Анотація до роботи:

Рибалко В.М. Обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів пристроїв для обрізки копитець великої рогатої худоби. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. – Національний аграрний університет. – Київ. 2008.

Розглянуті методи та засоби поліпшення технологічних та конструктивних параметрів різального інструменту для обрізки копитець ВРХ. Встановлено вплив надлишкового рогу копитця на розподіл навантаження між його опорними поверхнями. Визначено величину шару надлишкового рогу залежно від форми рогового башмака, визначено величину граничного кута зміщення опорної площини копитця. Уточнено залежності для визначення складових сил різання копитцевого рогу, визначено геометричні параметри різального інструменту, що забезпечує утворення зливної стружки. Запропонована методика визначення оптимальної ширини різання залежно від розмірів опорної поверхні копитець та встановлення умов для забезпечення вибраного виду деформації стружки.

За результатами проведених досліджень фізико-механічних властивостей біологічного матеріалу та впливу на них зовнішніх факторів запропоновано методику їхнього контролю безруйнівним способом. Результати досліджень процесу різання біологічного матеріалу із застосуванням лабораторної установки та удосконаленої кератофрези дають змогу визначити оптимальну конструкцію різального інструменту та технологічні параметри оптимального процесу різання біологічного матеріалу, залежно від його фізико-механічних властивостей.

1. З аналізу проведених досліджень встановлено, що сучасні механічні засоби для обрізки копитець мають суттєві недоліки: велика маса ручних кератофрез (3 – 5 кг); відсутність регулювання режимів різання залежно від фізико-механічних властивостей рогу, що є причиною низької якості обробки копитець. Існуючі механізми для обрізки та розчистки копитець мають низьку продуктивність через недосконалість технологічного процесу обробки копитець тварин, який складається із ряду допоміжних операцій, що вимагають ручної праці, тому необхідно розробити досконалий пристрій для обрізки копитець, адаптований до копитець різної форми та різними фізико-механічними властивостями рогу.

2. У результаті аналізу структури ланок кінцівок під час руху обґрунтовані раціональні геометричні параметри копитець ВРХ, після їхньої обрізки.

3. Результати дослідження процесу різання копитцевого рогу циліндричними фрезами підтвердили доцільність використання теоретичних положень відомої теорії різання деревени для визначення основних параметрів та умов цього процесу: F_д – сила деформації стружки; F_z – сила різання (горизонтальна складова); – кут різання та ін.

4. Дослідами встановлено, що при зростанні густини копитцевого рогу у межах = 1100..1300 кг/м³ сила різання F_z зростає на 35,2 %, а при зменшенні вологості рогу = 30…10 % сила різання збільшується на 23,5 %.

5. Експериментально встановлено, що із збільшенням глибини різання в інтервалі h = 1,0...2,0 мм сила різання F_z зростає на 14,2 %, а в інтервалі h = 2,0...3,0 мм сила зростає на 3,9 %; шорсткість обробленої поверхні зменшується (R_a= 8,0…5,0 мкм) при зміні глибини різання в межах h = 0,5...1,5 мм. Із збільшенням глибини різання h = 1,5...2,5 мм шорсткість поверхні зростає: R_a= 5,2…6,3 мкм.

6. Встановлено, що при зміні швидкості різання в межах = 1,0...2,5 м/с величина сили різання змінювалася у межах 6,6% для сухого рогу ( = 10 %) та 6,1 % для нормального рогу ( = 30 %). Якість обробленої поверхні із збільшенням швидкості різання поліпшується: R_a= 8,0 мкм при = 1,0...1,5 м/с та R_a= 6,3 мкм при = 2,5 м/с для сухого рогу ( = 10 %). Із збільшенням вмісту вологи у копитцевому розі в межах = 25…30 % якість обробленої поверхні поліпшується: R_a= 6,0 мкм при = 1,0...1,5 м/с, та R_a= 4,2…4,0 при = 2,5 м/с.

7. Дослідним шляхом встановлено вплив вмісту вологи у копитцевому розі на величину коефіцієнта тертя ковзання f₀. Залежно від густини рогу ( = 1400..1100 кг/м³) коефіцієнт тертя змінюється в межах f₀ = 0,28…0,25 (сухий ріг); із збільшенням вмісту вологи коефіцієнт тертя зменшується: f₀ = 0,20…0,17 (ріг вологий = 35 %). Встановлено, що найбільшу твердість має сухий ( = 10 %) копитцевий ріг із густиною = 1300 кг/м³ – HRB = 17,61, найменшу твердість HRB = 3.58 має копитцевий ріг із густиною = 1100 кг/м³ та вологістю = 40 %.

8. За результатами досліджень запропоновано удосконалений переносний інструмент та конструкцію стаціонарного пристрою для обрізки копитець, які забезпечують зміну режимів різання копитцевого рогу залежно від його фізико-механічних властивостей та форми копитець. Виробничі випробування підтвердили підвищення продуктивності на 22,5 % і якості обробки копитець, відповідність пристрою ветеринарним вимогам з догляду за кінцівками тварин. Розрахунковий економічний ефект від використання удосконаленого пристрою становить 3682 грн.

Публікації автора:

1. Рудик С.К. Класифікація, визначення критеріїв та контроль якості копитець ВРХ / С.К. Рудик, В.Ф. Ярошенко, В.М. Рибалко // Механізація сільськогосподарського виробництва. Збірник наукових праць НАУ – 1998 – Т. IV - C. 69-73. (Здобувач запропонував виділити з усієї множини характеристик копитцевого рогу основні: густина, вологість, твердість, що підлягають контролю відомими або спеціальними засобами контролю).

2. Рибалко В.М. Геометричні характеристики якості поверхні копитцевого рогу/ В.М. Рибалко, В.Ф. Ярошенко // Механізація сільськогосподарського виробництва: Збірник наукових праць НАУ – 1999 – Т. V – С. 344 – 348. (Здобувач запропонував конструкцію засобу для контролю основних геометричних параметрів копитець ВРХ).

3. Ярошенко В.Ф. Конструювання машин та обладнання по догляду за кінцівками свійських тварин / В.Ф. Ярошенко, В.М. Рибалко // Конструювання, виробництво та експлуатація с.г. машин. Збірник наукових праць – Кіровоград, 2001 – С. 18 – 22. (Здобувач запропонував використовувати значення фізико-механічних властивостей рогу при визначенні режимів його різання).

4. Рибалко В.М. Визначення режимів різання копитцевого рогу циліндричними фрезами / В.М. Рибалко, Б.Е. Мярковський // Науковий вісник НАУ. – 2002 – Вип. 49 – С. 284 – 291. (Здобувач запропонував дослідним шляхом встановлено раціональні параметри різання копитцевого рогу залежно від його густини та вологості).

5. Рибалко В.М. Особливості механічної обробки біологічного матеріалу / В.М. Рибалко, В.Ф. Ярошенко // Агротехнічний науково-методичний збірник: Зб. наук. праць – Ніжин, 2005. – С. 91 – 97. (Здобувач запропонував використовувати залежності теорії різання деревини для визначення сили різання копитцевого рогу із урахуванням геометричної форми копитець тварин та механічних властивостей копитцевого рогу).

6. Рудик С.К. Комплекс для проведення заходів з профілактики захворювань кінцівок ВРХ / С.К. Рудик, В.Ф. Ярошенко, В.М. Рибалко // Здоров’я тварин і ліки – 2002. – № 11 – 12 – С.12. (Здобувач запропонував на моціонних майданчиках встановлювати засоби для механічної обробки копитець ВРХ).

7. Рудик С.К. Заходи з профілактики захворювань кінцівок ВРХ / С.К. Рудик, В.Ф. Ярошенко, В.М. Рибалко // Пропозиція – 2005. – № 8 – 9 – С. 18 – 20. (Здобувач запропонував перед механічною обробкою копитець ВРХ використовувати копитцеві ванни).

8. Рудик С.К. Критерії та контроль якості проведення операцій по відновленню оптимальної форми копитець ВРХ / С.К. Рудик, В.Ф. Ярошенко, В.М. Рибалко: тези доповідей ювілейної наукової конференції викладачів, наукових співробітників, присвячена 65-річчю факультету МСГ НАУ. – (Київ, 22 – 25 грудня 1994 р.). – К., НАУ, 1994 – С.73.

9. А.с. 1388022 СССР, МКИ А 61 D 3/00. Устройство для обрезки копытец / В.Ф. Ярошенко, В.Н. Рыбалко, М.А. Терес, В.Н. Ткаченко (СССР) – №4098879/30-15; заявл. 20.05.86; опубл. 15.04.88, Бюл. №14.

10. А.с. 1576159 СССР, МКИ А 61 D 3/00. Устройство для расчистки копыт / В.Ф. Ярошенко, В.Н. Рыбалко, М.А. Терес, В.С. Диденко (СССР) – №4396209/30-15; заявл. 23.03.88; опубл. 07.07.90, Бюл. №25.

11. А.с. 1613073 СССР, МКИ А 01 К 13/00. Устройство для обрезки копытец животных / В.Ф. Ярошенко, В.Н. Рыбалко, А.Е. Семеновский, М.А. Терес (СССР) – №4447481/30-15; заявл. 24.06.88; опубл. 15.12.90, Бюл. №46.

12. А.с. 1759413 СССР, МКИ А 61 D 3/00/ Устройство для обработки копытец / В.Ф. Ярошенко, В.Н. Рыбалко, М.А. Терес (СССР) – №478871/15; заявл. 01.02.90; опубл. 07.09.92, Бюл. №33.

13. Пат. 23489 Україна, МКВ А 61 D 3/00. Пристрій для обрізки копитець / Рудик С.К., Ярошенко В.Ф., Рибалко В.М., Артюшенко Л.В.; заявник та патентотримач Національний аграрний університет. – № 96124776; заявл. 23.12.96; опубл. 31.08.98, Бюл. №4.

14. Пат. 23490 Україна, МКВ А 61 D 3/00. Пристрій для обрізки копит і копитець домашніх тварин / Рудик С.К., Ярошенко В.Ф., Рибалко В.М.; заявник та патентотримач Національний аграрний університет. – №96124777; заявл. 23.12.96; опубл. 31.08.98, Бюл. №4.

15. Пат. 49549 Україна, МКВ А 01 D 3/00. Пристрій для розчистки копитець / Рудик С.К., Ярошенко В.Ф., Рибалко В.М., Артюшенко Л.В.; заявник та патентотримач Національний аграрний університет. – №2001129033; заявл. 25.12.01; опубл. 16.09.02, Бюл. №9.

16. Пат. 69095 Україна, МКВ А 01 L 11/00. Пристрій для обрізання копитець свійських тварин / Ярошенко В.Ф., Рибалко В.М., Білоножко В.М.; заявник та патентотримач Національний аграрний університет. – №20031210959; заявл. 03.12.03; опубл. 16.08.04, Бюл. № 8.

17. Пат. 66944 Україна, МКВ А 01 К 29/00; А 01 L15/00. Пристрій для контролю геометричних характеристик копитець та копит свійських тварин / Рудик С.К., Ярошенко В.Ф., Рибалко В.М., Рибалко Д.В.; заявник та патентотримач Національний аграрний університет. – № 2002042891; заявл. 10.04.02; опубл. 15.06.04, Бюл. №6.

18. Пат. на корисну модель 6043, Україна, МКВ А 01 К 13/00. Пристрій для обрізання копитець та копит / Бойко А.І., Ярошенко В.Ф., Рибалко В.М., Білоножко В.М.; заявник та патентотримач Національний аграрний університет. – № 20040705989; заявл. 20.07.04; опубл. 15.04.05, Бюл. № 4.