Обзор конструкций устройств для исследования длительности переходных процессов в межстенных камерах доильных стаканов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

4. Васильев С.Б., Девятникова Л.А., Колесников Г.Н. Влияние изменения длины баланса, измельчаемого в дисковой рубительной машине, на размеры частиц древесной щепы // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета = Poly-thematic online scientific journal of Kuban State Agrarian University. - 2012. -№ 81. - С. 270-279.

5. Газизов А.М., Шапиро В.Я., Григорьев И.В. Влияние влажности на развитие процесса разрушения коры при роторной окорке // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - 2008. -№ 6. - С. 129-133.

6. Девятникова Л.А., Васильев С.Б., Колесников Г.Н. Влияние технологии раскроя балансов на фракционный состав щепы // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - М.: Изд-во МГУЛ, 2012. - № 3. - С. 120-124.

7. Колесников Г.Н., Васильев С.Б., Девятникова Л.А., Доспехова Н.А. Секция рольганга для сортировки транспортируемых лесоматериалов по длине // Патент RU 117411. Опубликовано: 27.06.2012.

8. Локштанов Б.М. Выход щепы при подготовке древесного сырья для производства целлюлозы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2010. - № 190. - С. 171-179.

9. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы. Том 1. Производство сульфитной целлюлозы. - изд. 2-е, перераб. - М.: Лесная промышленность, 1976.

10. Силаев А.Б. Грузоподъемные и транспортные устройства в деревообрабатывающей промышленности. - М.: Лес. пром., 1978. - С. 188-191.

11. Смехов С.Н., Бажанов Д.Н. Основные факторы, оказывающие влияние на кондиционный выход технологической щепы в холодное время года (на примере Братского ЛПК) // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири. - 2005. - № 2. - С. 98-101.

ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В МЕЖСТЕННЫХ КАМЕРАХ ДОИЛЬНЫХ СТАКАНОВ

© Гринченко В.А.*

Ставропольский государственный аграрный университет, г. Ставрополь

В статье приводится обзор конструкций устройств, позволяющих получить циклограмму режима работы доильного аппарата, описывается

* Старший преподаватель кафедры «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве», кандидат технических наук.

принцип их действия. Материал статьи будет полезен специалистам, которые изучают машинное доение животных.

Ключевые слова: животноводство, машинное доение, доильная установка, циклограмма, пневмотестер, тензометрический датчик.

Животноводство является ключевой отраслью агропромышленного комплекса Российской Федерации. От уровня развития этой отрасли зависит продовольственная безопасность нашей страны. Согласно Концепции долгосрочного социально-экономического развития РФ планируется к 2020 году выйти на уровень душевого потребления молочных продуктов, соответствующий рекомендуемой норме, и увеличить производство молока на 27 % [1]. Достичь этих показателей возможно за счет внедрения роботизированных доильных установок, которые не только полностью автоматизируют процесс получения молока, но и учитывают физиологические особенности процесса молокоотдачи у животных. В таких установках появляется возможность управлять длительностью переходных процессов в межстенных камерах доильных стаканов и, тем самым, создавать адаптивный режим доения, увеличивающий молочную продуктивность животных.

Рис. 1. Устройство для замера фаз пульсаций доильной установки, разработанное Г. Р. Залцманисом и циклограмма пневмопривода доильного стакана: 1 - датчик пульсаций; 2 - блок управления; 3 - блок регистрации; 4 - блок питания; 5 - подвижный электроконтакт

На сегодняшний день в нормативно-технических документах приводятся требования к минимально допустимым значениям длительности переходных процессов в межстенных камерах доильных стаканов [2-4]. Это связанно с отсутствием серийно выпускаемых доильных установок с варьируемыми переходными процессами и техническими трудностями их создания. Исследователи процесса машинного доения большое значение уделяют длительности переходных процессов, поскольку именно в эти промежутки времени доильная установка оказывает максимальное воздействие на организм животного. Для изучения этих процессов используются циклограммы, полученные различными приборами. Среди конструкций наиболее характерных приборов можно выделить изобретения следующих авторов. За-лцманис Г.Р. запатентовал устройство для замера фаз пульсаций доильной установки (рис. 1) [5]. Данное устройство требует тарировки подвижного электроконтакта датчика, что затрудняет его использование и снижает точность показаний.

Кот С.Н. разработал анализатор пульсаций вакуума в доильной установке (рис. 2) [6], который снабжен пневмоемкостью. Недостатком такой конструкции является инертность в показаниях прибора.

Рис. 2. Анализатор пульсаций вакуума в доильной установке, разработанный С.Н. Кот и циклограмма пневмопривода доильного стакана: 1 - пневмоемкость; 2 - трубка; 3, 4 - упор; 5 - поршень; 6 - геркон; 7 - блок регистрации

Донецких В.И. предложил использовать устройство для измерения параметров пульсаций в доильном стакане [7], но оно не вышло в серийное

7

6

7

производство из-за сложности схемного решения и большого количество логических элементов. Циклограмма пневмопривода доильного стакана, полученная таким устройством приведена на рис. 3.

Рис. 3. Циклограмма пневмопривода доильного стакана, полученная устройством В.И. Донецких

^ НО

I

розрож е ние

Рис. 4. Прибор для определения соотношения пульсаций, запатентованный П. И. Леонтьевым: 1, 2 - нитевидные датчики; 3, 4, 5, 6 - кольца датчиков; 7, 16 - металлические нити; 8 - контакт; 9 - заглушка доильного стакана; 10 - сосковая резина; 11 - доильный стакан; 12, 13 - пружины; 14 - проводники; 15 - блок регистрации; 17 - токопроводящие пластины

Прибор для определения соотношения пульсаций доильной установки (рис. 4) [8], запатентованный П.И. Леонтьевым, пригоден только для использования со штатным доильным стаканом, поскольку в нем установлены специальные пластины и нити, необходимые для формирования показаний.

Рис. 5. Прибор ПТД-1

Рис. 6. Пневмотестеры ведущих мировых производителей: а) VPR 100 «DeLaval» (Швеция); б) PT V «Exendis» (Голландия); в) Vacuscope «DLG» (Германия); г) Exitest «Eliri S. А.» (Молдавия); д) Digimet 3000 «L. J. Engineering» (США); е) MT 52 «Bilgery AG» (Швейцария)

В серийное производство из отечественных изобретений вышел прибор ПТД-1 (рис. 5), разработанный ОПТКБ СИБИМЭ (г. Новосибирск). Он позволяет проводить измерения статического вакуумметрического давления, проверять производительность вакуумных насосов и герметичность доильной установки, определять частоту пульсации и величину максимального давления в межстенных камерах доильных стаканов [9]. Но данный прибор не способен строить циклограмму пневмопривода доильного стакана для анализа режима работы доильной установки.

В качестве контрольно-регистрирующих устройств для определения параметров доильных установок в мировой практике наибольшее распространение получили пневмотестеры (рис. 6). Однако они имеют высокую стоимость и производятся, как правило, целевым назначением.

Описанные конструкции приборов различаются набором дополнительных функций, которые зависят от схемных решений, но обладают одинаковым принципом работы [10]. Первичным преобразователем давления в них является тензометрический датчик, который реагирует на изменение величины давления в системе доильной установки. Датчик с помощью присоединительной трубки соединяется с межстенной камерой доильного стакана. Аналоговый сигнал с тензометрического датчика поступает на измерительный усилитель и подается на вход аналого-цифрового преобразователя. Управление работой пневмотестера осуществляется с помощью микроконтроллера, в нем же обрабатывается измеряемая информация. По команде от микроконтроллера сигнал с датчика преобразуется в цифровой код, который выводится на дисплей в виде циклограммы. Применение подобной техники позволяет получить циклограмму пневмопривода доильного стакана, необходимую для анализа режима работы доильной установки и длительности переходных процессов в межстенных камерах доильных стаканов. Разработка и применение подобных приборов позволяет исследователям процесса машинного доения, конструкторам доильной техники и физиологам оценить степень влияния доильной установки на организм животных и сделать выводы для дальнейшего усовершенствования доильной техники.

Список литературы:

1. Концепции долгосрочного социально-экономического развития РФ.

2. ISO 3918:2007. Milking machine installations - Vocabulary. - Inst. ISO 3918:1996; intr. 09.02.07. - TC/SC: TC 23, 2007. - 35 p.

3. ISO 5707:2007. Milking machine installations - Construction and performance. - Inst. ISO 5707:1996; intr. 09.02.07. - TC/SC: TC 23, 2007. - 58 p.

4. ISO 6690:2007. Milking machine installations - Mechanical tests. - Inst. ISO 6690:1996; intr. 09.02.07. - TC/SC: TC 23, 2007. - 38 p.

5. А. с. 810163 SU, МПК6 A 01 J 7/00. Устройство для замера фаз пульсаций пульсаторов доильных аппаратов / Г.Р. Залцманис, З.Я. Залькалнс,

Я.Т. Укстиньш (СССР). - № 2600796; заявл. 03.04.78; опубл. 07.03.81, Бюл. № 9. - 3 с.

6. А. с. 1371643 SU, МПК6 А 01 J 7/00. Анализатор пульсаций вакуума в доильном аппарате / С.Н. Кот (СССР). - № 4016878; заявл. 23.12.85; опубл. 07.02.88, Бюл. № 5. - 3 с.

7. А. с. 1393364 SU, МПК6 А 01 J 7/00. Устройство для измерения параметров пульсаций доильного аппарата / В.И. Донецких, Д.А. Бухна, С.В. Осминин, И.В. Старуш (СССР). - № 4159053; заявл. 29.09.86; опубл. 07.05.88, Бюл. № 17. - 7 с.

8. Пат. 2134955 RU, МПК6 А 01 J 7/00. Прибор для определения соотношения пульсаций доильного аппарата / П.И. Леонтьев, А.Н. Козлов, М.И. Жет-писпаев; заявитель и патентообладатель ТОО ПКП АЛМЕЛ. - № 98107079/13; заявл. 14.04.98; опубл. 27.08.99.

9. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АП 08.00.00.000 ТО/ЦУ Устройство для диагностирования элементов вакуумных систем доильных установок. Пневмотестер ПТД-1. - Новосибирск: ОПТКБ СИБИ-МЭ, 1991. - 30 с.

10. Гринченко В. А. Приборы и методика определения эксплуатационных параметров доильных аппаратов / В.А. Гринченко, И.В. Капустин // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сб. науч. тр. -Ставрополь: Изд-во Агрус, 2011. - С. 58-62.

АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ СТРОЕНИЯ, ФУНДАМЕНТА И ГРУНТА

© Данилов В.И.*

ФГУП «ГУССТ № 8 при Спецстрое России», г. Ижевск

Рассмотрены вопросы реализации конечно-элементной модели системы строения, фундамента и грунта. Представлен эффективный алгоритм построения конечно-элементной модели системы строения, фундамента и грунта.

Ключевые слова конечные элементы, фундамент, строение, грунт.

В настоящее время проектные организации активно применяют вычислительные программные комплексы для расчета несущих строительных конструкций. Идет интенсивное развитие компьютерных технологий и программного обеспечения для строительно-архитектурного проектирования. В

* Заместитель главного инженера - начальник отдела качества.