Пристрій для визначення механічних властивостей ягід

Изобретение относится к области измерительной техники, а более конкретно к области исследования свойств твердых материалов, путем приложения к ним механических усилий. И может быть использовано в сельскохозяйственном производстве для определения прочности ягод на раздавливание и усилия отрыва ягод от кисти, Известно устройство для определения механических свойств ягод, которое включает штатив на котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения силопередающий стержень на торце которого закреплена нижняя грузовая площадка. Над нижней грузовой площадкой установлена верхняя грузовая площадка. В известном устройстве верхняя грузовая площадка прикреплена к тензометрической балке на которой содержатся датчики. Силопередающий стержень является частью параллелограммного механизма и приводится в движение от реверсивного электродвигателя через планетарный редуктор, винт, каретку и блочно-тросовую систему. Датчики подключены к осциллографу. В известном устройстве нижняя грузовая площадка поднимается до момента разрушения ягоды. О разрушающей нагрузке судят по точке перегиба кривой, отображающей закон изменения разрушающей нагрузки (Яковлев И.Г. Изучение прочностных характеристик ягод земляники. Материалы симпозиума. М„ 1972, с. 286-291). Недостатком известного устройства является его сложность и громоздкость, что не позволяет применять его в полевых условиях. Кроме того, поскольку, силопередающий стержень приводится в движение блочнотросовой системой, т.е. в одном направлении, то известным устройством можно определять лишь сжимающие нагрузки и нельзя определять усилия отрыва ягод от кисти. Известно устройство для определения механических свойств ягод включающее штатив, шкалу, установленный на штативе корпус в вер хней и нижней крышках которого выполнены направляющие в которых установлен, с возможностью возвратно-поступательного перемещения и подпружиненный относительно корпуса, измерительный стержень на котором установлен указатель, а на верхнем торце закреплена нижняя грузовая площадка, над которой расположена верхняя грузовая площадка, закрепленная на силопередающем стержне, который установлен соосно измерительному стержню с возможностью возвратно-поступательного продольного перемещения в направляющем отверстии, выполненном в верхней части штатива. В известном устройстве шкала выполнена на корпусе, а указатель жестко связан с измерительным стержнем (Оценка и подбор сортов черной смородины для машинной уборки урожая: (Методические рекомендации}/Сост. О.Ф. Якименко, B.C. Новопокровский. - Мичуринск, Госагропром. СССР. НИИ садоводства им. И.В. Мичурина. С.17-1988. Это устройство является наиболее близким к предложенному и поэтому принято в качестве прототипа. Оно портативное и поэтому может быть использовано в полевых условиях. Устройство работает следующим образом. Ягоду помещают на нижнюю грузовую площадку, нажимают на силопередающий стержень, опуская верхнюю гр узовую площадку до соприкосновения с ягодой, и, следя за перемещением указателя относительно шкалы, определяют сжимающее усилие. В момент когда сжимающее усилие достигает значения усилия разрушения ягоды, ее оболочка разрывается и она сплющивается без приложения дополнительного усилия. Поскольку, сила приложенная к измерительному стержню уменьшается, он под действием пружины начинает двигаться в сторону верхней грузовой площадки, а жестко связанный с ним указатель перемещается в сторону, противоположную его движения при увеличении сжимающей нагрузки. По моменту начала движения указателя в обратную сторону и судят о прочности ягоды (о величине усилия раздавливания). Недостатком устройства является то, что величина усилия раздавливания ягоды четко не фиксируется на шкале. Уловить момент начала движения измерительного стержня в обратную сторону и одновременно засечь максимальное значение сжимающего усилия трудно. Точность измерения зависит от состояния оператора, скорости его реакции и не поддается точной оценке. Задачей изобретения является усовершенствование устройства для определения механических свойств ягод, путем изменения места нанесения шкалы, характера связи указателя с измерительным стержнем и его конструкции, благодаря чему достигается четкая фиксация усилия раздавливания ягоды, что повышает точность измерений. Задача решается благодаря тому, что в устройстве для определения механических свойств ягод, включающем штатив, шкалу, установленный на штативекорпус в верхней и нижней крышках которого выполнены направляющие в которых установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и подпружиненный относительно корпуса измерительный стержень, на котором установлен указатель, а на верхнем торце закреплена нижняя грузовая площадка над которой расположена верхняя грузовая площадка, закрепленная на силопередающем стержне, который установлен соосно с измерительным стержнем с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющей, выполненной в верхней части штатива, согласно изобретения, шкала выполнена на измерительном стержне и расположена вдоль его оси, между верхней крышкой корпуса и нижней грузовой площадкой, а указатель установлен с возможностью перемещения вдоль измерительного стержня и выполнен в виде пружинной шайбы, охватывающей с трением измерительный стержень и расположен над верхней крышкой корпуса. Благодаря такому выполнению устройства, при приложении нагрузки к измерительному стержню он опускается вниз, а указатель упирается в верхнюю крышку корпуса и оказывается неподвижным относительно него. Шкала, выполненная на измерительном стержне и расположенная вдоль его оси, перемещается относительно указателя и по ее делениям совпадающим с указателем, судят о приложенной к измерительному стержню нагрузке. При снятии с измерительного стержня нагрузки, он. будучи подпружиненным, возвращается в исходное положение, т.е. движется вверх. Указатель, выполненный в виде пружинной шайбы, оказывается фрикционно связанным с измерительным стержнем, а следовательно неподвижным относительно шкалы, фиксируя на ней максимальную нагрузку, приложенную к измерительному стержню. Это позволяет четко фиксировать усилие раздавливания ягоды, а следовательно повысить точность измерений. Кроме того, для измерения усилия отрыва ягод от кисти, в предложенном устройстве на нижнем торце измерительного стержня может быть закреплен вильчатый захват, а корпус установлен с возможностью его отделения от шта тива. Благодаря этому, отделив корпус от штатива, захвати в вильчатым захватом ягоду и приложив между кистью и корпусом усилие, определяют максимальное усилие, приложенное между кистью и ягодой до ее отделения от кисти, т.е. усилие отрыва. На чертеже показан общий вид устройства для определения механических свойств ягод, вид сбоку, с частичными разрезами. Устройство для определения механических свойств ягод содержит штатив 1 к стойке которого прикреплена консоль 2 на конце которой расположен зажим 3 с винтом 4. На штативе 1 с помощью зажима 3 и винта 4 установлен корпус 5. Сверху корпус 5 имеет верхнюю крышку 6, которая жестко прикреплена к корпусу. Снизу корпус 5 имеет резьбу 7 на которой установлена нижняя крышка 8. В верхней крышке 6 корпуса и нижней крышке 8 корпуса выполнены соосные направляющие, соответственно 9 и 10. В направляющих 9 и 10 установлен с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения измерительный стержень 11. На измерительном стержне 11 выполнен упор 12. Упор 12 упирается в верхнюю крышку 6 корпуса и ограничивает смещение измерительного стержня 11 вверх. Измерительный стержень 11 подпружинен относительно корпуса 5 цилиндрической пружиной сжатия 13. Пружина 13 одним торцом упирается в нижнюю крышку 8 корпуса, а вторым торцом - в упор 12, прижимая его к верхней крышке 6 корпуса. С помощью резьбового соединения 14 на верхнем торце измерительного стержня 11 закреплена нижняя грузовая площадка 15. На нижнем торце измерительного стержня 11с помощью резьбового соединения 16 закреплен вильчатый захват 17. На измерительном стержне 11 выполнена шкала 18. Шкала 18 расположена вдоль оси измерительного стержня 11, между верхней крышкой 6 корпуса и нижней грузовой площадкой 15. Шкала 18 размечена в единицах силы. На измерительном стержне 11, над верхней крышкой 6 корпуса установлен указатель 19. Указатель 19 установлен с возможностью перемещения вдоль измерительного стержня 11 и выполнен в виде пружинной шайбы, охватывающий с трением измерительный стержень 11. В верхней части штатива 1 над корпусом 5 выполнена направляющая 20. В направляющей 20 установлен, соосно с измерительным стержнем 11 и возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, силопередающий стержень 21. На силопередающем стержне 21, над нижней грузовой площадкой 15 с помощью резьбового соединения 22, закреплена верхняя грузовая площадка 23. На противоположном конце силопередающего стержня 21 выполнена головка 24. На силопередающий стержень 21 надета цилиндрическая пружина сжатия к 1, которая одним торцом упирается в штатив 1, а др угим торцом - в головку 24. Работает предложенное устройство для определения механических свойств ягод следующим образом. Для определения прочности ягод на раздавливание, ягоду помещают на нижнюю грузовую площадку 15. Указатель 19 сдвигают вниз по измерительному стержню 11 до упора в верхнюю крышку 6 корпуса. При этом, верхний обрез указателя 19 должен совпасть с началом шкалы 18. Если верхний обрез указателя 19 не совпадает с началом шкалы 18, то устройство подстраивают, приподнимая цилиндрическую пружину сжатия 13. а вместе с ней и измерительный стержень 11, закручивая нижнюю крышку 8 корпуса. Подстраивать устройство приходится при определении прочности плодов крупного размера и большого веса. При определении прочности мелких ягод подстройку устройства производить не приходится. После укладки ягоды и установки указателя 19 в начальное положение сдвигают силопередающий стержень 21 вниз, до контакта верхней грузовой площадки 23 с ягодой. После этого продолжают медленно сдвигать силопередающий стержень 21 вниз. Усилие сжатия передается через ягоду на нижнюю грузовую площадку 15 и далее на измерительный стержень 11, упор 12 и цилиндрическую пружину сжатия 13. Под действием силы, приложенной к пружине 13 она сжимается, и измерительный стержень 11 передвигается в направляющих 9 и 10 вниз. Указатель 19 упирается в верхнюю крышку 6 корпуса и не может смещаться вниз вместе с измерительным стержнем 11, поэтому шкала 18 перемещается относительно указателя 19 и деления шкалы 18 расположенные возле указателя 19 показывают сжимающее усилие приложенное к ягоде. Когда сжимающее усилие приложенное к ягоде достигает значения усилия раздавливания ягоды, ее оболочка разрывается и она сплющивается, при этом измерительный стержень 11 за счет энергии пружины 13 приподнимается вверх на высоту, равную высоте ягоды перед ее разрушением (сплющиванием). Указатель 19, будучи фрикционно связанным с измерительным стержнем 11, приподнимается вместе с ним, оставаясь у деления шкалы 18, соответствующем максимальному усилию, приложенному к измерительному стержню 11 перед сплющиванием ягоды. После разрушения ягоды отпускают силопередающий стержень 21, который, под действием пружины 25 возвращается в исходное положение. Под действием пружины 13 возвращается в начальное положение и измерительный стержень 11. На шкале 18, по делению, расположенному у указателя 19, определяют усилие раздавливания ягоды по которому судят о ее прочности. Для определения прочностных характеристик ягод и сочных плодов различных форм и габаритов применяются различные грузовые площадки, которые легко заменяются благодаря тому, что установлены на резьбе. Для определения усилия отрыва ягоды от кисти отпускают винт 4 и корпус 5 извлекают из зажима 3, отделяя его от штатива 1. Указатель 19 сдвигают вдоль измерительного стержня 11 до упора в верхнюю крышку 6 корпуса. Вильчатым захватом 17 захватывают ягоду и, придерживая кисть или ветку растения одной рукой, другой рукой тянут за корпус 5. При этом измерительный стержень 11, преодолевая сопротивление пружины 13, смещается в направляющих 9 и 10, выдвигаясь из корпуса. Шкала 18 смещается относительно указателя 19 и ее деления показывают усилие, приложенное к ягоде. При отрыве ягоды от кисти измерительный стержень 11 возвращается в первоначальное положение, а указатель 19, будучи фрикционно связанным с измерительным стержнем 11 "остается у отметки шкалы 18, соответствующей максимальному усилию, приложенному к ягоде перед ее отрывом. Для ягод различных форм и размеров Могут применяться различные вильчатые захваты 17, которые легко сменяются благодаря резьбовому соединению 16.