УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к специальным устройствам для обработки почвы и, в частности, для обработки контрольно-следовой полосы на границе.
Известен «Способ обработки почвы и устройство для его реализации» «Soil-working method and apparatus for carrying out the method» DE 3739437 (A1) 1989-06-01.
Способ предусматривает равномерное профилирование поверхности почвы в виде многочисленных желобов и пазов и, является заключительным этапом обработки почвы.
Устройство для реализации способа состоит из несущей конструкции, которая может быть установлена прямо или косвенно на тракторе и позволяет выбирать режимы профилирования, путем изменения положения профилирующих элементов относительно несущей конструкции.
Недостаток устройства заключается в том, что при осуществлении боронования и образования борозд в них осыпается почва, не позволяя формировать четкий профиль ввиду отсутствия продольных профилирующих направляющих.
Известен «Агрегат для профилирования контрольно-следовой полосы» патент на полезную модель RU №105792.
Недостатком агрегата является ненадежность соединения между собой профилирующих уголков конструкции ввиду разрушения мест их соединения по сварочным швам.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является «Агрегат для профилирования контрольно-следовой полосы», по патенту RU №122226.
Агрегат содержит прутки прямоугольного сечения, соединенные с гибкой сцепкой ряд параллельно расположенных стальных уголков, жестко соединенных между собой, разделенный на переднюю, горизонтальную и хвостовую части, при этом передняя часть уголков отогнута под углом α=15-50° к горизонтальной части, хвостовая часть под углом β=15-50° к горизонтальной части. Полки каждого уголка расположены симметрично друг другу относительно вертикальной плоскости, проходящей через стык полок каждого уголка, уголки в сборке выполнены равноотстоящими друг от друга, при этом полки смежных уголков жестко соединены между собой прутком прямоугольного сечения по всей длине рабочей части уголков, согласно полезной модели агрегат дополнительно содержит расположенные поверх уголков соединительные элементы, жестко соединяющие полки смежных уголков в передней части.
Недостаток агрегата заключается в том, что дополнительные элементы, расположенные поверх уголков, ни каким образом, не повышают ресурс работы устройства, потому что не соприкасаются с почвой и не делают его ремонтопригодным.
Кроме того, прутки прямоугольного сечения, соединяющие смежные уголки, не доходят до верхнего торца передней наклонной части, вследствие чего на этом участке образуются щели между смежными уголками.
При перемещении агрегата в процессе обработки почвы в области передней наклонной плоскости образуется естественный земляной вал, из которого через щели между смежными уголками почва попадает внутрь агрегата, нагружая переднюю часть, что приводит к изменению центровки и возникновению колебаний агрегата. Передняя его часть заглубляется в почву, увеличивая сопротивление перемещению агрегата, а задняя часть наоборот приподнимается, уменьшая полезную длину профилирующих элементов, вследствие чего вместо ровного профиля образуется волнообразная поверхность по ходу движения агрегата, ухудшающая качество полосы в целом.
Вместе с тем при работе полотна, при формировании ребристого профиля, основная нагрузка приходится на переднюю наклонную часть профилировщика, а именно зону изгиба профилирующих элементов. Прутки находящиеся между ними, выступающие за пределы плоскости нижней части полотна на определенное расстояние, принимают на себя часть нагрузки на истирание, но не формируют профиль и работают в нижнем горизонте почвы, а профиль формируется на поверхности. Профилирующие элементы в зоне изгиба, несут основную нагрузку на истирание и в большей мере подвержены абразивному износу.
Задачей полезной модели является повышение ресурса работы профилирующих элементов устройства, исключение попадания почвы внутрь устройства и рассыпание грунта за пределы профилировщика.
Поставленная задача достигается за счет того, что в устройстве для профилирования почвы, предпочтительно контрольно-следовой полосы, перемещаемом транспортным средством, содержащем продольные профилирующие элементы, образующие профилирующее полотно, с горизонтальным участком переходящим по меньшей мере с одной стороны, в наклонный участок под углом вверх, продольные вставки, размещенные между смежными профилирующими элементами, согласно полезной модели, продольные профилирующие элементы в зоне изгиба, сопряжения с горизонтальным и наклонным участками и за их пределами снабжены дополнительными вставками, размещенными со стороны, взаимодействующей с почвой.
Продольные профилирующие элементы образованы из профильных равнополочных уголков, ориентированных открытой частью уголка  в сторону обрабатываемой почвы, расположены в направлении движения устройства и закреплены на поперечных балках с зазором между собой, необходимым для установки вставок.
Каждый продольный профилирующий элемент, неразъемно соединен посредством сварки по меньшей мере, с двумя поперечными балками, соединенными между собой, по меньшей мере, одной продольной балкой.
Угол α наклона вверх профилирующих элементов на наклонном участке относительно горизонтального участка, образованный профилирующими элементами, составляет не более 45°.
Длина продольных вставок на наклонном участке меньше длины профилирующих элементов этого участка.
Продольные вставки размещенные между полками смежных продольных профильных уголков на горизонтальном и наклонном участках, выполнены прямоугольного сечения и взаимосвяывают смежные продольные профильные уголки.
Взаимосвязь продольных вставок со смежными продольными профильными уголками выполнена неразъемной посредством сварки участками швов, не менее чем в трех местах.
Взаимосвязь продольных вставок со смежными продольными профильными уголками может быть выполнена разъемной посредством резьбового соединения и осуществлено, по меньшей мере, двумя шпильками с шайбами и гайками, взаимодействующими с планкой, жестко закрепленной посредством сварки на наклонных полках смежных уголков.
Вместе с тем, продольные вставки могут быть выполнены как цельными на всей их длине, так и составными, по меньшей мере, состоящими из двух участков, что расширяет технологические возможности изготовления и ремонта вставок.
Поверхности несъемных и съемных продольных вставок, взаимодействующих с почвой, имеют износостойкое покрытие.
Каждая дополнительная вставка, размещенная со стороны, взаимодействующей с почвой, выполнена в виде отрезка профильного равнополочного уголка, изогнутого в соответствии с местом установки в профильный уголок каждого профилирующего элемента и установлена в него, при этом верхний торец дополнительной вставки расположен равным или плюс-минус 20 мм относительно верхнего торца продольной вставки на наклонном участке, а ее длина на горизонтальном участке составляет менее длины этого горизонтального участка.
Так же каждая дополнительная вставка в виде профильного уголка неразъемно соединена с продольными вставками, размещенными между смежными профилирующими элементами, например посредством электросварки, при этом поверхности каждой дополнительной вставки в виде уголка, взаимодействующие с почвой, имеют износостойкое покрытие.
Вместе с тем износостойкое покрытие на продольных и дополнительных вставках выполнено специальным наплавочным электродом, например марки Т-590.
На наклонном участке профилирующего полотна, проходящей по биссектрисе каждого крайнего равнополочного уголка профилирующего элемента, установлены и закреплены с помощью электросварки щеки.
Кроме того, профилирующие элементы в верхней части наклонного участка с его наружной стороны снабжены взаимосвязанным с ними защитным листом, закрывающим участок, на котором отсутствуют продольные вставки, при этом длина l защитного листа определена расстоянием между щеками, расположенных по краям наклонной части профилирующего полотна.
Взаимосвязь защитного листа с профилирующими элементами наклонного участка осуществлена неразъемной, посредством электросварки, при этом сварка осуществлена точечным или прерывистым швом по периметру листа и не менее, чем с крайним и средним профилирующими элементами.
Все детали устройства изготовлены из стального профильного и листового проката.
Для соединения с транспортным средством при транспортировании или рабочем перемещении устройство снабжено жесткой или гибкой (не показано) сцепкой.
Достигнутый технический результат заключается в том, что дополнительные вставки, выполненные в виде отрезка профильного уголка и установленные в продольный профильный уголок каждого профилирующего элемента, размещенные со стороны взаимодействующей с почвой, предотвращают износ основных профилирующих элементов и повышают ресурс работы устройства.
Кроме того, съемные продольные вставки, закрепленные резьбовым соединением с профилирующими элементами, позволяют сделать устройство ремонто-пригодным, так как в случае износа дополнительных вставок в виде уголков, они удаляются совместно с продольными вставками (передними частями составных вставок) и меняются на новые.
Вместе с тем, наличие металлического листа, закрепленного на профилирующих элементах наклонного участка предотвращает попадание почвы внутрь устройства, исключая таким образом, возможность изменения его положения, центровки и давления на почву, что и обеспечивает получение заданного профиля на всей длине обработки почвы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
- фиг. 1. Общий вид устройства в 3D модели, вид сверху;
- фиг. 2. Общий вид устройства в 3D модели, вид снизу;
- фиг. 3. Сечение Α-A с фиг. 5 с разъемными продольными вставками (повернуто).
- фиг. 4. Сечение Α-A с фиг. 5 с неразъемными продольными вставками (повернуто).
- фиг. 5. Вид сбоку на отдельный усиленный профилирующий элемент;
- фиг. 6. Общий схематичный вид устройства сбоку.
- фиг. 7. Сечение Б-Б с фиг. 6
Устройство для профилирования почвы (фиг. 1, 2), предпочтительно контрольно-следовой полосы, предназначено для перемещения его транспортным средством, например трактором.
Устройство для профилирования почвы, предпочтительно контрольно-следовой полосы, содержит продольные профилирующие элементы 1, образующие горизонтальный участок 2, переходящий по меньшей мере, с одной стороны в наклонный участок 3 вверх под углом не более чем 45° относительно горизонтального участка.
Продольные профилирующие элементы 1 образованы из профильных равнополочных уголков 4, ориентированных открытой частью уголка  вниз, расположены в направлении движения устройства с зазором между собой, необходимым для установки вставок.
При этом каждый продольный профилирующий элемент 1, неразъемно соединен посредством электросварки по меньшей мере, с двумя поперечными балками 5, соединенными между собой, по меньшей мере, одной продольной балкой 6.
Между смежными профилирующими элементами 1 размещены, продольные вставки 7, при этом длина продольных вставок 7 на наклонном участке 2 меньше длины профилирующих элементов 1 этого участка.
Продольные вставки 7 размещенные между полками смежных продольных профильных уголков 4 на горизонтальном 2 и наклонном 3 участках, выполнены прямоугольного сечения и взаимосвяывают смежные продольные профильные уголки 4.
Взаимосвязь продольных вставок 7 со смежными продольными профильными уголками 4 выполнена неразъемной, посредством электросварки участками швов не менее, чем в трех местах (фиг. 3).
Кроме того, взаимосвязь продольных вставок со смежными продольными профильными уголками 4 может быть выполнена разъемной за счет резьбового соединения, в виде съемных вставок 8, при этом каждая вставка 8 содержит, по меньшей мере, две шпильки 9, шайбы 10, гайки 11, взаимодействующие с планкой 12, жестко закрепленной посредством сварки, между наклонными полками смежных уголков 4 (фиг. 4).
Вместе с тем, продольные вставки 7 и 8 могут быть выполнены как цельными на всей их длине, так и составными, по меньшей мере, состоящими из двух участков, что расширяет технологические возможности изготовления и ремонта вставок.
В целях повышения износостойкости, поверхности несъемных 7 и съемных 8 продольных вставок, взаимодействующие с почвой, имеют износостойкое покрытие.
В целях повышения сроков эксплуатации устройства, в зоне изгиба 13 сопряжения с горизонтальным 2 и наклонным 3 участками и за их пределами, профилирующие элементы 1 снабжены дополнительными вставками 14 (фиг. 3, 4, 5), каждая из которых выполнена в виде отрезка профильного равнополочного уголка, изогнутого в соответствии с местом установки в профилирующий элемент 1 со стороны, взаимодействующей с почвой.
Каждая дополнительная вставка 14 установлена верхним торцом 15 равной или плюс-минус 20 мм относительно верхнего торца продольной вставки на наклонном участке, при этом длина дополнительной вставки на горизонтальном участке составляет менее длины этого горизонтального участка.
Каждая дополнительная 14 вставка в виде профильного равнополочного уголка изогнутого в соответствии с местом установки в каждый профилирующий элемент, не разъемно соединена с продольными вставками 7, 8, размещенными между смежными профилирующими элементами 1, например, посредством сварки.
Поверхности каждой дополнительной вставки 14 в виде уголка, взаимодействующие с почвой, имеют износостойкое покрытие, повышающее ресурс их работы.
Износостойкое покрытие на продольных вставках 7, 8 и дополнительных вставках 14 выполнено специальным наплавочным электродом, например марки Т-590.
Кроме того, чтобы почва из образовавшегося земляного вала не пересыпалась по краям за пределы профилирующего полотна, на его наклонном участке 3 с каждой стороны профилирующего полотна, по биссектрисе внутреннего угла равнополочного уголка 4 крайнего профилирующего элемента 1 неподвижно, посредством сварки закреплена щека 17 (фиг. 6, 7).
Щека 17, имеет форму неравнобокого треугольника 18 со скругленной вершиной. Каждая щека 17 связана с крайним профильным равнополочным уголком 4 планкой 19, выполненной в виде трапеции, закрепленной посредством сварки. При этом, нижнее основание планки 19 закреплено к уголку 4, а верхнее основание закреплено к щеке 17.
Вместе с тем, в целях исключения попадания почвы внутрь устройства, которая может изменить центровку полотна и, вследствие этого повлиять на качество получаемого профиля поверхности грунта, а также и для придания дополнительной жесткости конструкции, профилирующие элементы 1 в верхней части наклонного участка 3 с его наружной стороны снабжены взаимосвязанным с ними защитным листом 20 (фиг. 2, 7), закрывающим участок, на котором отсутствуют продольные вставки 7, 8, при этом длина l защитного листа определяется расстоянием между щеками 17, расположенным по краям наклонной части 3 профилирующего полотна.
Взаимосвязь защитного листа 20 с профилирующими элементами 1 наклонного участка 3 осуществлена неразъемной, посредством электросварки, при этом сварка выполнена точечным или прерывистым швом по периметру листа 20 и не менее, чем с крайними и средним профилирующими элементами 1.
Все детали устройства изготовлены из стального профильного и листового проката.
Устройство транспортируется транспортным средством и для этого снабжено жесткой 16 или гибкой (не показано) сцепкой для соединения с транспортным средством при его транспортировании или рабочем перемещении.
Устройство используется следующим образом:
В транспортном положении устройство соединяют жесткой сцепкой 16 с транспортным средством. В рабочем положении устройство соединено с транспортным средством гибкой сцепкой (не показано). При движении устройства по рыхлой или предварительно прорыхленной почве, контрольно-следовой полосы перед наклонным участком 3 образуется естественный неравномерный земляной вал. Защитный лист 20, закрывающий щели между смежными профильными элементами 1, 4 на наклонном участке 3, не позволяет проникать почве внутрь устройства, в его переднюю часть и таким образом, увеличивать массу и центровку устройства, что обеспечивает получение качественного профиля обработанной полосы.
Кроме того, щеки 17, закрепленные по краям наклонного участка 3 профилирующего полотна, препятствуют рассыпанию обрабатываемой почвы из земляного вала, образовавшегося перед наклонной частью устройства, за габариты ширины профилириующего полотна, исключая тем самым появление нежелательных огрехов ребристого профиля полосы.
Кроме того, наиболее нагруженное место сопряжения наклонного участка 3 с горизонтальным участком 2 профилирующих элементов 1, принимающее основную нагрузку на истирание, снабжено дополнительными вставками 14, размещенными с внешних сторон профилирующих элементов 1, в связи с чем, при движении устройства, происходит износ не основных профильных элементов 1, а дополнительных вставок 14 которые, в случае износа могут быть заменены.
Устройство успешно прошло испытания и запущено в производство на предприятии ООО ПКФ «Вятка-АгроДизель».