Результаты многофакторного исследования выжимающего доильного аппарата АДВ-Ф-1А

Введение. Проблематикой машинного доения коров в условиях горного хозяйствования занимаемся продолжительное время [1, 2, 3, 4, 5]. В процессе исследований было выявлено нарушение оптимального цикла доения с понижением атмосферного давления в горных условиях (выше 1000 м над уровнем моря), что в общем увеличивало нагрузку на секреторные органы коров, впоследствии приводившую к сокращению удоя, маститным заболеваниям и преждевременной выбраковке животных. Снижение рентабельности молочного животноводства в горных хозяйствах с использованием машинного доения требовало решения проблемы ввиду обширных ценных разнотравных кормовых угодий [6, 7]. Были предложены конструктивные решения основных исполнительных узлов доильного аппарата для работы в условиях горной местности [8, 9,10,11].

Методика и результаты исследований. Для установления оптимальных конструктивных парамет

ров и режимов работы доильного аппарата в горных условиях, обладающего выжимающим и отсасывающим свойствами доильных стаканов и адаптирующегося к изменениям атмосферного давления в зависимости от варьирования высоты размещения над уровнем моря доильной техники, проведен многофакторный эксперимент. В эксперименте были обозначены проверки значимости коэффициентов регрессии по общеизвестным методикам: критериям Стьюдента, Фишера и Кохрена. Приведем ниже их результаты.

В результате проверки значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента установлено, что все коэффициенты, кроме Ьгз, значимы.

На основании полученных данных для оценки влияния варьирующих факторов на критерий оптимизации (время машинного доения, мин) было получено уравнение регрессии, имеющее вид:

y(t)=6,3+0,0583x1-0,1249x2-0,3166x2-0,3166x3+0,041 8хіх₂+0,025хіХз+0,6208хі²+0,48755х₂²+0,6375хз².     (1)

В результате проверки адекватности уравнения уравнение регрессии адекватно:

по критерию Фишера установлено, что полученное                         (ҒРасч=1,2153<ҒТабл=2,3593).

Уравнение регрессии (1) в раскодированном имеет следующий вид:

t=191,661-34782,758в-1,87һк-133,342пп+20,98вһк+6208вПп+38800008в2+0,0195һк2+63,755пп2.          (2)

Для определения значений факторов, обеспе- ляющих частные производные по трем факторам (со-чивающих минимальное время доения, составлена гласно уравнению (2)): система дифференциальных уравнений, представ-

=0,0583+0,0418х₂+0,0248х₃+1,241 6хі =0;

.     ^=-0,1249+0,0418x^0,975x2=0;

dx2                               1 zх 1

=-0,3166+0.0248Х!+1,275х3=0.

V dx3 ’            ■1 ■ d

В результате решения системы уравнений (3) определены оптимальные значения факторов в координатном виде: xi=-0,0563; Х2=0,1305; хз=0,2494.

Раскодированные значения факторов: площадь выжимающего действия S_B =0,0043 м², вакуумметриче-ское давление һ_к =45,65 кПа и частота пульсов л_п=1,02 с-¹. Значение критерия оптимизации (время машинного доения) составляет 1_Вы_Д=6,25 мин.

Проверка воспроизводимости эксперимента произведена по критерию Кохрена:

Gp.„ = SN(y')MAX =0,202

Zs2(y.)

І=1

При 5-процентном уровне значимости /і=2, /2=15 табличное значение критерия Кохрена Стабл=0,335. Так как значение расчетного критерия Кохрена меньше табличного, то гипотеза об однородности дисперсий подтверждается.

Уравнение регрессии при нулевом уровне частоты пульсов доильного аппарата АДВ-Ф-1 А(лп=1,0 с-1) имеет вид:

tfl=122,074-34162,758в-1,87һк+20,98вһк+38800008в2+0,0195һк2.                       (4)

Поверхность отклика при изменении площади выжимания и вакуумметрического давления (при нулевом уровне частоты пульсов) представлена на рисунке 1.

Уравнение регрессии при нулевом уровне вакуумметрического давления в камере доильного стакана (һк=45 кПа) имеет вид:

tfl=146,9985-33842,25SB-133,342пп+6208вПп+38800008в2+63,755пп2.

Рисунок 1 - Поверхность отклика /(hK, 8в) при пп =1,0 с1

7,8-8

7,6-7,8

7,4-7,6

7,2-7,4

7-7,2

6,8-7

6,6-6,8

6,4-6,6

6,2-6,4 6-6,2

Рисунок 2 - Поверхность отклика f(SB, пп) при һк=45 кПа

Поверхность отклика при изменении площади уровне вакуумметрического давления) представлена на выжимания и уровне частоты пульсов (при нулевом рисунке 2.

Уравнение регрессии при нулевом уровне площади выжимающего действия доильного стакана (SB=0,0043 м2) имеет вид:

1Д=111,38364-1,7801 hr130,676nn

Поверхность отклика при изменении вакуум-метрического давления и частоты пульсов (при нулевом уровне площади выжимания) представлена на рисунке 3.

Полученные графические данные подтверждают адекватность производственных данных испытания

(6) доильного аппарата и определяют наиболее оптимальные значения основных параметров оптимизации = частоты пульсации, глубины рабочего вакуумметри-ческого давления и площади воздействия выжимающего устройства доильного аппарата АДВ-Ф-1А.

Рисунок 3 - Поверхность отклика /(пп, һк) при SB =0,0043 м2

7,8-8

7,6-7,8

7,4-7,6

7,2-7,4

• ■    7-7,2

• ■    6,8-7

• ■    6,6-6,8

• ■    6,4-6,6

• ■    6,2-6,4

• ■    6-6,2

Выводы. Оптимальная частота пульсов в доильном аппарате АДВ-Ф-1А должна составлять п_п=1,0 с-¹.

Уровень вакуумметрического давления в камере доильного стакана һк=45 кПа будет наиболее приемлемым.

Конструкция выжимающего устройства содержит направляющую, оптимальная площадь которой по многофакторному эксперименту должна составлять 43 см2. Форму направляющей подбираем в соответствии с формой языка теленка для максимальной имитации естественного способа извлечения молока.