Динамометр
Предлагаемое изобретение относится к технике измерения динамометром статического и динамического усилия максимального изгиба растения при воздействии на него сельскохозяйственного орудия. Техническим результатом является увеличение точности измерения усилия изгиба растения, например сорного. Динамометр содержит опору, П-образный корпус с торцовыми основаниями, пружину, захват, ползун, толкатель и шкалу. Захват выполнен в виде прямого жесткого стержня, свободный конец которого загнут в горизонтальной плоскости, обеспечивая тем самым охват стебля растения, а в торцовых основаниях П-образного корпуса выполнены сквозные отверстия для ориентации захвата. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к технике измерения статического и динамического усилия растяжения и может быть использовано для определения усилия максимального изгиба растения, например сорного, при воздействии на него сельскохозяйственного орудия, например культиватора огневого.
Для борьбы с сорными растениями предложены «Способ термической обработки сорных растений» [1] и «Способ термической (огневой) обработки семян сорных растений» [2], в которых их реализация осуществляется наклоном растения до предела упругой деформации его стебля.
Существующая теория сопротивления материалов, к сожалению, не позволяет определить предельный наклон растения при изгибе (до излома). Поэтому для конструирования и регулировки новых машин используют опытные данные. Такие данные были использованы при разработке машин для уборки льна, кукурузы и хлопчатника [3].
Предельный наклон растений зависит от их модуля упругости, который различен в силу различия внутреннего строения (сечения) стебля самого растения (сплошной, трубчатый), диаметра растения, его тургора.
Данные о предельной упругой деформации сорных растений позволят: определить наименьшую от поверхности почвы высоту их обработки пламенем, обеспечивающей высокую эффективность поражения как самих растений, так и их семян; установить максимальный уровень повышения температуры почвы, при котором сохраняются все группы микроорганизмов, участвующих в почвообразовании, т.е. обеспечивающем экологическую чистоту огневой обработки; определить оптимальную скорость движения огневого культиватора; определить оптимальные сроки обработки сорных растений.
Определение максимального усилия изгиба растения включает в себя следующие операции: охват стебля растения захватом динамометра на некоторой высоте от поверхности почвы, горизонтальное перемещение динамометра, при этом захват наклоняет стебель растения, скользит по нему, а по прекращении контакта стебель растения выпрямляется, при этом максимальное усилие должно быть зафиксировано работником, ведущим измерение.
Дальнейшие измерения усилия изгиба растений заключаются в последующем уменьшении высоты охвата стебля растения от поверхности почвы захватом динамометра до момента излома растения, который произойдет при максимальном усилии воздействия на него захватом динамометра.
Известен динамометр для определения усилия растяжения [4].
Использование известного динамометра для определения усилия максимального изгиба растения, например сорного, приводит к существенным ошибкам и соответственно недостоверным данным. Низкая точность измерения указанным динамометром объясняется тем, что по достижении максимального изгиба (до излома) растения и освобождения его от контакта с захватом динамометра оно (растение) быстро выпрямляется и также быстро возвращается в нулевое положение ползун динамометра. Скоротечность этого процесса не позволяет с достаточной точностью зафиксировать величину максимального усилия и, следовательно, получить достоверные данные.
Известен динамометр с записывающим устройством [5]. Измеряемое усилие данным динамометром фиксируется самописцем на бумажной ленте.
Однако для определения фактического усилия необходимо проводить расшифровку полученных диаграмм, что требует определенных затрат времени и приводит к уменьшению точности измерения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является динамометр [6] - прототип, содержащий опору, пружину, шкалу, ползун, захват и ручку.
Указанный динамометр имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что при измерении усилия механического воздействия на растение в горизонтальном направлении, т.е. перпендикулярно стеблю, захват при контакте и воздействии на растение, в силу свободного выхода пружины из опоры и упругих свойств стебля растения, будет скользить по стеблю к вершине и отклоняться вверх, тем самым увеличивая первоначальную высоту контакта захвата с растением от поверхности почвы, не обеспечивая соответственно точности измерения.
Установка и закрепление в нижней части опоры заглушки с отверстием для прохождения захвата приведет при проведении измерения к перекосу его в заглушке и соответственно к заклиниванию.
Целью предлагаемого изобретения является увеличение точности измерения усилия изгиба растения, например, сорного.
Это достигается тем, что захват выполнен в виде прямого жесткого стержня, а в торцовых основаниях П-образного корпуса выполнены сквозные отверстия для ориентации захвата.
На фигуре 1 изображен динамометр, вид спереди; на фигуре 2 - то же, вид сверху; на фигуре 3 - то же, вид сбоку.
Динамометр включает опору 1 с жестко прикрепленным к ней П-образным корпусом 2 с торцовыми стенками 3 и 4 и жестко прикрепленной к ней пружиной 5. К пружине 5 одним концом прикреплен захват 6, выполненный в виде прямого жесткого (предпочтительно круглого сечения) стержня, другой (свободный) конец загнут в горизонтальной плоскости для обеспечения охвата стебля растения. На захвате 6 вертикально и жестко закреплен толкатель 7. На горизонтальной стороне П-образного корпуса 2 имеется прорезь 8 для выхода толкателя 7, нанесена градуировка шкалы 9 и подвижно установлен ползун 10.
Работа с динамометром осуществляется следующим образом.
В месте охвата растения захватом 6 измеряют его диаметр (растения). Ползун 10 отводят в крайнее (нулевое) положение. Захватом 6 на определенной высоте от поверхности почвы охватывают стебель растения (сорняка) и строго горизонтально перемещают опору 1. Испытывая определенное сопротивление растения на изгиб, пружина 5 растягивается, увлекает захват 6 и толкатель 7, закрепленный на захвате 6, который в свою очередь перемещает по шкале 9 ползун 10. Растяжение пружины 5 продолжается до выравнивания усилия ее деформации максимальному усилию изгиба стебля растения. Изменяя (уменьшая) высоту охвата стебля растения захватом 6, можно определить максимальное усилие для излома растения, которое определяется по статическому положению ползуна 10 на шкале 9. При проведении измерений работник имеет возможность наблюдать за динамикой усилия изгиба растения (сорного) и быстро снимать показания.
Полученные данные позволят определить модуль упругости при изгибе различных видов сорных растений.
Для обеспечения гарантированного горизонтального перемещения динамометра относительно поверхности почвы его можно перемещать по твердой горизонтальной поверхности, расположенной на поверхности почвы (например, доске).
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Пустовалова Е.В., Пустовалов B.C. и Пустовалов А.В. Способ термической обработки сорных растений. Патент РФ №2112376, кл. А 01 М 21/04, 1993, опубл. 10.06.98, бюл. №16.
2. Пустовалов А.В., Шиповский А.К. и Пустовалов B.C. Способ термической (огневой) обработки семян сорных растений. Патент РФ №2229228, опубл. 27.05.04, бюл.№15.
3. Синяговский И.С. Сопротивление материалов. - Госудизд. с/х литературы. М. 1958, 432 с.
4. Алеков Н.С. Исследование процесса деления ряда смородины при поточной уборке урожая. Дисс. на соискание ученой степени канд. тех. наук, Мичуринск. 1974.
5. Оценка и подбор сортов черной смородины для машинной уборки плодов. Методические рекомендации. Мичуринск. 1988.
6. Пустовалов B.C. и Хмыров В.Д. Динамометр. Патент Р.Ф. №2071042 на изобретение «Динамометр», 10.06.1993.
Динамометр, содержащий опору, укрепленный на ней П-образный корпус с торцевыми основаниями, пружину, прикрепленную к основанию, захват, прикрепленный одним своим концом к пружине и имеющий свободный конец, загнутый в горизонтальной плоскости и обеспечивающий охват стебля растения, ползун, толкатель и шкалу, отличающийся тем, что захват выполнен в виде прямого жесткого стержня, а в торцовых основаниях П-образного корпуса выполнены сквозные отверстия для ориентации захвата.
