Вакуумные управляемые пульсаторы, доильные автоматы и системы

при i ≥ 2. Поэтому в аспекте автоматизации и роботизации доения наиболее перспективными являются доильные установки с индивидуальными станками, что подтверждает практика роботизации доения.

В свое время для сравнительной оценки основных показателей работы оператора машинного доения при доении коров на разных типах доильных установок был введен коэффициент занятости оператора машинного доения непосредственно процессом доения [70]. Он определяется по формуле

t
с = 0 К н ,
t + t
р пп

где t р – продолжительность ручных операций;

t пп – суммарная продолжительность простоев t пр и переходов t п,

t пп = t пр + t п;

К н – коэффициент надежности технологического процесса.

Поэтому для установившегося режима, когда Т ›› Т ц, вместо уравнения (8.3) можно пользоваться упрощенной формулой

3600
Q = с . (8.4)
t 0

На неавтоматизированных доильных установках основная часть времени простоев tпр является вынужденной. Она необходима для наблюдения за процессом доения.

На автоматизированных установках необходимость наблюдения за процессом доения отпадает, так как эти функции выполняют автоматы, и теоретический коэффициент занятости с может быть равен 1.

Однако применение автоматов усложняет доильную установку и снижает надежность технологического процесса, что ведет к снижению коэффициента занятости оператора машинного доения, а следовательно, и производительности его труда. Поэтому на начальной стадии автоматизации, когда наработка на отказ первой экспериментальной автоматизированной доильной установки «Комсомолка» составляла 49 мин, автоматизация доения дала отрицательный эффект [70].

По мере повышения степени автоматизации процесса доения, количество обслуживаемых оператором аппаратов (станков) возрастает, время простоев сокращается, а время переходов оператора растет.

На автоматизированных доильных установках с определенными значениями t 0 и К н коэффициент занятости оператора с может быть определен не только экспериментально, но и теоретически, если рассчитать время переходов оператора t п, которое пропорционально длине фронта обслуживания станков (аппаратов).

Общая длина пути перемещения оператора для разового обслуживания аппарата доильных установок с индивидуальными станками типов [70]:

где α – угол отклонения осевой линии станка от продольной оси доильного

зала;

h – ширина доильного станка (0,9 м).

Из уравнений (8.5) следует, что наименьший путь обслуживания обеспечивают универсальные бестраншейные установки с параллельнопроходными станками, хотя по удобству обслуживания аппаратов они уступают стационарным доильным установкам типов «Тандем», «Ёлочка» и «Карусель», оснащенных траншеями.

На установках с параллельно-проходными станками удельное время переходов в расчете на одну корову практически не зависит от количества обслуживаемых дояркой станков. Экономию tn дает автоматизация впуска и выпуска коровы из станка. Автоматизация этих операций позволяет экономить не только время переходов, но и операционное время, необходимое доярке для смены коров в станке, составляющее 25–30% от общего времени ручных операций. Кроме того, автоматизация этих операций позволяет упорядочить работу доярки и максимально использовать возможности этих установок в одновременном парном обслуживании коров в смежных станках с одного рабочего места [63, 70].

На любой доильной установке с параллельно-проходными станками типа УДС-3 время переходов для обслуживания одного станка можно вычислить по выражениям:

3 ( L + h )
для одиночного обслуживания коровы t11 = , (8.6)
V
5,1 ( L + h )
для попарного обслуживания t12 = . (8.7)
V
Аналогично при автоматическом впуске и выпуске коров:
3 L + h
с обслуживанием по одной t21 = , (8.8)
V
3 L + h
с попарным обслуживанием t22 = , (8.9)
2 V

где L – линейное расстояние между двумя смежными рабочими местами оператора (2,5 м);

V – скорость перемещения оператора (1–2 м/с), в среднем V = 1,5 м/с.

На основе проведенных исследований разработан алгоритм параметрической оптимизации автоматизированного доения коров на разных типах доильных установок (рисунок 8.1).

В соответствии с алгоритмом оптимизации доработана и уточнена номограмма основных показателей процесса доения коров на разных типах доильных установок (рисунок 8.2).

Порядок построения номограммы

1. Сначала строится первый квадрант номограммы с заданными значениями t д от 4 до 12 мин с интервалом 2 мин, tо от 0 до 160 с и n .

2. По формулам (8.6) – (8.9) определяется время переходов для обслуживания одной коровы в зависимости от габаритов доильного станка, скорости перемещения доярки и организации ее труда при подготовке вымени (одиночная или попарная) при автоматизированном и неавтоматизированном впуске и выпуске коровы из станка доильной установки типа УДС-3. На оси ординат номограммы берется любая точка, соответствующая определенному количеству станков, например, n = 12, и в первом квадранте восстанавливается из нее перпендикуляр. На оси абсцисс определяются точки, соответствующие времени переходов для разового обслуживания выбранного количества станков (12 t11 ; 12 t12 ; 12 t21 и 12 t22 ). Из этих точек в первом квадранте восстанавливаются перпендикуляры до пересечения с перпендикуляром, уже восстановленным из точки ( n = 12) оси ординат.

3. Через эти точки и начало координат (точка О) проводим прямые до д пересечения с кривой tд, определяемой по формуле n – 1 = t . Проекция этой t о точки на ось абсцисс дает оптимальное операционное время с учетом переходов для обслуживания коров, доящихся на установке с оптимальным количеством станков n о = n – 1 (проекция на ось ординат).

4. Согласно формуле (8.1) строим второй квадрант номограммы, при3600 няв при этом Т›› Тц , Q = , коров/ч, принимая при этом Тц = 4; 6; 8; 10 и Т ц 12 мин. Получаемые при этом значения Q откладываются на отрицательной оси абсцисс, по которой определяется производительность труда доярки (коров/ч).

5. Из точки О провести отрицательную ординат W = mQ , где m – количество доярок, обслуживающих доильную установку с общей производительностью W (коров/ч). Из точки О провести прямые m 1 = 1; m2 = 2; m 3 = 3 и m4 = 4 и нанести на ось W шкалу, соответствующую mQ (коров/ч).

6. Для установившегося режима, используя уравнение (8.4), в четвертом квадранте номограммы строятся кривые для определения значений коэффициента занятости оператора с для значений 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 при переменных значениях операционного времени tо (положительная ось абс цисс) и производительности доильной установки W = Q , обслуживаемой одной дояркой (оператором) m = 1.