Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата с управляемым режимом доения»
|
Скачать 0.6 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.Я. ГОРИНА» УДК 636. 2:631.3 Регистрационный номер
ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме «Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата с управляемым режимом доения» Начальник научной части А.Н. Ивченко Руководитель темы О.А. Чехунов пос. Майский, 2013 г. 1. Тема: «Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата с управляемым режимом доения» 2. Исполнитель: кафедра «Машины и оборудование в агробизнесе» ФГБОУ ВПО БелГСХА им. В.Я. Горина 3. Состав творческого коллектива: Руководитель: Чехунов Олег Андреевич, к.т.н., доцент Исполнители: Мартынов Евгений Алексеевич, к.т.н., доцент 4. Стоимость работы Руководитель темы Доцент кафедры машин и оборудования в агробизнесе кандидат технических наук _____________ О.А. Чехунов Исполнители темы Доцент кафедры машин и оборудования в агробизнесе кандидат технических наук _____________ Е.А. Мартынов РЕФЕРАТ Отчет 61 с., 13 рис., 37 источников. КОРОВА, ДОЕНИЕ, ДОИЛЬНЫЙ АППАРАТ, ВАКУУМ, ДАВЛЕНИЕ, МАСТИТ, УПРАВЛЕНИЕ ДОЕНИЕМ. Цель проекта – нахождение оптимальной (с точки зрения физиологии) конструкции доильного аппарата с управляемым режимом доения для высокопродуктивных коров способного изменять технологические параметры работы в зависимости от изменяющихся показателей (интенсивности молокоотдачи). Объект исследований - процесс работы доильного аппарата обеспечивающего управление режимом доения (изменение вакуумметрического давления в подсосковом пространстве и частоты пульсаций). Предмет исследований - закономерности изменения технологических показателей работы доильного аппарата с управляемым режимом доения. Задачи проекта: * произвести анализ известных технических решений существующих отечественных и зарубежных доильных аппаратов на основании которого обосновать дальнейшее направление их совершенствования направленное на управление режимом доения в зависимости от изменяющихся параметров молоковыведения; * разработать новую конструкцию доильного аппарата позволяющего управлять режимом доения (изменять вакуум в подсосковом пространстве доильного стакана и частоту пульсаций сосковой резины); * обосновать основные конструктивные и режимные параметры доильного аппарата обеспечивающего управление режимом доения; * изучить как влияет разработанный доильный аппарат обеспечивающий управление режимом доения на физиологию животных и заболеваемость вымени коров маститом. Актуальность темы: Рост молочной продуктивности скота зависит не только от генетического потенциала коров, но и от применяемого оборудования и в первую очередь это относится к доильному оборудованию, так как оно непосредственно контактирует с животными. Исходя из этого необходимо обратить внимание на разработку такого доильного оборудования, которое бы полностью отвечало физиологическим и морфологическим свойствам вымени коров. Кроме того не следует забывать и о его правильной эксплуатации. На сегодняшний день промышленностью выпускается довольно большое количество доильных аппаратов которые в той или иной степени изменяют режимы работы в процессе доения. Это в первую очередь изменение величины вакуумметрического давления в подсосковом пространстве стакана в зависимости от интенсивности истечения молока из вымени и изменение частоты пульсаций во время машинного доения. Однако доильного аппарата который бы объединял два этих параметра одновременно и тем самым в полной мере отвечал физиологии коров на сегодняшний день не создано. Исходя из этого вопрос разработки доильного аппарата с управляемым режимом доения остается в настоящее время актуальным и требует своего решения. Научная новизна и практическая значимость проекта: Разработан доильный аппарат позволяющий управлять режимом доения (изменять вакуум в подсосковом пространстве доильного стакана и частоту пульсаций сосковой резины в зависимости от интенсивности истечения молока), получены его оптимальные конструктивные и технологические параметры для его конструирования и эксплуатации. Практическая значимость: использование доильного аппарата, обеспечивающего управление режимом доения приведет к повышению эффективность доения коров, росту молочной продуктивности и снижению заболеваемости маститом вымени животных. Содержание
ВВЕДЕНИЕ Рост молочной продуктивности скота зависит не только от генетического потенциала коров, но и от применяемого оборудования и в первую очередь это относится к доильному оборудованию, так как оно непосредственно контактирует с животными. Исходя из этого необходимо обратить внимание на разработку такого доильного оборудования, которое бы полностью отвечало физиологическим и морфологическим свойствам вымени коров. Кроме того не следует забывать и о его правильной эксплуатации. На сегодняшний день промышленностью выпускается довольно большое количество доильных аппаратов которые в той или иной степени изменяют режимы работы в процессе доения. Это в первую очередь изменение величины вакуумметрического давления в подсосковом пространстве стакана в зависимости от интенсивности истечения молока из вымени и изменение частоты пульсаций во время машинного доения. Однако доильного аппарата который бы объединял два этих параметра одновременно и тем самым в полной мере отвечал физиологии коров на сегодняшний день не создано. Исходя из этого вопрос разработки доильного аппарата с управляемым режимом доения остается в настоящее время актуальным и требует своего решения. 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1 Обзор существующих конструкций доильных аппаратов Качество выполнения технологического процесса доения зависит от многих факторов. К основным из них относятся следующие [1, 2]: - эффективная стимуляция молокоотдачи и полное выведение молока из вымени коровы без ручного додаивания; - воздействие на вымя коровы, близкое к естественным действиям теленка при сосании; - возможность регулировки воздушного разрежения, сжатия соска, частоты пульсаций и размеров сосковой резины в зависимости от физиологического состояния коровы; - доильные машины и аппараты не должны вызывать патологических раздражений сосков и вымени; - полный отвод молока от сосков передних и задних долей в первые минуты доения; - соответствие температуры доильных стаканов температуре тела коровы; - исключение возможности наползания доильных стаканов во время доения на вымя и пережимания верхнего устья соскового канала; - автоматизированное отключение доильных стаканов при полном выдаивании коровы и обеспечение полной безопасности для животных при случайной передержке доильных стаканов на сосках вымени; - простота конструкции, бесшумность работы; - хороший товарный вид установки и возможность выдаивания в ведро, флягу, молокопровод; - работа доильных аппаратов без смазывания, инертность их деталей к среде, воде, молоку и др.; - надежное удержание доильных стаканов на сосках вымени коров во время доения; - высокая эксплуатационная надежность и простота обслуживания. Каждое животное имеет свой биологический ритм [3]. В разных странах ведутся исследования по определению естественной частоты доения коров, которая у разных животных может колебаться от одного до 5...6 раз в день. Следовательно, необходимо иметь специальные приборы, чтобы формировать коров в группы с одинаковой частотой доения и обучать операторов самостоятельно регулировать положение руки доильного робота, высоту кормушки и стенок стакана в зависимости от размеров туловища животного, режим работы механизма обмывания и массажа вымени. Одновременно необходимо контролировать состояние животного (температуру, массу, частоту пульса), учитывать количество выдоенного молока и анализировать его качество. Классификация доильных аппаратов В настоящее время известно большое количество доильных аппаратов различных марок. В общем виде их классифицируют по следующим признакам:
Следует отметить, что известные конструкции доильных аппаратов отличаются разнообразием способов воздействия на сосок, о чем свидетельствует приведенная ниже классификация (рисунок 1.1). Данная классификация позволяет прослеживать связи и выявлять характерные их признаки, общие черты и направления в создании доильных аппаратов [4].  Рисунок 1.1 - Классификация доильных аппаратов Для сравнения и выбора наиболее эффективного доильного аппарата рассмотрим их более подробно. Трехтактный доильный аппарат «Волга» предназначен для машинного доения коров в доильное ведро и в нижний молокопровод. Доильный аппарат состоит из доильного ведра, крышки, пульсатора, молочного шланга, воздушного шланга, коллектора и четырех доильных стаканов. Для контроля за процессом доения в молочный шланг вставляют стеклянную трубку. Коллектор представляет собой устройство, предназначенное для сбора молока из отдельных стаканов, распределения между стаканами переменного вакуума и создания такта отдыха. Состоит он из корпуса, крышки, стержня с клапаном, направляющей, мембраны, шайбы, кронштейна и винта. В коллекторе образуются четыре камеры: камера постоянного вакуума, две камеры переменного вакуума и камера постоянного атмосферного давления. Камера постоянного вакуума коллектора, соединяется с молочной камерой отверстием диаметр которого 0,8 мм. Данное отверстие обеспечивает сохранение в подсосковых пространствах доильных стаканов при такте отдыха вакуум порядка 11...13 кПа. Это способствует лучшему удержанию доильных стаканов на сосках коровы и продувке молочного шланга во время такта отдыха. В корпусе расположены четыре патрубка для сбора молока от каждого соска. Патрубки молочными трубками соединяются с доильными стаканами. На концах патрубков сделаны косые срезы, благодаря которым при надевании доильных стаканов молочные трубки легко пережимаются и установка доильных стаканов происходит без прососов. Пульсатор доильного аппарата «Волга» состоит из корпуса, вставки, крышки, клапан-шайбы, нижнего клапана, регулировочного винта, мембраны, патрубка постоянного вакуума и патрубка переменного вакуума. Регулировочным винтом можно изменять сечение канала, через которое воздух проходит в камеру, и тем самым регулировать частоту пульсаций в широких пределах (от 0 до 150 пульсаций в минуту). При работе аппарата частоту пульсаций устанавливают на слух по секундной стрелке часов. Наличие в корпусе и крышке двух расположенных друг против друга кольцевых выточек обеспечивает соединение между собой камер переменного вакуума при любом положении крышки и мембраны по отношению к корпусу. Это значительно упрощает сборку и уход за пульсатором. Аппарат ДА-2М состоит из следующих узлов: четырех доильных стаканов, коллектора, пульсатора, капроновых шлангов. Доильный стакан является рабочим органом доильного аппарата. Он состоит из сосковой резины, которая выполнена совместно с молочной трубкой. В месте соединения сосковой резины с молочной трубкой имеются три буртика, которые используются для нормального натяжения сосковой резины, корпуса доильного стакана, выполненного из нержавеющей стали, верхней капроновой головки с патрубком переменного вакуума. Во время работы в подсосковой камере будет постоянный вакуум, который распространяется из ведра или молокопровода через коллектор, а в межстенном пространстве (камере) – переменный вакуум, который поступает через распределитель коллектора от пульсатора. Доильный аппарат ДА-2М работает по двухтактному принципу с подсосом воздуха в коллекторе. Каждая пульсация состоит из такта сосания и такта сжатия. Переменный вакуум, необходимый для работы доильного аппарата, создается пульсатором. Пульсатор имеет четыре камеры: постоянного вакуума I (рисунок 1.2), переменного вакуума рабочую II, атмосферного давления III и переменного вакуума управляющую IV. Свободно плавающий клапан в верхнем положении отделяет камеру атмосферного давления III от камеры переменного вакуума II, а в нижнем положении изолирует эту камеру от камеры постоянного вакуума II и IV соединены узким каналом, сечение которого можно регулировать специальным винтом. Пульсатор работает следующим образом. Когда доильный аппарат подключают к вакуумпроводу, то диафрагма, за счет давлени в камере IV поднимается и прижимает клапан к верхнему седлу. Вакуум из камеры постоянного вакуума I проникает в камеру II и далее по шлангу переменного вакуума в межстенное пространство доильных стаканов. Происходит такт сосания. Под соском постоянно действует вакуум. В это время воздух из камеры IV отсасывается через канал 11, в результате чего в этой камере устанавливается вакуум. III II I IV Такт сосания Такт сжатия I – камера постоянного вакуума; II – камера переменного вакуума рабочая; III – камера атмосферного давления; IV – камера переменного вакуума управления Рисунок 1.2 – Схема работы доильного аппарата ДА-2М Когда величина вакуума в камере IV и в камере II станет одинаковой, мембрана прогибается вниз, в результате чего клапан опускается, и изолирует камеру I от камеры II. При этом камера II соединяется с камерой постоянного атмосферного давления III и атмосферный воздух проникает в межстенные камеры доильных стаканов. В это время наступает такт сосания. Он будет длиться до тех пор, пока воздух не заполнит камеру IV и в ней не установится атмосферное давление. Тогда мембрана поднимается вверх вместе с клапаном, и цикл повторяется. Чтобы улучшить поступление молока из коллектора в доильное ведро, в коллекторе имеется канал для подсоса воздуха. Это благоприятно влияет на соски вымени коров и повышает скорость доения, так как улучшается отсос молока. Унифицированный доильный аппарат АДУ-1. Предназначен для машинного доения коров на всех типах отечественных и зарубежных доильных установок. Выпускается в двух и трехтактном исполнении, унифицированных между собой более чем на 60%. Доильный аппарат в трехтактном исполнении маркируется как АДУ-1.01, в двухтактном исполнении – АДУ-1.02. Аппарат состоит из четырех доильных стаканов, коллектора, пульсатора, резиновых шлангов и патрубков, доильного ведра. Частоту пульсаций обеспечивают дроссельная канавка в кольце, которую изготавливают с высокой точностью, и само резиновое кольцо, уплотняющее данную дроссельную канавку. Отличительные особенности двухтактного коллектора АДУ-1 от коллектора ДА-2М: увеличен объем молочной камеры, основание которой сделано из прозрачного материала. Это дает возможность наблюдать за процессом доения; изменена конструкция шайбы клапана, что упрощает перевод аппарата из положения «Доения» в положение «Промывка». Трехтактный коллектор имеет четыре камеры: камера постоянного вакуума; камера переменного вакуума (молокосборник); камера атмосферного давления; камера переменного вакуума (распределитель). На крышке распределительной камеры расположен кран-клапан для подключения и отключения коллектора и доильных стаканов от вакуума. Принцип работы аппарата АДУ-1 в двухтактном и трехтактном исполнениях аналогичен принципу действия доильных аппаратов ДА-2М и «Волга». Низковакуумный доильный аппарат АДН используют в доильной установке АДМ-8. Доильный аппарат АДН состоит из четырех доильных стаканов, коллектора, пульсатора, резиновых шлангов патрубков и ручки-крана для одновременного подключения аппарата к вакуум- и молокопроводам. Доильные стаканы аппарата АДН такие же, как и у аппарата АДУ-1, а коллектор и пульсатор отличаются от других типов по конструкции. Пульсатор унифицирован с серийным пульсатором аппарата ДА-2М «Майга» на 80% и отличается от него наличием между корпусом пульсатора и корпусом камеры промежуточного кольца со щелевым дросселем и резиновой прокладкой, а также отсутствием регулировочного винта. Дроссель обеспечивает постоянную частоту пульсации разрежения. Коллектор трехкамерный. Нижняя камера молокосборная, ее вместимость увеличена в 1,5 раза по сравнению с камерой коллектора аппарата ДА-2М «Майга», что способствует стабилизации разрежения в подсосковых камерах доильных стаканов при такте сосания. Особенность устройства коллектора влияет на работу всего аппарата: при впуске воздуха при такте сжатия снижается разрежение в подсосковых камерах доильных стаканов до 8...10,5 кПа, что позволяет отдохнуть соскам, стабилизирует разрежение в доильном аппарате, улучшает режим доения и способствует быстрому продвижению молока из коллектора. Стимулирующий доильный аппарат АДС. Аппарат осуществляет стимуляцию рефлекса молокоотдачи, снижает вредное влияние вакуума на соски коров и заболевания их маститом. Доильный аппарат АДС состоит из узлов серийного аппарата АДУ-1 и специально разработанного вибропульсатора, задающего режим работы доильного аппарата. Низкочастотный и высокочастотный блоки пульсатора устроены почти одинаково. Их отличие заключается в конструкции колец, определяющих частоту пульсации, и опор клапанов. Кольцо с более короткой и широкой канавкой устанавливают в высокочастотном блоке, который расположен со стороны малого штуцера. Кольцо с длинной и более узкой канавкой размещают со стороны большого штуцера, канавкой наружу – в сторону накидных гаек. Доильный аппарат «Нурлат» фирмы «Петротрейд» изготавливается по лицензии шведской компании Alfa Laval Agru и является аналогом доильных аппаратов «Duovac 200» и «Duovac 300», выпускаемых этой компанией. Поэтому далее рассматривается принцип работы, устройство и правила эксплуатации на примере аппарата «Нурлат». Аппарат эксплуатируется совместно с любой доильной установкой или агрегатом, имеющих вакуумметрическое давление 50кПа. Применение аппарата позволяет предотвратить травмирование сосков вымени, практически исключить заболевание коров маститом и увеличить на 20-25 % молокоотдачу. Аппарат представляет собой вакуумное механическое устройство, питающееся от линии постоянного вакуума 50 кПа. Он обеспечивает два уровня вакуума: уровень низкого вакуума (33 кПа) и уровень высокого вакуума (50 кПа). Таблица 3.2 Технические характеристики доильного аппарата «Нурлат»
Конструкция аппарата автоматически контролирует в процессе дойки уровень молокоотдачи коровы (количество выделяемого молока в единицу времени) и регулирует уровень вакуума в зависимости от конкретного уровня молокоотдачи. При молокоотдаче менее 200 г/мин аппарат обеспечивает уровень низкого вакуума, при молокоотдаче более 200 г/мин – уровень высокого вакуума. Функционально аппарат можно разделить на четыре блока: датчик молокоотдачи, блок управления, пульсатор и коллектор (рисунок 1.3). Конструктивно блок управления 6, приемник 7 и пульсатор 9 объединены в единый узел. В исполнении аппарата ПАД 00.000-01 выше указанный узел крепится к доильному ведру посредством кронштейна, расположенного в нижней части блока управления 6. Конструктивно коллектор 4 объединен с четырьмя доильными стаканами 1 в единый узел – подвесную часть. В период между дойками подвесная часть подвешивается к скобе, расположенной на ручке блока управления 6. Пульсатор 9 соединяется с коллектором 4 двумя шлангами переменного вакуума 3. Коллектор 4 соединен с приемником 7 прозрачным молочным шлангом 5. Детали аппарата изготовлены из разрешенных к контакту с молоком конструкционных пластмасс, резин и нержавеющих конструкционных сталей. Детали приемника 7 и крышка коллектора 4 изготовлены из прозрачных материалов, что позволяет наблюдать за процессом дойки. 1 4 5 6 7 8 9 3 2 1 – доильный стакан; 2 – сосковая резина; 3 – шланги переменного вакуума; 4 – коллектор; 5 – молочный шланг; 6 – блок управления; 7 – приемник; 8 – скоба; 9 – пульсатор |
Похожие:
 |
Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка инструментального... «Разработка инструментального аппарата для построения краткосрочных прогнозов (до конца текущего финансового года) параметров сектора... |
|
Отчет о научно-исследовательской работе Анализ существующего состояния... Разработка схемы теплоснабжения мо «Улу-Юльское сельское поселение» на период до 2028 года |
|
Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка научно-методических... Заключительный отчет по нир: «Разработка научно-методических основ формирования корпоративной культуры в системе мчс россии» (п.... |
 |
Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Стратегия социально-экономического... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования |
|
Отчет о научно-исследовательской работе разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
|
Отчет о выполнении научно-исследовательской работы по государственному... Общая характеристика работ по теме 17. 08. 2 «Разработка пакета нормативно-правовых и нормативно-технических актов, регулирующих... |
|
Отчет о научно-исследовательской работе, проведенной по заказу Министерства... ... |
|
Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
|
Отчет о научно-исследовательской работе по теме : «Корректировка... Объектом разработки является муниципальная система санитарной очистки территории и обращения с коммунальными отходами |
|
Отчет по научно-исследовательской деятельности мгту за 2009 год Кцп разработка компьютерных и информационных технологий в технических системах, экономике и науке |
|
Отчет по научно-исследовательской деятельности мгту за 2008 год Кцп разработка компьютерных и информационных технологий в технических системах, экономике и науке |
|
Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка концепции государственно-частного... «Разработка концепции государственно-частного партнерства в Республике Саха (Якутия)» |
|
Отчет о научно-исследовательской работе gr в санкт-петербурге Имидж специалистов по взаимодействию с органами публичной власти и проблема институализации профессии 15 |
|
Отчет о научно-исследовательской работе Закрытое акционерное общество Лаборатория новых информационных технологий «ланит» (зао “ланит”) |
|
Техническое задание на выполнение научно-исследовательской работы... «Разработка рекомендаций по повышению эффективности эксплуатации штанговых скважинных насосных установок» |
|
Задачами научно-исследовательской работы являются ... |