На правах рукописи

БОРОЗНИН АРТЕМ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ДОИЛЬНЫХ АППАРАТОВ ЗА СЧЕТ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИХ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2008 2

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель – доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ряднов Алексей Иванович

Официальные оппоненты – доктор технических наук, профессор Рудик Феликс Яковлевич;

кандидат технических наук, доцент Чижиков Геннадий Иванович

Ведущая организация – ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П.Горячкина»

Защита состоится «_24_» _марта2008г. в 10 ч.15 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.008.02 в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 400002, г.Волгоград, пр.Университетский, 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан «_22_»февраля2008 г. и опубликован на сайте академии http://www.vgsha.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор А.И. Ряднов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для осуществления в широких масштабах технической перестройки процесса производства молока необходимо обеспечить бесперебойную и эффективную работу доильно-молочного оборудования (ДМО). Для обеспечения механизации основных и вспомогательных операций при доении коров планируется перейти на выпуск высокопроизводительных и экономичных машин и оборудования, составляющих единые технологические комплексы. Но наряду с разработкой высокопроизводительного ДМО и насыщения им молочной отрасли животноводства, все острее встает вопрос о повышении его надежности, как об одном из основных резервов повышения производительности машин, сокращения простоев ДМО из-за устранения технических и технологических отказов, способствующих повышению надоев и качества молока.

Повышение эффективности использования ДМО, рациональное использование всех его систем и агрегатов, своевременное выявление и предотвращение отказов и неисправностей во многом зависит от своевременного и качественного проведения диагностики и ТО.

В то же время принятая система ППРТОЖ не позволяет в полной мере реализовать заложенный при конструировании ресурс отдельных элементов ДМО, таких как пульсатор, доильные стаканы и др.

Поэтому для повышения эффективности использования ДМО, снижения затрат при его эксплуатации, повышения производительности и снижения потерь молока и заболеваемости животных, назрела необходимость в решении проблемы совершенствования системы технического сервиса ДМО, как в организационном плане, так и в плане совершенствования технологий, методов, периодичности и средств диагностирования и ТО, индивидуально каждого элемента ДМО.

Цель исследования – повышение эффективности использования доильных аппаратов за счет совершенствования методов и средств оперативного диагностирования и ТО пульсатора и доильных стаканов.

Объект исследования – доильная аппаратура ДПР 31.000 для доильной установки ДАС-2В и АДМ 03.000 для доильного аппарата АДМА.

Методика исследований. В соответствии с целью и задачами работа была разделена на несколько этапов:

– сбор статистической информации по безотказности и использованию доильных аппаратов;

– обработка статистической информации и оценка фактического уровня надежности узлов и деталей доильного агрегата;

– оценка эффективности использования доильных аппаратов в зависимости от совершенствования системы диагностирования при внедрении предлагаемых методов, периодичности и конструкторскотехнологических мероприятий.

Обработка статистической информации проводилась по существующим методикам на ЭВМ с использованием теории вероятностей, математической статистики и массового обслуживания.

Научная новизна работы состоит в установлении зависимости эффективности использования доильных аппаратов от их конструктивных диагностических параметров; разработке математической модели определения периодичности диагностирования основных узлов доильного аппарата в зависимости от их наработки на отказ и изменения конструктивных параметров; определении закономерностей изменения основных показателей безотказности элементов доильного аппарата от их наработки Практическая ценность. Предложена улучшенная периодичность диагностирования и ТО узлов доильной аппаратуры, новая технология, методы и средства их диагностирования.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в ПЗ «Кузьмичевский», ООО «Совхоз Карповский», ПЗ «Котлубань», ПЗ им.62-ой Армии, ООО «Урожай» Городищенского района Волгоградской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава (2004 – 2007 г.г.), конференциях молодых ученых и специалистов (2004 – 2007 г.г.) Волгоградской ГСХА, XIII Международной научно-практической конференции ВИИТиН г.Тамбов и ВИМ г.Москва (2005г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в статьях и 4 патентах на полезную модель. Из них 2 статьи опубликованы в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций 2,95 п.л., на долю автора приходится 1,31 п.л.

На защиту выносятся следующие научные положения:

– обоснование влияния конструктивных параметров основных узлов доильной аппаратуры на эффективность их работы;

– математическая модель определения периодичности диагностирования основных узлов доильного аппарата;

– результаты использования доильной аппаратуры в условиях Волгоградской области;

– результаты оценки фактического уровня безотказности и периодичности диагностирования основных узлов доильной аппаратуры;

– усовершенствованные технологии, методы и средства диагностирования узлов доильного аппарата;

– оценка эффективности использования доильной аппаратуры с учетом совершенствования системы диагностирования и влияние ее на продуктивность животных.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений.

Материал изложен на 144 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 40 иллюстраций. Список использованной литературы состоит из 141 наименования, из них 9 – на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложено обоснование актуальности темы диссертационной работы, новизна и практическая ценность положений, выносимых на защиту.

В первой главе проведен обзор литературы и научноисследовательских работ, посвященных проблеме надежности, диагностике и повышению эффективности использования ДМО.

Рассмотрены особенности эксплуатации и краткая характеристика доильно-молочного оборудования, виды и методы его диагностирования и критерии определения ее периодичности.

На основе проведенного обзора и анализа литературы сформулированы следующие задачи исследования:

– обосновать условия эффективного использования доильного оборудования;

– подобрать и обосновать перечень диагностических параметров доильных аппаратов;

– определить взаимосвязь технологических параметров работы доильных аппаратов с конструктивными;

– разработать математическую модель обоснования периодичности диагностирования и ТО доильных аппаратов;

– определить уровень безотказности элементов доильного аппарата в условиях рядовой эксплуатации и установить периодичность диагностирования основных узлов доильного аппарата;

– исследовать взаимосвязь диагностических параметров доильных аппаратов с показателями эффективности их использования;

– разработать технологии и средства диагностирования отдельных узлов доильных аппаратов.

Во второй главе «Теоретическое обоснование способов повышения эффективности использования доильных аппаратов» на основании анализа причин снижения производства молока, было выявлено, что основной из них является низкая эффективность использования ДМО в следствии нарушения работоспособности системы доения и низкого уровня надежности функционирования отдельных узлов доильного агрегата.

Для выявления взаимосвязи показателей эффективности работы ДМО, за которые принимаем общетехнические характеристики – производительность (W), время доения (д), затраты ручного труда (ЗТ); характеристики получаемой продукции – надой на 1 фуражную корову (ПФ), качество (К) (засоренность, бактериальная обсемененность, кислотность) и жирность молока (Ж); характеристики безопасности животных – травматизм (Т), заболеваемость маститом (ЗМ) и преждевременный запуск (ПЗ) с его конструктивно-технологическими параметрами, характеризующими надежность функционирования данной системы, можно записать следующее выражение:

С этой целью нами был проведен причинно-следственный анализ факторов, вызывающих то или иное последствие, в результате чего было выделено четыре основных группы факторов: подбор и подготовка животных, функциональное состояние доильных установок, функциональное состояние доильных аппаратов и организационно-технологические мероприятия процесса доения.

Так как система ДМО представляет собой систему с последовательным соединением элементов у и параллельным подключением элементов z,, то согласно теории надежности модель, характеризующая получение значений показателей эффективности с определенной долей вероятности, примет вид:

Таким образом, для получения наибольших надоев животных необходимо, чтобы Руi(tд) и Рzj(tд) 1.

Рассматриваемые нами элементы z доильной установки представляют собой комплекты доильных аппаратов. Согласно структурнофункциональной схеме (рис. 1), они в свою очередь, представляют цепь параллельно-последовательно соединенных узлов, таких как доильные стаканы (ДС), коллектор (К), пульсатор (П) и комплект шлангов (Ш), возможно доильное ведро (ДВ).

Именно от надежности функционирования этих узлов будет зависеть эффективность использования доильного аппарата в целом. Таким образом, вероятность безотказной работы доильного аппарата можно будет определить как:

PZ(tд) = РП(tд) · РШ(tд) · РК(tд) · (1 – [1 – РДС(tд)]4). (3) Рис.1 Структурно-функциональные схемы доильных аппаратов а–со сбором молока в молокопровод; б–со сбором молока в доильное ведро Q–производительность вакуумного насоса; Д.в.–доильное ведро; hП– вакуумметрическое давление за пульсатором; hО–рабочее вакуумметрическое давление; PA–атмосферное давление; М.пр– молокопровод; МВК–молочно-вакуумный кран; В.к–вакуумный кран.

Из формулы (3) следует, что вероятность безотказной работы доильного аппарата подчиняется композиционному закону распределения.

Для выявления взаимосвязи диагностических параметров доильного аппарата с эффективностью их использования воспользуемся формулой определения зависимости интенсивности выведения молока из вымени животного G где F–площадь сечения выводного канала соска; –коэффициент расхода; Н–величина вакуума в подсосковой камере; –плотность молока; СОС–продолжительность такта сосания; nZ–частота пульсаций.

Из полученной формулы следует, что интенсивность выведения молока из вымени прямопропорциональна продолжительности такта сосания и частоте пульсаций.

Но из физиологии доения и СОС, и nZ имеют свои нормативные значения, превышение или занижение которых приводит к негативным последствиям, то есть каждый из этих параметров должен находиться в определенных границах:

Поэтому необходимо определить как долго эти параметры могут находиться в данных границах, чтобы доильный аппарат эффективно выполнял свою работу. С этой целью воспользуемся зависимостью

МАХ MIN

где, –соответственно максимальное и минимальное значение; –математическое ожиMAX MIN дание; –среднеквадратическое отклонение случайной величины.

Помимо этого необходимо знать от каких конструктивных параметров зависит продолжительность такта сосания СОС.

Анализ причин, влияющих на работоспособность доильного аппарата, показал, что менее надежными элементами являются мембрана и дроссельный канал пульсатора, на которые соответственно приходится 31,43% и 7,36% отказов, и сосковая резина (27,1%).

Их влияние на работу пульсатора можно установить по аналитическому ее описанию, используя уравнения Пуазейля.

Взаимосвязь СОС с параметрами дроссельного канала определим по формуле:

где V–объем управляющей камеры; 1–переменный коэффициент; hO–номинальное рабочее вакуумметрическое давление в системе; hMIN, hMAX–соответственно минимальное и максимальное давление в управляющей камере пульсатора; dO и lO–соответственно оптимальные диаметр и длина дроссельного канала соединяющего рабочую камеру с управляющей камерой пульсатора; В– динамическая вязкость воздуха.

Влияние жесткости мембраны RM на процесс работы пульсатора, определим из уравнения:

где FВК–площадь верхнего отверстия; RМ – жесткость мембраны; FМ – площадь мембраны; G – сила тяжести клапанного механизма.

где FНК–площадь нижнего отверстия.

Проанализировав зависимости hMAX и hMIN от RM (9), (10) можно установить, что при RM=0 hMAX = hMAX = A достигает максимального значения, а hMIN = hMIN = B – минимального, а при RM=RMmax соответственно hMAX = hMAX – минимального значения, а hMIN = hMIN – максимального.

Подставляя полученные значения в формулы для определения СОС, получим Влияние жесткости сосковой резины на продолжительность такта сосания аналитически можно описать следующим образом.

В первом положении (рис.2а)на сосковую резину действуют силы:

где FCP–площадь сосковой резины; FПК–площадь сосковой резины, приходящаяся на подсосковую камеру; FCOC–площадь сосковой резины, приходящаяся на сосок; РВ–внутривыменное давление;

hO, hO –рабочее вакуумметрическое давление.

Во втором случае (рис.2б)действуют следующие силы:

где РУ–жесткость сосковой резины.

hO FПК PB FCOC P FCP

dВК–диаметр отверстия верхнего положения клапана, dНК–диаметр отверстия нижнего положения клапана, dМ–диаметр мембраны, G–вес клапанного механизма, RМ–жесткость мембраны, РА– атмосферное давление, hО–рабочее вакуумметрическое давление, Iп,IIп,IIIп,IVп–камеры пульсатора, I,II,III–камеры доильного стакана, hmax, hmin–соответственно максимально и минимально развиваемое вакуумметрическое давление, РВ–внутривыменное давление где hСМ–смыкание сосковой резины, где VС–объем межстенной камеры доильного стакана; kO –коэффициент Пуазейля для доильного стакана.

Отсюда следует, что при hСМ 0 СОС min, а при hСМ max СОС max.

Таким образом, определили, что продолжительность такта сосания СОС находится в прямой зависимости от состояния конструктивных параметров доильного аппарата, таких как диаметр и длина дросселя пульсатора, упругих свойств мембраны и жесткости сосковой резины.

Для предотвращения отказов по вышеуказанным причинам необходимо проведение своевременного диагностирования данных параметров, учитывая динамику их изменения.

Периодичность диагностирования данных параметров можно определить по зависимости:

где tДг–период, через который необходимо проводить диагностирование данного параметра; А1– начальная величина изменения параметра; АПР–предельная величина изменения параметра; l– двухсторонняя квантиль ЗНР; ПР–среднеквадратическое отклонение; А(tИ)–значение изменения параметра при tИ в момент проверки; –показатель степени, определяющий характер изменения параметра.

Как показали предварительные исследования, наработка на отказ этих элементов подчиняется нормальному закону распределения (ЗНР), а изменение значений диагностируемых параметров описываются уравнением где AO – начальное значение параметра; k – коэффициент пропорциональности изменения скорости; t–текущее время.

Для дроссельного канала где d O –начальный диаметр дроссельного отверстия; d O –предельный диаметр дроссельного отH верстия; t –средняя граница времени, через которое наступает d O ; Т–период цикла.

Для сосковой резины

ПРII II

где hCM–величина вакуумсмыкания сосковой резины; hCM –предельная величина; tСР.О –средняя граница выбраковки сосковой резины.

где RM, RM –начальная и предельная величины прогиба мембраны, t М.О –период времени через коH торый наступает ресурсный отказ мембраны, средняя граница.

А средний остаточный ресурс каждого элемента можно определить как расчетным путем по формуле (25), так и графическим (рис 4,5,6) где АО – предельное значение параметра АИ–измеряемое значение параметра; tИ–наработка до замера параметра; VД–средняя скорость изменения параметра В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» определены программа, методика и объект исследования.

Наблюдения проводились по планам [NM(r,T)] и [NR(r,T)], согласно которым было определено минимальное количество наблюдаемых машин (N = 34 в течение 1 года эксплуатации) и зафиксированных отказов (m 120) при доверительной вероятности = 0,90 и относительной ошибке = 0,15.

По результатам полученной статистической информации проводилось выявление наиболее типичных отказов, распределение их по узлам и элементам доильного аппарата, классификация по причинам возникновения, группам сложности и способам устранения. Далее по стандартным методикам проводилась оценка показателей надежности как отдельных узлов, так и в целом доильного аппарата, и по частным методикам определяли динамику изменения конструктивных параметров.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований»

дан анализ общей комплектации доильных установок и их технического состояния, из которых следует, что только 2 из 27 обследованных ферм имеют полнокомплектные доильные установки со всеми исправными узлами и агрегатами, т.е. 82% ферм имеют некомплектные или неисправные доильные установки. Из 45 вакуумных насосов, находящихся на этих фермах, 35 неисправны, т.е. 78%. Вакуум-регуляторов (при норме штук) на фермах имеется 22 (75%), из имеющихся 13 – неисправны (59%).

Вакуумметры (при норме 58 штук) имеются в наличии 29 (50%). Из имеющихся – 16 штук (56%) неисправны. 91% доильных аппаратов находится в неработоспособном состоянии. Правила монтажа доильных установок соблюдены только в четырех хозяйствах, что составляет 26% от всех обследованных ферм.

Постоянные наблюдения за работой 40 и обследования 178 доильных аппаратов в течение двух лет, позволили оценить основные показатели безотказности и эффективности использования доильных аппаратов.

Продолжительность работы доильных аппаратов за год, без учета времени простоев по организационным причинам, в среднем составляет 2656,58 часа, в том числе: время основной работы – 1114,47ч (41,95%), устранение технологических отказов – 165,87ч (6,24%), ЕТО и ПТО – 103,32ч (3,88%), устранение технических отказов – 473,28ч (17,82%) и подготовительно-вспомогательное время – 799,54 (30,11%).

Результаты обследования доильно-молочного оборудования по состоянию их технологических параметров показали, что подача вакуумных насосов не соответствует норме у 77,8% обследованных установок, рабочее вакуумметрическое давление в основном завышено у 74,0%, колебания вакуума превышают нормативные значения в 30…40 раз у 78%, частота пульсаций и длительность такта сосания не соответствуют норме у 72% аппаратов, жесткость сосковой резины у 82% доильных аппаратов.

Для определения взаимовлияния надежности узлов и элементов доильного аппарата и выявления наиболее типичных отказов, доильный аппарат (рис.1) был расчленен на четыре отдельных элемента, для каждого из которых были определены: среднее количество отказов mj и доля их j (%) в общем количестве, средние временя устранения одного отказа t Вj, средняя наработка на отказ t j и параметр потока отказов w j, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Показатели надежности элементов доильного аппарата Комплекты шлангов (трубки Анализ данных таблицы показывает, что менее надежными узлами доильного аппарата являются пульсатор и доильные стаканы.

Проведенная классификация отказов по причинам возникновения, группам сложности и способам устранения позволила сделать вывод о том, что из-за несовершенства конструкции доильного аппарата возникает 41,6%; из-за нарушения правил эксплуатации – 25,4%; из-за низкого качества изготовления и нарушения технологического процесса – 33%.

По группам сложности отказы доильного аппарата распределились следующим образом: на I группу приходится 23.33%, на II группу – 76,67% от общего количества отказов По способу устранения отказы узлов и элементов доильного аппарата распределились следующим образом: восстановлением устраняется 29,59% отказов, заменой – 70,41%.

Определены количественные характеристики безотказности доильного аппарата (рис.3) в зависимости от его наработки.

Рис. 3. Изменение основных параметров безотказности элементов доильного аппарата в зависимости от наработки за сезон Расчеты вероятности безотказной работы Р(Н), наработки на отказ tО, параметра потока отказов w(Н) показали, что уровень безотказности пульсатора, коллектора, шлангов и доильного стакана самый низкий в начальный период эксплуатации, к 1500…2000 ч достигает своего наивысшего значения, а к концу года опять начинает снижаться.

Динамика изменения диагностируемых параметров дроссельного канала, мембраны и сосковой резины по времени и графическое определение их остаточного ресурса представлена на рис. 4, 5 и 6 в виде номограмм.

Разработанные номограммы (рис.4,5,6) позволяют графически определять оптимальную периодичность исследуемых параметров пульсатора tДг, величины которых представлены в табл.2. в зависимости от их состояния Таблица 2 – Расчетные и графические значения tДг для Наименование параметра Расчетное значение tДг, ч Графическое значение tДг, ч Представленные в таблице данные показывают, что периодичность диагностирования конструктивных параметров не совпадает с регламентируемой периодичностью ТО данных элементов доильного аппарата. Поэтому чтобы избежать преждевременную выбраковку деталей или преждевременный отказ данного элемента, необходимо проводить диагностирование по потребности. в интервале от tH до tB и, тем самым, повысить эффективность использования доильного аппарата в целом.

Для усовершенствования диагностирования доильных аппаратов нами разработаны диагностические приспособления:

– стенд для диагностики пульсатора доильного аппарата, позволяющий определять общую герметичность пульсатора и засоренность дросселя;

– устройство для определения работоспособности мембраны пульсатора за счет определения ее упругих свойств;

– приспособление для определения жесткости сосковой резины, ее целостности и герметичности, с учетом внутривыменного давления, за счет определения силы сжатия в сопряжениях сосковая резина – корпус стакана (верх, низ). Преимущество данного приспособления перед серийно выпускаемыми приборами в том, что для него не требуется вакуумный агрегат;

– приспособление для равномерного натяжения сосковой резины, чтобы ее жесткость изменялась не скачкообразно и не вызывало стрессовых ситуаций для животного, а плавно в течение всего процесса, что, в свою очередь, позволяет повысить ресурс сосковой резины на 10…15%.

Для указанных выше диагностических приспособлений разработаны технологии их использования.

Рис.4. Номограмма определения остаточного ресурса по параметру – диаметр дросселя dO Рис. 5. Номограмма определения остаточного ресурса сосковой резины по Рис.6. Номограмма определения периодичности диагностирования мембраны пульсатора В пятой главе «Эффективность использования доильного аппарата в зависимости от его уровня диагностирования» дана комплексная оценка фактического уровня эксплуатации и надежности функционирования доильных аппаратов путем определения коэффициентов оперативной готовности КОГ, технического использования КТИ, сохранения эффективности КЭФ и выявления динамики их изменения в течение заданной наработки (КОГ = 0,072…0,86, КТИ = 0,67…0,95, КЭФ = 0,85…0,96).

Анализ данных показывает, что периодом эксплуатации доильного аппарата, в течение которого сохраняются низкие значения КЭФ = 0,85…0,88, является период наработки с 1000 до 2000 ч. Это говорит о том, что в пределах этой наработки необходимо проводить профилактические работы с узлами доильного аппарата, тем самым можно повысить их уровень надежности и эффективность использования доильного аппарата в дальнейшей эксплуатации на 13…18%.

Коэффициент эффективности использования доильных аппаратов за счет проведения их своевременного диагностирования К ЭФ можно определить по формуле:

где m – количество короводоек за время tОi, m. Д – Своевременное проведение диагностики доильных аппаратов даже по одному элементу позволяет увеличить эффективность использования на К ЭФ =1,42 (42%) и при этом дополнительно получить молока М = 2991 кг на один доильный аппарат, а также приведет к сокращению расхода самой сосковой резины на 12,5%.

Кроме увеличения количества короводоек за счет своевременного диагностирования, происходит и повышение надежности агрегатов доильного аппарата за счет своевременного устранения отказов где ТВ–время устранения отказов, ч; –коэффициент, характеризующий повышение надежности доильного аппарата; –доля высвободившегося времени в результате повышения надежности, которая приходится на чистое время машинного доения; G –интенсивность молоковыведения доильным аппаратом повышенной надежности, кг/ч.

Как показали исследования, устранение отказов конструктивных элементов доильного аппарата приводит к изменению СОС от 0,1 до 0,35, nZ от 10 до 35 мин-1 и при ТВ = 473,28 и = 0,42 при = 0 возможно повышение эксплуатационной производительности доильного аппарата на WЭmax =6957 кг за сезон, что может способствовать увеличению нагрузки на один доильный аппарат и снижению затрат на 1 ц молока.

Исследовав влияния технического сервиса на производство молока и проанализировав полученные данные, можно спрогнозировать реально ожидаемое повышение продуктивности (ПР.В) за счет приведения в соответствие с нормой технических и технологических условий машинного доения животных где ПР.В – реально ожидаемое повышение продуктивности животных, кг; ПФ – средний удой на одну фуражную корову за предыдущий год, кг; КС – средний коэффициент соответствия технических и технологических параметров нормативным значениям; УС.Ж.– коэффициент, характеризующий уровень содержания животных (отражающий фактический уровень организации, селекционной работы, системы кормления в конкретном хозяйстве).

Введение системы диагностирования конструктивных параметров и проведение ТО доильных аппаратов согласно предлагаемой методики со строго расчетной периодичностью, позволило получить в течение первого года эксплуатации увеличение надоев от животных в ООО «Совхоз Карповский» с 1982 кг до 3250 кг, во второй – до 3660 и на третий – до кг. Динамика изменения продуктивности животных в течение первого года внедрения диагностики и ТО доильных аппаратов в сравнении с предыдущим годом представлена на рисунке 7.

Коэффициент эффективности по продуктивности К ЭФ животных где ПФ – средний удой на одну корову на конец предыдущего года, кг; ПТi, П – средний удой на одну корову по месяцам, соответственно в текущем году и за предыдущий год, кг.

Рис.7. Динамика изменения среднего удоя животных и эффективности Коэффициент эффективности (рис.7) показывает, что внедрение диагностирования и ТО (ДиТО) доильных аппаратов повышает эффективность их использования по росту продуктивности животных в течение первого года внедрения системы диагностирования и ТО на 64%, что составляет 1265 кг на каждую голову, на второй год – 84% (1675 кг) и третий – 102% (2012 кг). Рост К ЭФ по годам снижается и на третьемП четвертом годах остается примерно на уровне 1,09…1,11.

Таблица 3 – Изменения К ЭФ по годам эксплуатации 2002 2002/2003 2003/2004 2004/2005 2005/2006 2006(9м)/2007(9м) Это показывает, что разработанная система диагностирования и ТО доильных аппаратов и в последующие годы способна повышать продуктивность животных на 9…11% ежегодно

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что одним из главных резервов эффективного использования доильно-молочного оборудования и обеспечения высокого качества доения коров является внедрение системы диагностирования и технического обслуживания по потребности с учетом уровня надежности основных ее элементов.

2. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что основными конструктивными параметрами, влияющими на надежность и эффективность использования доильных аппаратов, являются параметры дросселя и упругость мембраны пульсатора, а также жесткость сосковой резины.

3. Разработана математическая модель определения периодичности диагностирования дроссельного канала и мембраны пульсатора, а также сосковой резины по изменению их состояния и остаточного ресурса этих элементов.

4. По результатам хронометража работы операторов в рядовых условиях эксплуатации получено распределение затрат эксплуатационного времени за день и распределение времени, непосредственно связанного с доением. Средние статистические значения коэффициентов использования времени смены, эксплуатационного времени и его потерь из-за отказов соответственно составили = 0,57, ЭК = 0,42, kВ = 0,73.

5. Оценка фактического уровня безотказности доильного аппарата позволила установить, что элементами минимизирующими уровень безотказности доильного аппарата, являются пульсатор (дроссель и мембрана) и сосковая резина. Средняя наработка на отказ этих элементов соответственно составляет tO = 314,8 ч, tO = 526,7 ч, tO = 601,2 ч.

6. Установлена периодичность диагностирования исследуемых элементов, которая определена как расчетным, так и графическим методом. Периодичность диагностирования равна: для пульсатора по дросселю соответственно t Д. Г = 48ч и 56ч, по мембране t Д. Г = 286ч и 336ч, для сосковой резины t Д. Г = 807ч и 898ч.

7. Построены номограммы для определения оптимальной периодичности диагностирования и остаточных ресурсов дроссельного канала и мембраны пульсатора, а также сосковой резины.

8. Разработаны приспособления и технологии диагностирования дроссельного канала и мембраны пульсатора, сосковой резины. Разработано также приспособление для поднатяжки сосковой резины, способное устранить стрессовые ситуации при доении животных и увеличить ресурс сосковой резины на 12…18%.

9. Последовательная реализация мер по повышению эффективности использования доильных аппаратов с применением разработанных методов и средств диагностирования позволило повысить уровень использования доильных аппаратов до К ЭФ = 1,42 и уровень эффективности повышения продуктивности животных до К ЭФ = 2,02.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Борознин А.В. Задачи сервисной службы в животноводстве / Б.Н.

Орлов, В.А. Борознин, А.Г. Прокофьева, А.В. Борознин // Физикотехнические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе / Сб. науч. тр. – Ставрополь: Ставропольсервисшкола, 2003. – т.II с.565… 2. Борознин А.В. Нужна ли сервисная служба в животноводстве / В.А.

Борознин, В.П. Плотников, Б.Н.Орлов, А.В. Борознин // Проблемы использования техники в животноводстве / Сб.науч.тр. ВИИТиН. – Тамбов, 2003. – Вып. 4. т.2 – с.11… 3. Борознин А.В. Выбор и обоснование основных диагностируемых параметров доильно-молочного оборудования / В.А. Борознин, А.Г.

Прокофьева, А.В. Борознин // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства / Сб.науч.тр. ВГСХА. – Волгоград, 2004.

4. Борознин А.В. Основные направления совершенствования средств диагностирования доильно-молочного оборудования / Б.Н. Орлов, В.А. Борознин, А.В. Борознин // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства / Сб.науч.тр. ВГСХА. – Волгоград, 2004 – с.61… 5. Борознин А.В. Влияние свойств сосковой резины на эффективность процесса молокоотдачи / А.В. Борознин // Актуальные проблемы развития АПК / Сб.науч.тр. ВГСХА. – Волгоград, 2005. – с.13…15.

6. Борознин А.В. Взаимосвязь факторов использования и средств диагностирования доильно-молочного оборудования / А.В. Борознин // Проблемы экологической безопасности и природопользования / Сб.науч.тр. МАЭБП – М.: «Норма», 2005. – Вып.6, т 2 – с.307…309.

7. Борознин А.В. Сосковая резина основной объект диагностирования доильного оборудования / В.А. Борознин, А.В. Борознин // Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции / Сб.науч.тр. ВИИТиН. – Тамбов, 2005. – с.295…300.

8. Борознин А.В. Условия повышения эффективности использования доильно-молочного оборудования / В.А. Борознин, А.В. Борознин // Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в с.х. производстве / Сб.науч.тр. ВИМ. – Москва, 2005 – с.480… 9. Борознин А.В. Факторы влияющие на выбор средств диагностирования доильно-молочного оборудования / А.И. Ряднов, А.В. Борознин // Материалы IX региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области / Сб.науч.тр. ВГСХА. – Волгоград, 2005. – 45… 10. Борознин А.В. Определение ресурса сосковой резины / А.И. Ряднов, В.А. Борознин, А.В. Борознин // Вестник ВГСХА. – Волгоград, 2006. – №1 – 30…34.

11. Борознин А.В. Особенности эксплуатации доильно-молочного оборудования / А.И. Ряднов, В.А. Борознин, А.В. Борознин // Современные проблемы развития АПК / Сб.науч.тр. ВГСХА.– Волгоград, 2006 – с.184…187.

12. Борознин А.В. Обоснование диагностических параметров пульсаторов / В.А. Борознин, А.В. Борознин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2007 – №3 – с.16…18.

13. Борознин А.В. Определение оперативного ресурса сосковой резины / В.А. Борознин, А.В. Борознин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2007 – №4 – с.15…16.

14. Борознин А.В. Повышение эффективности использования доильномолочного оборудования / В.А. Борознин, А.В. Борознин // Известия Нижневолжского АУК. – Волгоград, 2007 – №4 – с.107…112.

15. Патент U1 64854 RU A 01 J 7/00. Устройство для определения работоспособности мембраны пульсатора доильного аппарата /Борознин В.А., Борознин А.В. – №2007112812; Заявл. 06.04.07 //Изобретения (Заявки и патенты) – 2007. –№21.

16. Патент U1 64855 RU A 01 J 7/00. Стенд для диагностики пульсатора доильного аппарата /Борознин В.А., Борознин А.В. – №2007112813;

Заявл. 09.04.07 //Изобретения (Заявки и патенты) – 2007. –№21.

17. Патент U1 65341 RU A 01 J 7/00. Устройство для определения работоспособности сосковой резины /Борознин В.А., Борознин А.В. – №2007112997; Заявл. 09.04.07 //Изобретения (Заявки и патенты) – 2007. –№22.

18. Патент U1 66151 RU A 01 J 7/00. Доильный стакан /Борознин В.А., Борознин А.В. – №2007112996; Заявл. 09.04.07 //Изобретения (Заявки и патенты) – 2007. –№22.

Формат 60х84 1/16. Уч.-изд. л. 1,0. Тир. 100. Зак.

Типография Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии 400002, Волгоград, Университетский пр-т,