Введение к работе
з
Актуальность работы. Увеличение численности различных категорий сельских товаропроизводителей и их дифференциация, в условиях многоукладной экономики привели к необходимости расширения спектра применяемых технологий и технических средств производства продукции.
Среди других процессов машинное доение коров является наиболее трудоемким и сложным технологическим процессом. По различным данным, в зависимости от технологии производства на его долю приходится от 30 до 50% затрат живого труда на ферме. Уникальность процесса заключается в непосредственном контакте доильной машины с животным. Поэтому к проблемам совершенствования доильной техники должен применяться комплексный системный подход, основанный на анализе взаимодействия объектов сложной биотехнической системы "человек-машина-животное".
Индивидуальный подход при обслуживании предполагает, прежде всего проведение зоотехнического учета молока от каждой коровы.
На автоматизированных доильных установках устройство для учета молока должно выполнять еще и функцию датчика потока молока для автоматического управления работой доильного аппарата. В России сегодня устройства индивидуального учета молока серийно не выпускаются, а примените импортных устройств значительно удорожает проведение этой необходимой технологической операции (доильные аппараты с встроенными потокомерами фирмы "Surge", счетчики фирмы "Alfa-Lavar, фирмы "Tru-Tesf и другие).
Все это предопределяет важность и актуальность проблемы создания и совершенствования новых методов и технических средств индивидуального учета молока.
Рассматриваемая диссертация выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских и опьгпю-конструкторских работ ВИЭСХ по созданию техники нового поколения для многоукладного сельскохозяйственного производства на 1996-1999 годы и Государственной научно-технической программой "Перспеушвные процессы производства продовольствия" Министерства науки России на 1996-2000 годы.
Цель работы - исследование и обоснование универсального многофункционального устройства для индивидуального учета молока.
Для выполнения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
анализ существующих методов и технических средств индивидуального учета молока на доильных установках и обоснование принципиальной схемы многофункционального устройства;
исследование основных факторов, определяющих погрешность измерений устройств различных типов, с разработкой способов ее механизации;
исследование и обоснование математической модели устройства индивидуального учета молока;
обоснование основных технологических и гидравлических характеристик, режимов и параметров устройства;
экспериментальные исследования разработанного универсального устройства индивидуального учета молока;
технико-экономическая оценка применения нового универсального устройства на доильных установках.
Объекты исследования. Объектами исследования в работе являются: технические средства учета молока, процесс пропорционального отбора некоторой части от общего потока, баланс воздухопотреблеши устройства, необходимый для стабилизации вакуумного режима в системе.
Методы исследования. При теоретическом и экспериментальном исследованиях были использованы методы математической статистики и теория ошибок, основы гидродинамики проточных устройств, метод многофакторного планирования эксперимента, метод экспериментального исследования с использованием нового параметра - коэффициента неравномерности отбора.
Научная новизна. Научная новизна заключается в следующем:
на основе блочно-модульной концепции разработана универсальная структурно-технологическая схема устройства индивидуального учета молока, позволяющая совместить функции устройств пропорционального и порционного типов и обеспечить собственно измерение количества молока, а также интенсивность потока для управления работой доильного аппарата;
гидродинамическая модель устройства с комбинированным поплавково-транспортирующим звеном обеспечивающая оптимизацию параметров суживающегося участка транспортирующей трубки и выходного распределителя потока конического типа;
разработана усовершенствованная методика экспериментальных исследований устройства индивидуального учета молока с использованием нового параметра - коэффициента неравномерности отбора, позволяющая эффективнее оценивать работу различных типов устройств в зависимости от диапазона измеряемых удоев.
Практическая ценность работы состоит в том, что предложенные в диссертации структурно-технологические схемы, параметры и режимы функционирования устройств индивидуального учета молока являются основой создшгия новых типов устройств, дающих возможность их применения как на доильных установках со стойловым содержанием животных, так и на автоматических доильных установках. Результатом работы явилось получение положительного решения ВНИИГПЭ по заявке № 98101952 / 13(001497) от 23.01.98, "Устройство для индивидуального учета молока".
Внедрение. На основе проведенных исследований создан опытный образец универсального устройства индивидуального учета молока многофункционального типа, прошедший предварительные хозяйственные испытания на животноводческом комплексе "Токарево" ОАО племзавода "Петровское" г. Лыткарино Московской области и на ОПХ Подольской МИС в 1998 году с положительной рекомендацией.
На защиту выносятся:
- структурно-технологические схемы и техническое решение;
гидравлические характеристики и параметры устройства индивидуального учета молока;
аналитические и экспериментальные зависимости;
методика инженерного расчета и обоснования параметров устройства с пропорционапьным отбором.
Апробация. Основные положения и выводы диссертации доложены и одобрены на заседании секции Электромеханизации молочного животноводства Ученого совета ВИЭСХ в 1997-1999 гг., а также на научно-технических конференциях по методам и техническим средствам, применяемым при испытаниях сельско-хозяйственной техники в г. Оренбурге (1998 г.) и в ОшТУ (Ощ, 1997 г.).
Публикации. Основные положения и результаты диссертации отражены в 4 публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и 6 приложений на 189 страницах, включая 8 таблиц, 38 рисунков и библиографии из 117 наименований.
