Показали развитие технологий и технических средств механизации и автоматизации животноводства за период с 1930 года по настоящее время. (Цель исследования) Ввиду цикличности протекания процессов и неоднозначности современных трактовок влияния научного наследия необходимо изучить исторический опыт и вклад ученых в исследования и практическое создание средств механизации и автоматизации животноводства. (Методы и материалы) Проанализировали основные этапы развития технических средств машинного доения коров, начиная с создания первой советской трехтактной доильной машины ДА-3, вклад профильных институтов ВАСХНИЛ и отдельных ученых в разработку методики испытаний доильных аппаратов, создание и внедрение новых технических средств для электромеханизации на молочных фермах. (Результаты и обсуждение) Рассмотрели создание первых доильных залов: с параллельно-проходными станками, стационарного типа «елочка» (В. С. Краснов, В. Ф. Королев, В. П. Ларин, В. П. Похваленский, А. Н. Дормидонтов), подвижного карусельного зала типа «вращающаяся елочка», разработанного конструкторским бюро СибНИИсельского хозяйства (И. И. Тесленко, Н. В. Краснощеков, К. С. Шаповалов, Н. К. Вазенмиллер, А. В. Гольденфанг). (Выводы) Отметили актуальность и необходимость системного подхода при разработке системы машин по механизации животноводства, в которых принимал активное участие академик РАН Н. М. Морозов. Важным в развитии теории и практики процессов обслуживания животных стали разработка и создание технологии поточно-конвейерного обслуживания животных под руководством академика РАН Л. П. Кормановского. Выявили необходимость изучения опыта предшествующих поколений при создании современных образцов машин и оборудования, позволяющего избегать прямого копирования зарубежных образцов машин, а проводить собственные исследования и разработки с учетом накопленного опыта использования техники и технологий в российских условиях.
Проведенный ранее анализ показал перспективность использования технологии магнитного подвеса для создания левитирующей модели доильной платформы карусельного типа на постоянных магнитах и проведения ее экспериментальных исследований (Цель исследования) На основе предложенных технологических схем провести экспериментальные исследования и магнитостатический расчет левитирующей доильной платформы «Карусель» с использованием аксиально намагниченных постоянных магнитов прямоугольной формы. (Материалы и методы) Рассмотрено три варианта расположения постоянных аксиально намагниченных неодимовых магнитов кубической формы (0,01×0,01×0,01 метра) на подвижной вращающейся и неподвижной частях карусели и методика определения левитирующих и боковых зазоров между подвижными и неподвижными магнитами на холостом ходу и под нагрузкой. (Результаты и обсуждение) Разработана экспериментальная модель левитирующей доильной платформы карусельного типа на 24 места в масштабе (1:33), проведены экспериментальные исследования. Установлено, что наиболее предпочтительным вариантом является размещение магнитов друг над другом одноименными полюсами навстречу друг другу с тангенциальным зазором (0,004-0,002 метра) на подвижной и неподвижной частях платформы на окружностях одинакового радиуса. Левитирующий зазор между магнитами обратно пропорционален создаваемой нагрузке, которая увеличивается от 9 до 26,8 ньютона с уменьшением радиуса расположения магнитов (от 0,1 до 0,06 метра) и соответствующим уменьшением тангенциального зазора между магнитами (с 0,013-0,016 до 0,004-0,002 метра) при сохраняющемся левитирующем зазоре 0,013 метра. (Выводы) Максимальная удельная грузоподъемность платформы с учетом собственной массы подвижной части платформы (26,8 + 8 ньютонов), отнесенная к установленной массе 48 магнитов (48 × 0,0074 = 0,355 килограмма) составила 98 ньютонов на килограмм, что близко к расчетным значениям (84 ньютона на килограмм).
Показали целесообразность использования на крупных животноводческих фермах и комплексах России роторно-конвейерных доильных установок карусельного типа. Для вращения платформ используются мотор-редукторы с приводными полиуретановыми колесами, взаимодействующими посредством фрикционного контакта с металлическими профилями, изогнутыми по дуге окружности платформы. Для исключения приводных и опорных колес движителей системы рельс-колесо и связанных с этим трудовых и денежных затрат по их замене в результате износа рассмотрели возможность использования технологии магнитного подвеса и разработки энергосберегающего магнитного привода. (Цель исследования) Создание левитирующей модели доильной платформы карусельного типа. (Материалы и методы) За основу предложили взять ранее разработанную технологическую схему с использованием аксиально намагниченных постоянных магнитов прямоугольной формы. Рассмотрели технологическую схему привода для платформы на 36 доильных мест с использованием цилиндрической магнитной передачи с внешним зацеплением, получили основное уравнение динамики ее вращательного движения. (Результаты и обсуждение) Исходя из динамического расчета вращающейся платформы, определили момент инерции вращающейся платформы с животными, окружное усилие, вращающие моменты на ведущем и ведомом колесах, их угловые скорости, зависимость углового ускорения платформы от времени ее разгона. (Выводы) Обоснованы топологические (установочные воздушные зазоры и шаги расположения магнитов на ведущем и ведомом колесах платформы) и кинематические параметры (углы зацепления, радиусы ведущего и ведомого колеса) цилиндрической магнитной передачи. Проведен магнитостатический расчет с определением нормальной и тангенциальной составляющих сил магнитного взаимодействия, разработан алгоритм расчета цилиндрической магнитной передачи с определением параметров магнитного поля и размеров постоянных магнитов для привода левитирующей доильной платформы типа «Карусель».