Механизация доения коров. Ведищев С.М. - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

При этом в камере 4П разрежение возрастает от h
2
до h
1
, в то время как в системе вакуумпровода поддер-
живается постоянный вакуум. Впуск воздуха из камеры 2П неограниченного объема в геометрическую емкость
камеры 4П, в которой разрежение уменьшается от h
1
до h
2
, происходит за время t
2
, соответствующее такту раз-
грузки. При пуске аппарата в управляющей камере 4П разрежение равно атмосферному (т.е. h = 0). Небольшое
разрежение (4…13 кПа) в этой камере будет наблюдаться к концу такта сжатия, которое на индикаторных диа-
граммах доильных аппаратов, приведенных на рис. 1.21, отражения не получило.
Процессы откачивания и впуска описываются уравнениями Пуазейля, имеющих следующий вид.
При такте сосания время откачивания составляет
()
−
−
ψ
−
=
1
2
11
ln
76
hh
hh
kh
V
t
p
. (1)
При такте разгрузки время впуска составляет
2
1
22
ln
76
h
h
k
V
t
p
ψ= , (2)
где
V – объем камеры 4П пульсатора, см
3
;
p
k – коэффициент Пуазейля, учитывающий размеры канала и вяз-
кость воздуха,
в0
4
0
128 ηπ= ldk
p
; d
0
и l
0
– соответственно диаметр и длина канала, соединяющего камеры 2П и
4П пульсатора, см;
η
в
– динамическая вязкость воздуха, η
в
=18,1⋅10
-6
, Па⋅с; ψ
1
и ψ
2
– переменные коэффициенты.
Переменные коэффициенты
ψ
1
и ψ
2
учитывают время на переключение клапанов и уровень вакуума в ка-
мерах пульсатора, которые находят из выражений
(
)
()
2
1
1
152
152
hh
hh
−−
+−
=ψ
;
1
2
2
152
152
h
h
−
−
=ψ
. (3)
Разделим выражение (1) на (2) и получим соотношение длительности такта к времени разгрузки
()
2
1
2
1
2
1
2
1
c
ln
ln
76
76
h
h
hh
hh
ht
t
ψ
−
−
ψ
−
==δ
. (4)
Для расчета длительности тактов по формулам (3) и (4) необходимо определить крайние пределы вакуума
h
1
и h
2
в управляющей камере, которые зависят от параметров биологической (сопротивление извлечению мо-
лока) и технической (уровень разрежения) подсистем.
Рассмотрим методику расчета пульсатора доильного аппарата.
Составим и решим для двух случаев уравнения равновесия сил, действующих на клапаны и мембрану: 1) в
момент перехода от такта сосания к такту сжатия, при этом клапан поднимается из нижнего положения в верх-
нее; 2) в момент перехода от такта сжатия к такту сосания, когда клапан опускается из верхнего положения в
нижнее, соединяя камеру 2П с областью постоянного вакуума.
В первом случае вниз направлены сила тяжести подвижных частей G (рис. 1.22) и, вызванная давлением
воздуха на верхний клапан площадью F
в.к
, сила
(
)
в.к1в.к
FhhP
−
=
.
Вверх будут направлены сила R
м
, Н, упругости мембраны, защемленной по ее периметру, и обусловленная
давлением атмосферного воздуха из камеры 3П на кольцо мембраны площадью F
к
, сила P
к
, Н
к1к
uFhP
=
,
где u – коэффициент активности мембраны, позволяющий учесть часть нагрузки, которая от мембраны переда-
ется на стержень клапана, определяемая по формуле Б.Н. Бежанова
(
)
[
]
(
)
[
]
2
мкмк
2
мкмк
2131 ddddddddu ++++= ;
d
м
– наружный диаметр мембраны, м; d
к
– внутренний диаметр кольцевой камеры, м.
Тогда уравнение равновесия сил в момент перехода клапана из нижнего положения в верхнее имеет вид
мкв.к
RPGP
+
=+ или
(
)
к1мв.к1
uFhRGFhh
=
−
+
−
.
Отсюда
(
)
(
)
uFFRGhFh
+
−
+
=
в.кмв.к1
.
По результатам экспериментов установлено, что упругая сила R
м
мембраны находится в пределах 1…3 Н.
Во втором случае вниз направлены сила тяжести подвижных частей G (рис. 1.23), R
м
– упругая сила мем-
браны и, обусловленная давлением воздуха на нижний клапан площадью F
н.к
, сила
н.кн.к
hFP = .
Вверх направлены обусловленная давлением на кольцо мембраны площадью F
к
, сила
к2к
uFhP = и, вы-
званная давлением на шайбу площадью F
ш
, сила
ш2ш
FhP
=
.
В момент перехода клапана из верхнего положения в нижнее уравнение сил примет вид
кшмн.к
PPRGP
+
=
+
+
.

Страницы