МиАЖ_методичка_лаб_1

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина»

Кафедра механизации и электрификации животноводства

Механизация, электрификация и автоматизация в животноводстве

Раздел 1

Машинное доение и первичная обработка молока

Методические указания к лабораторным работам для студентов зооинженерного факультета

Вологда – Молочное 2009

1

УДК 631.3:636.21+636.2

ББК 40 715я 73

М551

Составитель – доцент М.А. Кузнецов

Рецензент – зав. кафедрой графики и технической механики,

доктор технических наук, профессор В.Н. Туваев

М551 Механизация, электрификация и автоматизация в животноводстве. Раздел 1. Машинное доение и первичная обработка молока: Методические указания/ Сост. М.А. Кузнецов. – Вологда–Молочное: ИЦ ВГМХА, 2009. – 98 с.

Методические указания предназначены для студентов зооинженерного факультета для подготовки и выполнения лабораторных работ по направлению ОПД.Ф.0.7 МЭиА в животноводстве в соответствии с УМК дисциплины. Одобрены и рекомендованы к изданию методической комиссией зооинженерного факультета ВГМХА им. Н.В. Верещагина (протокол № 8 от 24.02.2009 г.).

УДК 631.3:636.21+636.2 ББК 40 715я 73

© Кузнецов М.А., 2009 © ИЦ ВГМХА, 2009

2

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а 1

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И РАБОТЫ ТРЕХТАКТНЫХ ДОИЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Общие сведения. Машинное доение является сравнительно молодой технологией. Доильные аппараты с двухкамерными стаканами и пульсирующим вакуумным режимом появились только вначале прошлого столетия. В 1925 г. в США, например, доильными машинами выдаивались только 3% всего стада коров.

У нас в стране первые доильные аппараты были созданы В.Ф. Королевым, В.С. Красновым во Всесоюзном научноисследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства. Этот аппарат многократно подвергался усовершенствованию, но без принципиальных изменений выпускается и в настоящее время под маркой «Волга».

Цель работы – изучить конструкцию и принцип работы трехтактного доильного аппарата, научиться правильно разбирать и собирать узлы и аппарат в целом, производить регулировки, находить и устранять неисправности.

Необходимое оборудование рабочего места. Доильные аппараты «Волга», методические указания, плакаты, измерительный инструмент.

Методика выполнения работы: изучить технику безопасности при работе с доильными аппаратами.

Устройство доильного аппарата.

Доильный аппарат «Волга» (рис. 1.1) состоит из 4-х доильных стаканов, коллектора, пульсатора, комплекта молочных и воздушных шлангов, а также доильного ведра или устройства для подключения к молокопроводу.

Доильный стакан является основным исполнительным механизмом доильного аппарата и предназначен для выдаивания молока. Доильный стакан состоит из корпуса 15, сосковой резины 16, молочного патрубка 18, монтажного кольца 17 и патрубка переменного вакуума 12. В собранном стакане размещаются две камеры: 1) подсосковая камера – ПК; 2) межстенная камера – МК.

Пульсатор. Предназначен для преобразования постоянного вакуума в переменный, необходимый для работы доильной машины.

3

Он объединяет четыре камеры:

I – камера постоянного разрежения, расположена в подставке; II – камера переменного разряжения, находится в корпусе

пульсатора;

III – камера постоянного атмосферного давления;

IV – камера переменного давления, расположена в крышке. Кроме того, пульсатор имеет детали:

1 – канал, соединяющий II и IV камеры,

2 – регулировочный винт при помощи которого изменяют число пульсаций.

3 – мембрана,

4 – клапан пульсатора,

5 – обратный клапан, находится на крышке доильного ведра,

6 – доильное ведро емкостью 19 литров,

7 – патрубок, соединяющий пульсатор с вакуумной магистралью, 8 – патрубок, соединяющий II камеру пульсатора с IV каме-

рой коллектора, 9 – патрубок молочного шланга для транспортировки молока.

Пульсатор преобразует постоянный вакуум в переменный (пульсирующий).

Коллектор. Должен распределять переменный вакуум по МК доильных стаканов, собирать из стаканов молоко и передавать его в доильное ведро.

Он, как и пульсатор, объединяет четыре камеры: I – камера постоянного вакуума;

II – камера переменного давления;

III – камера постоянного атмосферного давления (сообщается через отверстия 10 с атмосферой);

IV – камера переменного давления.

В коллекторе размещаются следующие узлы и детали:

14 – мембрана, 13 – клапан, верхней частью он может соединять и разъединять между собой II и III камеры, а нижней I и II камеры.

Патрубок, через который эвакуируется молоко из камеры коллектора в доильное ведро. Патрубок 12, посредством которого соединяется камера коллектора с межстенными камерами доильных стаканов.

4

Р и с. 1.1. Схема работы доильного аппарата «Волга»:

1 – канал; 2 – винт регулировочный; 3 – мембрана пульсатора; 4 – клапан; 5 – обратный клапан; 6 – ведро доильное; 7–12 – патрубки; 13 – клапан коллектора; 14 – мембрана; 15 – гильза стакана; 16 – сосковая резина;

17 – монтажное кольцо

Работа аппарата.

Цикл работы трехтактного доильного аппарата состоит из тактов сосания, сжатия и отдыха, которые чередуются в результате взаимосвязанной работы пульсатора и коллектора.

До начала работы доильного аппарата во всех четырех камера пульсатора и коллектора находится воздух. Атмосферное давление (воздух) также находится в камерах доильных стаканов. Все клапаны пульсатора и коллектора находятся в нижнем положении. В пульсаторе камера II соединена с камерой 1 и разобщена с III камерой. В коллекторе II камера отделена от первой и соединена с III камерой.

При подключении доильного аппарата к вакуумной магистрали, воздух отсасывается из I камеры пульсатора. Одновременно через обратный клапан воздух отсасывается и из доильного ведра. В то же время вакуум поступает во II камеру пульсатора. Начинает медленно отсасываться воздух из IV камеры пульсатора через отверстие, сечение которого регулируется винтом 2. Очень быстро вакуум распространяется из II камеры пульсатора в IV камеру коллектора, а оттуда в межстенные камеры доильных стаканов.

5

Когда в IV камере коллектора будет вакуум, атмосферное давление со стороны III камеры коллектора будет воздействовать на мембрану коллектора и поднимает клапан коллектора с мембраной вверх. Таким образом, II и III камеры коллектора разъединяются между собой, а I и II камеры соединяются.

Вакуум из ведра распространяется в I и II камеры коллектора и одновременно в подсосковые камеры стаканов. Значит, почти одновременно вакуум проникнет в подсосковые и межстенные камеры стаканов. Когда в межстенных и подсосковых пространствах доильных стаканов вакуум, это будет соответствовать такту

сосания.

В начале такта сосания в IV камере пульсатора был воздух, который давил на мембрану в сторону II камеры пульсатора. Постепенно по мере отсасывания воздуха из IV камеры пульсатора давление в камере IV падает. Между III и IV камерами в начале такта разницы давления не было. Затем со стороны III камеры пульсатора на IV камеру появляется давление и постепенно оно увеличивается, в результате мембрана прогибается вверх и клапан переключается в верхнее положение. Тогда I и II камеры пульсатора разъединяются между собой, а II и III камеры соединяются. Во II камеру пульсатора из III войдет воздух, а в IV камере будет почти полный вакуум. Затем воздух будет давить на мембрану (на всю ее площадь), в сторону IV камеры пульсатора со стороны II и III камер пульсатора. Возникает давление и со стороны II камеры пульсатора на I. Однако усилие на стержень клапана из-за разности в площадях будет больше со стороны II и III камер, т.к. площадь верхней части клапана больше, и мембрана вместе с клапаном будет удерживаться в верхнем положении. В IV камеру пульсатора по боковому каналу из II камеры начнет поступать воздух, но поступление его происходит медленно ввиду малого сечения канала, регулируемого посредством винта. Воздух быстро проходит из II камеры пульсатора в IV камеру коллектора и в межстенные камеры доильных стаканов.

Когда в IV камеру коллектора войдет воздух, клапан опустится вниз и соединит II камеру с III. Воздух из III камеры коллектора медленно проникает во II камеру коллектора. В межстенные камеры стаканов воздух поступает быстрее, чем в подсоско-

6

вые камеры, благодаря чему резина сжимается. Это состояние и соответствует такту массажа или сжатия.

Затем из III камеры коллектора во II поступит воздух, а из нее воздух зайдет и в ПК доильных стаканов, тогда резина выпрямится (давление в МК и ПК сравнялось) и на соски коровы не будет действовать ни вакуум, ни атмосферное давление, наступит такт отдыха. Во время работы аппарата при такте отдых под сосками сохраняется небольшой вакуум (10,6–13,3 кПа), а в межстенном пространстве давление равно атмосферному. Резина легко сжимает сосок, и стаканы лучше удерживаются на вымени. Это положение соответствует такту отдыха.

Во время массажа и отдыха в пульсаторе происходит следующее. Из II камеры пульсатора в IV камеру постепенно проникает воздух. Давление со стороны II и III камер пульсатора на IV ослабевает; а на нижнюю часть клапана давление остается постоянным. Наступает момент, когда сила давления вниз становится больше, чем вверх, и клапан переключится в нижнее положение. Во II камере пульсатора вновь образуется вакуум, и весь цикл повторится.

Если закрыть молочный кран (как это и делается при окончании молокоотдачи), то прекращается доступ вакуума в I камеру коллектора. Клапан пульсатора будет продолжать пульсировать. Постепенно I и II камера коллектора и подсосковые камеры доильных стаканов заполняются воздухом, резина расширится изнутри под действием давления из-под сосковых камер: диаметр ее будет больше диаметра соска коровы, и стакан легко снимается с сосков коровы.

Методические указания

кизучению конструкции доильных аппаратов

1.Разобрать пульсатор.

2.Найти все 4 камеры и детали; найти канал, соединяющий II и IV камеры.

3.Проверить техническое состояние деталей:

а) забоины и заусеницы; б) состояние резиновых деталей.

4. Собрать пульсатор так, чтобы мембрана была плотно зажата между шайбами. У правильно собранного пульсатора ход клапана должен быть 0,6–0,9 мм.

7

5.Разобрать, изучить конструкцию и собрать коллектор, проверив предварительно состояние деталей. Ход клапана коллектора находится в пределах до 3 мм.

6.Собрать и разобрать стакан. При этом необходимо проверить длину сосковой резина, которая должна быть в пределах 155 мм. Поверхность резины должная быть цилиндрической. При сборке рекомендуется кольцо ставить на конце сосковой резины на расстоянии 3–5 мм от ее края резины.

7.Собрать аппарат и проверить по схеме правильность соединения всех патрубков и шлангов.

8.Включить аппарат в работу. С помощью регулировочного винта установить необходимую частоту пульсаций. Устранить неисправности, которые могут возникнуть в результате работы аппарата.

9.Отключить доильный аппарат от вакуума и собрать его для хранения.

Таблица 1.1 – Основные параметры рабочего процесса трехтактных доильных аппаратов

	Наименова-	Величина рабочего вакуума			Частота	Соотношение
					пульсаций,
	ние аппарата	КПа	мм рт.	кг с/см		тактов
					пульс/мин
			ст.
	ДА-3М	53	400	0,53	60	60:10:30
	«Волга»	53	400	0,53	60	64:11:25

Форма отчета

Необходимо: 1) изучить схему работы трехтактного доильного аппарата и проставить камеры (см. рис. 1, рабочая тетрадь),

2) заполнить табл. 1.2.

Таблица 1.2 – Результаты изменений давления в камерах пульсатора, коллектора и доильных стаканов

Марка					Состояние в камерах
аппара-	Такт
		стакана			пульсатора				коллектора
та
		МК	ПК	1	П	Ш	1V	1	П	Ш	1V
«Волга»	Сосание
	Массаж
	Отдых

8

Контрольные вопросы:

1.Объясните что такое подвесная часть доильного аппарата, масса подвесных частей аппарата «Волга»

2.Как отрегулировать частоту пульсаций?

3.Чем обеспечивается такт отдыха у трехкратных аппаратов

4.Назначение обратного клапана.

Литература

1.Карташов Л.П. и др. Механизация. Электрификация и автоматизация животноводства.– М.: Колос, 1997.

2.Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства.– М.: Колос, 1993.

3.Соловьев С.А., Карташов Л.П. Исполнительные механизмы системы «Человек – машина – животное».– Екатеринбург, 2001.

4.Кирсанов В.В. и др. Механизация и технология животноводства.– М., 2007.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а 2

ИЗУЧЕНИЕ УНИФИЦИРОВАННОГО ДОИЛЬНОГО АППАРАТА АДУ-1

Цель работы – изучить общее устройство, техническую характеристику, рабочий процесс и правила эксплуатации аппарата.

Задачи:

1.Ознакомиться с назначением и технической характеристикой аппарата.

2.Изучить общее устройство и отдельно каждого исполнительного механизма аппарата.

3.Научиться разбирать, собирать аппарат и устранять неисправности.

4.Включить аппарат и проверить его работу.

5.Составить и сдать отчет.

Приборы и оборудование для выполнения работы: доильный аппарат АДУ-1, методические пособия и плакаты.

9

Таблица 2.1 – Техническая характеристика аппаратов

	И с п о л н е н и е
П а р а м е т р ы	двухтактное	Трехтактное
	АДУ-1/2	АДУ-1/3
Рабочий вакуум, кПа	48	53
Частота пульсаций, мин–1	67+5	67+5
Соотношение тактов, в процентах:
сосание	70	70
сжатие	30	10
отдых	–	20
Масса подвешенной части, кг	2,7	2,1
Вместимость молочной камеры
коллектора, см3	76	33

Теоретические основы для выполнения лабораторной работы

Доильный аппарат является исполнительным механизмом доильного агрегата, работает в контакте с живым организмом и оказывает воздействие на процесс молокоотдачи, скорость и полноту выдаивания.

Доильный аппарат АДУ-1 выпускается в двух вариантах: для доения со сбором молока в ведра и для доения в молокопровод, а также двух исполнений – двухтактных (основной) и трехтактный.

Доильный аппарат для доения со сбором молока в ведра состоит из 4 двухкамерных доильных стаканов, коллектора, пульсатора, доильного ведра с крышкой, воздушных и молочных шлангов.

Непосредственное воздействие доильного аппарата на вымя коровы производится через доильные стаканы. Доильный стакан аппарата АДУ-1 отличается от других аппаратов тем, что он имеет всего три детали – корпус, сосковую резину с молочным патрубком и патрубок переменного вакуума.

Сосковая резина отлита вместе с молочным патрубком и имеет три выточки. Собранная в доильный стакан резина работает в течение месяца (на каждой выточке по 10 дней), а затем после соответствующей санитарной обработки сосковая резина устанавливается на отдых. Гарантийный срок служб 900 часов работы.

10