Обоснована необходимость определения физико-механических свойств ягод при их уборке: усилия отрыва, усилия раздавливания, предела прочности кожицы и коэффициента относительной прочности ягод. В существующих приборах не определяется предел прочности кожицы, так как площадь пятна контакта плунжера с поверхностью ягоды в этом случае неизвестна. В момент отрыва и раздавливания ягоды измеряемая сила резко уменьшается и разгружает устройство захвата и раздавливания, которое благодаря своим упругим свойствам и массе может совершать свободные колебания и создавать паразитные силы, воспринимаемые датчиком. Создан специальный силоизмерительный стенд для определения особенностей измерения механических свойств ягод. Приведена методика исследования зависимостей усилия раздавливания и предела прочности кожицы ягод от диаметра и площади пятна контакта плунжера с поверхностью ягоды. Получены зависимости усилия раздавливания и предела прочности кожицы ягод от диаметра и площади раздавливающего плунжера на однородных по размеру и спелых ягодах облепихи Алтайская и черной смородины Здоровье. Зависимости аппроксимируются линейными, полиномиальными и степенными функциями, что позволяет определять предел прочности кожицы ягод при неизвестной площади пятна контакта плунжера и ягоды. Результаты исследований, полученные на силоизмерительном стенде, использованы при разработке экспериментального образца микропроцессорного прибора «ПЛОДТЕСТ-2» для измерения усилия отрыва, усилия раздавливания, предела прочности кожицы и коэффициента относительной прочности ягод. Проведенные испытания микропроцессорного прибора в диапазоне измерений силы от 0,10 до 6,00 Н показали высокую точность измерения. Предел систематической составляющей и предел среднеквадратического отклонения случайной составляющей основной абсолютной погрешности измерения силы соответственно ±0,008 и ±0,009 Н.
There is grounded a need to determine physical-mechanical properties of berries when harvested: tearaway force, crushing force, tensile strength of the berry skin, and relative skin strength factor. The tensile strength of the berry skin can not be determined by the existing instruments because the contact area between the plunger and the skin surface is unknown in this case. At the moment of tearing away and crushing of a berry, the force measured sharply decreases and unloads the device for berry capture and crushing, which makes free oscillations due to its elastic properties and weight, and creates parasitic forces perceived by the sensor. A special force-measuring stand was developed to determine features of measuring mechanical properties of berries. There is given the method for studying the crushing force and tensile strength of the berry skin depending on the diameter and the contact area between the plunger and the skin surface. The dependences between the crushing force and tensile strength of the berry skin and the diameter and the area of crushing plunger were obtained from berries of Altaiskaya cultivar of sea buckthorn and Zdorovye cultivar of black currant that were ripe and uniform in their sizes. The dependences are well approximated by linear, polynomial and power functions that allow determining the tensile strength of the berry skin when the contact area between the plunger and the berry is unknown. The research results obtained by means of the force-measuring stand were used for developing a pilot microprocessor-based device PLODTEST-2 to measure tearaway force, crushing force, tensile strength of the berry skin, and relative skin strength factor. The tests of the device in a force measurement range from 0.10 to 6.00 N have shown the high accuracy of measurement. The limits of the systematic component and the mean square deviation of the random component of the main absolute error in force measurements are ±0.008 and ±0.009 N, respectively.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.