CC BY
11
УДК 631.171
РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ И ЭКСПЕРТИЗЫ МОЛОЧНЫХ НАСОСОВ ДЛЯ ДОИЛЬНЫХ
УСТАНОВОК
Ю.А. Цой, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН А.А. Мансуров, старший научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства E-mail: femaks@bk.ru
Аннотация. В статье приведены результаты обследования качества изготовления и испытания молочных насосов типа НМУ-6. Основными показателями насосов, подлежащими проверке при испытаниях, являлись подача и напор. В результате установлено, что насосы отличаются низким качеством изготовления. В материалах статьи приведены установленные причины производственных дефектов и их характер, а также основные причины выхода из строя насосов в условиях эксплуатации на молочных фермах. Приведены показатели по результатам устранения выявленных производственных дефектов насосов. Даны рекомендации по увеличению подачи насосов путем усовершенствования их конструкции, разработанные на основании сравнительных испытаний.
Ключевые слова: молочный насос, доильное оборудование, производительность, молочная ферма.
Нашим предприятием осуществляется изготовление отдельных узлов, комплектация и поставка доильных установок с молокопро-водом УДМ-100, УДМ-200 и автоматизированных доильных установок «Елочка» модульного исполнения УДБ-М. Для надлежащего выполнения и обеспечения гарантийных обязательств на предприятии принято тестирование ряда узлов, в т.ч. важнейшего элемента - молочного насоса, обеспечивающего эвакуацию молока из завакуумирован-ного молокопровода доильной установки.
Всего было испытано 134 молочных насоса четырех изготовителей, из которых два - из ближнего зарубежья (табл. 1). В табл. 2 приведены конструктивные особенности насосов разных производителей. Как видно из табл. 1, из 134 испытанных насосов 56 не соответствуют показателям ТУ. Анализ причин этого несоответствия показал, что практически все они носят производственный характер, связанный с некачественным изготовлением и сборкой. В табл. 3 приведен перечень производственных недостатков и последствий, к которым они приводят. Испытания молочных насосов проводили на лабораторном фрагменте доильной установки с молокопроводом типа УДМ-200.
При этом подача "продукта" осуществлялась в находящийся под вакуумом молоко-приемник посредством шланга, соединенного с накопительной емкостью. Всасывающий патрубок испытываемого молочного насоса соединялся с молокоприемником, а нагнетательный - через манометр и регулируемую задвижку посредством шланга с приемной емкостью, установленной на платформенных весах с ценой деления шкалы 0,1 кг.
Таблица 1. Результаты испытания молочных насосов типа НМУ-6 на соответствие техническим _условиям (ТУ) по напору и подаче (шт.)_
Изготовитель насосов Общее количество полученных и испытанных насосов Количество насосов, соотвеству-ющих показателям ТУ Количество насосов, не соответствующих показателям ТУ
ОАО "Кур-гансельмаш" (г. Курган) 70 32 38
ООО "Агро-гехсервис" (г. Курган) 54 36 18
ОАО "Брац-лав" (Украина) 5 5
ОАО "Гомель-агрокомплект" (Беларусь) 5 5
Всего: 134 78 56
Механизация, автоматизация и машинные технологии в животноводстве
Включение молочного насоса осуществлялось от блока управления с датчиками уровня, входящего в комплект молокоприемного узла. Режим включения насоса при испытаниях имел циклический характер и соответствовал реальным условиям эксплуатации. Основными показателями молочного насоса, подлежащими проверке, являлись подача и напор, создаваемые насосом, а также загрузка электродвигателя. Из испытанных насосов не соответствовали техническим условиям 42%. В конструкции молочного насоса НМУ-6 использовано, в целях упрощения эксплуатации, рабочее колесо открытого типа, выполненное в виде двух прямых радиальных лопаток со ступицей, насаживаемой на наконечник. В насосах подобного типа показатели, прежде всего подача, полностью определяются размерами зазоров между рабочим колесом и корпусом насоса.
При циклическом режиме работы молочного насоса происходят частые пуски в работу и остановки крыльчатки, что приводит к резким гидравлическим ударам подаваемой жидкости по лопастям. Посадочные отверстия пластмассовых крыльчаток от знакопеременных нагрузок быстро развальцовываются и выходят из строя. Устранение этого недостатка возможно установкой конусного металлического стакана в теле пластмассовой крыльчатки при отливке. Опыт показал, что применение полиамидного материала со стеклонаполнителем в четырехлопастных крыльчатках не устранил указанного недостатка. В результате выявления и устранения имевших место производственных дефектов удалось восстановить все 56 шт. насосов до соответствия их показателей техническим условиям, что показали их повторные испытания.
Таблица 2. Конструктивно-технологические особенности испытываемых молочных насосов типа НМУ-6
Показатель Марка насоса
НМУ-6 НМУ-6 НМУ-6У2 НМУ-6У2 НМУ-6М-01
ОАО "Кур-гансельмаш" ООО "Агро-техсервис" ОАО "Гомель-агрокомплект" ОАО "Брацлав"
Подача по техническим условиям при вакуумметрическом давлении на входе 50 кПа и при давлении насоса 120 кПа, л/с, не менее 1,0 1,0 1,0 1,0 1,47
Приводной электродвигатель - мощность, кВт - частота вращения, с-1 0,75 47,0 0,75 47,0 0,75 47,0 0,75 47,0 1,1 46,6
Количество лопастей крыльчатки, шт. 2 4 2 2 4
Форма лопаток крыльчатки прямоугольная с отклонением по ходу вращения на 8° прямоугольная с изгибом назад по ходу вращения с верхним вырезом двух симметричных прямоугольная с отклонением по ходу вращения на 8°
Способ крепления корпуса насоса к фланцу двумя шпильками тремя шпильками двумя шпильками
Способ крепления наконечника на валу электродвигателя шпонкой штифтом
Передача вращения от наконечника на стакан через выступ стопорного винта наконечника через подпорную пружину через концевые выступы штифта наконечника
Материал изготовления: - корпуса - крыльчатки - тарелки пластмасса полиамид ст. нерж. ст. нерж. ст. нерж. ст. нерж. пластмасса полиамид
пластмасса ст. нерж.
Внутренний диаметр всасывающего патрубка 33,0 44,0 32,0 36,0 32,3
Лоигпа! оГ УШТ^Н №3(19)-2015
101
Таблица 3. Анализ влияния производственных недостатков на показатели работы молочных насосов
Перечень Причины Наименование деталей, узлов и их производственные недостатки
Снижение производительности Подсос воздуха а) наконечник: наличие на поверхности в месте сопряжения с манжетой зазубрин, вмятин, рисок б) перекос стакана уплотнителя в месте сопряжения с наконечником
Щелевые потери Отклонение размеров и геометрии проточной части насоса от технической документации а) зазор между крыльчаткой и тарелкой (крышка) колеблется от 2 до 2,5 мм б) наружный диаметр металлической четырехлопастной крыльчатки колеблется от 111,9 до 113,8 мм в) высота металлической четырехлопастной крыльчатки колеблется от 23,44 до 25,25 мм г) внутренний диаметр пластмассового корпуса колеблется от 116,9 до 119,9 мм д) ширина рабочей поверхности тарелки колеблется от 15,2 до 20,4 мм
Ускоренный износ деталей уплотнителя и снижение производительности Отклонение размеров и конструкции пружины сжатия а) свободная высота пружины сжатия колеблется от 37,8 до 40,18 мм (ОАО «Кургансельмаш»); от 31,8 до 35,44 мм (ОАО «Брацлав») и от 33,58 до 35,85 мм (ОАО «Гомельагрокомплект») при 32 мм по техдокументации б) отсутствие поджатия % витка с каждого конца, пружины не обработаны для сопряжения с плоскостью уплотнительного кольца
Если 38 шт. насосов производства «Кур-гансельмаш» вначале имели показатель подачи от 0,12 до 0,28 л/с, то после устранения производственных дефектов он достиг величины от 1,0 до 1,56 л/с при напоре 120 кПа, а 18 шт. насосов производства «Агротехсер-вис» с соответствующим показателем от 0 до 0,22 л/с после устранения дефектов и испытаний имели от 1,23 до 1,47 л/с при указанном выше напоре. На практике при модернизации существующих ферм нередки случаи, когда расстояние от молокоприемника доильной установки до резервуара-охладителя превышает обычные 10-15 м и достигает 3050 м. Обычные серийные насосы НМУ-6 не обеспечивают устойчивой работы на таких расстояниях. С этой целью были проведены испытания насосов с увеличенными сечениями выходных патрубков, диффузора и обратного клапана. Испытания проводили с двух- и четырехлопастными крыльчатками.
При экспертизе насосов установлено, что из трех изготовителей два (ОАО «Брацлав») удалили «диффузор», устанавливаемый в
выходном патрубке крышки. Наши эксперименты не выявили эффекты от установки «диффузора», работающего в режиме «кон-фузора», т.е. сжатия струи. Введение цилиндрической части в диффузоре за счет проточки с диаметром от 14,8 до 18,9 мм позволило увеличить подачу на 7-8%, что хорошо коррелируется с уменьшением гидравлических потерь. Наибольший эффект дало удаление диффузора и установка обратного клапана увеличенного диаметра под диаметр выходного патрубка 25,6 мм.
Выводы. Наибольшее влияние на показатели работы молочных насосов оказало увеличение диаметра патрубка с 15,6 до 25,6 мм. Подача увеличилась на 19-33% при двухлопастной крыльчатке и на 32-125% - при че-тырехлопастной крыльчатке. Результаты экспериментальных исследований позволяют рекомендовать для увеличения подачи в насосах типа НМУ-6 установку патрубков с внутренним диаметром на выходе 25,5 мм четырехлопастных пластмассовых крыльчаток удалить диффузор.
THE RESULTS OF DAIRY PUMPS FOR MILKING EQUIPMENT'S COMPARATIVE TESTS AND EXAMINATION Yu.A. Tsoi, doctor of technical sciences, professor, RAN corresponding member A.A. Mansurov, senior research worker All-Russian research Institute of agriculture electrification
Abstract. The article presents the NMU-6 dairy pumps' quality of manufacturing and testing examination's results. The pumps' key indicators checked during testing, was the delivery and pressure. The results has revealed that the pumps have low quality of manufacture. In the article's materials the causes of manufacturing's defects and their nature and main causes of failure of pumps in operation on dairy farms were identified. The results on revealed manufacture pumps defects' elimination are shown. Recommendations for pumps delivery increasing by their construction's improving, developed on the basis of comparative tests are given. Keywords: dairy pump, milking equipment, productivity, dairy farm.
