Характеристики и параметры вакуумных пульсаторов для стойловых доильных автоматов - Бахчевников О.Н
Скачать (прямая ссылка):
Изучению динамики функционирования вакуумных пульсаторов и взаимодействию управляемых доильных аппаратов и систем с выменем животного посвящены работы В.Ф.Королева, С.Я.Горма, И.Н.Краснова, И.К.Винникова, О.Б. Забродиной, В.А.Петровского, Е.В.Беновой и др.
Совершенствованию процесса и средств молоковыведения и разработке новых доильных автоматов и систем посвящены работы В.П.Бабкина, Е.В.Беновой, Э.К.Вальдмана, А.С.Веприцкого, И.К.Винникова, С.Я.Горма, В.А. Дриго, О.Б. Забродиной, А.И.Зеленцова, Л.П.Карташова, И.В.Капустина, Э.А.Келписа, В.В.Кирсанова, Л.П.Кормановского, В.Ф.Королева, И.Н.Краснова, В.А.Петровского, А.А.Скроманиса, У.Г.Уиттлстоуна, В.Ф.Ужика, А.И.Фененко, И.А.Хозя-ева и др.
На основе теории систем автоматического регулирования и управления в СКНИИМЭСХ под руководством д.т.н. И.К.Винникова ранее изучены динамические процессы, параметры и режимы работы вакуумного привода двух-трех-тактного доильного аппарата. Разработаны математические модели, получены динамические характеристики вакуумных систем, осуществлено компьютерное моделирование, и проведен их синтез. Некоторые из этих работ выполнены с участием соискателя, что позволило наметить цель, задачи и объекты дальнейших исследований.
Объекты исследования: процессы функционирования управляемых пульсаторов и логических элементов, управляющих работой коллектора двух-трех-
8
тактного доильного аппарата.
Предмет исследования: элементы теории вакуумных управляемых пульсаторов, включающие их модели, гистерезисные петли, релейные характеристики и параметры.
Научная гипотеза: предполагается, что рабочий процесс пульсатора доильного аппарата осуществляется не произвольно, а по гистерезисной петле как по алгоритму, включающему конечный набор правил со строго определенными оптимальными параметрами, которыми можно управлять по сигналам датчика интенсивности молоковыведения.
Рабочая гипотеза: предполагается, что новые знания позволят создать на основе пульсатора компактное устройство управления соотношением тактов, частотой пульсаций и величиной вакуума под соском самоотключающихся доильных аппаратов для всех типов доильных установок, включая стойловые и пастбищные.
Методы исследования: анализ и синтез сложных динамических систем с использованием элементов теории систем автоматического регулирования, а именно - графоаналитических методов исследования линейных систем по безразмерным обобщенным параметрам в относительных единицах.
Научная новизна работы состоит в описании статики и динамики процесса работы мембранного вакуумного пульсатора доильного аппарата с использованием гистерезисной петли и графоаналитического метода исследования релейных элементов и систем.
Практическую ценность представляют созданные на основе проведенных исследований доильный аппарат для автоматизированного доения коров в стойлах, летних лагерях и на пастбищах и стойловый доильный модуль, защищенные патентами РФ на изобретения №2440716 «Двухрежимный доильный аппарат» и №2423822 «Передвижной доильный модуль» (Приложение А). Разработан проект зоотехнических требований на «Автомат стойловый доильный» (Приложение В).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одоб-
9
рены на научных конференциях СКНИИМЭСХ (2009-2013 гг.), НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства (2010-2011 гг.), на международной научно-практической конференции в рамках выставки «Интерагромаш» г.Рос-тов-на-Дону (2010-2013 гг.), на международной научно-технической конференции ННЦ ИМЭСХ НААН Украины (2013 г).
На защиту выносятся:
1. Теория рабочего процесса управляемого пульсатора доильного аппарата.
2. Совмещённые с релейной гистерезисной петлей рабочие характеристики пульсаторов.
3. Метод исследования пульсаторов доильных аппаратов как вакуумных пневматических элементов с нелинейностью релейного типа.
4. Управляемый автоматизированный доильный аппарат с изменяющимися параметрами (соотношение тактов, частота пульсаций и глубина вакуума под соском).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе: 4 в рецензируемых научных журналах и изданиях, 2 патента РФ на изобретение, одна книга и брошюра (в соавторстве). Общий объем публикаций составляет 13 п. л., из них лично соискателю принадлежат 9,8 п.л.
Реализация результатов исследования. Экспериментальные образцы управляемых пульсаторов в составе двух-трехтактных доильных аппаратов прошли производственную проверку в ФГУП «Экспериментальное» Россельхо-закадемии (Зерноградский район Ростовской области) (Приложение Б). Результаты исследований приняты к использованию Азовским оптико-механическим заводом (ОАО «АОМЗ» г.Азов) и Северо-Кавказским научно-исследовательским институтом животноводства (ГНУ СКНИИЖ Россельхозакадемии) (Приложение Б).
Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, пять глав, общие выводы, библиографический список из 134 наименований и приложения на 14 страницах. Диссертация изложена на 176 страницах машинописного текста, содержит 52 рисунка и 15 таблиц.
10
В первой главе «Состояние и анализ разработки управляемых доильных аппаратов и систем. Цель и задачи исследований» представлены исходные положения и результаты ретроспективного анализа предшествующих исследований доильных аппаратов и систем регулирования процесса молоковыведения, включающих пульсаторы с регулируемыми параметрами.
