Яловой Дмитрий Иванович. Обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата непрерывного доения

brief description

Яловой Дмитрий Иванович. Обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата непрерывного доения: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.20.01 / Яловой Дмитрий Иванович;[Место защиты: ФГБОУ ВО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I], 2017.- 175 с.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I»

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДОИЛЬ-
НОГО АППАРАТА НЕПРЕРЫВНОГО ДОЕНИЯ
Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации
сельского хозяйства
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных
наук, доцент Е.А. Андрианов
Воронеж - 2017
Оглавление
Введение 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Влияние технико-технологических параметров доильного аппарата на
показатели машинного доения коров 9
1.2 Анализ состояния вопроса исследований технологий и технических
средств для доения коров 15
1.3 Анализ теоретических исследований влияния различных факторов на
показатели работы доильных аппаратов 33
Выводы 37
2. Теоретическое обоснование конструктивно-режимных параметров доильного
аппарата непрерывного доения 38
2.1 Теоретические предпосылки создания доильного аппарата
непрерывного доения 38
2.2 Конструктивно-технологическая схема доильного аппарата
непрерывного доения 39
2.3 Обоснование основных параметров доильного аппарата непрерывного
доения 44
2.3.1 Определение вакуумметрического давления, необходимого для
прижатия сосковой трубки к стенке доильного стакана 44
2.3.2 Определение давления сосковой резины на сосок и вакуумметрического
давления, необходимого для одностороннего сжатия соска 47
2.3.3 Обоснование процесса выведения молока из вымени коровы
стимулирующим аппаратом непрерывного доения 55
Выводы 60
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ62
3.1 Программа лабораторных экспериментальных исследований 62
3.2 Методика проведения лабораторных исследований 62
3.2.1 Лабораторное оборудование и приборы, необходимые для
проведения исследований 62
3.2.2 Методика определения давления сосковой резины на сосок и выбора
рациональных конструктивных параметров доильного аппарата непрерывного доения 76
3.2.3 Методика оценки производительности и выбора рациональных
режимных параметров доильного аппарата непрерывного доения 77
3.3 Выбор факторов 78
3.3.1 Выбор факторов для определения давления сосковой резины на сосок 79
3.3.2 Выбор факторов для оценки производительности доильного аппарата 82
3.4 Методика планирования эксперимента 83
3.5 Статистический анализ результатов экспериментальных данных 85
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА
НЕПРЕРЫВНОГО ДОЕНИЯ 88
4.1 Результаты лабораторных исследований 88
4.1.1 Результаты исследований по обоснованию конструктивных
параметров доильного стакана 88
4.1.2 Результаты исследований по определению режимных параметров
доильного аппарата непрерывного доения 96
4.1.3 Результаты сравнения теоретических и экспериментальных
исследований 101
Выводы 103
5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА НЕПРЕРЫВНОГО ДОЕНИЯ 104
5.1 Программа и методика производственных испытаний 104
5.2 Экономическая эффективность использования доильного аппарата
непрерывного доения 108
Выводы 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 120
ПРИЛОЖЕНИЯ 134

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Подтверждено, что производительность доильного аппарата зависит от коэффициента тактности, который для двухтактных доильных аппаратов состав¬ляет 0,5... 0,7, поэтому для повышения эффективности машинного доения коров перспективно создание аппарата непрерывного доения (кт=1), обеспечивающего необходимую стимуляцию молокоотдачи.
2. Доильный аппарат непрерывного доения должен содержать пульсатор попарного доения, коллектор с молочной и распределительной камерами и до¬ильные стаканы, молочные и воздушные трубки. Доильные стаканы включают сосковую трубку и гильзу с молочными и воздушными патрубками. В гильзе каждого доильного стакана выполнены диаметрально расположенные выступы с трапецеидальными проточками, что позволяет разделить межстенные камеры стакана на две изолированные друг от друга части, в каждой из которых имеется воздушный патрубок. Сосковые трубки имеют диаметрально расположенные продольные ребра, установленные в проточках продольных выступов гильзы стакана.
3. Теоретически доказано, что вакуумметрическое давление, необходимое для работы предлагаемого доильного аппарата, зависит от его конструктивных параметров: ширины, глубины ребра и внешнего радиуса сосковой трубки, рас-стояния между сосковой трубкой и стенкой доильного стакана, а также от модуля упругости резинового крепления. Теоретически установлено, что давление сос¬ковой резины на сосок зависит от ее конструктивных параметров: длины и тол¬щины в рабочем положении, ее внутреннего и внешнего радиуса и натяжения в доильном стакане, а также физико-механических свойств материалов: коэффи¬циентов объемной упругости соска вымени коровы и сосковой резины, и при ва-куумметрическом давлении рв=40-42 кПа оно соответствует зоотехническим требованиям (10-15 кПа).
Теоретически доказано, что скорость выведения молока на выходе из соска зависит от давления молока в цистерне железы, вакуумметрического давления в подсосковой камере и давления, возникающего в результате одностороннего сжатия соска, а также от геометрических размеров соска вымени коровы.
4. Экспериментами подтверждена достоверность теоретических положе¬ний по определению конструктивно-режимных параметров доильного аппарата, необходимых для его нормальной работы. При обработке результатов много-факторного эксперимента получено уравнение регрессии для определения дав¬ления сосковой резины на сосок в зависимости от конструктивно-режимных па¬раметров аппарата. При табличном значении F-критерия Фишера, 6,26 расчетное значение равно 1,86. Посредством обработки данных установлены следующие рациональные конструктивно-режимные параметры доильного аппарата непре¬рывного доения: расстояние между сосковой трубкой и стенкой доильного ста¬кана 0,003 м, ширина резинового крепления сосковой трубки - 0,003 м, вакуум¬метрическое давление - 40-42 кПа.
В результате проведения многофакторного эксперимента получено урав¬нение регрессии для определения производительности доильного аппарата в за¬висимости от режимных параметров. При табличном значении F-критерия Фи¬шера 6,94 расчетное значение равно 0,019. Посредством обработки данных уста¬новлены следующие рациональные режимные параметры доильного аппарата непрерывного доения: вакуумметрическое давление - 40 кПа, частота пульсаций вакуума 1,5 Гц, соотношение тактов сосания и сжатия - 70/30.
5. Результаты производственных испытаний свидетельствуют о том, что разработанный доильный аппарат во время работы обеспечивает устойчивое вы-ведение молока у коровы, позволяя за счет непрерывного отсоса молока обеспе¬чить необходимую производительность и безопасность доения. Применение разработанного доильного аппарата повышает разовый удой и интенсивность до¬ения соответственно на 8,8 и 8,5%. Расчетный годовой экономический эффект за счет внедрения доильного аппарата на молочной ферме с поголовьем 200 коров составит 889 878 руб. при сроке окупаемости 0,69 года.