МиАЖ_методичка_лаб_1
.pdfМинистерство 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