Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Асманкин Алексей Михайлович. Обоснование методики оптимизации конструктивно-режимных параметров аппаратов для доения коров в режиме адекватном их физиологическим особенностям : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01.- Оренбург, 2001.- 169 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/46-2

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ

  1. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ АКТУАЛЬНОСТИ ПРОБЛЕМЫ

    1. Аспект на развитие конструкции доильного оборудования

    2. Целесообразность и направления внедрения ЭВМ в практику машинного доения коров

    3. Анализ вопроса повышения физиологичности машинного доения коров

      1. Способы стимуляции молокоотдачи и их техническая реализация

      2. Проблема и способы регулирования вакуумметрического режима

      Анализ основных направлений и этапов внедрения вычислительной техники для проектирования доильного оборудования

      Анализ основных направлений применения методов расчета конструктивно - режимных параметров доильного оборудования

      Выводы

      1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДОИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

      2.1 Моделирование процесса отдачи молока животным

      1. Математическое описание кривой отдачи молока животным

      2. Зависимость уровня молока в молочной цистерне от его объема

      3. Зависимость объема выводимого молока от его уровня в молочной цистерне

      4. Определение величины вакуумметрического давления под соском

      5. Моделирование процесса выведения молока

      6. Определение функции наползания доильного стакана на сосок вымени

      7. Оптимизация функции наползания доильного стакана на сосок вымени

        1. Возможности использования математической модели выведения молока

        2. Моделирование функциональной схемы доильного аппарата

          1. Определение коэффициента емкости тупиковой гидроаэромеханической системы

          2. Определение коэффициента комплексного сопротивления гидроаэромеханической системы

          3. Уравнение изменения давления в тупиковой гидроаэромеханической системе

          4. Математическая модель трехтактного доильного аппарата

          5. Алгоритмы создания и анализа работы доильного аппарата Выводы

          3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

          3.1 Методика лабораторных исследований

          Определение имитационных параметров стенда для испытания доильных аппаратов

          Разработка имитационного стенда для испытания доильных аппаратов

          Методика определения степени наползания доильного стакана на сосок вымени коровы

          Методика построения кривых отдачи молока животным

          3.1.4.1 Оптимизация функции наползания

          3.1.4.2. Методика построения функции молокоотдачи

          Обработка результатов лабораторных исследований

          3.2 Методика производственных исследований

          4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

          1. Методика оценки экономической эффективности

          2. Расчет капитальных затрат на создание и опытную эксплуатацию задачи

          3. Расчет трудоемкости разработки и опытной эксплуатации задачи

          4. Расчет трудоемкости подготовки программы и контрольного примера на машинных носителях

          5. Расчет трудоемкости работы оператора ЭВМ и расхода машинного времени

          6. Определение стоимости затрат на создание и опытную эксплуатацию задачи.

          7. Общие капитальные затраты на создание программы

          8. Расчет затрат на эксплуатацию задачи

          9. Расчет трудоемкости и стоимости ручного заполнения, приема документов и переноса информации на МД

          10. Затраты машинного времени и стоимость решения задачи на ЭВМ

          11. Расчет затрат времени и стоимости операции выходного

          контроля

          1. Расход и стоимость материалов по задаче

          2. Подсчет общей стоимости на эксплуатацию задачи на ЭВМ

          3. Расчет затрат на эксплуатацию задачи ручным методом.

Введение к работе:

Наиболее сложными системами, функционирующими на современных высокомеханизированных фермах или комплексах, являются биотехнические (биофизические) - так называемые, ЧМЖ - «человек-машина-животное». Сложность этих систем объясняется различной физической структурой звеньев и связей, имеющих место внутри системы.

Для повышения эффективности функционирования системы ЧМЖ необходимо обратить особое внимание на совершенствование форм и методов управления ею. Поскольку одной из наиболее значимых составляющих целенаправленного воздействия на систему ЧМЖ является организационная деятельность оператора через исполнительные механизмы машины, целесообразно предполагать, что совершенствование управления системой ЧМЖ можно обеспечить оптимизацией технических параметров технологического оборудования, используемого для механизации производственных процессов и животноводстве.

Однако как показывает практика, совершенствование сельскохозяйственной техники, применяемой в сфере животноводства, невозможно без фундаментального изучения анатомических и физиологических особенностей селектируемого скота. В противном случае внедрение нового оборудования может иметь отрицательный эффект при реализации генетического потенциала сельскохозяйственных животных.

В частности перспектива развития молочного скотоводства определяется уровнем научно-технического прогресса, обеспечивающего внедрение и использование в животноводстве нового оборудования и технологий, посредством которых возможно значительное увеличение валовой продукции при условии снижения ее себестоимости и повышения рентабельности производства молока.

Несмотря на то, что наука по физиологии лактации еще не дала ответов на ряд вопросов поставленных инженерами, конструкторы доильного оборудования на сегодняшний день имеют четкие ориентиры в области проек- 7

тирования доильных машин. Каждая новая конструкция доильного аппарата, предполагаемая к внедрению, должна полностью обеспечивать стимулирование отдачи молока у коров, быть совершенно безвредной, не вызывать заболеваний вымени при передержках аппарата как перед началом истечения молока, так и по окончании доения. Она не должна требовать затрат ручного труда на массаж вымени, оттягивание доильных стаканов, а также на машинное и ручное додаивание.

Работая над созданием доильной машины, удовлетворяющей всем необходимым требованиям, обусловленным физиологическими особенностями процесса молокоотдачи животного, конструкторы добились значительных успехов, но на сегодняшний день, пока, в производство не внедрен «идеальный» доильный аппарат, принципиально изменивший состояние дел в мол око производящей отрасли.

Актуальность. Особое место в отрасли молочного животноводства занимает машинное доение коров, как наиболее трудоемкий и ответственный процесс, значительно облегчающий труд доярки и повышающий его производительность. Применение специального оборудования позволяет получить молоко высокого качества при сокращении затрат ручного труда.

В настоящее время доказано преимущество машинного доения над ручным, однако качественная реализация процесса эвакуации молока из вымени затруднена отрицательным воздействием доильных аппаратов на молочную железу животного.

Проблема оптимизации конструктивно-режимных параметров доильных, аппаратов неотъемлемо связана с их физиологической оценкой, достоверность которой определяется уровнем методологического обеспечения лабораторно-стендового испытательного оборудования, предполагающего высокоточную натурную или функциональную имитацию анатомических, морфологических и физиологических параметров лактирующего животного.

Решение вопроса модернизации и производства доильного оборудования, отвечающего физиологическим требованиям осложняется лимитиро-

ванностью капиталовложений в молокопроизводящую отрасль, что является одной из наиболее значимых причин внедрения ЭВМ в практику научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на наукоемких этапах. Оптимизация параметрических характеристик системы «Доильная машина - испытательное оборудование- животное» предполагает выход на качественно новое, высокоэффективное направление совершенствования доильной техники, что позволит ускорить решение проблемы экономического становления агропромышленного комплекса.

Внедрение электронно-вычислительных машин в проектно-исследова- тельскую сферу сельскохозяйственной индустрии как следствие влечет за собой значительные изменения в организации технического обеспечения производства молока. Возможность оптимизации конструктивно-режимных параметров доильного оборудования с учетом полного комплекса факторов, влияющих на процесс доения, предполагает качественно-новое, высокоэффективное направление совершенствования доильной техники. Таким образом, для увеличения производства молочной продукции, при условии снижения ее себестоимости необходимо обеспечить рациональное использование вычислительной мощности ЭВМ и имеющихся на сегодняшний день прикладных программ. Только компьютерное моделирование, используемое при оптимизации взаимосвязей элементов системы «Доильная машина - испытательное оборудование - животное», является тем фактором, без учета которого практически невозможно решить проблему индустриализации молочного скотоводства при максимальной реализации потенциала продуктивности животных и сохранении генофонда крупного рогатого скота России.

Цель работы. Обоснование методики оптимизации конструктивно- режимных параметров доильных аппаратов для физиологичного доения сельскохозяйственных животных.

Объект исследования. Режим взаимодействия доильного аппарата отсасывающего типа с молочной железой коровы в процессе эвакуации молока.

Предмет исследования. Теория гидродинамики и статически неопределимых систем по допускаемым напряжениям.

Научная новизна:

математическая модель процесса выведения молока из вымени коровы и методика оптимизации конструктивно-режимных параметров доильного аппарата на ее основе;

функциональная структура доильного аппарата и ее математическое описание;

методика вычислительного эксперимента;

конструкция универсального стенда для испытания доильных аппаратов;

методика определения параметров и конфигурации конструктивных элементов стенда для испытания доильных аппаратов;

методика определения конструктивно-режимных параметров доильного аппарата на основе интеграции вычислительного, лабораторного и производственного экспериментов.

Новизна предложенных технических решений защищена тремя патентами на изобретения.

Практическая ценность. На основании проведенных исследований разработано математическое обеспечение вычислительного эксперимента. Изготовлены испытательные стенды, обеспечивающие уменьшение интервала времени на проведение лабораторных исследований доильных аппаратов, подбор аппаратов к определенной группе животных и выбор лучшей модели. Применение разработанного оборудования позволяет снижать заболеваемость коров маститом вследствие исключения возможности «сухого доения».

Внедрение. Предложенная методика внедрена в двух хозяйствах Оренбургской и Самарской областей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены и одобрены на IX международном симпозиуме по машинному

доению сельскохозяйственных животных (Оренбург, 1997), X международном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных животных (Переславль-Залесский, 2000), международной научно-технической конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, 1998), III международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 1999), международной научно-производственной конференции "Механизация и автоматизация технологического процесса в молочном скотоводстве" (Львов, 1999), региональных конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1997, 1999 ), межвузовской научно-практической конференции. «Решение проблем стабилизации сельскохозяйственного производства на современном этапе развития» (Оренбург, 1999 ), научно-производственной конференции научных работников и преподавателей (Оренбург, 1996), ежегодных научно-практических конференциях сотрудников факультета механизации сельского хозяйства (Оренбург, 1995 - 1999), на молодежных проблемных научных чтениях Ассоциации молодых ученых и специалистов.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 41 статья, получено 4 патента на изобретения и 2 положительных решения по заявкам на выдачу патента на изобретение.

На защиту выносятся:

обоснование внедрения в практику машинного доения животных вычислительного эксперимента;

построение задачи оптимизации конструктивно-режимных параметров доильного аппарата;

функциональная структура доильного аппарата отсасывающего типа;

методики интеграции вычислительного эксперимента с лабораторными и производственными исследованиями;

результаты лабораторных и производственных исследований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net