CC BY
17
УДК 637.116
МАНИПУЛЯТОР ДОЕНИЯ КОРОВ МОБИЛЬНОГО
АГРЕГАТА
В.Ф. Ужик, доктор технических наук, профессор Ю.Н. Ульянцев, кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина» E-mail: [email protected]
Аннотация. Рассматривается вопрос повышения эффективности производства продукции животноводства в России на современном этапе. Актуальной проблемой сельскохозяйственного производства является увеличение производства молока. Выполнить задачу по повышению производства продукции молочного животноводства можно за счет применения современного технологического оборудования, в котором главная роль принадлежит автоматизации процессов и операций. Применение средств автоматизации при машинном доении в фермерских хозяйствах и частных подворьях может стать одним из решающих факторов роста поголовья коров. На основании анализа имеющихся технических решений предложена конструкция манипулятора доения коров мобильного агрегата с адаптивным режимом работы по каждой доле вымени в отдельности и алгоритм его работы. Манипулятор доения коров мобильного агрегата обеспечивает возможность изменения режима доения в зависимости от интенсивности моло-коотдачи по каждой доле вымени, производит машинное додаивание по каждой доле вымени и осуществляет автоматическое снятие доильного аппарата с вымени по завершению доения. Экспериментальные исследования манипулятора доения коров мобильного агрегата показали, что при использовании предложенной конструкции повышается продуктивность коров, достигается более высокая пиковая интенсивность молоковыведения по вымени в целом. Автоматизация заключительных операций позволяет сократить общее время, затрачиваемое на доение одного животного, в результате производительность труда операторов машинного доения возрастает.
Ключевые слова: корова, доение, манипулятор, вакуум, доильный стакан, мастит.
Важным фактором в повышении эффективности сельскохозяйственного производства нашей страны является развитие фермерских хозяйств. Отсутствие у частников средств механизации доения коров сдерживает рост поголовья в частных подворьях. Для малых ферм с поголовьем от 10 до 50 коров промышленностью освоен выпуск ряда доильных установок. Наряду с этим налажено производство индивидуальных доильных агрегатов для обслуживания животных с численностью до 10 коров, отличительной особенностью которых является мобильность, наличие встроенной вакуумной аппаратуры, питание от однофазной сети переменного тока. Однако из-за неравномерности развития долей вымени коров и, зачастую, непрофессионализма людей использование этого доильного оборудования может стать причиной заболевания коров маститом и снижения их продуктивности [1-4]. Как показывают результаты исследований, автома-
тизация заключительных операций позволяет повысить производительность труда операторов, а также исключить субъективный фактор в оценке степени выдоенности коров на предмет определения момента снятия доильных аппаратов. Последнее является очень важным, т.к. влияет на здоровье коровы и ее продуктивность. В связи с этим разработана конструкция манипулятора доения коров мобильного агрегата, обеспечивающая управляемое доение по каждой доле вымени в отдельности и объединяющая положительные качества мобильных агрегатов доения и стационарных доильных установок.
Мобильный агрегат с манипулятором доения коров (рис. 1) состоит из вакуумной аппаратуры 1, доильного ведра 2, блока управления 3, манипулятора 4 [5, 6] с поворотным механизмом 5, доильных стаканов 6 с механизмом додаивания 7, одноосной тележки 8 с упором 9. Блок управления 3 выполнен в виде четырех датчиков наличия молока, каж-
Механизация, автоматизация и машинные технологии в животноводстве
дыи из которых соединен молочным шлангом с коллектором и доильным стаканом 6.
э — а -1 1 -> Рис. 1. Общий вид мобильного агрегата с манипулятором доения коров: 1 - вакуумная аппаратура, 2 - доильное ведро, 3 - блок управления, 4 - манипулятор, 5 - поворотный механизм, 6 - доильные стаканы, 7 - механизм додаивания, 8 - одноосная тележка, 9 - упор, 10 - вакуумный насос, 11 - вакуумный регулятор, 12 - вакуумметр, 13 - распределитель постоянного вакуума
Работает мобильный агрегат с манипулятором доения коров следующим образом. Оператор ставит одноосную тележку 8 между двух коров. Переводит упор 9 в рабочее положение. После чего переводит поворотный механизм 5 в правое или левое рабочее положение, в зависимости от очередности доения коров. После этого оператор включает вакуумную аппаратуру 1 и по показаниям вакуумметра 12 посредством вакуумного регулятора 11 устанавливает рабочий вакуум. После подготовки вымени к доению оператор устанавливает датчики наличия молока в стартовое положение и подводит доильные стаканы 6 под вымя животного. Удерживая одной рукой коллекторы, приподнимает доильные стаканы 6, а другой рукой надевает их на вымя животного. Вакуум от вакуумного насоса 10 по вакуум-шлангу через распределитель 13 постоянного вакуума поступает в доильное ведро 2 и через датчики наличия молока по шлангам через коллекторы поступает в подсосковые камеры доильных стаканов 6. Вакуум от вакуумного насоса 10 через пульсатор поступает в распределитель переменного вакуума и далее по вакуум-шлангам в межстенные камеры доильных стаканов 6.
При стартовом положении датчиков наличия молока механизм 7 додаивания каждого доильного стакана 6 соединен с атмосферой. Также соединяются с атмосферой пневмоцилиндры вывода манипулятора.
Молоко, поступающее в начале доения, выводится в доильное ведро 2. С увеличением интенсивности мо-локоотдачи молоко не успевает проходить через калибровочные отверстия датчиков наличия молока, и их камеры заполняются молоком, что обеспечивает некоторый подъем поплавков, при этом датчики наличия молока начинают контролировать режим работы. В каждой четверти вымени процесс молокоотдачи проходит по-разному (по времени и количеству молока), так же работают датчики наличия молока соответствующих четвертей вымени. При снижении интенсивности молоковыведения доли вымени (до 120 г/мин) включается механизм додаивания 7. Если после включения в работу механизма 7 додаивания интенсивность молоковыведе-ния возрастает, то датчик наличия молока снимает разряжение с механизма додаивания 7, при повторном снижении интенсивности молоковыведения (до 120 г/мин) вновь поступает разряжение в механизм 7 додаивания. При уменьшении интенсивности моло-ковыведения (до 50 г/мин) устанавливается заданный вакуум (до 33 кПа), что способствует удержанию доильного стакана 6 на четверти вымени. Как только в последней доле вымени интенсивность молокоотдачи снизится до 50 г/мин, происходит следующее:
- давление в подсосковых камерах доильных стаканов 6 приближается к атмосферному и доильные стаканы 6 падают с сосков;
- пневмоцилиндр приподнимает рычаг с доильными стаканами 6, тем самым исключая повреждение доильных стаканов 6;
- вакуум поступает в пневмоцилиндр вывода манипулятора, который выводит манипулятор из-под коровы, и мобильный агрегат с манипулятором доения коров готов для доения следующего животного.
Лоигпа! оГ УШТ^Н №3(23)-2016
185
Проведенные экспериментальные исследования мобильного агрегата с манипулятором доения коров показали, что применение предлагаемого агрегата способствует более полной реализации рефлекса молокоотдачи коров. Экспериментальный агрегат обладает более высокой пиковой интенсивностью мо-локовыведения как в целом по вымени, так и по долям, равной 3,15 кг/мин против 2,28 кг/ мин доильного агрегата АИД-1 и 0,91 кг/мин против 0,61 кг/мин соответственно. Отмечено увеличение и средней интенсивности мо-локовыведения. Для предлагаемого доильного агрегата она составляет 1,55 кг/мин, а для АИД-1 - 1,31 кг/мин. Более интенсивный процесс выведения молока из вымени коров экспериментальным агрегатом по сравнению с другими объясняется тем, что он является более физиологичным, а также имеет более высокую пропускную способность. Таким образом, применение манипулятора доения коров мобильного агрегата позволяет повысить молочную продуктивность коров. Сокращение времени заключительных операций, высокая скорость выдаивания животных и исключение потребности в ручном до-дое способствуют росту производительности труда оператора в 1,2-1,6 раза. Применение экспериментального агрегата положительно сказывается на здоровье животного. По сравнению с серийным доильным агрегатом типа АИД-1 он более безопасен. Случаев заболевания вымени коров маститом за три месяца его испытаний не зарегистрировано.
Кроме того, отмечено снижение травмируе-мости вымени коров, т.к. не наблюдается передержек доильного аппарата.
Литература:
1. Кирсанов В.В., Цой Ю.А., Зеленцов А.И. Блочно-мо-дульная концепция построения и создания доильного оборудования нового поколения // Тез. докл. IX Межд. Симп. по маш. доению с.-х. животных. Оренбург, 1997. С. 117.
2. Ульянов В.М. Результаты производственной проверки технологии доения коров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. №5. С. 17.
3. Ужик В. Теория технологий и технических средств в животноводстве. Белгород, 2009. 198 с.
4. Аспекты математического моделирования в молочном скотоводстве / В.Ф. Ужик и др. Белгород, 2012.
5. Пат. 2189737 РФ. Мобильный автомат доения коров / Пономарев А.Ф. и др. Опубл. 27.09.02, Бюл. 27.
6. Передвижной манипулятор / Пономарев А.Ф. и др. // Сельский механизатор. 2001. №7. С. 2.
Literatura:
1. Kirsanov V.V., Coj YU.A., Zelencov A.I. Blochno-mo-dul'naya kon-cepciya postroeniya i sozdaniya doil'nogo oborudovaniya novogo pokoleniya // Tez. dokl. IX Mezhd. Simp. po mash. doeniyu s.-h. zhivotnyh. Orenburg, 1997. S. 117.
2. Ul'yanov V.M. Rezul'taty proizvodstvennoj proverki tekhnologii doeniya korov // Mekhanizaciya i ehlektrif-ikaciya sel'skogo hozyajstva. 2008. №5. S. 17.
3. Uzhik V. Teoriya tekhnologij i tekhnicheskih sredstv v zhivotnovodstve. Belgorod, 2009. 198 s.
4. Aspekty matematicheskogo modelirovaniya v moloch-nom skotovodstve / V.F. Uzhik i dr. Belgorod, 2012.
5. Pat. 2189737 RF. Mobil'nyj avtomat doeniya korov / Ponomarev A.F. i dr. Opubl. 27.09.02, Byul. 27.
6. Peredvizhnoj manipulyator / Ponomarev A.F. i dr. // Sel'skij mekhanizator. 2001. №7. S. 2.
THE MILKING COWS MANIPULATOR OF MOBILE UNIT V.F. Ujik, doctor of technical sciences, professor Y.N. Ul'antsev, candidate of technical sciences, associate professor FGBOY VO "Belgorod state agricultural university named after V.Y. Gorin"
Abstract. Considers the question of Russian livestock production current efficiency increasing. The agricultural productivity actual problem is milk production increasing. The dairy farming improving task to accomplish is possible through the modern technological equipment using, with its main role of processes and operations automation. The automation means using during machine milking on farms and private farmsteads could become one of the number of cows' growth factors. Based on the existing technical solutions analysis the design of the cows milking manipulator of mobile unit with an adaptive operation mode for separately each udder share and its work algorithm is made. The cows milking manipulator provides the ability mode changing, depending on milk flow intensively for each udder share, produces engine to-empting for each udder share and performs an automatic removal of the milking machine from the udder at the end of milking. Pilot study of the cows milking manipulator of mobile unit had showed that at under the proposed design using the cows production is increased, lactation peak intensity becomes higher in a whole. The final operations' automation in allows to reduce one animal total milking time, as a result, the machine milking operators productivity is increasing. Keywords: cow, milking, manipulator, vacuum, teat cup, mastitis.
