Введение к работе
Актуальность работы. Молочное животноводство - одна из наиболее сложных и трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства. Поэтому повышение его эффективности предполагает внедрение на фермах и комплексах новых средств механизации технологических процессов, одним из которых является машинное доение.
Машинное доение коров - это наиболее трудоемкий процесс в молочном животноводстве. При этом, в подготовительно-заключительном цикле операций, выполняемых оператором, на машинное додаивание и съем доильных стаканов с вымени животного приходится более одной третьи общих затрат времени. Поэтому механизация заключительных операций позволит существенно, до 30 %, повысить производительность труда оператора машинного доения.
На наш взгляд, наиболее рациональный путь повышения эффективности отрасли молочного животноводства заключается в комплектации существующих доильных установок переносными доильными аппаратами с устройством, обеспечивающим отключение и снятие доильных стаканов с сосков вымени по завершении процесса доения коров.
На кафедре машин и оборудования в агробизнесе ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» разработано, изготовлено и исследовано новое переносное устройство отключения доильного аппарата с пневмодвигате-лем, обладающий рядом преимуществ по сравнению с аналогами.
Работа выполнена в соответствии: с планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Казанский ГАУ» «Обоснование конструктивных параметров и режима работы автоматизированного доильного аппарата» (гос. per. № 01200614943); с программой развития приоритетных направлений науки в Республике Татарстан (РТ) до 2012 года «Разработка энергосберегающих вакуумных насосов для доильных машин»; с координационной программой по проблеме «Разработать системы техно-логизации и инженерно-технического обеспечения агропромышленного производства, как основы стабилизации АПК субъектов Российской Федерации: Северо-Кавказского, Приволжского и Уральского федеральных округов на 2001-2010 гг.».
Цель работы: Повышение качества машинного доения коров путем создания переносного устройства отключения доильного аппарата с пневмодвигателем. Объект исследования. Переносное устройство отключения доильного аппарата с шестеренным пневмо двигателем и его рабочий процесс.
Предмет исследования. Закономерности рабочего процесса переносного устройства отключения доильного аппарата с шестеренным пневмо двигателем.
Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием теории машин и механизмов, основных законов классической механики и методов физического моделирования. Экспериментальные исследования проводились на специальных стендах с использованием методов активного планирования многофакторного эксперимента. Результаты экспериментов обработаны с помощью известных компьютерных программ и методов математической статистики.
Задачи исследования:
1. На основе анализа результатов научных исследований и известных технических решений выявить направление разработки устройства отключения и съема
доильного аппарата.
2. Обосновать конструктивные параметры шестеренного пневмодвигателя
устройства отключения доильного аппарата.
3. Разработать новую конструкцию шестеренного пневмо двигателя устройства
отключения доильного аппарата.
Провести лабораторные и производственные испытания разработанного устройства отключения и съема доильного аппарата для подтверждения достоверности результатов теоретических исследований.
Внедрить результаты исследований в производство, провести их технико-экономическую и энергетическую оценку.
Научная новизна состоит:
- в разработке теоретических основ расчета и проектирования шестеренного
пневмодвигателя переносного устройства отключения доильного аппарата;
- в разработке математической модели рабочего процесса шестеренного
пневмодвигателя;
- в разработке нового устройства автоматического отключения доильного ап
парата (патенты РФ на изобретение № 2395196 и полезную модель №82517).
Практическая ценность заключается в возможности использования полученных теоретических, экспериментальных результатов и предложенных методик расчета конструктивных параметров шестеренного пневмодвигателя при разработке переносных устройств отключения доения с пневмодвигателем конструкторскими организациями. Полученные результаты внедрены в учебном процессе для студентов Института механизации и технического сервиса ФГБОУ ВПО «Казанский ГАУ».
Опытное переносное устройство отключения с пневмодвигателем внедрен в ООО «ДаМилк-Агро» (г. Казань) и в ООО «Нива» Актанышского района РТ.
Апробация. Основные положения диссертации были доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Института механизации и технического сервиса ФГБОУ ВПО «Казанский ГАУ» (Казань, 2006 - 2011 гг.); на X международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2006 г.); на IX международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2008 г.); на всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития агропромышленного комплекса России» (Москва, 2008 г.); на XIV международном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока (Углич, 2008 г.); на IX международной научно-практической конференции «Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства (промышленность, транспорт, сельское хозяйство)» (Пенза, 2009 г.).
Опытное переносное устройство отключения доильного аппарата с пневмодвигателем демонстрировался на ежегодных международных выставках «Интера-гро. Анимед. Фермер Поволжья» (г. Казань, в 2008-2010 гг.). В 2008 г. автор являлся дипломантом всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России по номинации «Технические науки»; в 2010 г. на всероссийской молодежной
научно-технической конференции «ИДЕЛЬ-3» автор признан победителем программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса»
(У.М.Н.И.К.).
Основные положения, выносимые на защиту:
теоретические зависимости рабочего процесса двухроторного шестеренного пневмо двигателя;
закономерности изменения основных показателей работы двухроторного шестеренного пневмодвигателя от факторов, влияющих на расход воздуха и мощность пневмодвигателя;
новая конструкция переносного устройства отключения доильного аппарата с пневмо двигателем для повышения качества доения коров;
результаты лабораторных исследований и производственных испытаний разработанного переносного устройства отключения доильного аппарата с пневмо двигателем;
технико-экономическое обоснование эффективности разработанного переносного устройства отключения доильного аппарата с пневмо двигателем.
Публикации. Основное содержание диссертации, результаты исследований отражены в 15 статьях, в том числе в 4 статьях центральных журналов, рекомендованных ВАК и в трудах различных международных симпозиумов и конференций (11 статей), получены патенты РФ на изобретение № 2395196 и на полезную модель № 82517.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 162 страницах машинописного текста, список литературы содержит 116 наименований, в том числе 5 на иностранных языках.
