CC BY
5
GNU VIESH RSHA, No 2010107548/13, zayavl. 02.03.2010, opubl. 10.09.2011, Byul. No 1. (In Russian)
11. Kirienko YU.I, Bashilov A.M., Bashilov S.A. Us-trojstvo dlya defektacii ob"ektov preimushchestvenno okruglo-
oval'noj formy [Device for fault finding of objects of predominantly round-oval shape], pat. 2455903 RF, MPK A23N 15/00, zayavi-tei i patentoobladatei GNU VIESH RSHA, No 2010138697/13, zayavl. 21.09.2010, opubl. 27.03.2012, Byul. No 20. (In Russian)
Сведения об авторах
Башилов Алексей Михайлович - доктор технических наук, профессор, Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет) (Российская Федерация). Тел.: +7-926-114-92-84. E-mail: bashilov@inbox.ru.
Королев Владимир Александрович - кандидат технических наук, доцент, Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет) (Российская Федерация). Тел.: +7-903-280-71-38. E-mail: vieshvk@yandex.ru.
Ксенз Николай Васильевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Техносферная безопасность и физика», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зерно-граде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: 8(86359) 38-4-06, +7-908-504-35-34. E-mail: ksenz12@yandex.ru.
Information about the authors
Bashilov Aleksey Mikhailovich - Doctor of Technical Sciences, professor, Moscow Aviation Institute (National Research University) (Russian Federation). Phone: +7-926-114-92-84. E-mail: bashilov@inbox.ru.
Korolev Vladimir Aleksandrovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor, Moscow Aviation Institute (National Research University) (Russian Federation). Phone: +7-903-280-71-38. E-mail: vieshvk@yandex.ru.
Ksenz Nikolay Vasilievich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Technosphere safety and physics department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: 8(86359) 38-4-06, +7-908-504-35-34. E-mail: ksenz12@yandex.ru.
УДК 637.116
РЕЗУЛЬТАТЫ МНОГОФАКТОРНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫЖИМАЮЩЕГО ДОИЛЬНОГО АППАРАТА АДВ-Ф-1А
© 2018 г. А.Б. Барагуное
Представлены результаты многофакторного исследования предлагаемого выжимающего доильного аппарата АДВ-Ф-1А для доения коров в горных условиях хозяйствования. Необходимость создания надежного доильного аппарата для доения коров в горных условиях является важной задачей, стоящей перед исследователями данного направления. Производителю молока необходима доильная техника, обладающая свойствами адаптации к внешним условиям хозяйственной деятельности, работающая в щадящем режиме, не травмирующая дойное поголовье и осуществляющая молоковыведение в сжатый промежуток времени, в течение действия рефлекса молокоотдачи. Актуальность проводимой работы не вызывает сомнения. По обозначенным критериям разработана конструкция доильного аппарата для доения в горных условиях. Были проведены производственные сравнительные испытания. Преимущества по основным характеристикам в сравнении с отечественными серийными доильными аппаратами были успешно зафиксированы. В результате сбора опытных данных в производственных условиях, был собран материал экспериментальных показаний, которые анализировали по основным критериям оптимизации. В результате были получены убедительные данные о целесообразности внедрения в производство предлагаемой конструкции доильных аппаратов для горных условий хозяйствования. В ходе проверки значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента установлено, что все коэффициенты, кроме Ьгз, значимы. В итоге проверки адекватности уравнения по критерию Фишера установлено, что полученное уравнение регрессии адекватно (FpaC4 = 1,2153 < = 2,3593). При 5-процентном уровне значимости /1=2, /г=15 табличное значение критерия Кохрена GTa6n=0,335, что подтверждает гипотезу об однородности дисперсий. В статье представлены поверхности откликов по критериям оптимизации, отвечающие условиям оптимизации основных параметров успешной работы доильного аппарата.
Ключевые слова: корова, доение, доильный аппарат, горные условия, выжимающий аппарат, отсасывающее устройство, критерии оптимизации.
The article presents the results of a multifactor study, the proposed squeezing milking machine ADV-F-1A for milking cows in mountain farming conditions. The need to create a reliable milking machine for milking cows in mountain conditions is an important task facing researchers in this area. The milk producer expects the milking technique, which has the properties of adaptation to the external conditions of economic activity, working in a sparing mode, without injuring the milking population and carrying out lactation in a compressed period of time, during the milk reflex reflex action. The urgency of the work is beyond doubt.The design of the milking machine for milking in mountain conditions has been developed according to the indicated criteria. Comparative production tests were carried out. Advantage of the main characteristics in comparison with domestic serial milking machines were successfully recorded. As a result of the collection of experimental data in production conditions, the material of the experimental indications was collected, which were analyzed using the main optimization criteria. As a result, convincing data were obtained in the expediency of introducing into the production of the proposed construction of milking machines for mountain farming conditions.After checking the significance of the regression coefficients by the Student's test, it is established that all coefficients except Ьгз are significant. As a result of the verification of the adequacy of the equation by the Fisher criterion, it is established that the regression equation obtained is adequate (Frac = 1,2153 < Ftab = 2,3593). At the 5% significance level, /1 = 2, /2 = 15, the table value of the Kohren test is Gtab = 0,335, which confirms the hypothesis of homogeneity of variances. The article presents the response surfaces according to the optimization criteria, which meet the conditions for optimizing the main parameters of the successful operation of the milking machine.
Keywords: cow, milking, milking machine, mountain conditions, squeezing device, suction device, optimization criteria.
Введение. Проблематикой машинного доения коров в условиях горного хозяйствования занимаемся продолжительное время [1, 2, 3, 4, 5]. В процессе исследований было выявлено нарушение оптимального цикла доения с понижением атмосферного давления в горных условиях (выше 1000 м над уровнем моря), что в общем увеличивало нагрузку на секреторные органы коров, впоследствии приводившую к сокращению удоя, маститным заболеваниям и преждевременной выбраковке животных. Снижение рентабельности молочного животноводства в горных хозяйствах с использованием машинного доения требовало решения проблемы ввиду обширных ценных разнотравных кормовых угодий [6, 7]. Были предложены конструктивные решения основных исполнительных узлов доильного аппарата для работы в условиях горной местности [8, 9,10,11].
Методика и результаты исследований. Для установления оптимальных конструктивных парамет-
у(Ц=6,3+0,0583x1-0,1249x2-0,3166x2-0,31 ббхз+0,0418x1X2+0,025х1Х3+0,6208x12+0,48755х22+0,6375х32. (1)
В результате проверки адекватности уравнения уравнение регрессии адекватно: по критерию Фишера установлено, что полученное (Ррасч=1,2153<РТабл=2,3593).
Уравнение регрессии (1) в раскодированном имеет следующий вид:
ров и режимов работы доильного аппарата в горных условиях, обладающего выжимающим и отсасывающим свойствами доильных стаканов и адаптирующегося к изменениям атмосферного давления в зависимости от варьирования высоты размещения над уровнем моря доильной техники, проведен многофакторный эксперимент. В эксперименте были обозначены проверки значимости коэффициентов регрессии по общеизвестным методикам: критериям Стьюдента, Фишера и Кохрена. Приведем ниже их результаты.
В результате проверки значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента установлено, что все коэффициенты, кроме Ьгз, значимы.
На основании полученных данных для оценки влияния варьирующих факторов на критерий оптимизации (время машинного доения, мин) было получено уравнение регрессии, имеющее вид:
t=191,661-34782,75SB-1,87hK-133,342nn+20,9SBhK+620SBnn+3880000SB2+0,0195hK2+63,755nn
(2)
Для определения значений факторов, обеспечивающих минимальное время доения, составлена система дифференциальных уравнений, представ-
ляющих частные производные по трем факторам (согласно уравнению (2)):
'Ш =0,0583+0,041 8х2+0,0248х3+1 ,241 вх, =0; ^ =-0,1249+0,0418Х! +0,975х2=0; ^ =-0,3166+0,0248x^1,275х3=0.
(3)
В результате решения системы уравнений (3) определены оптимальные значения факторов в координатном виде: Х1=-0,0563; х2=0,1305; х3=0,2494.
Раскодированные значения факторов: площадь выжимающего действия 5В =0,0043 м2, вакуумметриче-ское давление /1к =45,65 кПа и частота пульсов пп=1,02 с-1. Значение критерия оптимизации (время машинного доения) составляет 1ВыД=6,25 мин.
Проверка воспроизводимости эксперимента произведена по критерию Кохрена:
= 5!(У')мах = 0,202.
расч
2ХЫ
i=l
При 5-процентном уровне значимости /1=2, /г=15 табличное значение критерия Кохрена СТабл=0,335. Так как значение расчетного критерия Кохрена меньше табличного, то гипотеза об однородности дисперсий подтверждается.
Уравнение регрессии при нулевом уровне частоты пульсов доильного аппарата АДВ-Ф-1 А(пп=1,0 с-1) имеет вид:
tfl=122,074-34162,75SB-1,87hK+20,9SBhK+3880000SB2+0,0195hK:
(4)
Поверхность отклика при изменении площади выжимания и вакуумметрического давления (при нулевом уровне частоты пульсов) представлена на рисунке 1.
Уравнение регрессии при нулевом уровне вакуумметрического давления в камере доильного стакана (|1к=45 кПа) имеет вид:
tfl=146,9985-33842,25SB-133,342nn+620SBnn+3880000SB2+63,755nn2
(5)
гд, мин
0,0048
7,8-8
7,6-7,8
7,4-7,6
7,2-7,4
7-7,2
6,8-7
6,6-6,8
6,4-6,6
0,00454 0,00438 6,2-6,4
0,00422 ■ 6-6,2 0,00406
0,0039
Рисунок 1 - Поверхность отклика Щ>„ Бв) при пп =1,0 с1
¿Д г мин
0,0048 0,00454 0,00438 0,00422 0,00406
1,02
Пт
!'04 1,06
0,0039
08
8-8,5 7,5-8 7-7,5 6,5-7 6-6,5
1,1
Рисунок 2 - Поверхность отклика /(Бв, пп) при Ик=45 кПа
Поверхность отклика при изменении площади уровне вакуумметрического давления) представлена на выжимания и уровне частоты пульсов (при нулевом рисунке 2.
Уравнение регрессии при нулевом уровне площади выжимающего действия доильного стакана (8В=0,0043 м2) имеет вид:
1д=111,38364-1,7801М 30,1
Поверхность отклика при изменении вакуум-метрического давления и частоты пульсов (при нулевом уровне площади выжимания) представлена на рисунке 3.
Полученные графические данные подтверждают адекватность производственных данных испытания
|,676ппЧ),0195^+63,755пп2. (6)
доильного аппарата и определяют наиболее оптимальные значения основных параметров оптимизации - частоты пульсации, глубины рабочего вакуумметри-ческого давления и площади воздействия выжимающего устройства доильного аппарата АДВ-Ф-1А.
»„.е- 1.04 1;06 1 08 ц
hK, кГТа
7,8-8
7,6-7,8
7,4-7,6
7,2-7,4
7-7,2
6,8-7
6,6-6,8
6,4-6,6
6,2-6,4
6-6,2
Рисунок 3 - Поверхность отклика fjnn, hK) при SB =0,0043 м2
Выводы. Оптимальная частота пульсов в доильном аппарате АДВ-Ф-1А должна составлять пп=1,0 с-1.
Уровень вакуумметрического давления в камере доильного стакана Ьк=45 кПа будет наиболее приемлемым.
Конструкция выжимающего устройства содержит направляющую, оптимальная площадь которой по многофакторному эксперименту должна составлять 43 см2. Форму направляющей подбираем в соответствии с формой языка теленка для максимальной имитации естественного способа извлечения молока.
Литература
1. Барагунов, Б.Я. Теоретические исследования процесса машинного доения коров в высокогорных условиях / Б.Я. Барагунов II Материалы научно-практической конференции ВНИПТИМЭСХ, г. Зерноград Ростовской области. - Зер-ноград, 1999.
2. Барагунов Б.Я. Математическая модель молоко-выведения доильными аппаратами в высокогорных условиях / Б.Я. Барагунов II Аграрная наука. - 2000. - № 4.
3. Организационно-технологический проект системы устойчивого производства питьевого молока в санаторно-курортных зонах Кабардино-Балкарии (на основе модернизации доения) / И.К. Винников, И.Н. Краснов, И.А. Хозяев и др. - Нальчик: Издательство М, и В. Котляровых (ООО «По-лиграфсервис и Т»), 2014. -120 с.
4. Технологический регламент производства питьевого молока в санаторно-курортных зонах Кабардино-Балкарии / И.К. Винников, И.Н. Краснов, И.А. Хозяев и др. -Нальчик: Издательство М. и В. Котляровых (ООО «Поли-графсервис и Т»), 2014. - 60 с.
5. Барагунов, А.Б. Механизация доения и первичной обработки молока в условиях горных хозяйств / А.Б. Барагунов, А.Ю. Краснова. - Нальчик: КБГАУ, 2017. - 232 с.
6. Krasnov, I.N. The roles of milking motives in cows' milk discharging / Ivan N. Krasnov, Aleksandra Yu. Krasnova, Valentina V, Miroshnikova II EurAsian Journal of Biosciences Eurasia J Biosci, 12, 2018, pp. 83-87.
7. https://geographyofrussia.com/pochvy-zemelnye-i-lesnye-resursy-rossii/.
8. Пат. 2111654 РФ, МПК A01J 5/10. Пульсатор I Барагунов Б.Я., Барагунов А.Б.; заявитель и патентообладатель Кабардино-Балкарская ГСХА. - № 96105556/13; заявл. 19.03.1996; опубл. 27.05.1998.
9. Пат. 2151498 РФ, МПК A01J 5/08. Доильный стакан / Барагунов Б.Я., Бугов Х.У., Тешев A.LU., Уруемамбе-тов Х.Г., Барагунов А.Б.; заявитель и патентообладатель Кабардино-Балкарская ГСХА. - № 99106211/13; заявл. 30.03.1999; опубл. 27.06.2000. Бюл. № 18.
10. Пат. 2216932 РФ, МПК A01J 5/08. Доильный стакан I Барагунов А.Б.; заявитель и патентообладатель Кабардино-Балкарская ГСХА. - № 2001103721/13; заявл. 08.02.2001; опубл. 27.11.2003, Бюл. №33.
11. Пат. 2625658 РФ, МПК А01J 5/08. Доильный стакан / Барагунов А.Б.; заявитель и патентообладатель Кабардино-Балкарская ГСХА. - № 2015147559; заявл. 05.11.2015; о публ.18.07.2017, Бюл. №20.
References
1. Baragunov B.Ya. Teoreticheskie issledovaniya pro-cessa mashinnogo doeniya korov v vysokogornyh usloviyah [Theoretical studies of the process of machine milking of cows in high altitude conditions], Materialy nauchno-prakticheskoj konfe-rencii VNIPTIMESKH, Zernograd Rostovskoj oblasti, 1999.
(In Russian)
2. Baragunov B.Ya. Matematicheskaya model' moloko-vyvedeniya doil'nymi apparatami v vysokogornyh usloviyah [Mathematical model of lactation by milking machines in high altitude conditions], Agrarnaya nauka, 2000, No 4. (In Russian)
3. Vinnikov I.K., Krasnov I.N., Hozyaev I.A. i dr. Organi-zacionno-tekhnologicheskij proekt sistemy ustojchivogo proiz-vodstva pit'evogo moloka v sanatorno-kurortnyh zonah Kabardi-no-Balkarii (na osnove modernizacii doeniya) [Organizational and technological project of the system of sustainable production of drinking milk in the sanatorium and resort areas of Kabardino-Balkaria (on the basis of modernization of milking)], Nal'chik, Izdateistvo M. i V. Kotlyarovyh (ООО «Poligrafservis i Т»), 2014, 120 p. (In Russian)
4. Vinnikov I.K., Krasnov I.N., Hozyaev I .A. i dr. Tekhno-logicheskij reglament proizvodstva pit'evogo moloka v sanatorno-kurortnyh zonah Kabardino-Balkarii [Technological regulations for the production of drinking milk in the sanatorium and resort
areas of Kabardino-Balkaria], Nalchik, Izdateistvo M. i V. Kotlyarovyh (OOO «Poligrafservis i T»], 2014, 60 p. (In Russian)
5. Baragunov A.B., Krasnova A.Yu. Mekhanizaciya doeniya i pervichnoj obrabotki moloka v usloviyah gornyh hozyajstv [Mechanization of milking and primary processing of milk in the conditions of mountain economies], Nal'chik, KBGAU, 2017, 232 p. (In Russian)
6. Krasnov I.N., Krasnova A.Yu, Miroshnikova V.V. The roles of milking motives in cows' milk discharging, EurAsian Journal of Biosciences Eurasia J Biosci, 12, 2018, pp. 83-87.
7. https://geographyofrussia.com/pochvy-zemelnye-i-lesnye-resursy-rossii/.
8. Baragunov B.Ya., Baragunov A.B. Pul'sator [Pulsator], pat. 2111654 RF, MPK A01J 5/10, zayavitel' i patentoobladatel' Kabardino-Balkarskaya GSHA, No 96105556/13, zayavl. 19.03.1996, opubl. 27.05.1998. (In Russian)
9. Baragunov B.Ya., Bugov H.U., Teshev A.Sh., Urus-mambetov H.G., Baragunov A.B. Doil'nyj stakan [A teat cup], pat. 2151498 RF, MPK A01J 5/08, zayavitel' i patentoobladatel' Ka-bardino-Balkarskaya GSHA, No 99106211/13, zayavl. 30.03.1999, opubl. 27.06.2000, Byul. No 18. (In Russian)
10. Baragunov A.B. Doil'nyj stakan [Milking glass], pat. 2216932 RF, MPK A01J 5/08, zayavitel' i patentoobladatel' Ka-bardino-Balkarskaya GSHA, No 2001103721/13, zayavl. 08.02.2001, opubl. 27.11.2003, Byul. No 33. (In Russian)
11. Baragunov A.B. Doil'nyj stakan [Milking glass], pat. 2625658 RF, A01J 5/08, zayavitel' i patentoobladatel' Kabardino-Balkarskaya GSHA, No 2015147559, zayavl. 05.11.2015, opubl. 18.07.2017, Byul. No 20. (In Russian)
Сведения об авторе
Барагунов Альберт Баширович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий», ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова» (г. Нальчик, Российская Федерация). Тел.: +7-928-703-14-22. E-mail: baragun_albert@mail.ru.
Information about the author
Baragunov Albert Bashirovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Power supply of enterprises department, FSBEI HE «Kabardino-Balkaria State Agrarian University named after V.M. Kokov» (Nalchik, Russian Federation). Phone: +7-928-703-14-22. E-mail: baragun_albert@mail.ru.
УДК 637.11.001
ПРОЦЕСС ПРЕДДОИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ВЫМЕНИ КОРОВ НА ФЕРМАХ МАЛЫХ ХОЗЯЙСТВ © 2018 г. И.Н. Краснов, Е.В. Назарова, Н.П. Алексенко, В.А. Богомягких
Известно, что доение коров на фермах малых хозяйственных формирований осуществляется с использованием ручных операций подготовки вымени к доению, что ведет к загрязнению молока и не способствует созданию полноценного рефлекса молокоотдачи у них. В работе показана возможность механизации подмывания вымени перед доением автономным устройством к мобильному доильному аппарату, которое обеспечивает регулируемое давление распыляемой воды. Отличительная особенность его - наличие бака с теплоизоляцией и возможность регулировки напора подаваемой воды или моющей жидкости изменением глубины в нём. Получены теоретические зависимости для расчёта параметров и проектирования линии подмывания вымени в составе доильной установки: вместимости бака для воды, его высоты, показателей надёжности его гибкой оболочки, количества и формы гофр, необходимых расходов и скоростей воды в функции коэффициента загрязнения вымени. Разработана конструкция устройства для подмывания вымени коров в варианте комплектации к серийному доильному агрегату АИД-1. Производственными экспериментами установлено, что расход воды на подготовку к доению одной коровы в зависимости от степени загрязнения вымени составляет от 0,7 до 1,1 л при загрязнении вымени, оцениваемом коэффициентом кнз=1,26. Наружная мойка доильного аппарата требует ещё от 1,61 до 1,84 л воды при средней продолжительности этой операции 37,5 с. Процесс обмывания вымени длится от 14,0 до 23,0 с. Вместимость бака для воды составляет 20 л при обслуживании 16 коров. Использование устройства гарантирует высокое качество получаемого молока.
Ключевые слова: доение, доильный аппарат, процесс подмывания вымени, распылитель воды.
It is known that milking of cows on farms of small economic formations is carried out with the use of manual operations of preparation for milking, which leads to contamination of milk and does not contribute to the creation of a full reflex of milk yield in them. The paper shows the possibility of mechanization of udder washing by milking with an autonomous device to a mobile milking machine,
