Сельское хозяйство/2. Механизация сельского хозяйства

К.т.н. Борознин В.А., к.т.н. Борознин А.В.

Волгоградский государственный аграрный университет, Россия

Эффективность диагностирования доильных аппаратов

Для оценки эффективности использования доильного аппарата в зависимости от своевременного и качественного (в полном объеме) проведения диагностирования его основных узлов по изменению таких показателей, как общее количество короводоек, m_К.Д, проведенных за ресурсный период работы диагностируемого элемента и количество дополнительно получаемой продукции М, воспользуемся следующими формулами:

,

,

где – средний ресурс i-го элемента, ч;

– эксплуатационное время работы доильного аппарата при выдаивание одной коровы, ч;

У – годовая продуктивность коровы, кг;

Д_Л – период лактации, 300…305 дней;

n_К.Д – количество доек в день, 2…3 дойки.

При существующем регламенте обслуживания доильных аппаратов средний ресурс доильного аппарата равен:

t_Ri = N_TO · t_TОi,

Но, как правило, отказ диагностируемого элемента наступает либо раньше, либо позже назначенного периода t_Ri. По данным проведенного исследования для полного использования ресурса диагностируемый элемент должен отработать среднюю наработку до отказа (или до замены, восстановления), но так как средняя наработка до отказа, есть случайная величина, она изменяется в каких-то пределах от t_Hi до t_Bi, тогда получается, что какое-то количество доильных аппаратов будут работать в течение в неисправном состоянии, что приведет к потерям продукции, равным ΔМ, а у второй части доильных аппаратов будет проведена выбраковка i-ых элементов преждевременно и они не доработают свой ресурс на .

В этом случае возможны три варианта:

1) t_Ri.находится в интервале ,

2) t_Ri.= ,

3) t_Ri. = .

Если провести диагностирование рассматриваемых элементов доильного аппарата согласно расчетной периодичности, где t_Д.Г ≈ t_Нi при выбраковке элементов по t_Оi, тогда ресурс каждого элемента будет равен

= t_Д.Гi + R_ОСТi ,

где t_Д.Гi – расчетный период диагностирования i-го элемента, ч;

R_ОСТi – остаточный ресурс i-го элемента, ч.

Тогда, в первом случае, использование доильных аппаратов в течение времени равного:

.

приведет к потерям продукции вследствие того, что доильных аппаратов с вероятностью P_j(H) будет эксплуатироваться в неисправном состояние до t_Oi. Потери продукции составят:

,

где Р_У – коэффициент учитывающий потери продуктивности коров при доении их неисправным доильным аппаратом, 0,15…0,40.

Во втором случае ресурс заданного элемента t_Ri совпадает со средней наработкой до отказа .

В третьем случае эксплуатация количества доильных аппаратов в течение наработки

способствует увеличению ресурса контролируемого элемента, а значит, и доильного аппарата в целом, что приведет к проведению большего количества короводоек, а следовательно, и к получению большего количества молока

,

.

Отсюда коэффициент эффективности использования доильных аппаратов за счет проведения их своевременного диагностирования можно определить по формуле:

,

где – количество короводоек за время .

Таким образом, своевременное проведение диагностики доильных аппаратов даже по одному элементу (пример сосковая резина) позволяет увеличить эффективность использования на = 1,42 (42%) и при этом дополнительно получить молока = 2991 кг на один доильный аппарат.

Кроме этого, это приведет к сокращению расхода самой сосковой резины на 12,5%, то есть в конечном результате к снижению затрат на производство молока.

Кроме увеличения количества короводоек за счет своевременного диагностирования происходит и повышение надежности агрегатов доильного аппарата за счет своевременного устранения отказов. Что, в свою очередь, приводит к увеличению чистого машинного времени доения за счет оптимизации τ_СОС и n_Z и повышению эффективности использования эксплуатационного времени доения. Математически это можно выразить следующей формулой:

где Т_О – среднее время основной работы, ч;

Т_В – время устранения отказов, ч;

– коэффициент, характеризующий повышение надежности доильного аппарата;

– доля высвободившегося времени в результате повышения надежности, которая приходится на чистое время машинного доения.

Производительность доильного аппарата с повышенной надежностью за 1 ч эксплуатационного времени будет равна

,

где – интенсивность молоковыведения доильным аппаратом повышенной надежности, кг/ч;

Т_Э – эксплуатационное время работы, ч;

– коэффициент использования эксплуатационного времени с повышенным уровнем надежности.

Тогда повышение производительности равно:

где W_Э – эксплуатационная производительность существующего доильного аппарата.

Интенсивность молоковыведения совершенным аппаратом будет равна:

При работе неисправным доильным аппаратом, когда существует вероятность травматизма животного, что приведет, в конечном результате, либо к потери продуктивности, либо к выбраковке животного за счет заболевания: так как при происходит неполное выдаивание животного за период молокоотдачи Т_Д, то есть

что недопустимо, так как чревато большими потерями продуктивности животного (до 50%).

Отсюда следует, что оптимальное значение такта сосания изменяется в пределах

где – допустимые минимальная и максимальная величина такта сосания, с.

где – рабочая продолжительность такта сосания, с.

тогда

Проведем преобразования, заменим , тогда

Подставив в значения Т_М.Д, и получим:

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