ЕЛЕКТРОПРИВІД ДОЇЛЬНИХ УСТАНОВОК МАШИН ДЛЯ ПЕРВИННОЇ ОБРОБКИМОЛОКА
Рівеньмеханізації доїння корів і первинної обробки молока досягає нині 90 — 95 %. Допервинної обробки молока відносять його охолодження, пастеризацію та очищення.Механізація та електрифікація процесу доїння значно полегшує працю доярок, прицьому підвищується продуктивність праці у 2 — 4 рази порівняно з ручнимдоїнням.
Первиннуобробку молока здійснюють з метою збереження його харчової і технологічноїцінності на тривалий проміжок часу.
Широкогорозповсюдження набув доїльний агрегат АДМ-8А з молокопроводом, призначений длямашинного доїння корів у стійлах, транспортування молока у молочне приміщення,групового обліку видоєного молока, фільтрації, охолодження та подавання дорезервуарів на зберігання. Доїльні апарати з’єднуються із скляними вакуум- тамолокопроводами, які встановлено над стійками корівника, за допомогою суміщенихмолочно-вакуумних кранів. У приміщенні молочної змонтовані системи промивання іпервинної обробки молока. Привід силової вакуумної установки електричний. Молокоз доїльного апарата надходить до пристрою зоотехнічного обліку (за умовиконтрольних доїнь) або безпосередньо до молокопроводу, а потім транспортуєтьсяу молочне приміщення до дозаторів та молокоприймальника, відокремлюється відповітря молочним насосом, через фільтр і охолодник перекачується дорезервуара-холодильника для зберігання. Під час промивання миючий розчинвідсмоктується з посудини через доїльні апарати, систему молочних трубопроводіві надходить до молокоприймальника. Розчин за допомогою насоса перекачуєтьсяназад до посудини для повторного використання або зливання у каналізацію.
Агрегатвипускається у двох варіантах: АДМ-8А-1 і АДМ-8А-2. Порівняно з агрегатомАДМ-8, продуктивність праці підвищується на 14 %, надій молока за рахунок зниженнязахворюваності корів — на 18 %. Завдяки використанню спрощеної схемимолочно-вакуумної лінії, точнішого вимірювання кількості видоєного молока задопомогою пристрою зоотехнічного обліку молока ПЗМ-1А, зменшуються затратипраці на монтаж і технічне обслуговування, а також виключаються втрати ізабруднення молока під час наповнювання молокоприймальника.
Длямалих ферм використовують доїльний агрегат з молокопроводом АДМ-8А-1 (виконання05 та 06) замість ДАС-2В і АД-100Б. У цьому агрегаті відсутній пластинчастийохолодник, автоматичну систему обмивання вимені замінено на механічну, пристрійкерування молочним насосом виробництва Німеччини — вітчизняним.
Длямашинного доїння корів у доїльних станках з індивідуальним впусканням тавипусканням, транспортуванням молока у молочне відділення, фільтрації таохолодження використовується доїльна установка «Тандем-автомат»УДА-8А. Установка складається з комплекту станків (стійл) на 8 місць,технологічної лінії та лінії промивання, 8 маніпуляторів доїння. Порівняно зУДА-8 конструкція доїльних станків простіша.
Доїльнаавтоматизована установка «Ялинка-автомат» УДА-16А використовуєтьсядля машинного доїння корів у групових доїльних станках та первинної обробкимолока на молочних фермах. Установка складається з двох секцій (кожна на 8корів). У кожній секції вісім дозаторів роздавання концентрованих кормів, якіподаються транспортером. Молоко з доїльного автомата через індикатор облікунадходить до молокопроводу молочного відділення і молочним насосом крізь фільтрта пластинчастий охолодник подається в місткість для зберігання. Установкапромивається автоматично згідно з заданою циклограмою. До установки додатковоможе постачатися кормороздавач УДА-102.000.
Доїльніавтоматизовані установки «Ялинка» УДА-16А і «Тандем» УДА-8Аіз зніманням інформації та АСУТП призначені для машинного доїння корів удоїльному залі з автоматизацією доїння, збирання та обліку молока,автоматичного індивідуального нормованого годування корів концентрованимикормами залежно від їх фізіологічного стану (стадія лактації, продуктивністьтощо), одержання, обробки, зберігання та передачі інформації для керуваннязооветеринарною роботою, а також виділення тварин за низкою ознак длязооветеринарного обслуговування.
Длямашинного доїння корів в індивідуальних доїльних станках у літніх таборах іпасовищних центрах використовують доїльні табірні установки УДЛ-Ф-12 іУДЛ-Ф-12-1.
Електропривідвакуум-насосів. Для роботи доїльних апаратів необхідний вакуум, який одержуютьза допомогою вакуумних насосів. Сучасні доїльні установки комплектуютьсяротаційними вакуумними насосами УВУ-60/45.
Ротаційнийлопатевий вакуум-насос (рис. 1) складається з ребристого чавунного корпуса 3,ротора 1 з текстолітовими лопатками 2, задньої та передньої ребристих кришок.Чотири текстолітові лопатки розміщені радіально в пазах ротора і при йогообертанні під дією відцентрової сили притискаються до внутрішньої поверхніциліндричного корпуса. Внаслідок ексцентричного розміщення ротора об’ємпростору між кожною парою лопаток змінюється. З одного боку відбуваєтьсявсмоктування повітря з трубопроводу, з іншого — стискання і викидання його ватмосферу.
Такимчином, вакуум-насос перетворює механічну енергію на потенціальну енергію тиску(з від’ємним знаком), яка потім перетворюється на кінетичну енергіювсмоктування молока з вимені і транспортування його до місця приймання таочищення.
Доскладу вакуумної установки входять також вакуум-регулятор 4, вакуумметр 5,вакуум-балон 6 та вакуум-провід 7.

/>
Рис. 1. Технологічна схема вакуумної установки:
1 ~ ротор вакуум-насоса; 2 — лопатки; 3 — корпус; 4 —вакуум-регулятор;5 — вакуумметр; 6 — вакуум-балон; 7 — вакуум-провід; 8 — вихлопний пристрій
Вакуум-насосз’єднується з електродвигуном за допомогою клинопасової передачі.
Механічнахарактеристика вакуум-насоса має слабковиявлений вентиляційний характер, анавантажувальна діаграма являє собою незалежний від часу роботи насоса графік,паралельний осі абсцис після пуску. Оскільки доїння корів відбувається протягом2 год, режим роботи тривалий. Потужність електродвигуна Р, Вт, для приводаротаційного вакуум-насоса визначається за формулою
/>
де фн — подачанасоса, м /с;
Нн — вакуум, якийрозвиває
насос,Па;
г|п— коефіцієнт корисної дії передачі; г)н — коефіцієнт корисної діївакуум-насоса.
Подачанасоса має забезпечити необхідну витрату повітря, яка визначається як сумавитрат повітря усіма доїльними апаратами і різних втрат повітря внаслідокнещільності у вакуум-проводі та молокопроводі, просмоктувань крізь доїльністакани під час надівання їх на дійки, просмоктувань між дійками та сосковоюгумою, а також внаслідок спадання шлангів з кранів.
Подача(? н, м3/с, ротаційного вакуум-насоса визначається завиразом
/>
де Ь —довжина ротора, м;
В — внутрішнійдіаметр циліндра, м;
Ь — товщиналопатки, м;
г — кількістьлопаток ротора;
є — ексцентриситет,м;
ю —кутова швидкість ротора, 1/с;
г| —об’ємний ККД, ті = 0,75 — 0,8.
Виходячиз потрібного вакууму і подачі, вибирають потрібну кількість вакуум-насосів зурахуванням резерву.
Підчас роботи вакуумної установки необхідно підтримувати вакуум 47-48 кПа,необхідний для нормальної роботи доїльних стаканів. На практиці рекомендуєтьсяпідбирати діаметр вакуум-проводу та його конфігурацію такими, щоб падіння уньому вакууму не перевищувало 2,5 кПа.
Підчас вибору вакуум-насоса необхідно звертати увагу на його основнухарактеристику, які відбиває залежність подачі насоса від величини вакууму, атакож на забезпечення нормального вакууму у вакуум-проводі.
Примашинному доїнні корів для створення вакууму потрібна вакуумна уніфікованаустановка УВУ-60/45А. На відміну від УВУ-60/45 вона має меншу масу, більшвисоку продуктивність, забезпечує зручність монтажу і технічногообслуговування. Для привода вакуум-насоса використовується асинхроннийкороткозамкнений двигун із номінальною частотою обертання 1430 об/хв потужністю4 кВт. При цьому забезпечується подача 60 м3/год. Клинопасовапередача дає змогу на шківах інших діаметрів одержати швидкість вакуум-насоса1220 об/хв, при цьому потужність електродвигуна становить 3 кВт, а подачанасоса — 45 м3/год.
Електропривідмолочних насосів. Молочні насоси призначені для транспортування молокатрубопроводами та по технологічній апаратурі, не обладнаній власними напірнимипристроями. Для цього використовують відцентрові та діафрагмові насоси. Дляв’язких рідин (вершків тощо) використовують шестеренчасті насоси. їхвстановлюють нижче рівня місткості, щоб виключити необхідність заповненнянасоса рідиною перед пуском.
Потужністьелектродвигуна Р, Вт, для привода насоса визначають за виразом
/>
де Сі— подача насоса, м /с; Н — напір, необхідний для подачі молока на певний рівеньз урахуванням втрат, м; у — питома вага рідини, Н/м3; г|м— механічний ККД насоса, пм = 0,8 — 0,9 — для поршневих, г|м= 0,1 — для відцентрових, г]м = 0,5 — для діафрагмових насосів.
Найширшевикористовують універсальний молочний насос НМУ-б. Він найкраще задовольняєтехніко-економічні та гігієнічні вимоги. Насос складається з корпуса ізвсмоктувальним і нагнітальним патрубками, електродвигуна закритого обдувноговиконання потужністю 1,1 кВт і частотою обертання 2880 об/хв. Роторелектродвигуна передає обертання крильчатці насоса. Подача води з місткості підвакуумом 0,6 МПа становить від 2 до 6 м3/год за умов напору 1 та 0,6МПа відповідно. Для вмикання та вимикання насоса мо-локозбірник доїльноїустановки оснащений автоматом пуску. Згідно з технологією насос забезпечуєпромивання всієї системи в технологічній лінії, після чого частково розбираютьі вручну промивають деталі насоса. Механічна характеристика насоса маєвентиляторний характер, а навантажувальна діаграма — вигляд прямої, паралельноїосі абсцис. При виборі потужності електродвигуна враховують тривалий режимроботи молочного насоса.
/>
Рис. 2. Кінематична схема електропривода сепаратора:
1 — барабан; 2 — черв’як; 3 — шестірня;4 — клинопасова передача; 5 —електродвигун; 6 — відцентрово-фрикційна муфта(або шків)
Подачавідцентрового насоса залежить від напору та частоти обертання, тому,користуючись напірними характеристиками, можна визначити інші характеристикинасоса.
Електропривідсепараторів молока. Для виділення молочного жиру з молока використовуютьсепаратори. Принцип дії сепаратора ґрунтується на здатності механічних сумішейрозподілятися у полі дії відцентрових сил за рахунок різної густини сумішей, зяких вони складаються. Розподіл відбувається всередині сепараторного барабана,який обертається з великою частотою, причому щільніші частинки (молочний жир) пересуваютьсядо периферії. Виходячи з технологічного процесу, до електропривода сепараторависувають жорсткі вимоги відносно частоти обертання барабана. За умови значнихколивань швидкості порушується процес сепарування і стає можливим момент, коливершки будуть відходити до молочник відвійок, а ті, навпаки, зможуть потраплятидо вершків. Тому для привода сепараторів використовують трифазні асинхронніелектродвигуни, які мають жорстку механічну характеристику.
Незважаючина різноманітне технологічне призначення молочних сепараторів, конструктивновони відрізняються тільки будовою барабана. Кінематичну схему електроприводасепаратора наведено на рис. 2. Від електродвигуна 5 обертання через клинопасовупередачу 4, відцентрово-фрикційну муфту (або шків) 6, шестірню 3 та черв’як 2 передаєтьсябарабану 1. Характерним для привода барабана є те, що передаточне число меншеза одиницю:
/>
Барабанисепараторів мають частоту обертання, яка у 2 — 4 рази перевищує найбільшушвидкість обертання ротора асинхронного електродвигуна, тому зведений моментінерції системи двигун — робоча машина досить великий. Виходячи з основногорівняння руху електропривода, час розгону сепаратора перебуває у прямійзалежності від зведеного моменту інерції. Залежно від типу сепаратора і схемипуску розгін барабана триває 100 — 480 с.
Механічнахарактеристика сепаратора має вентиляторний характер і без урахуваннярезонансних піків може бути виражена залежністю
/>
де Мс— момент опору сепаратора, зведений до вала електродвигуна, Н * м; Мо— початковий момент опору, Мо = (0,2 — 1,0) Н • м; Ь — коефіцієнтпропорційності, який залежить від якості обробки елементів кінематичної схемипривода, маси барабана, ступеня шорсткості поверхні барабана, Н • м/(рад/с)2;со — кутова швидкість барабана, рад/с. Для сепараторів продуктивністю 50 — 1000л/год
Ь = 1,8 • 10~6 Н • м/(рад/с)2.
Потрібнапотужність електродвигуна Р, кВт, для привода сепаратора у робочому режимі можебути визначена за виразом
/>
де к —1,2-2 — коефіцієнт, який враховує потужність, необхідну для надання кінетичноїенергії рідині, що надходить до барабана, а також для подолання гідродинамічнихвтрат, втрат тертя у підшипниках, передавальному механізмі тощо.
Підчас розгону сепаратора в механічній характеристиці його можливе виникненнярезонансних піків. Особливо небезпечні вони на початковій стадії розгону, колипік в механічній характеристиці сепаратора збігається при початковій швидкостіз мінімальним моментом на механічній характеристиці асинхронногоелектродвигуна. Тому робоча частота обертання вала барабана сепаратора неповинна знаходитися У зоні резонансу коливань. Це основна умова нормальноїроботи сепаратора.
/> />
Рис. 3. Механічні характеристики двошвидкісногоелектродвигуна (1, 2)і сепаратора (3) Рис. 4. Відцентрово-фрикційна муфтасепаратора:
1 — диск; 2 — палець; З — колодки; 4 —ведений барабан; 5 — привіднийвал сепаратора

Привмиканні сепаратора у роботу розрізняють такі три режими:
1. пуск у дію, коли потужність електродвигуна зменшується відпускової до потужності холостого ходу;
2. прикладання навантаження, коли потужність трохи збільшується, апотім спадає;
3. усталений режим при постійному навантаженні та частотіобертання.
Вумовах перехідного режиму під час пуску момент, що створюється механічнимиколиваннями системи в період першого резонансу та биття, більший за сумарнийстатичний момент в 1,5 — 2 рази. Пускова потужність сепаратора в 1,3-2 разибільша за потрібну потужність у робочому режимі.
Якщодля привода сепаратора встановити трифазний асинхронний короткозамкненийелектродвигун згідно з потужністю сталого режиму сепарування, то кратністьпускового моменту має бути не менше за 1,8 — 2, кратність максимального моменту— 2,2-2,4, а кратність мінімального моменту — 1,0. Встановлювати для приводасепаратора двигуни із завищеною потужністю недоцільно, оскільки під час пускувиникають додаткові динамічні зусилля, які можуть призвести до поломкичерв’ячної пари. Тому для полегшення пуску використовують двошвидкісні двигуни,або одношвидкісні з відцентрово-фрикційною муфтою.
Механічніхарактеристики двошвидкісного двигуна та сепаратора, наведені на рис. 3,показують, що динамічний момент на першій швидкості майже у 2 рази більший, ніжна другій. Тому розгін здійснюється за умов великого моменту і меншоїшвидкості. Коли швидкість двигуна досягає певного значення, автоматичновідбувається перемикання обмотки статора двигуна на другу підвищену швидкість.З цією метою на валу електродвигуна встановлено тахогенератор, який підключенодо обмотки проміжного реле. Оскільки розгін здійснюється при більшому моменті,то час пуску скорочується, зменшується і нагрівання двигуна. Загальні втрати удвигуні в цьому випадку у два рази менші, ніж при одноступінчастому пуску.
Відцентрово-фрикційнумуфту наведено на рис. 4. При вмиканні електродвигуна диск, закріплений шпонкоюна валу електродвигуна, починає обертатися. Пальці 2 починають тягти колодки 3,які ковзають по внутрішній циліндричній поверхні барабана 4, насадженого нагоризонтальний вал привода сепаратора. Коли швидкість диска 1 дорівнює нулю абоблизька на нього, то зчеплення колодок із внутрішньою поверхнею барабанадорівнює нулю, тому момент від вала двигуна до веденого привідного вала 5 непередається. При збільшенні частоти обертання відцентрова сила зростає, колодкипритискаються до внутрішньої поверхні барабана і відповідно зростає сила тертяміж колодками і барабаном. Розміри барабана, колодок та матеріали для їхвиготовлення вибирають так, щоб механічні характеристики електродвигуна івідцентрово-фрикційної муфти перетинались на робочій ділянці механічної характеристикиза умови значення моменту, близького до критичного (рис. 5). При цьомупочинається розгін електропривода при великому надлишковому моменті. Струмелектродвигуна у початковий момент досягає пускового, а потім за частки секундизнижується до 1,5 — 2 кратного значення, при якому і відбувається розгінсепаратора. При вмиканні без відцентрово-фрикційної муфти пусковий струмвпливає на обмотки практично увесь час періоду розгону. Нагріванняелектродвигуна при пуску з відцентрово-фрикційною муфтою знижується у кількаразів, при цьому зменшується час розгону електропривода внаслідок того, щонадлишковий момент є досить значним. У зв’язку з тим, що під час розгону силитертя і ковзання також значні, відбувається посилене нагрівання муфти, томурекомендується здійснювати не більше 2 пусків-розгонів підряд.
доїннямолоко вакуумний механізація

/>
/>
Рис. 5. Привідні характеристики сеператора:
а — механічні характеристики двигуна (і), сепаратора (2) та муфти(3); б — навантажувальна діаграма електродвигуна на період розгону сепаратора
Привмиканні електродвигуна швидкість ротора майже миттєво досягає значення сосв,при цьому встановлюється момент Мсв, за умов якого починаєтьсярозгін привідного вала сепаратора. Від моменту Мсв до Мувідцентрово-фрикційна муфта працює із значним ковзанням, при цьому швидкістьпривідного вала сепаратора зростає від 0 до
Зачас і]_, який триває частки секунди, момент електродвигуна змінюється відпускового значення Мп до Мсв, яке визначається моментомзчеплення між колодками муфти та веденим барабаном. За час £2відбувається розгін барабана від нерухомого стану до швидкості юсв,а на дільниці і% момент електродвигуна зменшується від значення Мсвдо сталого М, який визначається точкою перетину механічних характеристиксепаратора та електродвигуна.
Тривалістьперіодів і± та і3 становить 5 — 7 % загальної тривалості розгону.
Електропривідмолочних сепараторів належить до нерегу-льованих приводів із запуском вхолостуі тривалим режимом роботи. Тривалість безперервної роботи сепаратора привідокремленні вершків досягає 2 год, очищенні молока 4 год, після чогонеобхідне розбирання та очищення барабана сепаратора.
Технічнахарактеристика сепараторів, які використовуються на молочних фермах,сепараторних пунктах і молокозаводах, наведена в табл. 1.
1. Технічна характеристика сепараторівПоказник СОМ-3-1000М Марка се СПМФ паратора ОСП-ЗМ ОМА-ЗМ
Маса барабана, кг Подача, м3/год Частота обертання барабана, об/хв Потужність електродвигуна, кВт Тип електродвигуна
16,3
1
8100
0,6
4АМ71А4У2
60
2
7200
3,0
4АМ10054У2
125
3
6500
4,0
 4АМ100І4У2
207
5
6500
5,5
4АМ112М4У2
ЕЛЕКТРОПРИВІД ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН І ПАСТЕРИЗАТОРІВ МОЛОКА
Електропривідхолодильних машин. Використання штучного холоду для технологічних цілей увиробництві молока — неодмінна умова забезпечення якості та зберіганняпродукту. Для великих ферм придатні компресорні установки. Принцип роботихолодильної машини ґрунтується на властивостях деяких речовин перебувати урідкому стані при підвищеному тиску, перетворюватись на пару зі зниженням тискута кипіти при низьких температурах. Робочий процес холодильної машини проходитьза замкненим циклом. Як холодоагент для холодильних машин найчастішевикористовують фреон.
Поршневийкомпресор у холодильній установці перетворює механічну енергію на потенціальнуенергію тиску газу, нагнітаючи його до конденсатора, який омивається ззовніхолодною водою, і де газ перетворюється на рідину. Цей процес супроводжуєтьсяперетворенням потенціальної енергії тиску газу на теплову, що відбираєтьсяводою, та кінетичну, за рахунок якої рідина надходить через дроселюючий клапандо випарника.
Тутвнаслідок зниження тиску рідина випаровується. З випарника газ знову надходитьдо компресора і цикл повторюється.
Длявизначення потрібної потужності двигуна та витрат на охолодження певногооб’єкта треба, виходячи з технологічних умов і продуктивності молочної, знатинеобхідну холодопродуктивність (3, кДж/год, яка залежить від продуктивностікомпресора Ь, м3/год, та об’ємної холодопродуктивностівідсмоктуваних парів холодильної рідини ^, кДж/м3, тобто ф = Ьд.
Подачукомпресора Ь, м3/с, визначають за виразом
/>
де і —кількість всмоктувальних сторін поршня;
Р — площа поршня, м2;
5 —хід поршня, м;
п — число ходівпоршня за секунду;
X — коефіцієнтподачі компресора (або об’ємний ККД, що дорівнює 0,85 — 0,95), який залежитьвід нещільностей, характеру рідини тощо;
І, о— питома продуктивність компресора, м3/с.
Потрібнапотужність поршневого компресора складається з потужності, яка витрачаєтьсявсередині циліндрів на всмоктування, стиск і нагнітання газу, і потужності, якавитрачається на механічні втрати.
Потужністьна валу компресора залежить від кута повороту кривошипа і змінюється засинусоїдальним законом. У поршневих компресорів одинарної дії подачаздійснюється тільки за умов руху поршня вперед, а у механізмах подвійної дії —при ході поршня в обидва боки.
Середнюпотужність для компресора подвійної дії визначають за виразом
/>
Прироботі поршневого компресора на магістраль з постійним тиском під час кожногоходу поршня долається постійне середнє зусилля незалежно від кутової швидкості,тому двигун працює з постійним моментом, незалежним від кутової швидкості.Потужність Р, кВт, визначають за виразом
/>
де Є}— подача компресора, м /с;
Н — тиск, якийрозвиває компресор, Па;
Рх— початковий тиск газу, Па;
Р2— кінцевий тиск стисненого газу, Па;
лк— ККД компресора;
г)п— ККД передачі від двигуна до компресора.
Режимроботи компресора може бути тривалим і повторно-короткочасним з великоюкількістю вмикань за годину залежно від обраної схеми та устаткування длякерування роботою установки й двигуна.
Зурахуванням режиму роботи після підрахунків вибирають електродвигуни найближчоїбільшої потужності.
Електропривідв установках пастеризації молока. Основні режими пастеризації (теплової обробкимолока) визначаються технологією його обробки. За умов дотримання технологіїзберігаються поживні властивості молока без зміни його якості. Недотримання зачасом викликає збереження мікрофлори в молоці, перетримання веде до втративітамінної цінності молока, карамелізації молочного цукру, змін у білковомускладі.
Усучасних пастеризаційних установках електропривід використовується для приводамолочних і водяних насосів, молокоочисників, які розглянуто у попередніхрозділах.
Потрібнапотужність Р, кВт, на обертання мішалки складається з потужності на подоланняопору обертання Рс та потужності на надання кінетичної енергії рідинамРк, які видаляються з пастеризатора, і дорівнює:
/>
де V — швидкістьрідини на виході, м/с;
є —коефіцієнт опору (у середньому є = 0,2);
р —густина рідини, кг/м3;
г)„ —ККД передачі;
5 —поверхня тертя, м;
т — маса рідини,кг.
Параметрипривода мішалки у молочному танку визначають так, як і для пастеризатора.
Дляпривода хитної трубчастої мішалки у вершкодозрі-вальних ваннах потрібнапотужність Р, кВт, пропорційна густині рідини, поверхні мішалки, що пронизуєрідину, а також швидкості руху мішалки:
/>
де «і— діаметр труби мішалки, м; р — густина вершків, кг/м3; / — довжинамішалки, м; к — кількість труб; исер — середня швидкість середньоїтруби, м/с.
Режимроботи пастеризаційних установок тривалий, тому й електродвигуни працюють утривалому режимі. Проте за наявності у технологічній лінії молокоочиснихсепараторних барабанів безперервність роботи установки лімітується об’ємомгрязьового простору сепаратора барабана і становить 2,5-3 год залежно відзабрудненості молока механічними домішками.
Електропривідтанка-охолодника молока ТОМ-2А. Танк-охолодник молока ТОМ-2А призначений длязбирання, охолодження і зберігання молока на фермі, де розміщено до 400 корів. Вінскладається з молочної ванни 9 (рис. 6) з мішалкою 8, фреонового компресора 1, конденсатора2, ресивера З, фільтра-осушника 4, теплообмінника 5, випарника 6, водяногонасоса 7, акумулятора холоду.
За 3- 4 год до початку доїння вмикають компресор й здійснюють попереднє охолодженняводи в акумуляторі холоду та наморожування льоду на панелях випарника. Цевідбувається внаслідок руху фреону по замкненому контуру. Пари фреону, яківідсмоктуються з випарника 6, компресором 1 стискаються, нагріваються йнагнітаються у конденсатор 2. У ньому фреон охолоджується повітряним потоком,який утворюється за допомогою вентилятора, віддає тепло, стає рідким йзливається до ресивера 3. Під тиском він надходить до фільтра-осушника 4, очищуєтьсявід парів масла, охолоджується зустрічним потоком парів фреону у теплообміннику5 і крізь отвір у терморегулювальному вентилі впорскується у внутрішнюпорожнину пластин випарника 6. Опинившись у розрідженому просторі, фреон кипить(переходить з рідкої у газоподібну фазу) зі споживанням теплоти.
Прицьому пластини випарника охолоджуються до мінус 8-10 С і на них наморожуєтьсявода, в яку вони занурені.
Передпочатком подавання молока вмикають мішалку 8 і водяний насос 7. Холодна водаомиває днище молочної ванни та охолоджує молоко, що надходить до неї.
Принципіальнуелектричну схему керування танком-охолодником молока ТОМ-2А наведено на рис. 7.
Привмиканні автоматичного вимикача С^Р напруга живлення подається на головніконтакти магнітних пускачів КМ1 — КМ4 та на коло керування, при цьомузагоряються лампи НЬІ, НЬ2. Схема передбачає три режими роботи: ручний,автоматичний, миття.
Уположенні перемикача 8А «Ручний» керування електроприводамиздійснюється тумблерами 51, 52, 53, 54 у колах відповідних магнітних пускачів.Вмиканням тумблера 51 у ручному режимі здійснюється початкове наморожуванняльоду на панелях випарника.
Уположенні перемикача 5А «Автоматичний» керування технологічним цикломреалізується за допомогою блока логічного керування Е залежно від стануконтакту датчика температури 8К2. Блок Е призначений для вироблення тимчасовихсигналів необхідної тривалості, забезпечення технологічного алгоритму таорганізації вихідних сигналів у вигляді «сухих» контактів герконовихреле К2 і КЗ. Як датчик температури використовується термоконтакт 8К2, контактякого замкнений ртутним стовпчиком при температурі + 4 С та вище. Логічнийсигнал про необхідність вмикання системи охолодження, надходячи до блока Е, викликаєспрацювання вихідних реле К2 і КЗ. Замикаючий контакт реле К2, який увімкнено вколо котушки магнітного пускача КМ1, забезпечує роботу мішалки, а контакт КЗ вмикаєпускач КМ2 і подає команду на ввімкнення насоса охолодження.
/>
Рис. 6. Технологічна схема танка-охолодника молока ТОМ-2: 1 — компресор;2 — конденсатор; 3 — ресивер; 4 — фільтр-осушник; 5 — теплообмінник; 6 —випарник; 7 — водяний насос; 8 — мішалка; 9 — молочна ванна

Надаліалгоритм керування передбачає таке функціонування схеми керування:
•  за умовдосягнення в процесі охолодження молока температури, нижчої за + 4 С, контакт 8К2розмикається, вихідне реле КЗ вимикається і відповідно розмикає свій контакт уколі котушки пускача КМ2, що викликає вимикання насоса охолодження;
•  мішалка післявимикання системи охолодження працюватиме, а після закінчення часу 3 ± 1 хвблок Е виробить команду вимикання вихідного реле К2, контакт якого вимкнепускач мішалки КМІ;
•  у процесізберігання охолодженого молока блок Е вмикає мішалку на 3 хв. через кожні 30 хв..;
•  через зменшеннякількості льоду на панелях випарника, який витрачається на охолодження молока,температура вихідних парів хладону з випарника підвищується, контакти температурногореле 8К1 у колі магнітного пускача КМЗ замикаються І вмикається привідкомпресора і вентилятора;
•  для контролюсистеми мащення компресора передбачене реле РКС. При кожному запуску компресораконтакт реле РКС повинен замкнутися протягом 20 с, що контролюється елементомДА9 (7-312), який у разі успішного функціонування системи замикання контактуРКС не дозволить вимкнутися проміжному реле К1. У випадку, коли контакт РКСза20 с від початку запуску компресора не замкнеться, електромагнітне реле велементі ДА9 знеструмиться, контакт його розімкнеться, вимикаючим реле К\, замикаючіконтактиК1 розмикаючись вимкнуть ланцюг живлення, що забезпечить аварійневимкнення устаткування ТОМ-2А;
•  за умовнеприпустимого підвищення тиску, який контролюється датчиком реле тиску 5Р, таспрацюванні теплових реле КК\ — КК4 при можливих перевантаженняхелектродвигунів МІ — МЬ їх розмикаючі контакти знеструмлюють коло живлення релеК1 і відбувається аварійне вимкнення устаткування ТОМ-2А, загоряється сигнальналампа НЬ2«Аварія». Деблокування сигналу «Аварія» відбуваєтьсяшляхом вимикання ввідного автоматичного вимикача С? Р та його повторноговмикання;
•  технологічнаоперація «Миття» здійснюється у відповідному положенні перемикача 5А.У цьому режимі передбачається керування електроприводом насоса мийки та електроприводоммішалки. Вмикання мішалки та насоса здійснюється за допомогою тумблера 54;
•  за умов підвищеннятемператури молока контакти 8К2 замикаються і робота схеми повторюється.
Захистелектроприводів та електроустаткування ящика керування від струмів короткогозамикання забезпечується автоматичними вимикачами.
Типита електричні параметри апаратів захисту для Т0М-2А наведені у табл. 2.
/>
Рис. 7 Принципіальна електрична схема керування танком-охолодником ТОМ-2А

Табл… 2. Технічна характеристика апаратів захистуТип ящика керування
Електродвигун, Рн, кВт Автоматичний вимикач Теплове реле Тип
Ін,
А
Ін.уст.
А Тип
Позна-
чення Діапазон регулювання струму, А ЯОА540-3474ВМУХЛ3.1
0,12
1,5
5,5
0,75
1,1 АЕ2043М 63 25 РТЛ1004 РТЛ1008 РТЛ1016 РТЛ1007 РТЛ1008
КК1
КК2
ККЗ
КК4
КК5
0,38 — 0,65
2,4 — 4,0
9,5 — 14
1,5 — 2,6
2,4 — 4,0

ЕЛЕКТРОПРИВІД ДОЇЛЬНИХ УСТАНОВОК МАШИН ДЛЯ ПЕРВИННОЇ ОБРОБКИМОЛОКА
Рівеньмеханізації доїння корів і первинної обробки молока досягає нині 90 — 95 %. Допервинної обробки молока відносять його охолодження, пастеризацію та очищення.Механізація та електрифікація процесу доїння значно полегшує працю доярок, прицьому підвищується продуктивність праці у 2 — 4 рази порівняно з ручнимдоїнням.
Первиннуобробку молока здійснюють з метою збереження його харчової і технологічноїцінності на тривалий проміжок часу.
Широкогорозповсюдження набув доїльний агрегат АДМ-8А з молокопроводом, призначений длямашинного доїння корів у стійлах, транспортування молока у молочне приміщення,групового обліку видоєного молока, фільтрації, охолодження та подавання дорезервуарів на зберігання. Доїльні апарати з’єднуються із скляними вакуум- тамолокопроводами, які встановлено над стійками корівника, за допомогою суміщенихмолочно-вакуумних кранів. У приміщенні молочної змонтовані системи промивання іпервинної обробки молока. Привід силової вакуумної установки електричний. Молокоз доїльного апарата надходить до пристрою зоотехнічного обліку (за умовиконтрольних доїнь) або безпосередньо до молокопроводу, а потім транспортуєтьсяу молочне приміщення до дозаторів та молокоприймальника, відокремлюється відповітря молочним насосом, через фільтр і охолодник перекачується дорезервуара-холодильника для зберігання. Під час промивання миючий розчинвідсмоктується з посудини через доїльні апарати, систему молочних трубопроводіві надходить до молокоприймальника. Розчин за допомогою насоса перекачуєтьсяназад до посудини для повторного використання або зливання у каналізацію.
Агрегатвипускається у двох варіантах: АДМ-8А-1 і АДМ-8А-2. Порівняно з агрегатомАДМ-8, продуктивність праці підвищується на 14 %, надій молока за рахунок зниженнязахворюваності корів — на 18 %. Завдяки використанню спрощеної схемимолочно-вакуумної лінії, точнішого вимірювання кількості видоєного молока задопомогою пристрою зоотехнічного обліку молока ПЗМ-1А, зменшуються затратипраці на монтаж і технічне обслуговування, а також виключаються втрати ізабруднення молока під час наповнювання молокоприймальника.
Длямалих ферм використовують доїльний агрегат з молокопроводом АДМ-8А-1 (виконання05 та 06) замість ДАС-2В і АД-100Б. У цьому агрегаті відсутній пластинчастийохолодник, автоматичну систему обмивання вимені замінено на механічну, пристрійкерування молочним насосом виробництва Німеччини — вітчизняним.
Длямашинного доїння корів у доїльних станках з індивідуальним впусканням тавипусканням, транспортуванням молока у молочне відділення, фільтрації таохолодження використовується доїльна установка «Тандем-автомат»УДА-8А. Установка складається з комплекту станків (стійл) на 8 місць,технологічної лінії та лінії промивання, 8 маніпуляторів доїння. Порівняно зУДА-8 конструкція доїльних станків простіша.
Доїльнаавтоматизована установка «Ялинка-автомат» УДА-16А використовуєтьсядля машинного доїння корів у групових доїльних станках та первинної обробкимолока на молочних фермах. Установка складається з двох секцій (кожна на 8корів). У кожній секції вісім дозаторів роздавання концентрованих кормів, якіподаються транспортером. Молоко з доїльного автомата через індикатор облікунадходить до молокопроводу молочного відділення і молочним насосом крізь фільтрта пластинчастий охолодник подається в місткість для зберігання. Установкапромивається автоматично згідно з заданою циклограмою. До установки додатковоможе постачатися кормороздавач УДА-102.000.
Доїльніавтоматизовані установки «Ялинка» УДА-16А і «Тандем» УДА-8Аіз зніманням інформації та АСУТП призначені для машинного доїння корів удоїльному залі з автоматизацією доїння, збирання та обліку молока,автоматичного індивідуального нормованого годування корів концентрованимикормами залежно від їх фізіологічного стану (стадія лактації, продуктивністьтощо), одержання, обробки, зберігання та передачі інформації для керуваннязооветеринарною роботою, а також виділення тварин за низкою ознак длязооветеринарного обслуговування.
Длямашинного доїння корів в індивідуальних доїльних станках у літніх таборах іпасовищних центрах використовують доїльні табірні установки УДЛ-Ф-12 іУДЛ-Ф-12-1.
Електропривідвакуум-насосів. Для роботи доїльних апаратів необхідний вакуум, який одержуютьза допомогою вакуумних насосів. Сучасні доїльні установки комплектуютьсяротаційними вакуумними насосами УВУ-60/45.
Ротаційнийлопатевий вакуум-насос (рис. 1) складається з ребристого чавунного корпуса 3,ротора 1 з текстолітовими лопатками 2, задньої та передньої ребристих кришок.Чотири текстолітові лопатки розміщені радіально в пазах ротора і при йогообертанні під дією відцентрової сили притискаються до внутрішньої поверхніциліндричного корпуса. Внаслідок ексцентричного розміщення ротора об’ємпростору між кожною парою лопаток змінюється. З одного боку відбуваєтьсявсмоктування повітря з трубопроводу, з іншого — стискання і викидання його ватмосферу.
Такимчином, вакуум-насос перетворює механічну енергію на потенціальну енергію тиску(з від’ємним знаком), яка потім перетворюється на кінетичну енергіювсмоктування молока з вимені і транспортування його до місця приймання таочищення.
Доскладу вакуумної установки входять також вакуум-регулятор 4, вакуумметр 5,вакуум-балон 6 та вакуум-провід 7.

/>
Рис. 1. Технологічна схема вакуумної установки:
1 ~ ротор вакуум-насоса; 2 — лопатки; 3 — корпус; 4 —вакуум-регулятор;5 — вакуумметр; 6 — вакуум-балон; 7 — вакуум-провід; 8 — вихлопний пристрій
Вакуум-насосз’єднується з електродвигуном за допомогою клинопасової передачі.
Механічнахарактеристика вакуум-насоса має слабковиявлений вентиляційний характер, анавантажувальна діаграма являє собою незалежний від часу роботи насоса графік,паралельний осі абсцис після пуску. Оскільки доїння корів відбувається протягом2 год, режим роботи тривалий. Потужність електродвигуна Р, Вт, для приводаротаційного вакуум-насоса визначається за формулою
/>
де фн — подачанасоса, м /с;
Нн — вакуум, якийрозвиває
насос,Па;
г|п— коефіцієнт корисної дії передачі; г)н — коефіцієнт корисної діївакуум-насоса.
Подачанасоса має забезпечити необхідну витрату повітря, яка визначається як сумавитрат повітря усіма доїльними апаратами і різних втрат повітря внаслідокнещільності у вакуум-проводі та молокопроводі, просмоктувань крізь доїльністакани під час надівання їх на дійки, просмоктувань між дійками та сосковоюгумою, а також внаслідок спадання шлангів з кранів.
Подача(? н, м3/с, ротаційного вакуум-насоса визначається завиразом
/>
де Ь —довжина ротора, м;
В — внутрішнійдіаметр циліндра, м;
Ь — товщиналопатки, м;
г — кількістьлопаток ротора;
є — ексцентриситет,м;
ю —кутова швидкість ротора, 1/с;
г| —об’ємний ККД, ті = 0,75 — 0,8.
Виходячиз потрібного вакууму і подачі, вибирають потрібну кількість вакуум-насосів зурахуванням резерву.
Підчас роботи вакуумної установки необхідно підтримувати вакуум 47-48 кПа,необхідний для нормальної роботи доїльних стаканів. На практиці рекомендуєтьсяпідбирати діаметр вакуум-проводу та його конфігурацію такими, щоб падіння уньому вакууму не перевищувало 2,5 кПа.
Підчас вибору вакуум-насоса необхідно звертати увагу на його основнухарактеристику, які відбиває залежність подачі насоса від величини вакууму, атакож на забезпечення нормального вакууму у вакуум-проводі.
Примашинному доїнні корів для створення вакууму потрібна вакуумна уніфікованаустановка УВУ-60/45А. На відміну від УВУ-60/45 вона має меншу масу, більшвисоку продуктивність, забезпечує зручність монтажу і технічногообслуговування. Для привода вакуум-насоса використовується асинхроннийкороткозамкнений двигун із номінальною частотою обертання 1430 об/хв потужністю4 кВт. При цьому забезпечується подача 60 м3/год. Клинопасовапередача дає змогу на шківах інших діаметрів одержати швидкість вакуум-насоса1220 об/хв, при цьому потужність електродвигуна становить 3 кВт, а подачанасоса — 45 м3/год.
Електропривідмолочних насосів. Молочні насоси призначені для транспортування молокатрубопроводами та по технологічній апаратурі, не обладнаній власними напірнимипристроями. Для цього використовують відцентрові та діафрагмові насоси. Дляв’язких рідин (вершків тощо) використовують шестеренчасті насоси. їхвстановлюють нижче рівня місткості, щоб виключити необхідність заповненнянасоса рідиною перед пуском.
Потужністьелектродвигуна Р, Вт, для привода насоса визначають за виразом
/>
де Сі— подача насоса, м /с; Н — напір, необхідний для подачі молока на певний рівеньз урахуванням втрат, м; у — питома вага рідини, Н/м3; г|м— механічний ККД насоса, пм = 0,8 — 0,9 — для поршневих, г|м= 0,1 — для відцентрових, г]м = 0,5 — для діафрагмових насосів.
Найширшевикористовують універсальний молочний насос НМУ-б. Він найкраще задовольняєтехніко-економічні та гігієнічні вимоги. Насос складається з корпуса ізвсмоктувальним і нагнітальним патрубками, електродвигуна закритого обдувноговиконання потужністю 1,1 кВт і частотою обертання 2880 об/хв. Роторелектродвигуна передає обертання крильчатці насоса. Подача води з місткості підвакуумом 0,6 МПа становить від 2 до 6 м3/год за умов напору 1 та 0,6МПа відповідно. Для вмикання та вимикання насоса мо-локозбірник доїльноїустановки оснащений автоматом пуску. Згідно з технологією насос забезпечуєпромивання всієї системи в технологічній лінії, після чого частково розбираютьі вручну промивають деталі насоса. Механічна характеристика насоса маєвентиляторний характер, а навантажувальна діаграма — вигляд прямої, паралельноїосі абсцис. При виборі потужності електродвигуна враховують тривалий режимроботи молочного насоса.
/>
Рис. 2. Кінематична схема електропривода сепаратора:
1 — барабан; 2 — черв’як; 3 — шестірня;4 — клинопасова передача; 5 —електродвигун; 6 — відцентрово-фрикційна муфта(або шків)
Подачавідцентрового насоса залежить від напору та частоти обертання, тому,користуючись напірними характеристиками, можна визначити інші характеристикинасоса.
Електропривідсепараторів молока. Для виділення молочного жиру з молока використовуютьсепаратори. Принцип дії сепаратора ґрунтується на здатності механічних сумішейрозподілятися у полі дії відцентрових сил за рахунок різної густини сумішей, зяких вони складаються. Розподіл відбувається всередині сепараторного барабана,який обертається з великою частотою, причому щільніші частинки (молочний жир) пересуваютьсядо периферії. Виходячи з технологічного процесу, до електропривода сепараторависувають жорсткі вимоги відносно частоти обертання барабана. За умови значнихколивань швидкості порушується процес сепарування і стає можливим момент, коливершки будуть відходити до молочник відвійок, а ті, навпаки, зможуть потраплятидо вершків. Тому для привода сепараторів використовують трифазні асинхронніелектродвигуни, які мають жорстку механічну характеристику.
Незважаючина різноманітне технологічне призначення молочних сепараторів, конструктивновони відрізняються тільки будовою барабана. Кінематичну схему електроприводасепаратора наведено на рис. 2. Від електродвигуна 5 обертання через клинопасовупередачу 4, відцентрово-фрикційну муфту (або шків) 6, шестірню 3 та черв’як 2 передаєтьсябарабану 1. Характерним для привода барабана є те, що передаточне число меншеза одиницю:
/>
Барабанисепараторів мають частоту обертання, яка у 2 — 4 рази перевищує найбільшушвидкість обертання ротора асинхронного електродвигуна, тому зведений моментінерції системи двигун — робоча машина досить великий. Виходячи з основногорівняння руху електропривода, час розгону сепаратора перебуває у прямійзалежності від зведеного моменту інерції. Залежно від типу сепаратора і схемипуску розгін барабана триває 100 — 480 с.
Механічнахарактеристика сепаратора має вентиляторний характер і без урахуваннярезонансних піків може бути виражена залежністю
/>
де Мс— момент опору сепаратора, зведений до вала електродвигуна, Н * м; Мо— початковий момент опору, Мо = (0,2 — 1,0) Н • м; Ь — коефіцієнтпропорційності, який залежить від якості обробки елементів кінематичної схемипривода, маси барабана, ступеня шорсткості поверхні барабана, Н • м/(рад/с)2;со — кутова швидкість барабана, рад/с. Для сепараторів продуктивністю 50 — 1000л/год
Ь = 1,8 • 10~6 Н • м/(рад/с)2.
Потрібнапотужність електродвигуна Р, кВт, для привода сепаратора у робочому режимі можебути визначена за виразом
/>
де к —1,2-2 — коефіцієнт, який враховує потужність, необхідну для надання кінетичноїенергії рідині, що надходить до барабана, а також для подолання гідродинамічнихвтрат, втрат тертя у підшипниках, передавальному механізмі тощо.
Підчас розгону сепаратора в механічній характеристиці його можливе виникненнярезонансних піків. Особливо небезпечні вони на початковій стадії розгону, колипік в механічній характеристиці сепаратора збігається при початковій швидкостіз мінімальним моментом на механічній характеристиці асинхронногоелектродвигуна. Тому робоча частота обертання вала барабана сепаратора неповинна знаходитися У зоні резонансу коливань. Це основна умова нормальноїроботи сепаратора.
/> />
Рис. 3. Механічні характеристики двошвидкісногоелектродвигуна (1, 2)і сепаратора (3) Рис. 4. Відцентрово-фрикційна муфтасепаратора:
1 — диск; 2 — палець; З — колодки; 4 —ведений барабан; 5 — привіднийвал сепаратора

Привмиканні сепаратора у роботу розрізняють такі три режими:
1. пуск у дію, коли потужність електродвигуна зменшується відпускової до потужності холостого ходу;
2. прикладання навантаження, коли потужність трохи збільшується, апотім спадає;
3. усталений режим при постійному навантаженні та частотіобертання.
Вумовах перехідного режиму під час пуску момент, що створюється механічнимиколиваннями системи в період першого резонансу та биття, більший за сумарнийстатичний момент в 1,5 — 2 рази. Пускова потужність сепаратора в 1,3-2 разибільша за потрібну потужність у робочому режимі.
Якщодля привода сепаратора встановити трифазний асинхронний короткозамкненийелектродвигун згідно з потужністю сталого режиму сепарування, то кратністьпускового моменту має бути не менше за 1,8 — 2, кратність максимального моменту— 2,2-2,4, а кратність мінімального моменту — 1,0. Встановлювати для приводасепаратора двигуни із завищеною потужністю недоцільно, оскільки під час пускувиникають додаткові динамічні зусилля, які можуть призвести до поломкичерв’ячної пари. Тому для полегшення пуску використовують двошвидкісні двигуни,або одношвидкісні з відцентрово-фрикційною муфтою.
Механічніхарактеристики двошвидкісного двигуна та сепаратора, наведені на рис. 3,показують, що динамічний момент на першій швидкості майже у 2 рази більший, ніжна другій. Тому розгін здійснюється за умов великого моменту і меншоїшвидкості. Коли швидкість двигуна досягає певного значення, автоматичновідбувається перемикання обмотки статора двигуна на другу підвищену швидкість.З цією метою на валу електродвигуна встановлено тахогенератор, який підключенодо обмотки проміжного реле. Оскільки розгін здійснюється при більшому моменті,то час пуску скорочується, зменшується і нагрівання двигуна. Загальні втрати удвигуні в цьому випадку у два рази менші, ніж при одноступінчастому пуску.
Відцентрово-фрикційнумуфту наведено на рис. 4. При вмиканні електродвигуна диск, закріплений шпонкоюна валу електродвигуна, починає обертатися. Пальці 2 починають тягти колодки 3,які ковзають по внутрішній циліндричній поверхні барабана 4, насадженого нагоризонтальний вал привода сепаратора. Коли швидкість диска 1 дорівнює нулю абоблизька на нього, то зчеплення колодок із внутрішньою поверхнею барабанадорівнює нулю, тому момент від вала двигуна до веденого привідного вала 5 непередається. При збільшенні частоти обертання відцентрова сила зростає, колодкипритискаються до внутрішньої поверхні барабана і відповідно зростає сила тертяміж колодками і барабаном. Розміри барабана, колодок та матеріали для їхвиготовлення вибирають так, щоб механічні характеристики електродвигуна івідцентрово-фрикційної муфти перетинались на робочій ділянці механічної характеристикиза умови значення моменту, близького до критичного (рис. 5). При цьомупочинається розгін електропривода при великому надлишковому моменті. Струмелектродвигуна у початковий момент досягає пускового, а потім за частки секундизнижується до 1,5 — 2 кратного значення, при якому і відбувається розгінсепаратора. При вмиканні без відцентрово-фрикційної муфти пусковий струмвпливає на обмотки практично увесь час періоду розгону. Нагріванняелектродвигуна при пуску з відцентрово-фрикційною муфтою знижується у кількаразів, при цьому зменшується час розгону електропривода внаслідок того, щонадлишковий момент є досить значним. У зв’язку з тим, що під час розгону силитертя і ковзання також значні, відбувається посилене нагрівання муфти, томурекомендується здійснювати не більше 2 пусків-розгонів підряд.
доїннямолоко вакуумний механізація

/>
/>
Рис. 5. Привідні характеристики сеператора:
а — механічні характеристики двигуна (і), сепаратора (2) та муфти(3); б — навантажувальна діаграма електродвигуна на період розгону сепаратора
Привмиканні електродвигуна швидкість ротора майже миттєво досягає значення сосв,при цьому встановлюється момент Мсв, за умов якого починаєтьсярозгін привідного вала сепаратора. Від моменту Мсв до Мувідцентрово-фрикційна муфта працює із значним ковзанням, при цьому швидкістьпривідного вала сепаратора зростає від 0 до
Зачас і]_, який триває частки секунди, момент електродвигуна змінюється відпускового значення Мп до Мсв, яке визначається моментомзчеплення між колодками муфти та веденим барабаном. За час £2відбувається розгін барабана від нерухомого стану до швидкості юсв,а на дільниці і% момент електродвигуна зменшується від значення Мсвдо сталого М, який визначається точкою перетину механічних характеристиксепаратора та електродвигуна.
Тривалістьперіодів і± та і3 становить 5 — 7 % загальної тривалості розгону.
Електропривідмолочних сепараторів належить до нерегу-льованих приводів із запуском вхолостуі тривалим режимом роботи. Тривалість безперервної роботи сепаратора привідокремленні вершків досягає 2 год, очищенні молока 4 год, після чогонеобхідне розбирання та очищення барабана сепаратора.
Технічнахарактеристика сепараторів, які використовуються на молочних фермах,сепараторних пунктах і молокозаводах, наведена в табл. 1.
1. Технічна характеристика сепараторівПоказник СОМ-3-1000М Марка се СПМФ паратора ОСП-ЗМ ОМА-ЗМ
Маса барабана, кг Подача, м3/год Частота обертання барабана, об/хв Потужність електродвигуна, кВт Тип електродвигуна
16,3
1
8100
0,6
4АМ71А4У2
60
2
7200
3,0
4АМ10054У2
125
3
6500
4,0
 4АМ100І4У2
207
5
6500
5,5
4АМ112М4У2
ЕЛЕКТРОПРИВІД ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН І ПАСТЕРИЗАТОРІВ МОЛОКА
Електропривідхолодильних машин. Використання штучного холоду для технологічних цілей увиробництві молока — неодмінна умова забезпечення якості та зберіганняпродукту. Для великих ферм придатні компресорні установки. Принцип роботихолодильної машини ґрунтується на властивостях деяких речовин перебувати урідкому стані при підвищеному тиску, перетворюватись на пару зі зниженням тискута кипіти при низьких температурах. Робочий процес холодильної машини проходитьза замкненим циклом. Як холодоагент для холодильних машин найчастішевикористовують фреон.
Поршневийкомпресор у холодильній установці перетворює механічну енергію на потенціальнуенергію тиску газу, нагнітаючи його до конденсатора, який омивається ззовніхолодною водою, і де газ перетворюється на рідину. Цей процес супроводжуєтьсяперетворенням потенціальної енергії тиску газу на теплову, що відбираєтьсяводою, та кінетичну, за рахунок якої рідина надходить через дроселюючий клапандо випарника.
Тутвнаслідок зниження тиску рідина випаровується. З випарника газ знову надходитьдо компресора і цикл повторюється.
Длявизначення потрібної потужності двигуна та витрат на охолодження певногооб’єкта треба, виходячи з технологічних умов і продуктивності молочної, знатинеобхідну холодопродуктивність (3, кДж/год, яка залежить від продуктивностікомпресора Ь, м3/год, та об’ємної холодопродуктивностівідсмоктуваних парів холодильної рідини ^, кДж/м3, тобто ф = Ьд.
Подачукомпресора Ь, м3/с, визначають за виразом
/>
де і —кількість всмоктувальних сторін поршня;
Р — площа поршня, м2;
5 —хід поршня, м;
п — число ходівпоршня за секунду;
X — коефіцієнтподачі компресора (або об’ємний ККД, що дорівнює 0,85 — 0,95), який залежитьвід нещільностей, характеру рідини тощо;
І, о— питома продуктивність компресора, м3/с.
Потрібнапотужність поршневого компресора складається з потужності, яка витрачаєтьсявсередині циліндрів на всмоктування, стиск і нагнітання газу, і потужності, якавитрачається на механічні втрати.
Потужністьна валу компресора залежить від кута повороту кривошипа і змінюється засинусоїдальним законом. У поршневих компресорів одинарної дії подачаздійснюється тільки за умов руху поршня вперед, а у механізмах подвійної дії —при ході поршня в обидва боки.
Середнюпотужність для компресора подвійної дії визначають за виразом
/>
Прироботі поршневого компресора на магістраль з постійним тиском під час кожногоходу поршня долається постійне середнє зусилля незалежно від кутової швидкості,тому двигун працює з постійним моментом, незалежним від кутової швидкості.Потужність Р, кВт, визначають за виразом
/>
де Є}— подача компресора, м /с;
Н — тиск, якийрозвиває компресор, Па;
Рх— початковий тиск газу, Па;
Р2— кінцевий тиск стисненого газу, Па;
лк— ККД компресора;
г)п— ККД передачі від двигуна до компресора.
Режимроботи компресора може бути тривалим і повторно-короткочасним з великоюкількістю вмикань за годину залежно від обраної схеми та устаткування длякерування роботою установки й двигуна.
Зурахуванням режиму роботи після підрахунків вибирають електродвигуни найближчоїбільшої потужності.
Електропривідв установках пастеризації молока. Основні режими пастеризації (теплової обробкимолока) визначаються технологією його обробки. За умов дотримання технологіїзберігаються поживні властивості молока без зміни його якості. Недотримання зачасом викликає збереження мікрофлори в молоці, перетримання веде до втративітамінної цінності молока, карамелізації молочного цукру, змін у білковомускладі.
Усучасних пастеризаційних установках електропривід використовується для приводамолочних і водяних насосів, молокоочисників, які розглянуто у попередніхрозділах.
Потрібнапотужність Р, кВт, на обертання мішалки складається з потужності на подоланняопору обертання Рс та потужності на надання кінетичної енергії рідинамРк, які видаляються з пастеризатора, і дорівнює:
/>
де V — швидкістьрідини на виході, м/с;
є —коефіцієнт опору (у середньому є = 0,2);
р —густина рідини, кг/м3;
г)„ —ККД передачі;
5 —поверхня тертя, м;
т — маса рідини,кг.
Параметрипривода мішалки у молочному танку визначають так, як і для пастеризатора.
Дляпривода хитної трубчастої мішалки у вершкодозрі-вальних ваннах потрібнапотужність Р, кВт, пропорційна густині рідини, поверхні мішалки, що пронизуєрідину, а також швидкості руху мішалки:
/>
де «і— діаметр труби мішалки, м; р — густина вершків, кг/м3; / — довжинамішалки, м; к — кількість труб; исер — середня швидкість середньоїтруби, м/с.
Режимроботи пастеризаційних установок тривалий, тому й електродвигуни працюють утривалому режимі. Проте за наявності у технологічній лінії молокоочиснихсепараторних барабанів безперервність роботи установки лімітується об’ємомгрязьового простору сепаратора барабана і становить 2,5-3 год залежно відзабрудненості молока механічними домішками.
Електропривідтанка-охолодника молока ТОМ-2А. Танк-охолодник молока ТОМ-2А призначений длязбирання, охолодження і зберігання молока на фермі, де розміщено до 400 корів. Вінскладається з молочної ванни 9 (рис. 6) з мішалкою 8, фреонового компресора 1, конденсатора2, ресивера З, фільтра-осушника 4, теплообмінника 5, випарника 6, водяногонасоса 7, акумулятора холоду.
За 3- 4 год до початку доїння вмикають компресор й здійснюють попереднє охолодженняводи в акумуляторі холоду та наморожування льоду на панелях випарника. Цевідбувається внаслідок руху фреону по замкненому контуру. Пари фреону, яківідсмоктуються з випарника 6, компресором 1 стискаються, нагріваються йнагнітаються у конденсатор 2. У ньому фреон охолоджується повітряним потоком,який утворюється за допомогою вентилятора, віддає тепло, стає рідким йзливається до ресивера 3. Під тиском він надходить до фільтра-осушника 4, очищуєтьсявід парів масла, охолоджується зустрічним потоком парів фреону у теплообміннику5 і крізь отвір у терморегулювальному вентилі впорскується у внутрішнюпорожнину пластин випарника 6. Опинившись у розрідженому просторі, фреон кипить(переходить з рідкої у газоподібну фазу) зі споживанням теплоти.
Прицьому пластини випарника охолоджуються до мінус 8-10 С і на них наморожуєтьсявода, в яку вони занурені.
Передпочатком подавання молока вмикають мішалку 8 і водяний насос 7. Холодна водаомиває днище молочної ванни та охолоджує молоко, що надходить до неї.
Принципіальнуелектричну схему керування танком-охолодником молока ТОМ-2А наведено на рис. 7.
Привмиканні автоматичного вимикача С^Р напруга живлення подається на головніконтакти магнітних пускачів КМ1 — КМ4 та на коло керування, при цьомузагоряються лампи НЬІ, НЬ2. Схема передбачає три режими роботи: ручний,автоматичний, миття.
Уположенні перемикача 8А «Ручний» керування електроприводамиздійснюється тумблерами 51, 52, 53, 54 у колах відповідних магнітних пускачів.Вмиканням тумблера 51 у ручному режимі здійснюється початкове наморожуванняльоду на панелях випарника.
Уположенні перемикача 5А «Автоматичний» керування технологічним цикломреалізується за допомогою блока логічного керування Е залежно від стануконтакту датчика температури 8К2. Блок Е призначений для вироблення тимчасовихсигналів необхідної тривалості, забезпечення технологічного алгоритму таорганізації вихідних сигналів у вигляді «сухих» контактів герконовихреле К2 і КЗ. Як датчик температури використовується термоконтакт 8К2, контактякого замкнений ртутним стовпчиком при температурі + 4 С та вище. Логічнийсигнал про необхідність вмикання системи охолодження, надходячи до блока Е, викликаєспрацювання вихідних реле К2 і КЗ. Замикаючий контакт реле К2, який увімкнено вколо котушки магнітного пускача КМ1, забезпечує роботу мішалки, а контакт КЗ вмикаєпускач КМ2 і подає команду на ввімкнення насоса охолодження.
/>
Рис. 6. Технологічна схема танка-охолодника молока ТОМ-2: 1 — компресор;2 — конденсатор; 3 — ресивер; 4 — фільтр-осушник; 5 — теплообмінник; 6 —випарник; 7 — водяний насос; 8 — мішалка; 9 — молочна ванна

Надаліалгоритм керування передбачає таке функціонування схеми керування:
•  за умовдосягнення в процесі охолодження молока температури, нижчої за + 4 С, контакт 8К2розмикається, вихідне реле КЗ вимикається і відповідно розмикає свій контакт уколі котушки пускача КМ2, що викликає вимикання насоса охолодження;
•  мішалка післявимикання системи охолодження працюватиме, а після закінчення часу 3 ± 1 хвблок Е виробить команду вимикання вихідного реле К2, контакт якого вимкнепускач мішалки КМІ;
•  у процесізберігання охолодженого молока блок Е вмикає мішалку на 3 хв. через кожні 30 хв..;
•  через зменшеннякількості льоду на панелях випарника, який витрачається на охолодження молока,температура вихідних парів хладону з випарника підвищується, контакти температурногореле 8К1 у колі магнітного пускача КМЗ замикаються І вмикається привідкомпресора і вентилятора;
•  для контролюсистеми мащення компресора передбачене реле РКС. При кожному запуску компресораконтакт реле РКС повинен замкнутися протягом 20 с, що контролюється елементомДА9 (7-312), який у разі успішного функціонування системи замикання контактуРКС не дозволить вимкнутися проміжному реле К1. У випадку, коли контакт РКСза20 с від початку запуску компресора не замкнеться, електромагнітне реле велементі ДА9 знеструмиться, контакт його розімкнеться, вимикаючим реле К\, замикаючіконтактиК1 розмикаючись вимкнуть ланцюг живлення, що забезпечить аварійневимкнення устаткування ТОМ-2А;
•  за умовнеприпустимого підвищення тиску, який контролюється датчиком реле тиску 5Р, таспрацюванні теплових реле КК\ — КК4 при можливих перевантаженняхелектродвигунів МІ — МЬ їх розмикаючі контакти знеструмлюють коло живлення релеК1 і відбувається аварійне вимкнення устаткування ТОМ-2А, загоряється сигнальналампа НЬ2«Аварія». Деблокування сигналу «Аварія» відбуваєтьсяшляхом вимикання ввідного автоматичного вимикача С? Р та його повторноговмикання;
•  технологічнаоперація «Миття» здійснюється у відповідному положенні перемикача 5А.У цьому режимі передбачається керування електроприводом насоса мийки та електроприводоммішалки. Вмикання мішалки та насоса здійснюється за допомогою тумблера 54;
•  за умов підвищеннятемператури молока контакти 8К2 замикаються і робота схеми повторюється.
Захистелектроприводів та електроустаткування ящика керування від струмів короткогозамикання забезпечується автоматичними вимикачами.
Типита електричні параметри апаратів захисту для Т0М-2А наведені у табл. 2.
/>
Рис. 7 Принципіальна електрична схема керування танком-охолодником ТОМ-2А

Табл… 2. Технічна характеристика апаратів захистуТип ящика керування
Електродвигун, Рн, кВт Автоматичний вимикач Теплове реле Тип
Ін,
А
Ін.уст.
А Тип
Позна-
чення Діапазон регулювання струму, А ЯОА540-3474ВМУХЛ3.1
0,12
1,5
5,5
0,75
1,1 АЕ2043М 63 25 РТЛ1004 РТЛ1008 РТЛ1016 РТЛ1007 РТЛ1008
КК1
КК2
ККЗ
КК4
КК5
0,38 — 0,65
2,4 — 4,0
9,5 — 14
1,5 — 2,6
2,4 — 4,0