связи с этим, повышение технологической эффективности доильных аппаратов является самой неотложной проблемой в практике машинного доения коров, имеющей большое народнохозяйственное значение. Необходимость исследовательской работы вызвана современным состоянием дел в молочной отрасли России и требованием новых подходов в практическом решении существующих проблем.

Научная проблема состоит: в не эффективной работе доильных аппаратов, конструкции которых не могут в полной мере обеспечить адаптивные свойства техники к поголовью и получения высококачественной молочной продукции. Современные тенденции в развитии конструкций доильных аппаратов демонстрируют ярко выраженный классический путь, приведший, с одной стороны, к расширению функционального назначения техники, с другой, сужению направленности новых разработок, резкому усложнению и снижению её надежности. В связи с этим, возникает необходимость всестороннего исследования работы доильных аппаратов для выработки технологических основ повышения их эффективности и практического решения существующих проблем.

Цель исследования - выявление технологических основ повышения эффективности работы доильных аппаратов, обеспечивающих адаптационные свойства техники к поголовью, что способствует сохранению факторов естественной резистентности4 и определяет устойчивое состояние здоровья

4 Резистентность — сопротивляемость организма. животных для получения высококачественной молочной продукции.

Объект исследования — технологический процесс доения коров доильным аппаратом.

Предмет исследования — взаимосвязи и закономерности процессов работы доильных аппаратов.

Задачи исследования;

1. Обобщить исследовательский материал по теме и дать оценку: a) современным тенденциям развития конструкций доильных аппаратов для выработки технологических основ повышения их эффективности и практического решения существующих проблем; b) разработанности физиологических основ машинного доения и формирования полноценного рефлекса молокоотдачи у коров, его стимуляции в процессе доения; c) стимуляции животного доильным аппаратом с точки зрения эффективности процесса молоковыведения и адекватности воздействия рецеп-торных зон (оптимальные значения доильных стимулов и параметров, определяющих их качество); d) методам оценки пригодности молочных коров к машинному доению и физиологичности доильных аппаратов.

2. Рассмотреть рефлекторный акт молокоотдачи животного с точки зрения эффективного «срабатывания» рефлекторного кольца для получения максимальной молокоотдачи и разработать концептуальные основы конструирования аппаратов блочно-модульной конструкции, быстропереналаживаемой к требуемым условиям эксплуатации животного, позволяющей эффективно реализовать адаптационные свойства доильной машины к поголовью.

3. Рассмотреть воздействие доильных стаканов на молочную железу и разработать математические модели, позволяющие теоретически исследовать влияние исполнительных механизмов на молоковыводящую систему животного для обоснования дальнейшего развития конструкций, повышающих адаптационные свойства доильного аппарата.

4. Предложить технико-технологические решения, повышающие адаптационные свойства доильных аппаратов для обслуживания реального, а не «усреднённого» животного.

5. Предложить способы оценки животных и физиологичности доильной техники, отличающиеся тем, что могут учитывать и оценивать признаки, характеризующие адаптационные свойства техники.

Методы исследований: При обосновании технологических основ повышения эффективности доильных аппаратов методологическую и теоретическую основу исследования составили принципы единства теории и практики, метод восхождения от абстрактного к конкретному. Были применены анализ и синтез структуры элементно-агрегатной базы доильных машин; новых технических решений; методы теоретической механики; теории вероятностей; методы математического и физического моделирования; моделирования на ЭВМ; экспериментальные методы; современные методы пассивной диагностики - тепловизионный (термограф ИРТИС 2000) и др.

Научная новизна работы состоит:

• В определении современных тенденций развития конструкций доильных аппаратов, эффективности стимуляции животного с точки зрения адекватности воздействия и методов оценки пригодности молочных коров к машинному доению, физиологичности доильных аппаратов. Выявлена и конкретизирована информация об объекте и средствах воздействия на него, позволяющая перейти от концепции обслуживания «усреднённого» животного к реальному.

• В расширении представлений о рефлекторном акте молокоотдачи животного с точки зрения эффективного «срабатывания» рефлекторного кольца для получения максимальной молокоотдачи и мероприятий, предусматривающих ликвидацию «разрыва» рефлекторного кольца. В предложении концептуальных основ конструирования доильных аппаратов открытой архитектуры, эффективно реализующих адаптационные свойства к поголовью.

• В выявлении информации о воздействии доильных стаканов на молочную железу и разработке математических моделей, позволяющих теоретически исследовать влияние исполнительных механизмов на молоковыводящую систему животного для обоснования дальнейшего развития конструкций, повышающих адаптационные свойства доильного аппарата.

• В предложенных технико-технологических решениях, повышающих адаптационные свойства доильных аппаратов — конструкций, способах и режимах, способах оценки животных и физиологичности доильной техники.

Практическая ценность работы: Разработанное научно- теоретическое, методическое и программное обеспечение НИР дает возможность повысить эффективность работы аппаратов за счет открытости архитектуры и технологических мероприятий, повышающих адаптационные свойства доильных машин к поголовью, способствующих сохранению генетического потенциала животных и получению высококачественной молочной продукции. С учетом специфики сферы реализации результатов настоящей работы, предполагающей «индивидуальное обслуживание» лактирующих животных, разработаны конструкции и технологии, работающие в режиме адекватности их физиологическим характеристикам и повышающие открытость архитектуры доильных аппаратов.

Апробация: Основные положения диссертации были доложены в период с 1996 по 2003 год и получили официальное одобрение на следующих научных форумах: Международных симпозиумах по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока (IX-Оренбург, 1997г.; Х-Переславль-Залесский, 2000г.; XI-Казань,2002г.); 4,5 и 6 Международных научно-практических конференциях (ВНИИМЖ, 2001,2002,2003г.г.); региональных научно-практических конференциях (Оренбург, 1998,2002,2003г.г.); семинарах Оренбургского государственного аграрного университета(1996-2003г.). Работа получила одобрение на расширенном заседании секции по машинному доению с/х животных Научнометодического Совета по механизации животноводства и системе машин Отделения механизации, электрификации и автоматизации РАСХН в 2002г. Теоретические исследования и техническая реализация результатов диссертационных исследований удостоены следующих наград: 2 медали «Лауреат Всероссийского выставочного центра»- Москва, 2002г.,2003г.; нагрудный знак «Участник Всероссийского выставочного центра»- Москва,2000г.; дипломы лауреата премии администрации Оренбургской области в сфере науки и техники за 2000 и 2001г.г. (см. Приложение 1).

Реализация результатов диссертационных исследований: Технические решения, отличающиеся принципиальной новизной и представляющие собой значимую практическую ценность, внедрены в хозяйствах Оренбургской области. Научно-методические материалы по проектированию и анализу доильных аппаратов используются в учебном процессе инженерных факультетов 22 сельскохозяйственных вузов России и ближнего зарубежья при чтении лекций, проведении лабораторно-практических занятий, выполнении дипломного и курсового проектирования. Теоретические исследования и техническая реализация результатов диссертационных исследований отмечены в отчете отделения механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Россельхозакадемии за 2002 г., включены в методические материалы по расчету элементов доильных аппаратов (утв. Россельхозакадемией) и рекомендации (утв. департаментом АПК администрации Оренбургской области) по разработке, изготовлению и применению доильных аппаратов для коров с пороками вымени.

На защиту выносятся следующие положения:

• Концептуальные основы разработки методик, режимов и средств новой техники и технологии доения;

• математические модели основных закономерностей при воздействии исполнительных механизмов доильного аппарата и соска;

• методики расчета параметров доильного аппарата и процесса доения;

• технико-технологические решения, повышающие адаптационные свойства доильных аппаратов, а также способы оценки физиологичности доильной техники.

Публикации: Основное содержание диссертации, результаты и рекомендации исследований отражены в двух монографиях, 9 статьях в центральной печати, в 12 трудах симпозиумов и конференций. По результатам исследований получено 7 патентов и 4 положительных решения на изобретения (Приложение 1).

Объем работы: В диссертации 376 страниц, в том числе 112 страницы приложений. Она состоит из введения, 5 глав, общих выводов и рекомендаций. В составе диссертации имеется рисунков -61, схем -10, таблиц — 30 и список использованной литературы, включающий 297 наименований, из которых 15 на иностранных языках.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Решение проблемы повышения эффективности работы доильных аппаратов, способствующих сохранению естественной резистентности животных и получению высококачественной молочной продукции, основано на биотехнологической концепции, построенной на принципах открытой архитектуры и обеспечивающей повышение адаптивных свойств оборудования по отношению к объекту биотехнической системы- «животному» - создание доильного аппарата блочно-модульной конструкции, через базовый и вариативный состав компонентов. Базовый состав аппарата должен представлять собой его минимальную комплектацию, необходимую для доения «усредненного» животного. Вариативный состав аппарата должен комплектоваться блоками, расширяющими функции и возможности машины, как системы, учитывающей разнообразие животных.

2. Необходимое для максимального молоковыведения «эффективное срабатывание» рефлекторного кольца возможно лишь в том случае, когда поддерживаются три составляющие: стереотип доения, возбужденный рефлекс молокоотдачи и адекватное раздражение на рецепторы. Первые две составляющие определяются технологическими мерами, третья - конструкцией исполнительного механизма и режимами его работы, способной в достаточной мере выполнять объявленные функции с учетом разнообразия животных. В этой связи вариативная часть доильной машины должна быть представлена комплектами доильных стаканов, реализующими стимулирующее действие и учитывающими индивидуальные признаки животного, различными по исполнению механизмами, которые расширяют спектр адаптационных свойств аппарата (например, комплекты сосковой резины, регулятор вакуума и т.д.).

3. Рефлекторная реакция животных в процессе возбуждения молокоотдачи нарушается исключительно из-за неадекватности раздражения рефлекторных зон соска. Необходимо учесть все технологические и связанные с ними технические принципы снижения эффективности процесса, приводящие к торможению рефлекса молокоотдачи у животного при доении. Наиболее эффективным способом воздействия на механорецепторы является вибровозбуждение на частотах биомеханического резонанса или кратных с прерывистым режимом.

4. Полученные математические зависимости основных закономерностей при воздействии исполнительных механизмов доильного аппарата на сосок позволяют определить: скорость выведения молока от прогиба сосковой резины, прогиб сосковой резины от перепада вакуумметрического давления в межстенном пространстве доильного стакана и «наползания» доильного стакана от прогиба сосковой резины при различных вакуумах смыкания и натяжениях сосковой резины; перепады вакуумметрического давления в межстенном пространстве доильного стакана от прогиба и натяжения сосковой резины, скорости выведения молока и «наползания» при различных вакуумах смыкания; скорость выведения молока от массы подвесной части аппарата и морфологических особенностей вымени; длительность переходного процесса от такта сосания к такту сжатия от конструктивных и режимных характеристик доильного аппарата; механическую чувствительность рецепторного аппарата вымени у животных различной стрессоустойчивости в первую неделю после отела и на протяжении шести месяцев лактации. Эта характеристика является важнейшим контрольным параметром при выборе возможных режимов стимуляции молокоотдачи.

5. Предложенные методики расчета, разработанные с целью конструирования адаптивной доильной техники, дают возможность: определить не только распределение сил, действующих на сосок, но и исследовать распределение усилий, исходя из формы тела и точек приложения сил; рассчитать любую точку соковой резины с различными свойствами и оценить результат по критическому либо физиологически допустимому значению. найти деформацию сосковой резины, имеющую амортизационные элементы в виде гофр, определять конструктивные размеры резины от её физико-механических свойств и силы нагружения.

6. Использование новой информации, полученной в результате разработанных методик и способов расчета, позволило создать семейство доильных стаканов, обладающих серьезными преимуществами перед серийными: в частности, эти аппараты учитывают анатомо-морфологические свойства и физиологическое состояние животного, а также позволяют выполнять объявленные функции за счет блочно-модульной конструкции, не меняя сам стандартный доильный аппарат.

7. С целью более полного и всестороннего исследования доильных аппаратов в лабораторных условиях, были разработаны специальные стенды - для определения вакуумного режима в межстенных пространствах доильного стакана и имитации пороков вымени. Применение этих стендов позволило провести исследования с учетом всех возможных на практике ситуаций при норме и различных отклонений от неё, а также резко сократило время на отработку конструкций.

8. Обоснованные и предложенные способы - доения, стимуляции животного, оценки и определения стрессоустойчивости животных, оценки доильной техники - повышают эффективность процесса молоковыведения, улучшают контроль работы доильного оборудования и технологических процессов. Полученные диапазоны значений показателя синхронности молокоотдачи - Км позволяют оценить животных по стрессоустойчивости, пригодности к машинному доению, морфологическим признакам вымени и физиологическим свойствам молокоотдачи; обобщенный коэффициент - Ка даёт возможность оценить различные способы выведения молока из вымени, чем выше его значение, тем физиологичнее оцениваемый способ.

9. Выявлена перспективность тепловизионного способа при оценке состояния организма, определении индивидуальной нормы животного и эффективности процесса молоковыведения. Разработана методика проведения эксперимента термографом ИРТИС 2000 при работе с животными (особый температурный режим, адаптация животного, настройка прибора) и установлены особенности работы.

1. 1. Всесоюзный симпозиум по физиологическим основам машинного доения: Тезисы докладов. - Алма-Ата, 1975.

2. УГВсесоюзный симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных: Тезисы докладов. 4.1. Талин, 1983. -161с.

3. VII Всесоюзный симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных: Тез. докл. Москва - Ленинград, 1988. - 229с.

4. VIII (I Всероссийский) симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных: Тезисы докладов. Оренбург, 1995.- 175с.

5. IX Международный симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных: Тез. докл. Оренбург, 1997. - 228с.

6. X Международный симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока: Пере-славль-Залесский. Труды. М.: 2002. - 311с.

7. XI Международный симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока: Труды. Казань - М.: 2003. - 282 с.

8. А.с. 1061771 A SU МКЛ 6A01J 5/04. Доильный аппарат/ Пономарев А.Ф., Маров В.Н., Ужик В.Ф., Булавин С.А., Соловьев В.В. (SU) Заявлено 19.05.82. Опубл. 23.12.82. Бюл.47.

9. А.с. 1209114 A SU МКЛ 6A01J 5/02. Двухтактный доильный аппарат/ Филин Л.З., Пейнович М.Л., Шаповалов К.С., Трусой Н.А., Нюшков Н.В. Заявлено 07.01.82. Опубл. 07.02.86. Бюл.5.

10. А.с. 1253531 А1 SU МКЛ 6A01J 5/00. Доильный стакан/ Андрианов A.M. Заявлено 06.11.84. Опубл. 30.08.86. Бюл.32.

11. А.с. 133297 SU МКЛ 6A01J 7/00. Устройство для отключения доильного аппарата/ Веприцкий А.С., Смирнов А.И., Гершензон Г.С. Заявлено 08.09.58. Опубл. 01.09.60. Бюл.20.

12. А.с. 1340677 А1 SU МКЛ 6A01J 5/00. Доильный аппарат/ Халилов Р.Т., Воликов ПЛ., Вердиев Э.А. Заявлено 06.02.86.; Опубл. 30.09.87. Бюл. 36.

13. А.с. 1362423 А1 SU МКЛ 6A01J5/04. Доильный аппарат/ Нечитайло Б.Ф., Коломиец А.С., Калинбет В.И., Нечитайло Н.В. Заявлено 18.02.86. Опубл. 30.12.1987. Бюл. 48.

14. А.с. 1367923 А1 SU МКЛ A01J5/00 Приспособление для включения электрического рабочего органа/ Бикмурзин Г.Ш., Иванов В.М., Плахо-тин Н.В., Ротарь И.Ф., Тарабников Б.В., Якубов М.Г. Опубл. 23.01.1988. Бюл.З.

15. А.с. 1373369 А1 SU МКЛ A01J7/00. Способ отбора доильного аппарата. Заявлено 04.02.86. Опубл. 15.02.88. Бюл. 6.

16. А.с. 1382451 А1 SU МКЛ 6A01J 5/08. Доильный стакан/ Берник П.С., Джеджула Е.М. Заявлено 04.06.86. Опубл. 23.03.88.

17. А.с. 1393363 А1 SU МКЛ 6A01J 5/04. Доильный аппарат/ Проничев Н.П., Казанский Д.В. Заявлено 18.11.86. Опубл. 07.05.88. Бюл. 17.

18. А.с. 1470256 А1 SU MKJI A01J7/00. Коллектор с переменной массой/ Карташов Л.П., Аверкиев А.А., Бабьева М.И. Заяв. 3.07.87. Опубл. 07.04.89.Бюл.13.

19. А.с. 1484334 А1 SU МКЛ 6А01 J5/08. Доильный стакан/ Босин И.Н., Калинкин П.П. Заявлено 18.06.87. Опубл. 07.06.89. Бюл.21.

20. А.с. 1487849 А1 SU МКЛ 6А01 J5/02. Способ доения коров и устройство для его осуществления/ Андрианов A.M., Халеев И .С. Заявлено2906.86. Опубл. 23.06.89. Бюл.23.

21. А.с. 1547785 А1 SU МКЛ 6А01 J5/04, 7/00. Доильный аппарат/ Сиро-тюк В.Н., Жаловага Г.П. Заявлено 17.02.87. Опубл. 07.03.90. Бюл.9.

22. А.с. 15566599 А1 SU МКЛ А01 J7/00. Способ стимуляции. Заявл. 29.12.80, Опубл. 15.04.90. Бюл. 14.

23. А.с. 1505483 SU МКЛ 6А01 J5/01. Доильный стакан/ Карташов Л.П., Огородников П.И., Соловьев С.А., Аксенов А.В., Чуряк Н.М. Заявлено1007.87. Опубл. 07.09.89. Бюл.ЗЗ.

24. А.с. 1576064 А2 SU МКЛ 6 А01 J5/02. Доильный аппарат/ Вельчо С.В., Головань В.Т., Янко A.M. Заявлено 22.08.88. Опубл. 07.07.90. Бюл. 25.

25. А.с. 1607749 А1 SU МКЛ 6А01 J5/00. Система стабилизации вакуума доильной установки/ Капустин Н.И., Голубцов Н.Н., Маликов Н.С., Богатырев А.Н. Заявлено 07.12.88. Опубл. 23.11.90. Бюл.43.

26. А.с. 1644831 А1 SU МКЛ 6А01 J 5/00, 7/00. Устройство для доения животных/ Чаусовский Г.А., Брагинец Н.В. Заявлено 04.10.88. Опубл. 30.04.91. Бюл.16.

27. А.с. 1644833 А1 SU МКЛ 6A01J 5/00, 7/00. Устройство для массажа соска резисторным нагревательным элементом/ Жестоканов О.П., Тверской Г.Б., Любин Н.А., Лапиков С.Г. Заявлено 06.04.89. Опубл. 30.04.91. Бюл. 16.

28. А.с. 1664202 А1 SU МКЛ 6 A01J5/02, 5/04. Доильный аппарат/ Босин И.Н., Борисов B.C. Заявлено 06.06.88. Опубл. 23.07.91. Бюл.27.

29. А.с. 1673001 А1 SU МКЛ 6A01J 5/04,7/00. Устройство для доения/ Зайцев В.Г., Зайцева В.П. Заявлено 19.06.89. Опубл. 30.08.91. Бюл.32.

30. А.с. 1713509 А5 SU КЛ. A01J7/00. Способ физиологической оценки доильных аппаратов. Заявлено 12.05.89.

31. А.с. 179116 SU МКЛ 45J7/00. Устройство для автоматического отключения доильного аппарата/ Молов Ю.Н., Федоров Н.В., Диперман И.М. Заявлено 01.02.64. Опубл. 01.09.64. Бюл. 4.

32. А.с. 1797797 А1 SU МКЛ 6A01J 5/00. Доильный стакан/ Перков О.П., Стешина В.В. Заявлено 05.03.91. Опубл. 15.03.93. Бюл. 10.

33. А.с. 1821101 А1 SU МКЛ 6A01J 5/00. Доильный стакан/ Андрианов A.M., Андрианов А.С., Андрианов А.А., Рычков В.И. Заявлено 12.02.91. Опубл. 15.06.93. Бюл.22.

34. А.с. 358791 SU МКЛ 41J4/16. Устройство для автоматического отключения доильного аппарата/ Синявский В.Н. Заявлено.27.11.62. Опубл.01.09.63. Бюл. 10.

35. А.с. 370929 SU МКЛ А01 J7/00. Способ стимуляции рефлекса молоко36