Registration Number
0825U000653, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
08-09-2022
popup.evolution
.
Title
Substantiation of structural and technological parameters of the pneumatic electromagnetic pulse collector of the milking machine
Author
Petro Yatsunskyi,
popup.head Vasyl T. Dmytriv
popup.opponent Bratishko Vyacheslav
popup.opponent Elchyn B. Aliiev
popup.review Oleksii S. Lanets
popup.review Volodymyr Hurskyi
popup.rada
Lviv Polytechnic National University
Description
Об’єктом дослідження є технологічній процес доїльного апарата з пневмоелектромагнітним пульсоколектор.
У дисертаційній роботі проаналізовано вплив конструкційно-технологічних параметрів на ефективність машинного доїння та молоковіддачу корови. Проведено аналіз конструкцій пневмоелектромагнітних пульсаторів та суміщених пульсоколекторів. Показано, що використання електромагнітного приводу непрямої дії веде до спотворення керуючого пневматичного сигналу, мінімальну потужність приводу клапана забезпечує мінімальний діаметр перепускного отвору, динамічність роботи системи перемикання тактів пульсатора забезпечується напругою живлення електронного блоку пульсатора до 24 В. Встановлено, що допустимі межі вакуумметричного тиску – 32-48 кПа, частота пульсацій – від 30 хв-1 до 120 хв-1, а стимулююча частота пульсацій в такті ссання може становити 180 хв-1, 200 хв-1 і 300 хв-1.
Розроблено структурно-функціональну схему пневмоелектромагнітного пульсоколектора, що реалізує унеможливлення силового навантаження дійкової гуми на дійку методом урівноваження тисків в міжстінковій і піддійковій камерах доїльних стаканів.
Встановлено, що основними факторами, які впливають на ефективне функціонування пневмоелектромагнітного пульсоколектора є технологічні режими роботи доїльного апарата (вакуумметричний тиск, частота пульсації, співвідношення між тактами, інтенсивність молоковіддачі), конструкційні параметри пневмоелектромагнітного пульсоколектора (геометричні розміри якоря-клапана і внутрішні розміри корпусу пульсоколектора, параметри електромагніту та геометричні розміри повітряних каналів корпусу).
Отримано аналітичні залежності для моделювання швидкості потоку повітря в міжстінному просторі “якір-клапан – внутрішня поверхня корпусу пульсоколектора” та дотичних напружень, які встановлюють взаємозв’язок між характеристикою середовища, вакуумметричним тиском і конструкційними параметрами якоря-клапана, що уможливлює моделювання кінематичних характеристик руху повітря і динамічного зусилля на якір-клапан.
Проведено теоретичні дослідження з визначення магніторушійної сили електромагніту в режимі утримання якоря-клапана в положенні для такту ссання та в момент підняття якоря-клапана в такті стиску в залежності від технологічних характеристик і конструкційних параметрів пульсоколектора. Встановлено, що із збільшенням зазору між верхньою площиною якоря-клапана і магнітопроводом та із зростанням вакуумметричного тиску значення ампер-витків електромагніту зростає. Так, за зазору δ = 0,1 мм і вакуумметричного тиску PВ = 50 кПа кількість ампер-витків електромагніту для утримання якір-клапана у такті «ссання» перевищує IW = 9 А∙Вит, а за зазору δ = 1 мм для утримання якір-клапана у верхньому положенні необхідно IW = 90 А∙Вит електромагніту. Для підняття якір-клапана з нижнього положення (перехід від такту «стиску» до такту «ссання») та зміни вакуумметричного тиску від 5 кПа до 50 кПа ампер-витки електромагніту необхідно забезпечити від IW = 106 А∙Вит до IW = 335 А∙Вит.
У результаті теоретичних досліджень нами встановлено, що за IW=400 А∙Вит і вакуумметричного тиску PВ =50 кПа, час піднімання якоря-клапана на віддалі y=4 мм становить t=0,102 с. За значення IW=100 А∙Вит час піднімання якоря-клапана становить t = 0,23 с і із збільшенням потужності електромагніту тривалість піднімання якоря-клапана зменшується.
Тривалість піднімання якоря-клапана за переходу пневмоелектромагнітного пульсоколектора від такту «стиску» до такту «ссання» є нелінійною характеристикою, із збільшенням ампер-витків електромагніту тривалість часу піднімання якоря-клапана зменшується. Із зменшенням вакуумметричного тиску тривалість піднімання якоря-клапана за переходу пневмоелектромагнітного пульсоколектора від такту «стиску» до такту «ссання» також зменшується.
Теоретичні дослідження проведено з використанням основних законів газової динаміки і пневматики та методів класичної механіки, інтегрального і диференціального числення. Експериментальні дослідження виконані в лабораторних умовах з використанням тензометричного комплексу з цифровим комп’ютерним осцилографом та методів планування багатофакторних експериментів. Статистичне опрацювання експериментальних даних проводили із використанням відповідних програмних продуктів (Мicrosoft Excel, Statistica).
Удосконалений стенд для експериментальних досліджень пневмоелектромагнітного пульсоколектора, що уможливлює вимірювання в часі динаміку зміни вакуумметричного тиску в процесі роботи доїльного апарата з використанням імітатора інтенсивності молоковіддачі.
Розроблений експериментальний пневмоелектромагнітний пульсоколектор.
В основі проведення експериментальних досліджень є багатофакторний планований експеримент і отримані регресійної моделі в натуральних факторах для двох- і три- факторної моделі відповідного порядку.
Registration Date
2025-02-24
popup.nrat_date
2025-02-24 / 2026-07-02
