CC BY
32
УДК 636.2:631.3
АВТОМАТИЗАЦИЯ ДОЕНИЯ КОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАНИПУЛЯТОРОВ ДОЕНИЯ
Е.А. Мартынов, кандидат технических наук, доцент О.А. Чехунов кандидат технических наук, доцент
Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина E-mail: bsaa@list.ru
Аннотация. В статье рассматриваются актуальные проблема увеличения производства молока на современном этапе в России, значение применения средств автоматизации при машинном доении, как одно из направлений для решения обозначенной проблемы. Представлены основные пути для модернизации устаревшего оборудования на молочнотоварных фермах. На основании полученного опыта создания адаптивных машин для доения коров, была разработаны блок-схема переносного манипулятора доения коров с адаптивным режимом работы по каждой доле вымени в отдельности и алгоритм его работы, которые и были положены в основу работы переносного манипулятора доения. Предложенная конструкция манипулятор обеспечивает возможность изменения режима доения в зависимости от интенсивности молокоотдачи по каждой доле вымени. В конструкции доильного аппарата с целью снижения величины вакуумметрического давления и улучшения условий транспортировки молока на участке доильный стакан - коллектор предусмотрен перепускной клапан, обеспечивающий периодический впуск воздуха. Экспериментальные исследования переносного манипулятора доения коров показали, что при использовании предложенной конструкции характерна более высокая пиковая интенсивность молоковыведения по вымени в целом для опытной группы животных.
Ключевые слова: доение, корова, манипулятор для доения, доильный аппарат, мастит, молокоотдача.
На сегодня в агропромышленном комплексе России весьма актуальна проблема увеличения производства молока. Одним из способов решения данной проблемы - это повышение эффективности машинного доения коров. Сильная засуха в 2010 г., охватившая более 40 субъектов РФ, в которых сосредоточено более 60% посевных площадей страны, на фоне развернувшегося экономического кризиса и увеличения стоимости импортного оборудования негативно отразились на сельскохозяйственном производстве в целом и молочном животноводстве в частности. В сложившихся условиях повышение темпов производства молока и молокопро-дуктов является одним из приоритетных направлений государственной программы «Развитие сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг.». В 2014 г. произведено 30845 (в т.ч. 292 - в Крыму) тыс. т молока, что составляет 80% от поставленной задачи - к 2020 г. увеличить объем производства молока до 38,2 млн т.
Выполнить задачу по повышению производства продукции молочного животноводства возможно, прежде всего, за счет применения современного технологического оборудования, в котором главная роль принадлежит автоматизации. Под автоматизацией, прежде всего, подразумевается использование манипуляторов, позволяющих без участия операторов выполнять более половины технологических операций по доению коровы. Автоматизированное доильное оборудование начало привлекать внимание аграриев в 80-е годы ХХ века. Однако разработка доильных роботов осложнялась тем фактом, что им предстояло работать с живыми существами в отличие от оборудования, которое устанавливалось на фабриках.
По результатам исследований, роботы-дояры намного эффективнее в работе, чем традиционные доильные установки. Наиболее экономичными из установок является «Елочка», на втором месте - «Карусель». Сегодня некоторые производители разрабатывают доильные роботы, которые смогут
Ежеквартальный научный журнал
работать на базе доильного зала «Карусель» и, тем самым, достигнуть еще большей эффективности и экономичности от автоматизированного доильного оборудования. В зависимости от конструктивно-режимных параметров манипуляторы в разной степени влияют на интенсивность молокоотдачи и физиологическое здоровье вымени коровы и, как следствие, на эффективность и продуктивность машинного доения.
Основная характеристика животного - это интенсивность молокоотдачи, поэтому доильный аппарат должен реагировать, прежде всего, на изменение этого показателя. Такой адаптивный доильный аппарат должен обеспечивать: автоматический контроль за интенсивностью выведения молока по каждой доле вымени в отдельности; автоматизацию режима функционирования доильного аппарата с учетом физиологических особенностей животных; стабилизацию вакуума в доильных стаканах. Наиболее рациональный путь повышения эффективности отрасли молочного скотоводства, по нашему мнению, -применение имеющихся в хозяйствах технологий содержания коров с использованием существующих доильных установок, комплектуемых адаптивными доильными аппаратами. На основании полученного опыта создания адаптивных машин для доения коров были разработаны блок-схема переносного манипулятора доения коров (рис. 1) и алгоритм его работы, которые и были положены в основу работы переносного манипулятора доения коров. Был разработан переносной манипулятор, включающий доильный аппарат, тросом связанный с пневмоци-линдром, который посредством скобы (с возможностью качания) прикреплен к стойке, блок управления, который посредством разъема прикреплен к молокопроводу и ва-куумпроводу доильной установки, включающий молоколовушку с поплавком, посредством молочной трубки соединяемую с молокоприемной камерой коллектора, а также снабженный электрогенератором двухполу-периодный пульсатор.
Переносной манипулятор доения коров
Доильный аппарат
Доильный стакан: - Пневмоклапан - Датчик потока молока - Регулятор вакуума Доильный стакан: - Пневмоклапан - Датчик потока молока - Регулятор вакуума Доильный стакан: - Пневмоклапан - Датчик потока молока - Регулятор вакуума Доильный стакан: - Пневмоклапан - Датчик потока молока - Регулятор вакуума
Коллектор
Система снятия Доильного аппарата:
- Датчик потока молока
- Пневмоавтоматика
- Коммутация воздушных потоков
- Пневмоцилиндр снятия доильного
Источник пнев моимпульсов и электроэнергии
- Пульсатор
- Источник электроэнергии
Предложенный переносной манипулятор для доения коров обеспечивает возможность изменения режима доения в зависимости от интенсивности молокоотдачи по каждой доле вымени в отдельности (изменение величины вакуумметрического давления в под-сосковом пространстве доильного стакана) и автоматического снятия подвесной части доильного аппарата с вымени животного. Для снижения величины вакуумметрического давления и улучшения условий транспортировки молока на участке «доильный стакан-коллектор» в конструкции доильного аппарата предусмотрен перепускной клапан, обеспечивающий периодический впуск воздуха. Однако, во избежание вспенивания молока и, как следствие, ухудшения его качества, скорость молока не должна превышать 1,5 м/с. При этом в подсосковой камере доильного стакана должно сохраняться вакуумметриче-ское давление, необходимое для удержания доильного аппарата на вымени животного. Графическая интерпретация зависимости ва-куумметрического давления в подсосковой камере доильного стакана от диаметра калиброванного отверстия пневмоклапана и величины вакуумметрического давления в вакуумной магистрали представлена на рис. 2.
52
Вестник ВНИИМЖ №3(19)-2015
С S
Рис.
2. Зависимость вакуумметрического давления от диаметра калиброванного отверстия
Экспериментальные исследования переносного манипулятора доения коров показали, что при использовании предложенной конструкции характерна более высокая пиковая интенсивность молоковыведения по вымени, равная 2,9 кг/мин против 2,3 кг/мин при применении доильного аппарата АДУ-1-03. У экспериментального доильного аппарата более полная выдоенность вымени (98% и 96% соответственно). Выше и средняя интенсивность молоковыведения, составляющая для экспериментального переносного манипулятора 1,6 кг/мин против 1,4 кг/мин для АДУ-1-03.
Анализ результатов исследований влияния экспериментального переносного манипулятора на здоровье животных по сравнению с аппаратом АДУ-1-03 показал, что он более безопасен (уровень заболеваемости вымени коров маститом за время его испытаний был ниже на 18-22%). Это объясняется использованием пониженного вакуумметри-ческого давления в подсосковых камерах доильных стаканов в начале и по завершению процесса доения. Вследствие адекватности режима доения повышается молочная продуктивность коров. За 90 дней производственных испытаний животные опытной группы по молочной продуктивности превзошли коров контроля на 4,9%.
Литература:
1. Ужик В.Ф., Мартынов Е.А. Переносной манипулятор доения коров с управляемым режимом доения // Вестник ВНИИМЖ. 2009. Т. 20. С. 63-67.
2. Мартынов Е.А. Переносной адаптивный манипулятор доения коров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. №11. С. 15-16.
3. Солдатов В.Г. Комплекс для испытаний манипуляторов доения в производственных условиях // Известия ОГАУ. 2012. № 2(34). С. 80-83.
Literatura:
1. Uzhik V.F., Martynov E.A. Perenosnoj manipulyator doeniya korov s upravlyaemym rezhimom doeniya // Vestnik VNIIMZH. 2009. T. 20. S. 63-67.
2. Martynov E.A. Perenosnoj adaptivnyj manipulyator doeniya korov // Mekhanizaciya i ehlektrifikaciya sel'skogo hozyajstva. 2007. №11. S. 15-16.
3. Soldatov V.G. Kompleks dlya ispytanij manipulyato-rov doeniya v proizvodstvennyh usloviyah // Izvestiya OGAU. 2012. № 2(34). S. 80-83.
COWS MILKING AUTOMATION BY THE MILKING MANIPULATORS USING
E.A. Martuynov, candidate of technical sciences, associate professor O.A. Chickunov, candidate of technical sciences, associate professor Belgorod state agricultural University named after V.Ya. Gorin
Abstract. This article discusses the current problem of milk production increasing in Russia, the value of the means of milking automation use, as one of the ways of this specified problem's solution. The basic way of dairy farms outdated equipment's modernization are shown. On the given experience's basis of the cows milking adaptive machines' creating, was developed the milking cows portable manipulator's block scheme with an adaptive mode for each udder quarter separately and its work algorithm, which were put in the portable milking manipulator working's basis. The proposed manipulator's construction provides the milking regime chang-ing's possibility, depending on the milk flow's intensity on each udder's quarter. In the milking machine's construction to reduce the vacuum metric pressure magnitude and to im-prove milk transport's conditions on the section from teat's cup till collector it is provided a bypass valve ensuring the air periodic intake. The milking cows portable manipulator's experimental studies had showed that by proposed structure use it is milk excretion's more higher peak intensity for the experimental group of cows characterized. Keywords: milking, the cow, the milking manipulator, milking machine, mastitis, milk excretion.
