CC BY
3Lubricating Oil to the Work Units whith the Residual Effects in the Oil./Jornal of Friction and Wear, 2019 Vol. 40, No. 5, pp. 599-606. URL: https://www.researchgate.net/publication/336751729_The_Effect_ of_Ultrasonic_Treatment_of_a_Lubricating_Oil_on_the_Operation_of_a_Tribological_Assembly_and_the_ Assessment_of_the_Residual_Effects_in_the_Oil
6. Simdyankin, A.A. Ocenka vliyaniya ul'trazvukovoj obrabotki motornogo masla na iznos par treniya pri dlitel'nyh iznosnyh ispytaniyah[/ A.A. Simdyankin, A.M.Davydkin, M.N. Slyusarev, A.M. Zemskov // Vestnik Mordovskogo universiteta, Tom. 28, № 4. 2018. - S.583-602 DOI: https://www.doi.org/10.15507/0236-2910.028.201804.583-602
7. Prakash S., Ghosh A.K. Ultrasonics and colloids. (Monograth).Asia Publishing House, London, 1962. URL: https://openlibrary.org/books/OL272259M/Ultrasonics_and_colloids
8. Denisov A.S., Danilov I.K., Influence of lubrication conditions on the thickness of the oil layer in the connecting rod bearings of the diesel engine. Vistnik SGTU = Saratov State Technical University Bulletin
2005; 1(6): 74-80. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-usloviy-smazki-na-tolschinu-maslyanogo-sloya-v-shatunnyh-podshipnikah-dizelnogo-dvigatelya/viewer
9. Polyushkin, N.G. Osnovy teorii treniya, iznosa i smazki. Uchebnoe posobie [Tekst] /N.G. Polyushkin.-Krasnoyarsk: izd. Krasnoyarsk.gos. agr. un-ta, 2013. - 192 s. URL: http://www.kgau.ru/sveden/2017/mech/ metod_350306_16.pdf
10. Vinogradov, G.V. Mekhanizm protivoiznosnogo i antifrikcionnogo dejstviya smazochnyh sred pri tyazhelyh rezhimah granichnoj smazki / G.V. Vinogradov, YU.YA. Polonskij // O prirode treniya tverdyh tel: sbornik nauchnyh trudov. - Minsk: Nauka i tekhnika, 1971. S. 281-304.URL: https://search.rsl.ru/ru/ record/01007162801
11.Archbyutt, L.L. Trenie, smazka i smazochnye materialy. Rukovodstvo po teorii i praktike smazki i po metodam ispytaniya smazochnyh materialov /L.L. Archbyutt, R.M. Dilej. -M: Gosgorgeolneftizdat, 1934. - 703 s.URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01009309144
12. Kalmykov, V.V. Issledovanie zavisimosti smazyvaemosti konstrukcionnyh materialov ot velichiny poverhnostnogo natyazheniya masel/ V.V. Kalmykov, D.A. Mel'nikov, M.S. Gorbacheva, A.A. Suhareva// Sovremennye naukoemkie tekhnologii. - 2017. - № 6. - S. 47-51. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=29767733
13. Zaslavskij, YU.S. Tribologiya smazochnyh materialov / YU. S. Zaslavskij - Moskva: Himiya, 1991. - 240 s.URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001580855
14. Rogachev M.K. Novye himicheskie reageny i sostavy tekhnologicheskih zhidkostej dlya dobychi nefti. - Ufa: Gilem, 1999. 75 s. URL: https://gse.ua/ru/biblioteka/knigi/322-b-m-steshin.html
15. Kragel'skij, I.V. Osnovy raschetov na trenie i iznos /I.V. Kragel'skij, M.N. Dobychin, KS. Kombalov. - M: Mashinostroenie, 1977. - 526 s. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01007676293
16. Mezhgosudarstvennyj standart GOST 23.224-86 "Obespechenie iznosostojkosti izdelij. Metody ocenki iznosostojkosti vosstanovlennyh detalej" URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-23-224-86
17. Rukovodstvo RD 50-662-88 "Metodicheskie ukazaniya. Metody eksperimental'noj ocenki frikcionnoj sovmestimosti materialov trushchihsya sopryazhenij." / M: Izdatel'stvo standartov, 1988. - 31 s. URL: http:// docs.cntd.ru/document/675402208
18. Mahkamov K.H. Raschet iznosostojkosti mashin. Uchebnoe posobie. [Tekst] / K.H. Mahkamov. -Tashkent: Tash GTU, 2002. -144 s. URL:https://www.studmed.ru/view/mahkamov-kh-raschet-iznosostoykosti-mashin-uchebnoe-posobie_c4401fbdf08.html?page=1
19. Luzhnov, YU.M. Osnovy tribotekhniki: uchebnoe posobie [Tekst] / YU.M. Luzhnov, V.D. Aleksandrov; pod red. YU.M. Luzhnova. - M: MADI, 2013. - 136 s. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21663455
УДК 637.11:636.034 DOI 10.36508/RSATU.2021.49.1.024
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЪЁМНИКА ДОИЛЬНОГО АППАРАТА
УЛЬЯНОВ Вячеслав Михайлович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой технических систем в АПК, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Косты-чева ulyanov-v@list.ru
ХРИПИН Владимир Александрович, канд. техн. наук, доцент кафедры экономики и менеджмента, Академия права и управления ФСИН России, Рязань, khripin@mail.ru
ЛУЗГИН Николай Евгеньевич, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры технических систем в АПК, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, П!Шау.
© Ульянов В. М., Хрипин В. А., Лузгин Н. Е., Варавин В. И., Жижнов Д. А., 2021 г.
luzgin@mail.ru
ВАРАВИН Владимир Иванович, канд. техн. наук, доцент, декан инженерного факультета, Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова, varawin.vladimir@yandex.ru
ЖИЖНОВ Денис Алексеевич, аспирант кафедры технических систем в АПК, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, denis.zhizhnov@gmail.com Проблема и цель. Теоретические исследования направлены на возможность расчета расхода воздуха и мощности пневмодвигателя съемника аппарата с вымени животного.
Методология. Холостое доение доильным аппаратом весьма опасно для коров, так как помимо болевых ощущений на сосках вымени часто приводит к заболеваниям животных и их преждевременной выбраковке. Таким образом, важно не только полностью выдоить корову, но и вовремя отсоединить подвесную часть доильного аппарата от вымени животного. Для устранения холостого доения авторами предложена конструкция съемника, обеспечивающего отсоединение подвесной части доильного аппарата от вымени коровы по окончании доения автоматически. Он состоит из пневмодвигателя с редуктором и нити, намотанной на барабан.
Результаты. При теоретическом рассмотрении работы съемника аппарата были выявлены аналитические зависимости расхода воздуха пневмодвигателя съемника от частоты вращения ротора пневмодвигателя, количества его лопаток и значения вакуума в вакуумпроводе. Выявлено, что с увеличением вышеуказанных параметров увеличивается и расход воздуха съемником. Авторами также проведены теоретические исследования, в результате которых определен ряд параметров пневмодвигателя: мощность и частота вращения барабана пневмодвигателя в зависимости от размеров барабана, расстояния размещения съемника от пола, угла наклона подвесной части и ее массы.
Заключение. Результирующие формулы позволяют определить требуемую мощность на валу барабана и частоту его вращения для съема аппарата с вымени без падения на пол.
Ключевые слова: доильный аппарат, вымя, холостое доение, подвесная часть, съемник, пнев-модвигатель, барабан, расход воздуха, частота вращения, мощность.
Введение
Технологический процесс доения коров занимает до 30 % общих затрат труда в молочном производстве. Данный процесс в настоящее время достаточно хорошо механизирован и автоматизирован, однако некоторые операции требуют более тщательной проработки.
Так, в процессе машинного доения коров достаточно часто возникает такой негативный фактор, как холостое доение. Он вызывает болевые ощущения у животных, стресс, болезни вымени. Снижается молокоотдача и животные недодаива-ются. Такие негативные факторы могут вызывать значительный спад по удою, а иногда выбраковку коров [1- 6].
Немаловажным является человеческий фактор, от которого зависит время снятия аппарата с вымени. Автоматическое снятие подвесной части исключит вышеперечисленные негативные факторы. Поэтому оснащение сельскохозяйственных предприятий современной техникой для доения является важной задачей [7-10].
При доении коров линейными установками с молокопроводом необходимо оснащать их съемниками подвесной части для избежания холостого доения [11-14].
На рисунке 1 представлены схема и фото съемника аппарата с вымени животного.
Он состоит из пневмодвигателя 1, планетарного редуктора 2 и барабана 3 с гибкой нитью 4. Пневмодвигатель 1 состоит из корпуса 5, вала 6 с криволинейными лопатками 7. При установке вала 6 в корпус 5 образуются четыре камеры 9, изолированные друг от друга лопатками 7. В корпусе 5 предусмотрены патрубки 10 и 11 соединения с вакуумпроводом и наружным воздухом. За счет перепада давлений в камерах 9 вал 6 с бара-
баном 3 вращаются, стягивая нитью по окончании молокоотдачи подвесную часть аппарата с вымени животного [15,16].
9 6 10 5 11 1 2
б
1 - пневмодвигатель; 2 - редуктор; 3 - барабан; 4 - шнур; 5 - корпус; 6 - вал; 7 - лопатка; 8 - камера; 9 - крышка; 10,11 - выпускной и впускной патрубки Рис. 1 - Схема и фото съемника аппарата: а - разработанная схема; б - изготовленный образец
а
При доении коров оператор выполняет подготовительные операции, а после подключения аппарата к вакуумпроводу надевает подвесную часть на соски вымени, распустив шнур 4 съемника.
По окончании молокоотдачи через патрубок 10 разрежение подается в пневмодвигатель. Вследствие перепада давлений вокруг лопаток 7 вал 6 производит вращение барабана 3, наматывая шнур 4. Подвесная часть снимается с вымени животного, поднимается вверх и зависает у вакуум-провода. Применение съемника аппарата исключает влияние человеческого фактора на доение коров при доении на линейных установках [1,2,17].
Цель и задачи исследования Исходя из вышесказанного, нами был выбран в качестве объекта исследования рабочий процесс съема подвесной части аппарата с вымени коровы. Теоретические исследования направлены на возможность расчета расхода воздуха и мощности пневмодвигателя съемника аппарата с вымени животного.
Методы и материалы С целью определения расхода воздуха ( бв , м3/с), затрачиваемого на вращение ротора пневматического двигателя съемника, можно воспользоваться следующей известной математической зависимостью, используемой для определения искомого параметра ротационных пневмомашин и аналогичных устройств [18,19,20]
(1)
Qs=y/-Pl-l-S-z-n,
где Ц? - приведенный поправочный коэффициент, который учитывает возможные утечки воздуха пневмодвигателя съемника;
Р\ - некоторая безразмерная величина, которая характеризует возникающий перепад давления в роторной камере, действующего на криволинейную лопатку ротора пневмодвигателя;
/ - длина установленного ротора (роторной камеоы), м;
5* - площадь воображаемого сечения, полученная между поверхностями соседних криволинейных лопаток ротора и роторной камеры в момент отсечки рабочего объема воздуха, м2;
2 - количество установленных криволинейных лопаток на роторе пневмодвигателя съемника, шт;
/7 - рабочая частота вращения ротора
атмосферная камера
пневмодвигателя съемника, об/с.
Величина, характеризующая возникающий перепад давления в роторной камере, действующий на криволинейную лопатку ротора пневмодвигателя, определится как
/',- Р" , (2) Рб~Ре
где Рó - действующее барометрическое давление от окружающей среды (атмосферное давление), Па;
Ре - величина подаваемого вакуумметри-ческого давления, Па.
С целью определения площади воображаемого сечения S , соответственно заключенной между поверхностями соседних криволинейных лопаток ротора и роторной камеры в момент отсечки рабочего объема воздуха устройством, рассмотрим следующую расчетную схему предлагаемого ротационного пневмодвигателя съемника (рис. 2).
Определяемая площадь, заключенная между поверхностями соседних криволинейных лопаток ротора и роторной камеры в момент отсечки рабочего объема воздуха (отсечка происходит при одновременном перекрытии впускного и соответственно выпускного окон) на рисунке обозначена латинскими буквами ACDEFB . В целях некоторого упрощения поставленной задачи по нахождению расчетной площади полученной фигуры целесообразно разбить ее площадь на составные части, например на три. Первой составной частью будет площадь S1, которая соответствует фигуре ABC , тогда второй составной частью будет площадь S2 которая соответствует фигуре DEF , а третьей со2 ставной частью будет площадь S3 , которая соответствует фигуре BCDF.
В итоге расчетная площадь фигуры определится как ACDEFB
Для дальнейшего решения приведенной задачи необходимо принять следующие допущения: во-первых, криволинейные лопатки ротора имеют нулевую толщину; во-вторых, поперечное сечение ротора пневмодвигателя будет представлять собой окружность с известным радиусом без выступов на роторе; в-третьих, длина дуги криволинейных лопаток ротора и соответственно равна четверти длины окружности ротора.
угол ф и угол ф1 - являются углами, определяющими положение соответственно впускного окна с патрубком и выпускного; угол а и угол р - являются углами, определяющими соответственно положение криволинейных лопаток ротора и самого ротора съемника в момент
отсечки рабочего объема воздуха; г- радиус окружности ротора с лопатками; Р - радиус окружности роторной
камеры пневмодвигателя; е - эксцентриситет ротора и роторной камеры устройства. Рис. 2 - Рассматриваемая расчетная схема пневмодвигателя съемника
Примем, что точка О будет являться началом отсчета. Тогда фигура BFEG будет являться окружностью с радиусом г и с центром в начале отсчета, то есть в точке О. Пусть фигура ACDG будет являться окружностью с радиусом R ( R>r) и с центром в точке О1 ( г^;0) при этом касающаяся первой окружности BFEG в общей точке G(-r;0), которая расположена на оси Ох . Кривая аВ - составляет четверть длины окружности с радиусом г, который проходит через точку на оси абсцисс В(г;0), а также и через точку А, которая лежит на окружности большего радиуса (с радиусом R ). Кривая ED составляет также четверть длины окружности с радиусом г , который проходит через точку на оси кординат Е(0;г) , а также и через точку D, которая лежит на окружности большего радиуса (с радиусом R). Далее ниже по тексту приведены результаты нахождения расчетной площади фигуры ACDEFB .
Итак, площадь первой составной части S1 огюеделится как
о 0
где р - р\{(р) - является полярным уравне
нием линии АС ; р = р2(<р) является полярным уравнением линии АВ ; тогда запишем
Далее после определения интегралов, которые входят в вышеприведенное выражение (4) , расчетная формула нахождения площади первой составляющей части S1 примет следующий вид:
R2 а + (R - г)2 sin a cos а
М1 — t"
' 2
sinctJ~R~ -(R-rУ sin2 а———arcsiní"^ ' sing )
x [R-r) l R J
+ — {r2a+sin a^x-l —yf )cuí> u+2xíy¡ sin «]}+ 1
+ — I^JCj sin a—yx cos a
(x
■f 1 }'f J™'2
,-2 Г . fx, si ti a-y. cos аЛ у\
+ — arcsm - — +arcsin
2 Л ' 1 г _ J
(a-<Pi)+yi^r2-yt]+
(5)
С целью определения угла а2 , определяющего положение криволинейной лопатки ротора и самого ротора в момент отсечки подачи атмосферного воздуха в пневмодвигатель (роторную камеру), следует воспользоваться следующими формулами
Я-г . \aRi~2R1 -г2 (¿.л соъа? = . ; зта, =л---—. ^
V 2 Яг-Я-
Определим площадь второй составляющей ча-
сти S2, используя следующее математическое выражение
(7)
где р = ръ(<р) - является уравнением, представленным в полярных координатах кривой линии ED , представляющей собой четверть длины окружности с радиусом r и с центром, расположенным в точке (x2;y2) .
Далее после нахождения интегралов, которые входят в математическое выражение (7) , расчетная формула определения площади второй составляющей части S2 примет следующий вид: 1 -2fj?— Л2
- cos J3- — {-j(s(R 2r)sin /J\2r{R г)cos/?) +
[R2-2Rr+2r2j
+ ^{х2л1''2-х1-{х2 sin cos г2~(х2 sin /3+у2 cos p)2 )+
r2 ( . fx-, \ . f x3 sin /?+y3 COS e\\ H--arcsm — -arcsin —--——-— .
V
(8)
С целью определения угла р, который определяет положение криволинейных лопаток ротора и самого ротора в момент начала выпуска атмосферного воздуха пневмодвигателем, а именно из роторной камеры, следует воспользоваться следующими математическими выражениями:
4Rr-R2-2r2
cos р
sill Р =
^¡5RA-\6R3r+2AR2r2 -16Rr3 +4г4 _2 R{R-r)_
4Ш4
(9)
Определим площадь третьей составляющей части S3, используя следующее математическое вьюажение:
s,=\](\pM-rW
(10)
где р = р\(ф) ■ является уравнением, представленным в полярных координатах кривой линии CD , представляющей собой четверть длины окружности с радиусом R и с центром, расположенным в точке ^-г;0) .
Затемследуетопределитьзначенияинтегралов, которые входят в математическое выражение(10), чтобы получить окончательно расчетную формулу для вычисления третьей составляющей части Б3
Я2-г2 . 2 К(Я-г)
S, — -
\/5Д4-16Д3г+24Я2;-2-16Й;-'+4Г'
(R-r)2 . , + --sin р cos р н
R2 . (R-r . Л (ñ-r)srnрJü2-(R-r) sin р + — arcsm -sm В + --—^---'--—.
2 У R ) 2
(П)
Итак, полученные расчетные формулы (5),(8) и (11) позволяют определить значения составляющих частей площади воображаемого сечения используемой роторной камеры пневмодвигателя съемника, которая, в свою очередь, определяется
формулой(З) .
Далее, подставив значение площади воображаемого сечения S в математическое выражение (1), можно определить в итоге расход воздуха £?е роторной камеры пневмодвигателя съемника.
Следует отметить, что потребная мощность N привода барабана предлагаемого пневмодвигателя съемника будет зависеть как от массы используемой подвесной части вакуумного доильного аппарата, так и от скорости подъема подвесной части, которые напрямую влияют на обеспечение условий по безударному снятию аппарата, минуя контакт с полом стойла
1-совет,) (12)
cos <р0
где т - масса используемой подвесной части вакуумного доильного аппарата, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с2; h - высота установки устройства над полом стойла, м;
b - минимально образуемое расстояние от пола стойла до подвесной части вакуумного доильного аппарата при ее снятии;
<р0 - угол, показывающий первоначальное отклонение вакуумного доильного аппарата от мысленно представленной вертикали.
Используя выражение (12), можно производить расчеты по определению потребной мощности N привода барабана предлагаемого пневмодвигателя съемника в целях снятия используемой подвесной части с сосков вымени выдоившегося животного.
Результаты и обсуждение
Проведенные нами лабораторные исследования позволили получить экспериментальные данные, по которым были построены графики расхода воздуха роторной камерой пневмодвигателя и мощности привода барабана в зависимости от значений вакуумметрического давления, подающегося по вакуумпроводу при фиксированных различных значениях диаметров приводного барабана, а также сменяемого выпускного патрубка (рис. 3). Следует отметить, что при проведении исследований приводной барабан у съемника был соединен с валом ротора пневмодвигателя через редуктор планетарного типа с высоким передаточным отношением (1:8).
Рис. 3 - Построенные по экспериментальным данным графические зависимости расхода воздуха Q роторной камерой и мощности привода барабана N съемника от значений
вакуумметрического давления Р
Из графика видно, что увеличение вакуумметрического давления с 30 кПа до 60 кПа приводит к росту расходуемого воздуха Q роторной камерой пневмодвигателя съемника со значения 0,8810-3м3/с до значения 2,3310-3 м3/с. При этом характер приведенных графических зависимостей, как видно из рисунка, остается неизменным (постоянным) при использовании различных диаметров приводного барабана и внутренних диаметров сменяемых выпускных патрубков. Также из графика видно, что с ростом <2 происходит увеличение потребной мощности N приводного барабана со значения
0,25 Вт до значения 8,95 Вт, что можно объяснить ростом величины перепада давления, который действует на криволинейную лопатку ротора в роторной камере пневмодвигателя, приводящего соответственно и к повышению значений крутящего момента на приводном барабане съемника.
Графическая интерпретация выражения (1) для определения зависимости расхода воздуха пневмодвигателем от конструктивных параметров съемника и ее сравнение с полученной экспериментальной зависимостью представлена на рисунке 4.
Корректирующий коэффициент пропорцио-
нальности, который учитывает возможные утечки воздуха из применяемого оборудования, определяли из следующего выражения
¥ = (13)
где й- - значение расхода воздуха роторной камерой, которое получено нами по теоретической зависимости (1) , м3/ч;
Оэ - значение расхода воздуха роторной камеры, которое получено было экспериментальным путем, то есть вычислено нами по уравнению регрессии, м3/ч;
= -0.00165327 + 0.00006117' ре +0.0003425 ■£> + + 0.0017174-а?-0.00000037-^ -0.0000002 ■ В1 -0.0000066 ■ а2 -0.00000017 ■ + + 0.00000016-0.00000029 ■£>£/, (14)
где D - диаметр приводного барабана съем-
ника, мм; d - внутренний диаметр используемого выпускного патрубка пневмодвигателя, мм.
Рис. 4 - Графическая иллюстрация сходимости результатов исследований
Значения расхода воздуха роторной камерой съемника вакуумного доильного аппарата, полученные теоретическим и экспериментальным путем, представлены далее в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Теоретические значения расхода воздуха
№ опыта Величина вакуума Р,кПа Диаметр ротора 2г, м Диаметр роторной камеры 2R, м Длина ротора 1, м Угол ф, град Угол ф1, град Число лопаток z, шт частота вращения ротора п, об/ мин Коэф-фици-ент Расход воздуха Q 10 -3' м3/с
1 35 0,45 0,056 0,06 120 60 4 1000 2,51 1,389
2 40 0,45 0,056 0,06 120 60 4 1000 2,51 1,531
3 45 0,45 0,056 0,06 120 60 4 1000 2,51 1,669
4 50 0,45 0,056 0,06 120 60 4 1000 2,51 1,80
5 55 0,45 0,056 0,06 120 60 4 1000 2,51 1,911
6 60 0,45 0,056 0,06 120 60 4 1000 2,51 2,083
Таблица 2 - Экспериментальные значения по определению расхода воздуха
№ опыта Величина вакуума Р, кПа Диаметр приводного барабана D, м Внутренний диаметр сменного выпускного патрубка ^ мм Масса поднимаемого груза т, кг Расход воздуха Q 10 "3, м3/с
1 35 5,18
2 40 5,73
3 45 0,022 0,007 3,4 6,22
4 50 6,65
5 55 7,01
6 60 7,30
Отметим, что окончательно значение эмпирического корректирующего коэффициента пропорциональности Ф , который учитывает возможные утечки воздуха из применяемого оборудования, в математической зависимости (1) следует принимать при расчетах равным Ф = 2,51. Сравнение результатов исследований значения расхода воздуха роторной камерой съемника вакуумного
доильного аппарата теоретическим и экспериментальным путем показало высокую их сходимость равную в среднем 96,8 %
Вывод
Проведенными теоретическими исследованиями нами были установлены требуемое значение мощности на привод барабана съемника вакуумного доильного аппарата и необходимое значение
частоты вращения приводного барабана с целью обеспечения условий для безударного снятия аппарата, минуя контакт с полом стойла. Эти параметры зависят от радиуса (диаметра) приводного барабана и высоты установки устройства, а также начального угла отклонения двухтактного вакуумного доильного аппарата от мысленно представленной вертикали и массы используемой подвесной части аппарата. Нами было выявлено, что с увеличением угла отклонения используемого доильного аппарата от мысленно представленной вертикали и высоты подвеса соответственно пнев-модвигателя (съемника) значение частоты вращения и значение мощности увеличиваются, при этом с увеличением радиуса приводного барабана устройства значение частоты вращения будет уменьшаться, а мощность привода барабана будет увеличиваться. Было установлено, что расход воздуха роторной камеры пневмодвигателя напрямую зависит от геометрических размеров, величины частоты вращения ротора с криволинейными лопатками, а также от их числа, и величины ваку-умметрического давления применяемой доильной установки.
Список литературы
1. M. Wieland, D.V. Nydam, N. Alveby, P. Wood, P.D. Virkler, Teat-end shape and udder-level milking characteristics and their associations with machine milking-induced changes in teat tissue condition, Journal of Dairy Science 101, 11447-11454 (2018) DOI:https://doi.org/10.3168/jds.2019-102-2-1884
2. J. Besier, R.M. Bruckmaier, Vacuum levels and milk-flow-dependent vacuum drops affect machine milking performance and teat condition in dairy cows Journal of Dairy Science 99, 3096-3102 (2016) D0l:http://dx.doi.org/10.3168/jds.2015-10340
3. Ivan N. Krasnov, Aleksandra Yu. Krasnova, Valentina V. Miroshnikova The roles of milking motives in cows' milk discharging // EurAsian Journal of Biosciences Eurasia J Biosci. -2018. -№ 12. -Р. 8387. URL:http://www.ejobios.org/article/the-roles-of-milking-motives-in-cows-milk-discharging
4. Britt J.H., Cushman R.A., Dechow C.D., Dobson H., Humblot P., Hutjens M.F. Learning from the future - A vision for dairy farms and cows in 2067. Journal of Dairy Science. 2018;101(5):3722 - 3741. DOI: 10.3168/jds.2017-14025. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0022030218301814?via%3Dihub
5. M. Odorcic, U. Blau, J. Lofstrand, R.M. Bruckmaier, Teat wall diameter and teat tissue thickness in dairy cows are affected by intramammary pressure and by the mechanical forces of machine milking, Journal of Dairy Science 103, 884-889 (2020), D0I:https://doi.org/10.3168/jds.2019-16565
6. Lyubimov V.E., Romanov D.V., Tsoi Yu.A., Ziganshin B.G., Sitdikov F.F. Results of application of frequency resonance therapy for treatment of cow mastitis В сборнике: BIO Web of Conferences. International Scientific-Practical Conference "Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources" (FIES 2019). 2020. С. 00254. DOI: 10.1051/bioconf/20201700254
7. Оптимизация и модернизация технологиче-
ских процессов молочных ферм / Ю.А. Иванов, В.К. Скоркин, В.П. Аксенова // Международный технико-экономический журнал. 2020. № 4. С. 7-15. DOI: https://doi.org/10.34286/1995-4646-2020-73-4-7-15 URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44156495
8. Интеллектуальная система управления и обеспечения эффективного производства продукции молочного скотоводства умной фермы / Ю.А. Иванов, В.К. Скоркин, П.И. Гриднев, Д.К. Ларкин //
Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2019. Т. 20. № 1. С. 57-67. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2019.20.1.57-67 URL: https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=37181758
9. Некоторые научные и технологические обоснования и рекомендации для создания молочных фермерских хозяйств / Л.П. Кормановский, Ю.А. Иванов, Ю.А. Цой, В.В. Кирсанов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019. № 1 (33). С. 21-26. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=37148310
10. Направления исследований при создании автоматизированных и роботизированных модулей доения коров / Ю.А. Иванов, Л.П. Кормановский, Ю.А. Цой, В.В. Кирсанов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2018. № 3 (31). С. 15-19. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=35617609
11. Интеллектуальная сельскохозяйственная техника нового поколения / И.А. Рогов, В.И. Черно-иванов, Ю.А. Иванов [и др.] // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2014. № 3 (15). С. 3-65. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24550075
12. Стратегия развития механизации и автоматизации животноводства на период до 2030 года / Н.М. Морозов, П.И. Гриднев, И.И. Хусаинов [и др.] // Москва, 2015. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=24250769
13. Система машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства на период до 2020 года / Ю.Ф. Лачуга, И.В. Горбачев, А.А. Ежевский [и др.] // Москва, 2012. Том 1/ Растениеводство. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24304065
14. Saving technologies machine milking cattle Magats M.I.
Науковий вюник НУБП Украши. Серiя: Техшка та енергетика АПК. 2015. № 212-2. С. 21. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25801684
15. Пат. РФ №2534511. Устройство для автоматического снятия доильного аппарата / Ульянов В.М., Коледов Р.В., Хрипин В.А., Медведев Н.А.; - опубл. 27.11.14; Бюл. № 33. URL: https://www. elibrary.ru/item.asp?id=35045247
16. Ульянов, В.М. Экспериментальные исследования устройства для автоматического снятия доильного аппарата в лабораторных условиях / Хрипин В.А., Ульянов В.М., Кирьянов А.Ю. [и др.] // Вестник Рязанского государственного агротех-нологического университета имени П.А. Костыче-ва. - №1, 2016. - 110 с., с. 91-97 URL: https://www. elibrary.ru/item.asp?id=27238964
17. Обоснование режимных параметров устройства для автоматического снятия с вымени коровы подвесной части доильного аппарата / Ульянов В.М., Хрипин В.А., Коледов РВ., Кирьянов А.Ю. // Вестник Рязанского государственного аг-ротехнологического университета имени П.А. Ко-стычева. - №2, 2016. - 125 с., с. 92-95 URL: https:// www.elibrary.ru/item.asp?id=30452743
18. Пневмопривод и средства автоматики [Электронный ресурс] : [учеб. пособие] / Н.Д. Бы-стров, Иголкин А.А., Илюхин В.Н., Петренко С.А., Шахматов Е.В. — Самара : Издательство СГАУ, 2006 .— 112 с. — ISBN 978-5-7883-0439-3 .— URL: https://rucont.ru/efd/176209
19. Утолин, В.В. Теоретические предпосылки к расчету процесса "баллонизации" / Утолин В.В., Некрашевич В.Ф., Курочкин А.А. // В сборнике:
Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П. А. Костычева. ФГБОУ ВО Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева. Рязань, 1997. С. 152-154. URL: https:// www.elibrary.ru/item.asp?id=42388849
20. Khripin V., Ulyanov V., Kiryanov A., Kurochkina E., Cherkashina L. Research of some physical and mechanical characteristics of cow's udder nipples. В сборнике: E3S Web of Conferences. XIII International Scientific and Practical Conference "State and Prospects for the Development of Agribusiness - INTERAGROMASH 2020". 2020. С. 03005. DOI:10.1051/e3sconf/202017503005 URL: https:// www.elibrary.ru/item.asp?id=43164252
GROUNDING PARAMETERS OF THE MILKING MACHINE PULLER
Ulyanov Vyacheslav M, Doctor of Technical Science, Full Professor, Head of the Department of Technical Systems in Agroindustrial Complex, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, ulyanov-v@list.ru
Khripin Vladimir A. Candidate of Technical Science, Associate Professor of the Department of Economics and Management, Academy of Law and Management of the Federal Penitentiary Service of Russia, khripin@ mail.ru
Luzgin Nikolay E., Candidate of Technical Science, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technical Systems in Agroindustrial Complex, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, nikolay.luzgin@mail.ru
Varavin Vladimir I., Candidate of Technical Science, Associate Professor, Dean of the Faculty of Engineering, Kursk State Agricultural Academy Named after I.I. Ivanov, varawin.vladimir@yandex.ru
Zhizhnov Denis A., Post-Graduate Student, Department of Technical Systems in Agroindustrial Complex, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, denis.zhizhnov@gmail.com
Problem and purpose. Theoretical studies are aimed at the possibility of calculating the air consumption and the power of the pneumatic motor of the device puller from the udder of the animal.
Methodology. Blank milking with a milking machine is very dangerous for cows, since in addition to painful sensations on the udder teats, it often leads to diseases of animals and their premature culling. Thus, it is important not only to milk the cow completely, but also to disconnect the hanging part of the milking machine from the udder of the animal in time. To eliminate blank milking, a puller is proposed that automatically disconnects the hanging part of the milking machine from the udder of the cow at the end of milking. It consists of a pneumatic motor with a gearbox and a thread wound on a drum.
Results. When considering the operation of the puller, analytical dependences of the air flow rate of the puller pneumatic motor on the rotational speed of the air motor rotor, the number of its blades and the vacuum value in the vacuum line were revealed. It was found that with an increase in the above parameters, the air consumption of the stripper also increased. There were also studies, as a result of which a number of parameters of the pneumatic motor were determined. They included the power and rotational speed of the drum of the pneumatic motor depending on dimensions of the drum, the distance of the puller from the floor, the angle of inclination of the suspension part and its mass.
Conclusion. The resulting formulas make it possible to determine the required power on the drum shaft and its rotation frequency for removing the apparatus from the udder without falling to the floor.
Key words: milking machine, udder, blank milking, hanging part, puller, pneumatic motor, drum, air consumption, rotation frequency, power.
Literatura
1. M. Wieland, D.V. Nydam, N. Alveby, P. Wood, P.D. Virkler, Teat-end shape and udder-level milking characteristics and their associations with machine milking-induced changes in teat tissue condition, Journal of Dairy Science 101, 11447-11454 (2018) D0I:https://doi.org/10.3168/jds.2019-102-2-1884
2. J. Besier, R.M. Bruckmaier, Vacuum levels and milk-flow-dependent vacuum drops affect machine milking performance and teat condition in dairy cows Journal of Dairy Science 99, 3096-3102 (2016) DOI:http://dx.doi. org/10.3168/jds.2015-10340
3. Ivan N. Krasnov, Aleksandra Yu. Krasnova, Valentina V. Miroshnikova The roles of milking motives in cows' milk discharging // EurAsian Journal of BioSciences Eurasia J Biosci. -2018. -№ 12. -R. 83-87. URL:http:// www.ejobios.org/article/the-roles-of-milking-motives-in-cows-milk-discharging
4. Britt J.H., Cushman R.A., Dechow C.D., Dobson H., Humblot P., Hutjens M.F. Learning from the future -A vision for dairy farms and cows in 2067. Journal of Dairy Science. 2018;101(5):3722 - 3741. DOI: 10.3168/ jds.2017-14025. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S00220302183018147via%3Dihub
5. M. Odorcic, U. Blau, J. Löfstrand, R.M. Bruckmaier, Teat wall diameter and teat tissue thickness in dairy cows are affected by intramammary pressure and by the mechanical forces of machine milking, Journal of Dairy Science 103, 884-889 (2020), DOi.https://doi.org/10.3168/jds.2019-16565
6. Lyubimov V.E., Romanov D.V., Tsoi Yu.A., Ziganshin B.G., Sitdikov F.F. Results of application of frequency resonance therapy for treatment of cow mastitis V sbornike: BIO Web of Conferences. International Scientific-Practical Conference "Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources" (FIES 2019). 2020. S. 00254. DOI: 10.1051/bioconf/20201700254
7. Optimizaciya i modernizaciya tekhnologicheskih processov molochnyh ferm / YU.A. Ivanov, V.K. Skorkin, V.P. Aksenova //Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2020. № 4. S. 7-15. DOI: https:// doi.org/10.34286/1995-4646-2020-73-4-7-15 URL:https://www.elibrary.ru/item.asp7id=44156495
8. Intellektual'naya sistema upravleniya i obespecheniya effektivnogo proizvodstva produkcii molochnogo skotovodstva umnoj fermy / YU.A. Ivanov, V.K. Skorkin, P.I. Gridnev, D.K. Larkin //
Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2019. T. 20. № 1. S. 57-67. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2019.20.1.57-67 URL: https://www.elibrary.ru/item.asp7id=37181758
9. Nekotorye nauchnye i tekhnologicheskie obosnovaniya i rekomendacii dlya sozdaniya molochnyh fermerskih hozyajstv/L.P. Kormanovskij, YU.A. Ivanov, YU.A. Coj, V.V. Kirsanov//
Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2019. № 1 (33). S. 21-26. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp7id=37148310
10. Napravleniya issledovanij pri sozdanii avtomatizirovannyh i robotizirovannyh modulej doeniya korov / YU.A. Ivanov, L.P. Kormanovskij, YU.A. Coj, V.V. Kirsanov // Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2018. № 3 (31). S. 15-19. URL: https://www.elibrary. ru/item.asp7id=35617609
11. Intellektual'naya sel'skohozyajstvennaya tekhnika novogo pokoleniya /I.A. Rogov, V.I. CHernoivanov, YU.A. Ivanov [i dr.]// Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2014. № 3 (15). S. 3-65. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp7id=24550075
12. Strategiya razvitiya mekhanizacii i avtomatizacii zhivotnovodstva na period do 2030 goda / N.M. Morozov, P.I. Gridnev, I.I. Husainov[i dr.]//Moskva, 2015. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp7id=24250769
13. Sistema mashin i tekhnologij dlya kompleksnoj mekhanizacii i avtomatizacii sel'skohozyajstvennogo proizvodstva na period do 2020 goda / YU.F. Lachuga, I.V. Gorbachev, A.A. Ezhevskij [i dr.] // Moskva, 2012. Tom 1/Rastenievodstvo. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp7id=24304065
14. Saving technologies machine milking cattle Magats M.I.
Naukovij visnik NUBiP Ukraini. Seriya: Tekhnika ta energetika APK. 2015. № 212-2. S. 21. URL: https:// www.elibrary. ru/item.asp7id=25801684
15. Pat. RF №2534511. Ustrojstvo dlya avtomaticheskogo snyatiya doil'nogo apparata / Ul'yanov V.M., Koledov R.V., Hripin V.A., Medvedev N.A.; - opubl. 27.11.14; Byul. № 33. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp7id=35045247
16. Ul'yanov, V.M. Eksperimental'nye issledovaniya ustrojstva dlya avtomaticheskogo snyatiya doil'nogo apparata v laboratornyh usloviyah / Hripin V.A., Ul'yanov V.M., Kir'yanov A.YU. [i dr.] //Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. - №1, 2016. - 110 s., s. 91-97 URL: https://www.elibrary.ru/item.asp7id=27238964
17. Obosnovanie rezhimnyh parametrov ustrojstva dlya avtomaticheskogo snyatiya s vymeni korovy podvesnoj chasti doil'nogo apparata / Ul'yanov V.M., Hripin V.A., Koledov R.V., Kir'yanov A.YU. // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta imeni P.A. Kostycheva. - №2, 2016. -125 s., s. 92-95 URL: https://www.elibrary.ru/item.asp7id=30452743
18. Pnevmoprivod i sredstva avtomatiki [Elektronnyj resurs]: [ucheb. posobie]/N.D. Bystrov, Igolkin A.A., Ilyuhin V.N., Petrenko S.A., SHahmatov E.V. — Samara : Izdatel'stvo SGAU, 2006 .— 112 s. — ISBN 978-57883-0439-3.— URL: https://rucont.ru/efd/176209
19. Utolin, V.V. Teoreticheskie predposylki k raschetu processa "ballonizacii"/ Utolin V.V., Nekrashevich V.F., Kurochkin A.A. // V sbornike: Sbornik nauchnyh trudov aspirantov, soiskatelej i sotrudnikov Ryazanskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii imeni professora P. A. Kostycheva. FGBOU VO Ryazanskij gosudarstvennyj agrotekhnologicheskij universitet imeni P. A. Kostycheva. Ryazan', 1997. S. 152-154. URL: https://www.elibrary. ru/item.asp7id=42388849
20. Khripin V., Ulyanov V., Kiryanov A., Kurochkina E., Cherkashina L. Research of some physical and mechanical characteristics of cow's udder nipples. V sbornike: E3S Web of Conferences. XIII International Scientific and Practical Conference "State and Prospects for the Development of Agribusiness -INTERAGROMASH 2020". 2020. S. 03005. DOI:10.1051/e3sconf/202017503005 URL: https://www.elibrary. ru/item.asp7id=43164252
