Результаты производственных испытаний доильных машин Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Результаты производственных испытаний доильных машин

В.А. Шахов, к.т.н., Оренбургский ГАУ

Испытания доильных машин провели на контрольно-испытательном комплексе при имитации различных анатомических, морфологических характеристик сосков и вымени и физиологических особенностей коровы [1]. На рисунке 1 представлены графики изменения интенсивности молоковыведения доильными машинами в зависимости от вакуумметрического давления и тугодойности имитируемых животных.

Из анализа графиков становится очевидным, что характер изменения интенсивности моло-ковыведения у всех машин имеет сходство при различном вакуумметрическом давлении. При вакуумметрическом давлении меньше нижнего предела по техусловиям (35 кПа) доильные машины не обеспечивают необходимую интенсивность молоковыведения. Повышение вакуумметриче-ского давления до 45 кПа ведёт к увеличению интенсивности мол око выведения. Дальнейшее повышение вакуумметрического давления не влияет на интенсивность молоковыведения.

Было установлено, что при изменении тугодойности животного (Х1) и вакуумметрического давления в доильной машине (Х2) интенсивность молоковыведения (У) изменяется по квадратичной зависимости:

«Нурлат»:

У = 2,7 + 0,151X1 - 0,008Х2 -- 0,00001Х1Х2 + 0,0002Х22 - 0,0028Х12;

АДУ-1:

У = 2,363 - 0,055Х2 - 0,166Х +

+ 0,0033ХХ2 + 0,00058Х22 + 0,023Х^;

«Экспериментальный»:

У = 17,908 - 0,67Х + 0,00ЩХ2 +

+ 0,0005Х22 + 0,019Х12.

Наиболее значимым по вкладу параметром в модели интенсивности молоковыведения является тугодойность. Увеличение тугодойности до

0,63 • 10-5 м3/с снижает интенсивность молоко-выведения в два раза.

Проведены производственные испытания (СПК им. Шевченко) доильных машин и выявлены существенные различия в процессе молоко-выведения доильной машиной, настроенной по техническим условиям на эксплуатацию, режимы которой установили с помощью испытательного комплекса [2]. Экспериментальная доильная машина практически полностью исключает из технологического процесса такие операции, как машинное додаивание и заключительный массаж (табл. 1).

Это происходит вследствие незначительного «наползания» доильных стаканов на соски вымени коров, поэтому молочные каналы сосков не перекрываются и молоко выводится практически полностью. Увеличение молочного жира в опытной группе, по сравнению с контрольной, составило 6%, при этом разница достоверна для 95% (Р < 0,05) уровня значимости.

у, 10 5 м3/с

4,64 ^

4,3 .

3,97 „

3,63 .

3,3 ,

2,96 _

2,83 .

40

у, 10 5 м3/с

у, 10 5 м3/с

у, 10 5 м3/с

Р б, 10

1 ваю ^ ,

м3/

65

4 . 56,67

б, 10-5 м3/с 0 65

3,53 3,12 2,70 2,28 , 1,87 , 1,45 - 1,03 40

Экспериментальный

Рвак, кПа

Нурлат АДУ-1

Рис. 1 - Графики изменения интенсивности молоковыведения от вакуумметрического давления и тугодойности

64

Рвак, кПа

Результаты испытаний показали, что если в среднем удой четырёх коров экспериментальной машиной составил 11 кг, то другие доильные машины выдаивали на 1,4—1,2 кг молока меньше (табл. 1). Также лучшие результаты у экспериментальной машины по всем другим показателям. Полученные данные свидетельствуют, что при доении лучшей доильной машиной или специально подобранной к группе коров-аналогов продуктивность коров увеличивается и за лактацию возрастает на 110 — 140 кг на голову.

Эти преимущества доказывают целесообразность использования контрольноиспытательного комплекса для установления режимов работы доильных машин по индивидуальным анатомическим, морфологическим характеристикам сосков и вымени и физиологическим особенностям коров.

Проведены испытания по определению величин давления сосковой резины на искусственный сосок в процессе доения при вакууме 42; 45 и

48 кПа. Испытывали доильные машины АДУ-1, АДУ-1,09 и АДУ-1,03 (табл. 2).

Обработка результатов эксперимента по программе $1а1181юа у6.0 показала, что эффективность взаимодействия сосковой резины с искусственным соском в наибольшей степени характеризуется величинами давления сосковой резины в нижней и средней Я2 частях искусственного соска и величиной «наползания» доильных стаканов Эти величины зависят от вакуумметрического давления под соском Рпс и относительного натяжения сосковой резины Д/:

= 16,1 + 1,124Рпс + 1,113Д/ + 0,397/пс +

+ 0,397Д/2 + 0,335Д/Рпс;

Я2 = 9,753 + 0,899Рпс + 0,817Д/ +

+ 0,68^2 - 0,701 Д/2 - 0,017Д/Рпс; ( )

£ = 298,1 + 35,72Рпс + 7,18Д/ - 25,12р? +

+ 2,31Д/2 + 25,17Д/Рпс. Наибольшее влияние на величину «наползания» £ доильных стаканов оказывает увеличение

1. Результаты влияния режимов работы доильных машин на процесс молокоотдачи коров

Параметры Доильная машина

«Нурлат» АДУ-1 Экспериментальная

Разовый удой, кг 9,6 9,8 11

Жирность молока, % 3,58±0,05 3,63±0,06 3,72±0,07

Величина додоя, с 0,18 0,16 0,04

Время доения, с 311,6 311,7 301,5

Средняя интенсивность молоковыведения, м3/с 1,84 10-5 1,8810-5 2,1110-5

Молоко однопроцентной жирности, кг 40,112 43,103 49,742

2. Результаты лабораторных испытаний доильной машины АДУ-1

Выдаваемые параметры Регистрируемые параметры Х1 вакуумметрическое давление, Рв, кПа

(-)42 (0)45 (+)48

Х2 относительное натяжение сосковой резины

А/шіп (-) А4р (0) А/шах (+) А/шіп (-) А4р (0) А/шах (+) А/шіп (-) А/ор (0) А/шах (+)

Реакция от давления сосковой резины на участки искусствен. соска, кПа Яъ Л2, Л3 (цл. = 0,25 у.е./мм, Цд2 = 0,385 у.е./мм, Цд3 = 0,56 у.е./мм) Лі 15,8 15,2 17,0 15,2 16,6 18,2 17,0 18,2 19,6

8 ^ о 8,86 9,36 9,60 9,12 12,0 9,72 9,90 11,30

Л3 6,72 5,84 4,80 7,20 7,68 9,46 7,40 8,22 9,35

Амплитуда колебаний вакуумметрического давления под соском, кПа А^пс 5,28 5,78 4,32 6,24 5,76 4,80 7,42 6,22 5,41

Частота пульсаций пульс/мин, (Гц) Уп 65 (1,08) 68 (1,13) 62 (1,03) 65 (1,08) 65 (1,08) 70 (1,17) 56 (0,93) 60 (1) 70 (1,17)

Величина «наползания» доильного стакана на искусствен. сосок, S, м - 0,0011 - - 0,0012 - - 0,0013 -

Работа А, кДж 0,76 0,79 0,81 0,77 0,8 0,83 0,79 0,82 0,84

Величина обратного тока молока, V, кг 0,0051 0,0052 0,0053 0,0052 0,0053 0,0054 0,0054 0,0054 0,0055

25 31 37 43 49

G -const; ZQ-const

55 Рв, кПа

Рв -const; ZQ-const

Рис. 2 - Результаты экспериментальных исследований

0,017

0,05

- Alfa Laval agri

- Нурлат

-----------1 Q, кг/с

0,083

АДУ-1,03

Экспериментальный

Рис. 3 - Диапазон энергоэффективного функционирования доильных машин

Рв -const; G-const

вакуумметрического давления Рпс в подсосковой камере (рис. 2). При величине Рпс = 55 кПа £ достигает 18 мм, превышая допустимую величину £ на 6 мм. Это приводит к перекрытию молочного канала соска на 92%.

Используя результаты испытания доильных машин, установили диапазон их энергоэффективного функционирования (рис. 3). Выяснили, что наименьшую работу, равную 9,44 кДж, доильная машина выполняет при вакууме 40 кПа, скорости молоковыведения 0,017 кг/с, а наибольшую - соответственно при 50 кПа и 0,083 кг/с, равную 14,23 кДж. Очевидно, что такой широкий диапазон возник по причине изменения вакуумметрического давления и скорости молоковыведения, работы пульсатора и коллектора, свойств сосковой резины и её натяжения, потому что всё это непосредственно влияет на величину действительной площади

контакта сосковой резины и искусственного соска. Также было установлено, что величина «наползания» доильных стаканов минимальная £тт = 8,9 мм при вакуумметрическом давлении 40 кПа, а максимальная £тах = 12,94 мм при 50 кПа.

Сравнение полученных данных с техническими нормативами подтвердило сходимость результатов на 95% (Р < 0,05), что является достоверным для научных исследований. Значит, комплекс адекватно воспроизводит анатомические, морфологические характеристики сосков и вымени и физиологические особенности молочного животного.

Литература

1. Карташов Л.П., Соловьев С.А., Шахов В.А. Лабораторные стенды для испытания животноводческой техники. М.: Колос, 2009. 115 с.

2. Патент № 66150 РФ. Контрольно - испытальный комплекс / С.А. Соловьев, В.А. Шахов, И.В. Герасименко; опубликовано 10.09.2007, бюллетень № 27.