Введение к работе
}: 5'':,.' -;;-І'
Актуальность темы. Доение коров - один из самых трудоемких процессов на молочных фермах и комплексах. Несмотря на то, что уровень электрификации и автоматизации доения коров довольно высок, существует ряд технологических операция, которые до сих_ пор выполняются вручную операторами машинного доения. Одной из таких операций является одевание доильных стаканов на соски вымени коровы. Использование ручного труда при снятии и одевании доильных стаканов на различных типах доильных установок приводит к существенному снижению производительности труда обслуживающего персонала и делает его малопривлекательным и неэффективным. Кроме того, снижается качество и количество молока в связи с нарушением длительности операций по подготовке к доению и в результате передержек стаканов на вымени коровы, а это, в свою очередь, приводит к возникновению маститов, понижающих продуктивность животных. Поэтому, задача повышения уровня автоматизации процесса доения за счет применения манипуляторов для одевания и снятия доильных стаканов - актуальная на сегодняшний день и от эффективности ее решения во многом зависит рост производительности надоев молока, его качество и количество. Применение манипуляторов для машинной дойки коров позволит сократить число обслуживающих доильные установки операторов машинного доения и сделать более удобным их рабочий день.
Цель и задачи исследования. Цолью работы является разработка и исследование манипулятора доения на основе .огаейных управляющих двигателей (ЛУД).
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
выбор способа машинного доения и доильных установок для автома-гизации процессов одевания и снятия доильных стаканов с вымени животных;
обоснование принятой за основу компоновочной схемы манипулятора цсения;
создание линейных электродвигателей для привода манипулятора дс->ния;
разработка системы управления электродвигателями; изучение статических характеристик ЛУД;
- составление математического алгоритма для расчета динамических
зависимостей с учетом влияния вихревых ТОКОВІ
исследование линейных управляющих электродвигателей как элементов системы автоматического управления (САУ)і
- применение методики тепловых схем для нахохдания средней темпе
ратуры нагрева ЛУДі
проведение физического и математического эксперимента с применением ЭВМ и сравнение полученных результатові
- обоснование технико-экономической эффективности повышения уровня автоматизации процесса доения коров.
Объект исследований1 За основу взят линейный электропривод манипулятора доения.
Научная новизна работы. Теоретически обоснована возможность создания манипуляторов доения для одевания и снятия доильных стаканов с вымени коровы, приводом которых служат линейные двигатели (ДД).
Разработаны методики расчетов статических, динамических и тепловых процессов, протекающих в ДУД, с применением численных методов и алгоритмического языка "Фортран -'77".
Выявлены и исследованы особенности магнитных систем линейных электродвигателей, а такя» решены вопросы по их оптимизации.
Исследованы характеристики ЛУД в ста гике, на основании которых решена задача анализа4изменения электромагнитной силы тяги от хода якоря.
Пол/чены функциональные зависимости основных динамических характеристик на этапах трогаш:я и движения якоря ДД..
Даны характеристики, найденные в результате исследования линейных двигателей как -элементов САУ.
Составлены тепловые схемы для нахождения средней температуры нагрева линейных электродвигателей.
Представлены данные, полученные путем физического и математического эксперимента,- а также их погрешности.
Новизна технических решений подтвервдена авторским свидетельством .
Практическая ценность. Разработаны теоретические и методические основы анализа, оптимизации и построения ЛУД, позволяющие создать на их основе эффективные в технико-экономическом отношении манипуляторы доения для автоматизации процессов одэвания и снятия
доильных стаканов с вымени коровы.
Создан пакет прикладных программ, обеспечивающих автоматизацию этапов расчета, связанного с оптимальным выбором конструкции линейных электромагнитных двигателей,
Применяемая система управления, выполненная по модульному типу, позволяет управлять работой электроприводов манипулятора доения от микропроцессора.
Реализация результатов исследований..По полученным результатам разработаны два опытных манипулятора доения и системы управления к ним, а также техническчя документация для изготовления серийных образцов. Все манипуляторы доения успешно прошли контрольные испытания в лаборатории комплексной механизации и автоматизации молочного животноводства ВИЭСХ и были признаны в качестве г5а-зовых для дальнейшего совершенствования их конструкций.
Апробация работы. Оснозные положения и результаты диссертации докладывались на научно-технических конференциях Ставропольского СХИ (1887...1991г.г.), ЧИМЭСХ (1989г.), АЧИМСХ (1991г.), на заседании кафедры электротехники ВСХИЗО (1991г.) и на расширенных заседаниях кафедры автоматики ЧГАУ (1991,1992г.г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 1 авторское свидетельство, 2 экспозиции на ВДНХ СССР (1988,1989г.г.), 1 выставка-ярмарка в НРА (1988г.), 1 выставка-ярмарка в СРР (1988г.).
Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит 'из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы из 134 наименования. Ее содержание изложено на 246 страницах и состоит из 124 страниц основного машинописного текста, 69 рисунков, 11 таблиц и 4 приложений.
