CC BY
64
Универсальное приспособление (стенд) для контроля (оценки) физико-механических свойств резиновых чулок доильных аппаратов
Л.П. Карташов, д.т.н., профессор, Оренбургский НЦ УрО РАН; В.Д. Поздняков, д.т.н., профессор, А.П. Козловцев,
кт.н, В.В. Трубников, к.т.н, Оренбургский ГАУ
Резиновый чулок доильного стакана (он же — сосковая резина) является одной из ответственных частей всей доильной установки,
тесно контактирующей с соском вымени. От качества выполняемых им функций зависит здоровье вымени, интенсивность молоковыве-дения, продолжительность доения, качество молока, продуктивность и физиологическое состояние самого животного, в том числе и сосков вымени.
В соответствии с международным стандартом 180-5707 резиновый чулок должен удовлетворять ряду требований [1].
Жёсткость сосковых трубок — одна из главных физико-механических характеристик резинового чулка. Существует несколько способов определения жёсткости сосковых трубок (чулок).
Самый простой — это по абсолютному удлинению Д1 (мм) при нагружении определённой массы О(Н) в течение конкретного промежутка времени 1 (с). Этот способ достоверен при длине резинового чулка Ьр = 155 мм, но не точен для условий, когда сосковая резина совмещена с молочным патрубком.
Существует способ определения жёсткости сосковых трубок по величине вакуума смыкания, создаваемого в подсосковой камере до момента контакта стенок в одной из плоскостей. На его основе был разработан и серийно выпущен
специальный аппарат УДА-1 [2], который давал оценку доильного аппарата в целом: частоты пульсаций f (Гц), соотношения тактов о (%) сосания и сжатия.
На раннем этапе исследований нами использовались рычажные механические средства с индикаторами часового типа. Активную часть устанавливали внутрь собранного доильного стакана на глубину, равную половине активной рабочей части Ьр резинового чулка. Создавая определённое избыточное давление в межстен-ной камере, можно было получить зависимость величины деформации 8 (мм) стенок чулка от создаваемого давления Ризб(Па) [3].
При определении физико-механических свойств соскового чулка использовали специальный искусственный сосок, полость которого заполнялась жидкостью и соединялась трубкой с микроманометром или измерительной колбой.
Рис. 1 - Схема лабораторного стенда:
1 - вакуум-насос-компрессор с электрическим или ножным приводом; 2 - опора стола; 3 - система гибких шлангов; 4 - переключатель режимов испытания: А - избыточное давление, Б - вакуум; 5 - жёсткие соединительные шланги (патрубки); 6 - штуцер соединительный; 7 - переключатель подачи избыточного и вакуумметрического давления: а - в меж-стенную камеру, б - в подсосковую камеру; 8 - стойку (опору); 9 - подвижный кронштейн; 10 - ручной насос с клапанным механизмом; 11 - кран-дроссель; 12 - манометр; 13 - измерительная линейка с регулируемым положением по высоте; 14, 15, 16, 17, 18, 19 - функциональный блок снятия характеристик резинового чулка, совмещенного с молочным патрубком: 14 - верхний шток; 15 - контрольная шайба со стрелкой; 16 - направляющая вставка; 17 - гильза доильного стакана; 18 - упор; 19 - нижний шток; 20 - эталонный груз; 21 - электронный динамометр; 22 - трос; 23 - ролик натяжного устройства; 24 - кронштейн; 25 - педаль (рычаг); 26 - столешница; 27 - приспособление для крепления гильз доильных стаканов с прозрачными гильзами; 28 - обойма крепления гильз доильных стаканов; 29 - стакан в сборе; 30 - образец испытуемой резины (сосковых чулок)
В этом случае по показанию микроманометра или объёму вытесняемой жидкости косвенным методом можно было судить о физикомеханических свойствах резины.
Для лабораторных исследований свойств соскового чулка предполагался способ с использованием тензометрических электронных средств, рекомендованный для предприятий по изготовлению резинотехнических изделий и станции диагностики доильного оборудования.
Разработанный на кафедре МЖ ОСХИ прибор (авторы: Л.П. Карташов, В.Д. Поздняков,
О.К. Куспанов, А.Ф. Лазарев) был рекомендован и внедрён для условий поточного обслуживания доильных аппаратов в специализированных предприятиях с большим объёмом работ.
В настоящее время нами предложен, разработан, изготовлен и испытан в лабораторных и производственных условиях переносной комплект приспособлений (лабораторный стенд) (рис. 1) и фрагмент стенда (устройство для дефектовки сосковой резины) (рис. 2) [3].
Структурные элементы стенда в таком варианте легко подвергаются разборке—сборке, укладываются в переносной кейс, могут быть установлены в любом месте, не требуют дополнительных источников энергии.
Приспособление может работать с аналоговым преобразователем регистрируемых параметров и блоком длительного хранения информации.
Лабораторный эксперимент проводили в два этапа по следующей схеме:
1. Вначале из партии сосковых резин, имеющихся на фирмах, были отобраны образцы, соответствующие по форме и геометрическим размерам требованиям 180. Для этого использовали ранее разработанные варианты искусственных сосков, калибры, измерительные линейки и курвиметр для определения длин кривых линий по поверхности в различных сечениях.
2. На втором этапе резиновые чулки, совмещённые с молочными патрубками, устанавливали в гильзу 17 и плотно соединяли с последней в области присоска. Как и в штатном варианте доильного стакана, после сборки элементов (нижний шток 19, упор 18, шток 14, вставка 16, контрольная шайба 15), контрольная шайба 15 со стрелкой устанавливалась на отметке 0 шкалы измерительной линейки 13. Воздействуя на нижний шток 19 грузом 20 через динамометр 21 или через трособлочную систему 22, 23, 24, 25 с усилием 60 Н в течение 10 с, заставляли удлиняться резиновый чулок на определённую величину Д1 мм. Сняв нагрузку с исследуемого чулка, верхний шток 14 перемещал контрольную шайбу 15 на величину, равную абсолютному удлинению Д1, что затем регистрировали на шкале измерительной линейки 13.
После снятия показаний абсолютного удлинения ДЬр по шкале измерительной линейки 13 цикл измерений повторяли.
Для определения жёсткости сосковой ре-
5
Рис. 2 - Устройства для дефектовки сосковой резины и исследования характера её сжатия:
1 - динамометр; 2 - нижняя часть доильного стакана; 3 - сосковая резина; 4 - верхняя часть доильного стакана; 5 - клапан; 6 - стойка с креплениями; 7 - указатель; 8 - измеритель длины; 9 - подвижное крепление с фиксатором; 10 - груз
зины доильных аппаратов фирмы «Доггер» в приспособление 27 на кронштейн закрепляли обойму 28, в которую устанавливали стакан 29 в сборе. Создавая избыточное давление в межстенной камере стакана или разрешение в подсосковой камере резинового чулка, визуально регистрировали момент и величину смыкания стенок по вакуум-манометру 12. В отдельных случаях разряжение или избыточное давление создавали вакуум-насосом-компрессором 1, которые распределялись переключателем режима 4 и переключателем 7. Это было обосновано наличием особо жёсткой резины, находящейся в длительной эксплуатации, когда давления, создаваемого ручным насосом 10, было недостаточно. Разработанное приспособление легко устанавливается на любом основании 2, имеющем площадку 26.
Приспособление испытано в лаборатории машинного доения ФГБОУ ВПО ОГАУ, на МТФ колхоза «Красногорский» Саракташского района, колхоза «Спутник» Бузулукского района и в лаборатории завода РТИ г. Оренбурга.
Общая масса переносного комплекта не превышает 8,0—8,5 кг. В настоящее время одна из российских фирм — «Агротехсервис» заключает договор на доработку, изготовление 10 аналогичных приспособлений и оформляются материалы на предмет патентной чистоты (технической новизны разработанной конструкции).
Литература
1. Карташов Л .П. Контрольное оборудование для машинного доения коров. М.: Россельхозиздат, 1983.
2. Карташов Л.П. Приборы для испытаний доильных машин и проверит качества их работы // Измерительная техника в сельском хозяйстве. М., 1967.
3. Трубников В.В. Сравнительная оценка современных доильных аппаратов: дисс. ... канд. техн. наук. Оренбург, 2011.
