Simulation of the interaction of magnetic assemblies of the "Karusel" levitating milking platform

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

On large dairy farms of 1,200 heads or more, milking machines of the "Karusel" type with a capacity of 40 to 90 milking places have become the most widespread. The large size of the installation itself and the high mechanical load on the platform determine the increased wear of the wheel thrusters (rail-wheel). Therefore, the development of a levitating milking platform with permanent magnets is of urgent importance. The study was conducted to determine the parameters of the magnetic field generated by permanent magnets based on simulation using the Ansys Maxwell program. Three variants of magnetic assemblies were considered: with permanent rectangular, cylindrical and cubic magnets assembled in the form of Halbach arrays. The visualized results of 3D-modeling of the levitating magnetic field between movable and stationary magnetic assemblies in the form of magnetic induction lines have been obtained, allowing us to assess the overall picture of the magnetic field distribution in the air gap and beyond, and determine its force characteristics, creating the effect of levitation, as well as the number of magnetic assemblies per milking place. The average value of magnetic induction in a working gap of the magnetic assemblies made: for rectangular magnets (100 × 100 × 30mm) – 0,306 TL, cylindrical magnets (100 × 30mm) – 0,233 TL and double symmetric Assembly of Halbach (5 × 5) of the five magnets cubic form (25 × 25 × 25) – 0,539 TL. Specific repulsive forces per 1 kg elementary magnetic assemblies for rectangular magnets made – 84 N/kg cylindrical – 48,7 N/kg for the Assembly of Halbach – 314,3 N/kg. It is preferable to use Halbach assemblies when creating a levitating milking platform.

全文:

受限制的访问

作者简介

Ya. Lobachevsky

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

编辑信件的主要联系方式.
Email: kirvv2014@mail.ru

доктор технических наук, академик РАН

俄罗斯联邦, 109428, Moskva, 1-i Institutskii proezd, 5

V. Fedorenko

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: kirvv2014@mail.ru

доктор технических наук, академик РАН

俄罗斯联邦, 109428, Moskva, 1-i Institutskii proezd, 5

V. Kirsanov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: kirvv2014@mail.ru

доктор технических наук, член-корреспондент РАН

俄罗斯联邦, 109428, Moskva, 1-i Institutskii proezd, 5

D. Pavkin

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: kirvv2014@mail.ru

кандидат технических наук

俄罗斯联邦, 109428, Moskva, 1-i Institutskii proezd, 5

S. Kirsanov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: kirvv2014@mail.ru

аспирант

俄罗斯联邦, 109428, Moskva, 1-i Institutskii proezd, 5

参考

  1. Морозов Н. М., Кирсанов В. В., Ценч Ю. С. Историко–аналитическая оценка развития процессов автоматизации и роботизации в молочном животноводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. № 1. С. 11–18.
  2. Лобачевский Я. П., Кирсанов В. В., Кирсанов С. В. платформы Карусель на принципах магнитной левитации // Российская сельскохозяйственная наука. 2024. № 2. С. 63–67.
  3. Зайцев А. А., Соколова Я. В., Пантина Т. А. Инновационное развитие транспортной системы с применением технологии магнитной левитации // Мир транспорта. 2019. Т. 17. № 4(83). С. 36–45.
  4. Исследование магнитных полей в новой конструкции гомополярного магнитного подшипника / В. Е. Вавилов, Ф. Р. Исмагилов, А. А. Жеребцов и др. // Авиакосмическое приборостроение. 2023. № 8. С. 50–61.
  5. Черкасова О. А. Сравнительное исследование нелинейных магнитных характеристик для магнитного подвеса при помощи численного моделирования // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. Т. 183. 2021. № 4. С. 20–25.
  6. Кирсанов В. В., Федоренко В. Ф., Кирсанов С. В. Магнитостатический расчет левитирующей вращающейся доильной платформы карусель на постоянных магнитах // Техника и оборудование для села. 2024. № 6(324). С. 29–32.
  7. Микроскопическая структура магнитного поля на поверхности постоянного магнита / Б. А. Гинзбург, Т. П. Каминская, П. А. Поляков и др. // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2018. Т. 82. № 2. С. 226–231.
  8. Моделирование магнитного поля в нелинейных ферромагнитных средах с использованием блочных элементов и их схем замещения / А. Н. Ткачев, А. В. Пашковский, Д. Н. Черноиван и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2020. Т. 63. № 2–3. С. 44–54.
  9. Сверхпроводящие многополюсные вигглеры для генерации синхротронного излучения в ИЯФ СО РАН / В. А. Шкаруба, А. В. Брагин, А. А. Волков и др. // Письма в журнал физика элементарных частиц и атомного ядра. 2020. Т. 17. № 4. С. 567–575
  10. Зайцев А. А. Грузовая транспортная платформа на магнитно-левитационной основе: опыт создания // Транспортные системы и технологии. 2015. Т. 1. № 2. С. 5–15.
  11. Брюханов С. А. Устройство магнитной левитации на постоянных магнитах // Патент РФ 2743104. Опубл. 15.02.2021. бюлл. № 5.
  12. Коротченя В. М., Ценч Ю. С., Лобачевский Я. П. Система машин как фактор научно-технического прогресса в агропромышленном комплексе // Российская сельскохозяйственная наука. 2024. № 4. С. 67–72.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Fragment of magnetic suspension according to the double-row scheme (2 × 2) of a rotating ring milking platform: 1 – movable permanent magnets, 2 – stationary permanent magnets, 3 – rotating non-ferromagnetic base of the ring milking platform, 4 – stationary non-ferromagnetic base; hм, lм – respectively the height and length (diameter) of the magnet, m, с – the installation pitch of the magnets, m, Lст – the length of the stall, m, ϭг – the levitation gap between the magnets, m, the arrows indicate the directions of the magnetic induction lines).

下载 (52KB)
索引源数据
3. Fig. 2. The arrangement of magnetic assemblies of permanent rectangular magnets on the milking platform "Carousel".

下载 (334KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Double symmetrical Halbach magnetic assembly (5 × 5) in the radial direction Y (towards the center of the platform): 1 – magnetic pole of the movable part of the platform from 5 magnets; 2 – magnetic pole of the fixed part of the platform from 5 magnets.

下载 (100KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Arrangement of magnetic induction measurement lines between the upper movable (I) and lower fixed (II) magnetic assemblies (side view): 1 – line on the surface of the lower assembly along the left edge of the magnets; 1’ – line on the surface of the lower assembly along the right edge of the magnets; 2 – line passing through the centers of the magnets on the surface of the lower assembly; 3 – line on the surface of the upper assembly along the left edge of the magnets; 3’ – line on the surface of the upper assembly along the right edge of the magnets; 4 – line passing through the centers of the magnets on the surface of the upper assembly; 5, 6, 7 and 8 – lines are evenly spaced along the height of the working gap between the assemblies with a step of 10 mm.

下载 (92KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Results of 3D modeling of magnetic induction lines (B) of magnetic assemblies: a) permanent rectangular magnets, b) permanent cylindrical magnets, c) double symmetrical Halbach assemblies (5 × 5).

下载 (2MB)
索引源数据

版权所有 © Russian academy of sciences, 2025