Shaping teat suction forces of liners with varied structure of rubber core

• Autorzy: Wiercioch Marian , Luberański Adam , Lejman Krzysztof , Fugol Małgorzata , Prask Hubert

Identyfikatory

DOI

10.1515/agriceng-2019-0010

Warianty tytułu

PL

Kształtowanie się sił wciągania strzyka do gum strzykowych o różnej konstrukcji części trzonowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A liner is the only part of the milking unit which has a direct contact with a cow’s teat. It ensures a correct circulation of body liquids in a teat with its suitable massage and creates conditions for a teat to open and milk to flow out and maintains a milking cup on a teat. The result of the last task is generation of a suction force that sucks a teat into a liner. During milking, when a cup is placed on a teat, counter forces are generated that try to remove a liner from a teat and forces that cause that a teat moves up to a liner producing a phenomenon of “a climbing cup”. Forces that tend to separate a teat from a liner depend on the mass of a milking cup set and the value of the friction force. A counter force that tends to suck a teat into a liner is proportional to the level of negative pressure in a liner and the surface of cross-section of a teat that is subjected to negative pressure. We should also assume that also the structure of a liner will influence this force. The paper presents results of the laboratory tests on the impact of the shape of the cross-section of a rubber core and construction solutions of liners on the vacuum force of a liner when a teat is sucked into a teat chamber. Eight liners, popular in milking machines used in our country were used in the tests. Various penetrations of a teat (50, 62, 75 and 100 mm), working pressure (25-55 kPa) and a working stage of the milking cup were additional variables. In order to determine whether and what is the degree of the impact of variability sources on shaping the suction forces of a liner, a static processing of results was carried out using a multi-variance analysis. It was proved that at the significance level of α=0.05, the source of variability assumed in the experiment in the form of the liner shape, negative pressure and penetration affected the analysed sizes, i.e. Average values of suction forces in the suction phase (Fws) and massage phase (Fwm). The investigation of the impact of the rubber core part on the determined values of the suction force in the function of variable negative pressure proved that at teat penetration of 50 and 62 mm (the most popular lengths of teats in milked cows), the lowest suction force was observed in case of a liner with a triangular cross-section, slightly bigger with a square cross-section and the highest suction force is generated by round and oval liners.

PL

Guma strzykowa jest jedynym elementem aparatu udojowego, który ma bezpośredni kontakt ze strzykiem dojonej krowy. Ma ona za zadanie zapewniać prawidłowy obieg płynów ustrojowych w strzyku przez odpowiedni jego masaż oraz stworzenie warunków do przyjęcia przez strzyk „pozycji otwarcia” i wypływu mleka oraz do prawidłowego utrzymywania się kubka udojowego na strzyku. Efektem ostatniego zadania jest generowanie siły wciągania strzyka do gumy strzykowej. Podczas doju, kiedy kubek założony jest na strzyku, pojawiają się przeciwstawne siły starające się usunąć gumę ze strzyka jak również powodujące ruch strzyka głębiej do gumy wywołując zjawisko „wspinania się kubka". Tendencja sił do separacji strzyka i gumy jest uzależniona od masy zestawu kubka udojowego i wielkości siły tarcia. Siła przeciwna mająca tendencję do wciągania strzyka do gumy strzykowej jest proporcjonalna do poziomu podciśnienia w gumie strzykowej i powierzchni przekroju strzyka wystawionego na działanie podciśnienia. Należy przypuszczać, że również konstrukcja gumy strzykowej będzie wpływała na tę siłę. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu kształtu przekroju trzonu oraz rozwiązań konstrukcyjnych gum strzykowych na siłę wciągania strzyka do komory podstrzykowej kubka udojowego. W badaniach użyto osiem gum strzykowych powszechnie stosowanych w dojarkach użytkowanych w kraju. Dodatkowymi zmiennymi były różne penetracje strzyka (50, 62, 75 i 100 mm), podciśnienia robocze (25-55 kPa) i faza pracy kubka udojowego. W celu określenia, czy i na jakim poziomie poszczególne źródła zmienności wpływają na kształtowanie się sił wciągania strzyka przeprowadzono statystyczną obróbkę wyników, używając wieloczynnikowej analizy wariancji. Wykazano na poziomie istotności α=0.05, że przyjęte w doświadczeniu źródła zmienności w postaci kształtu gumy strzykowej, podciśnienia i penetracji miały wpływ na analizowane wielkości, tj. średnie wartości sił wciągania w fazie ssania (Fws) i w fazie masażu (Fwm). Badania wpływu profilu części trzonowej gumy na wyznaczone wartości sił wciągania w funkcji zmiennego podciśnienia wykazały, że przy penetracjach strzyków 50 i 62 mm (najczęściej występujące długości strzyków u dojonych krów) najmniejszą siłę wciągania zaobserwowano w przypadku gumy o przekroju trójkątnym, nieco większą o przekroju kwadratowym, zaś największą siłę wciągania generują gumy okrągłe i owalne.

Słowa kluczowe

EN

mechanical milking; milking cup; liner; teat suction force

PL

dój mechaniczny; kubek udojowy; guma strzykowa; siły wciągania strzyka

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 23, No. 1
• Strony: 105--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Wiercioch Marian

• Institute of Agricultural Engineering, University of Life Sciences in Wrocław

autor

Luberański Adam

• Institute of Agricultural Engineering, University of Life Sciences in Wrocław

autor

Lejman Krzysztof

• Institute of Agricultural Engineering, University of Life Sciences in Wrocław

autor

Fugol Małgorzata

• Institute of Agricultural Engineering, University of Life Sciences in Wrocław

autor

Prask Hubert

• Institute of Agricultural Engineering, University of Life Sciences in Wrocław

Bibliografia

• Boast, D., Hale M., Turner, D., Hillerton, E., Middleton, N., Ohnstad, I. (2004). Variation in the rubber chemistry and dynamic mechanical properties as liners age. Bulletin of the IDF, 388. 65-74.
• Gedymin, M. (2005). Wpływ zmiany kształtu trzonu gumy strzykowej z okrągłego na kwadratowy na jej oddziaływanie na strzyk. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowa: Problemy Intensyfikacji Produkcji Zwierzęcej z uwzględnieniem ochrony środowiska i standardów UE. Materiały konferencyjne, IBMER Warszawa. 133-136.
• Gedymin, M. (2006). Wpływ zmiany kształtu trzonu gumy strzykowej z okrągłego na trójkątny na jej oddziaływanie na strzyk. XII Międzynarodowa Konferencja Naukowa: Problemy Intensyfikacji Produkcji Zwierzęcej z uwzględnieniem ochrony środowiska i standardów UE. Materiały konferencyjne, IBMER Warszawa, 123-129.
• Gedymin, M., Chmielewski A. (2008). Nowe rozwiązania w konstrukcji gum strzykowych. Inżynieria Rolnicza, 4(102), 289-297.
• Harms, J. (2009). Automatisches Melken - Stand der Technik und Entwicklungstendenzen. ARTSchriftenreihe, 9, 105-113.
• Krzyś, A., Luberański, A., Szlachta, J., Wiercioch M. (2010). Geometryczne parametry nowoczesnych gum strzykowych podczas interakcji ze strzykiem. Inżynieria Rolnicza, 1(119), 273-279.
• Luberański, A., Krzyś, A., Szlachta, J. (2009). Analiza warunków ciśnieniowych w aparacie udojowym przy zastosowaniu gum strzykowych o różnym przekrojach poprzecznych części trzonowych. Inżynieria Rolnicza, 5(114), 169-176.
• Luberański, A., Szlachta, J., Krzyś, A., Wiercioch M. (2010). Wahania podciśnienia w aparatach udojowych z gumami strzykowymi o kwadratowym, trójkątnym oraz owalnym profilu części trzonowej. Inżynieria Rolnicza, 2(120), 33-41.
• Luberański, A., Pruski, K., Wiercioch, M. (2013). Metoda komputerowego wspomagania obliczeń ciśnieniowych parametrów mechanicznego doju i nacisków masujących strzyk. Inżynieria Rolnicza, 3(146), 235-242.
• Mayntz, Ch.M. (1981). Über den Einfluss Ausgewählter masse des Zizengumikopfes auf Merkamle der Melkarbeit. Dissertation. Hohenheim.
• Nordegren, S.A. (1980). Cyclic vacuum fluctuations in milking machines. Dissertation. Hohenheim.
• Rasmussen, M.D., Madsen, N.P. (2000). Effects of milkline vacuum, pulsator airline vacuum, and cluster weight on milk yield, teat condition, and udder health. Journal of Dairy Science, 83, 77-84.
• Rasmussen, M.D., Wiking, L., Bjerring, M., Larsen, H.C. (2006). Influence of air intake on the concentration of free fatty acids and vacuum fluctuations during automatic milking. Journal of Dairy Science, 89, 4596-4605.
• Szlachta, J. (1986). Studia nad wybranymi elementami budowy i użytkowania aparatu udojowego. Zeszyty Naukowe AR Wrocław, Rozprawy, 58, ISSN 0209-1321.
• Szlachta, J., Wiercioch, M. (1987a). Określenie skłonności wsysania strzyka do komory kubka udojowego. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu, Rolnictwo XLVI, 164, 91-96.
• Szlachta, J., Wiercioch, M. (1987b). Opracowanie wzorców sztucznych strzyków krowich do badań laboratoryjnych parametrów gum strzykowych. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu, Rolnictwo XLVI, 164, 97-105.
• Wiercioch, M., Szlachta, J. (1993). Analiza sił wciągania strzyka do zmodyfikowanych gum strzykowych. Problemy Inżynierii Rolniczej, 1(1), 75-81.
• Wiercioch, M., Luberański, A., Balbierz, K., Krzyś A. (2010). Wpływ przekroju trzonowej części gumy strzykowej na przebieg procesu doju krów. Inżynieria Rolnicza, 2(120), 271-278.
• Wiercioch, M., Luberański, A., Krzyś, A., Skalska, D., Szlachta, J. (2016). Impact of the system of air supply to a milking unit on selected parameters of milking machine operation. Agricultural Engineering, Vol.20, 3(159), 195-205.
• Vetter, A., van Dorland, H.A., Youssef, M., Bruckmaier, R.M. (2014). Effects of a latency period between pre-stimulation and teat cup attachment and periodic vacuum reduction on milking characteristics and teat condition in dairy cows. Journal of Dairy Research, 81, 107-112.
• www.1 http://www.milkrite.com/US/Products/impulse_air.htm, dostęp 10.04.2018.
• www.2 http://www.apagro.pl/HeroGraf/do_pobrania/top_agrar1.jpg, dostęp 10.04.2018.
• www.3 http://www.apagro.pl/HeroGraf/do_pobrania/top_agrar2.jpg, dostęp 10.04.2018.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).