КОНСТАНТА МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОРОВ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ

УДК 637.116

Барагунов А. Б.

Baragunov A. B.

КОНСТАНТА МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОРОВ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ

CONSTANT OF MACHINE MILKING OF COWS IN MOUNTAIN CONDITIONS

В статье рассматривается машинное доение коров в условиях горных хозяйств. Опыт работы в условиях содержания дойного поголовья на горных пастбищах показывает присутствие определенных трудностей, в частности, изменение работы вакуумной установки доильных аппаратов, более жесткий режим молоковыведения, проявляющий себя в повышении вакуумметрического давления и уменьшение скорости выведения молока, что отрицательно влияет в целом на перспективу машинного доения коров в горных условиях. При теоретических исследованиях процесса машинного выведения молока выявлена закономерность постоянства количества пульсов за весь процесс при понижении атмосферного давления (10-30 кПа) от обычного режима для серийных доильных аппаратов (до 100 кПа или до 1000 м над уровнем моря).

Известно, что ритм пульсации доильных стаканов задает в доильном аппарате пульсатор и ключевым параметром, влияющим на изменения заданной частоты пульсации, является управляющая камера пульсатора. Математический анализ выявленной закономерности позволил внести в конструкцию серийного пульсатора (АДУ-1) некоторые новшества, обеспечивающие регулировку пульсации в зависимости от изменения атмосферного давления. Данное нововведение было оформлено и получен патент на изобретение. Был изготовлен опытный образец и успешно прошел сравнительные испытания на горных пастбищах Кабардино-Балкарии. На основании исследований дается рекомендация для использования в производстве предлагаемой разработки.

Ключевые слова: горные пастбища, корова, машинное доение, количество пульсов.

The article is dealt with machine milking of cows in conditions of mountain farms. Experience in conditions of dairy herd in mountain pastures showed the presence of some difficulties, in particular, changes in work of the vacuum unit of milking machine, tougher regime of lactation, manifesting itself in increasing the vacuum pressure and decrease in velocity of milk excretion, which has a negative impact on overall, the prospect of machine milking of cows in mountain conditions. In theoretical studies of the process of milk removal by machine is detected a pattern of constant number of pulses for the entire process with decreasing atmospheric pressure (10-30 psi) from the normal mode for serial milking machines (up to 100 kPa and up to 1000 m above sea level).

It is known that the pulsing rhythm of glasses in milking machine and pulsator and key parameters influencing on the change given to the pulsation frequency is managing the pulsator chamber. Mathematical analysis revealed law to make it possible to design a serial Pulsator (ADA-1) some innovations that are adjustable to pulsation depending on changes of atmospheric pressure. This innovation has been issued and received a patent for the invention. It was made a prototype and was successfully passed comparative tests in the mountain pastures of Kabardino-Balkaria. It is based on the research of recommendation for use in the manufacture of the proposed development.

Key words: mountain pastures, cows, milking machine, number of pulses.

Барагунов Альберт Баширович -

кандидат технических наук, доцент кафедры энергообеспечение предприятий, ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова», г. Нальчик Тел.: 8 928 703 14 22 E-mail: baragun_albert@mail.ru

Baragunov Albert Bashirovich -

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the department of energy supply of companies. FSBEI HE «Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Ko-kov», Nalchik Tel.: 8 928 703 14 22 E-mail: baragun_albert@mail.ru

Введение. Машинное доение коров имеет важное значение в молочном животноводстве. Отгонное, беспривязное содержание коров является наиболее приемлемым видом содержания.

Отечественное оборудование создается и реализуется для условий до 1000 м.н.у.м. Выше данной отметки является горным условием. В Российской Федерации свыше 230 млн. га пастбищ [1]. Горные пастбища имеются на Северном Кавказе, Урале и в Восточной Сибири [2]. Кроме того, горные пастбища и сенокосы занимают большие площади в Казахстане, Таджикистане и Киргизии.

Промышленность серийно не выпускает доильные машины для горных условий. Поэтому создание и внедрение в производство доильных машин, работающих в условиях горного хозяйствования, является актуальной задачей.

Решением данной проблемы посвящены работы [3, 4]. Основной фактор, влияющий на отклонение от заданных параметров доильной машины в горных условиях, является понижение атмосферного (барометрического) давления.

Наибольшее распространение среди отечественных доильных аппаратов получила марка АДУ-1 или ее аналоги, работающие подобно [5]: по конструктивным особенностям (доильные стаканы двухкамерные, вакуумная

установка и пульсатор работают в заданном режиме до 1000 м.н.у.м.); по принципу работы (2-х или 3-хтактные - отсос молока ваку-умметрическим давлением от вакуумной установки, сжатие и если 3-хтактный такт отдыха).

Методы и методология проведения работ. Опираясь на математический аппарат, опишем процесс выведения молока. Среднее количество молока, выдоенное доильным аппаратом АДУ-1 из молочной железы коровы за одну дойку [4]:

Мвыд = N0  К,

где:

Мвыд - разовый машинный удой коровы,

кг;

N0 - суммарное количество пульсацион-ных циклов, совершаемых в высокогорных условиях одним доильным аппаратом в течение одной дойки, пульс;

К - средняя масса молока, получаемая из четырех долей вымени четырьмя доильными стаканами за один рабочий цикл, кг/пульс.

Длительность машинного доения [3]:

1м = N0  Ц = N0 / п„

где:

- длительность машинного доения одной коровы, с;

- период цикла, с;

П - частота пульсов, с-1;

где:

Рз, - атмосферное (барометрическое) давление, кПа (мм.рт.ст.);

И, - вакуумметрическое давление в доильном аппарате, кПа;

V - объём управляющей камеры пульса-

3

тора, м ;

10 - длина канала, соединяющего управляющую камеру пульсатора с камерой переменного вакуумметрического давления, м;

ё0 - диаметр канала пульсатора, соединяющего управляющую камеру пульсатора с камерой переменного вакуумметрического давления, м;

Пв - динамическая вязкость воздуха, 18,110-6 Па с;

Их - наибольшее вакуумметрическое давление в пульсаторе, кПа;

И2 - наименьшее вакуумметрическое давление в управляющей камере пульсатора, кПа;

Бм - диаметр мембраны пульсатора, м.

Экспериментальная база, ход исследования. Опытные данные на протяжении продолжительного периода эксплуатации такого пульсатора в условиях горного хозяйствования представлены на графиках - рисунок 1 и 2.

На графике (рис. 1) представлены усредненные значения атмосферного давления на соответствующих высотах над уровнем моря.

Приведенные кривые (рис. 1 и 2) показывают постоянство количества пульсов К, необходимых для обеспечения полного выведения молока вне зависимости от изменений продолжительности доения 1м и частоты пульсов п, при условии непрерывного действия рефлекса молокоотдачи у коровы и постоянным потенциалом секреции. С учетом обнаруженной закономерности полного выведения молока (N=00^1) объединим полученные опытные данные для составления номограммы молоковыведения в условиях горных хозяйств - рисунок 3.

Результаты исследования. Номограмма (рис. 3) позволяет определить приближенные значения основных величин молоковыведе-ния в условиях горных хозяйств, иметь общее представление изменения частоты пульсов, времени выведения молока, величины удоя, однако количество пульсов остается в

приближенном виде постоянной величиной. Действие рефлекса молокоотдачи ограничено действием в организме окситоцина, что влечет за собой одну из основных проблем машинного доения в горных условиях - неполнота выведения молока, спад продуктивности, передержки доильных стаканов, мастит и выбраковывание коровы. Выявленная константа способствует некоторому продвижению в решении проблемы.

N п ул ьс ,9С кП Га 70 к Па

о 15 1.ИЛ г.м' > д о 25 00 I 1.4. у.м

5 00 1 00 ' 8( к Па

до 10 00 1!.н у.м • д ) 2 000 а.у м.

"К , с

6 0 3( 0 6( 0 90 0

Рисунок 1 - Длительность работы доильного аппарата АДУ-1 на различных высотах: гор но го содерж ания до йный коро в

Рисунок 2 - Зависимость продолжительности выведения молока от изменения частоты пульсов на различных высотах

tм, с 70 кПа 9004 цо 2500 м г.н.у.м.

60 0 80 кПа д )2000 м. н.у.м. до 1500 !.н.у.Ы.

0,6 0,7 0,8 до 1000 0,9 100 кПа м.н.у.м. 1,0п, с-1

Мобщ, кг

Рисунок 3 - Номограмма молоковыведения в условиях горных хозяйств * - при Ры меньше, чем 60 кПа машинное доение коров не производится, так как длительность пульсацион-ного цикла велика.

Анализ формул (2) и (3). Частоту пульсов задает пульсатор, где 1д и О являются конструктивными параметрами, изменяя которые возможно подстраиваться под измене-

ния атмосферного давления, что будет способствовать стабильной работе пульсатора при понижении Р зяйствования.

в горных условиях хо-

Используя данную зависимость, был оформлен патент на изобретение («Пульсатор» №2111654) [6], изготовлен опытный образец (рис. 4) и подтвердил теоретические аргументы в эксплуатации (см. кривые на рисунках 1 и 3 для АДВ-Ф-1А).

Рисунок 4 - Пульсатор доильного аппарата АДВ-Ф-1А

Литература

1. https://geographyofrussia.com/pochvy-zemelnye-i-lesnye-resursy-rossii/

2. http: // agro -portal24.ru/lugovedenie/4505-gornye-rayony-chast- 1.html

3. Барагунов Б.Я. Исследование основных параметров доильных установок в высокогорных условиях: дисс. ... канд. техн. наук. Москва, 1978.

4. Барагунов А.Б. Совершенствование доильных аппаратов для доения коров в высокогорных условиях: дисс. . канд. техн. наук. Нальчик: КБГСХА, 2000. 174 с.

5. Краснов И.Н. и др. Механизация производства, первичной обработки и переработки молока. Ростов-на-Дону: ТЕРРА ПРИНТ, 2009. 388 с.

6. Патент на изобретение «Пульсатор» №2111654 Барагунов Б.Я., Барагунов А.Б., приоретет изобретения 19.03.1996, дата регистрации в Гос. реестре 27.05.1998г.

Область применения. Результаты исследования практически могут быть использованы для успешного машинного доения коров на горных пастбищах Кабардино-Балкарской Республики.

Выводы.

1. В Российской Федерации имеется большой потенциал горных пастбищ для ведения успешного животноводства, особенно молочного.

2. При эксплуатации доильных аппаратов в условиях горных хозяйств усугубляются возможные вредные воздействия машинного доения на организм коров.

3. Выявлена константа при переменных характеристиках машинного доения коров в условиях горных хозяйств - количество пульсов постоянно для одного и того же дойного стада.

4. Предлагается практическое решение стабилизации процесса выведения молока при существенных изменениях атмосферного давления в условиях горных хозяйств.

5. Внедрение предлагаемой конструкции пульсатора доильного аппарата АДВ-Ф-1А позволит повысить физиологические и экономические показатели машинного доения в горных условиях.

References

1. https://geographyofrussia.com/pochvy-zemelnye-i-lesnye-resursy-rossii/

2. http://agro-portal24.ru/lugovedeni e/4505 -gornye-rayony-chast- 1.html

3. Baragunov B.Ya. Issledovanie osnovnyh parametrov doilnyh ustanovok v vysokogornyh usloviyakh: diss. ... kand. tehn. nauk. Moskva, 1978.

4. Baragunov A.B. Sovershenstvovanie doil-nyh apparatov dlya doeniya korov v vysokogor-nyh usloviyah: diss. ... kand. tehn. nauk. Nalchik: KBGSKHA, 2000. 174 s.

5. Krasnov I.N. i dr. Mehanizaciya proiz-vodstva, pervichnoj obrabotki i pererabotki moloka. Rostov-na-Donu: TERRA PRINT, 2009. 388 s.

6. Patent na izobretenie «Pulsator» №2111654 Baragunov B.Ya., Baragunov A.B., prioretet izobreteniya 19.03.1996, data registracii v Gos. reestre 27.05.1998g.