УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к специальным устройствам для обработки почвы и, в частности, для обработки контрольно-следовой полосы на границе.
Известен «Агрегат для профилирования контрольно-следовой полосы» патент RU №105792.
Агрегат для профилирования контрольно-следовой полосы, содержащий 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, при этом полки каждого уголка расположены симметрично друг другу относительно вертикальной плоскости, проходящей через стык полок каждого уголка, отличающийся тем, что дополнительно содержит прутки прямоугольного сечения, 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.
В процессе обработки почвы, перед профилирующим полотном образуется естественный неравномерный земляной вал, большая часть которого сосредотачивается в центральной части и меньшая по его краям. В результате профилировщик перемещается центральной частью по возвышенному участку почвы.
Недостаток агрегата заключается в том, что профилирующие элементы, формирующие профиль обрабатываемой почвы, расположены в горизонтальной плоскости, и в процессе обработки почвы крайние профилирующие элементы или зависают в воздухе или оставляют менее глубокий профиль. Получается некачественный профильный след.
Известен «Агрегат для профилирования контрольно-следовой полосы» патент RU №136948.
Агрегат содержит ряд параллельно расположенных стальных уголков, жестко соединенных между собой прутками прямоугольного сечения по всей длине рабочей части уголков, 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°.
Кроме того, агрегат дополнительно содержит прутки, выполненные из стали, имеющей более высокую износостойкость на истирание по сравнению с прутками, жестко соединяющими полки смежных уголков и жестко установленными в виде накладок на этих прутках.
Недостатком агрегата, является то, что установка дополнительных накладок на прутки, увеличивает расстояние профилирующих элементов до поверхности обрабатываемой почвы, и что профилирующие элементы, формирующие профиль обрабатываемой почвы, расположены в горизонтальной плоскости, и не обеспечивают получения качественного профиля, крайними профилирующими элементами.
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, повышают жесткость конструкции, но формирующий профиль рабочего профильного полотна остается расположенным в горизонтальной плоскости, и в процессе обработки почвы крайние профилирующие элементы или зависают в воздухе или оставляют менее глубокий профиль. Получается некачественный профильный след.
В целях получения нормального следа по всей ширине профилирующего полотна необходимо добавлять на него балластный груз, который во-первых: является дополнительным оборудованием, во-вторых: его необходимо транспортировать к месту выполнения работ, и как-то закреплять, в третьих: балласт увеличивает сопротивление при перемещении профилирующего полотна, а значит и увеличивает расход горючего топлива и в четвертых: при увеличении вертикальной нагрузки на полотно, происходит более интенсивный абразивный износ профилирующих элементов.
Задачей полезной модели является повышение качества получаемого профиля на обрабатываемой почве по всей ширине профилирующего полотна.
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 съемные или несъемные вставки, размещенные между смежными профилирующими элементами, согласно полезной модели, горизонтальный участок профилирующего полотна в поперечном сечении со стороны, взаимодействующей с почвой, выполнен со стрелой прогиба h вверх относительно плоскости, проходящей через крайние продольные профилирующие элементы.
Продольные профилирующие элементы образованы из равнополочных профильных 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, через определенное расстояние 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°.
Продольные вставки, размещенные между полками смежных продольных профильных уголков на горизонтальном и наклонном участках, выполнены прямоугольного сечения и взаимосвязаны со смежными продольными профильными уголками участками швов не менее, чем в трех местах.
Поверхности несъемных и съемных продольных вставок, взаимодействующих с почвой, имеют износостойкое покрытие. Кроме того, продольные вставки могут быть, как цельными на всей их длине, так и составными, по меньшей мере, состоящими из двух участков.
Для получения качественного профиля по всей ширине обрабатываемой полосы профилирующее полотно выполнено в виде арочной конструкции, при этом очертание, образующее стрелу прогиба h, имеет форму дуги - кривой второго порядка, например, окружности или эллипса.
Кроме того, очертание, образующее стрелу прогиба h, может быть выполнено в виде катетов равностороннего треугольника или в виде граней многоугольника.
Вместе с тем, не зависимо от очертания профиля, формирующего стрелу прогиба h, ее величина составляет h=25±15 мм.
Кроме того, для исключения деформаций при транспортировании и при выполнении работы, устройство снабжено боковинами, закрепленными по краям профилировщика, взаимосвязывая, по меньшей мере, наклонную и горизонтальную участки полотна с каждой боковой стороны профилирующего полотна.
Все детали устройства выполнены из стального профильного и листового проката.
Для соединения устройства с транспортом, оно снабжено гибкой или жесткой сцепкой при его транспортировании или рабочем перемещении.
Достигнутый технический результат заключается в том, что повышается качество получаемого профиля на обрабатываемой почве, которое обеспечивается поперечным профилем профилирующего полотна со стрелой прогиба h вверх относительно плоскости, проходящей через крайние продольные профилирующие элементы, практически повторяющим обрабатываемый реальный профиль почвы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
- фиг. 1. Общий вид устройства в 3D модели, вид сверху;
- фиг. 2. Сечение A-A с фиг. 1 с неразъемными продольными вставками (повернуто);
- фиг. 3. Сечение A-A с фиг. 1 с разъемными продольными вставками (повернуто);
- фиг. 4. Схематичный профиль очертания в виде кривой второго порядка, образующего стрелу прогиба h;
- фиг. 5. Схематичный профиль очертания в виде катетов равностороннего треугольника, образующих стрелу прогиба h.
- фиг. 6. Схематичный профиль очертания в виде граней многоугольника, образующего стрелу прогиба h;
- фиг. 7. Схематичный вид устройства сбоку.
Устройство для профилирования почвы (фиг. 1), предпочтительно контрольно-следовой полосы, содержит продольные профилирующие элементы 1, образующие профилирующее полотно с горизонтальным участком 2, переходящим, 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  в сторону обрабатываемой почвы, с наклоном полок уголка под углом 45° к вертикали, 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 (фиг. 2), при этом длина продольных вставок 7 на наклонном участке 3 меньше длины профилирующих элементов 1 этого участка.
Продольные вставки 7 размещенные между полками смежных продольных профильных уголков 1 на горизонтальном 2 и наклонном 3 участках, выполнены прямоугольного сечения и взаимосвязывают смежные продольные профильные уголки 4.
Взаимосвязь продольных вставок 7 со смежными продольными профильными уголками 4 выполнена неразъемной посредством сварки (фиг. 2) участками швов, не менее, чем в трех местах.
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 и прижимную планку 12 (фиг. 3).
Вместе с тем, продольные вставки 7 и 8 могут быть выполнены как цельными на всей их длине, так и составными (фиг. 7), 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.
Для обеспечения качественного профилирования почвы, горизонтальный участок профилирующего полотна в продольном направлении выполнен в форме арки, которая в поперечном сечении со стороны, взаимодействующей с почвой имеет стрелу прогиба h вверх относительно плоскости, проходящей через крайние продольные профилирующие элементы (фиг. 4-6).
Очертание, образующее стрелу прогиба h, может иметь различную форму в виде дуги 13 кривой второго порядка, например, окружности или эллипса, катетов 14 равностороннего треугольника или граней 15 многоугольника.
Величина стрелы прогиба h составляет h=25±15 мм.
При значениях h более 40 мм. образуется просвет между почвой и средней частью и профилирующее полотно не оставляет на почве необходимого профиля по центру профилирующего полотна.
При значениях h менее 10 мм. образуется просвет между почвой и крайними профилирующими элементами и профилирующее полотно не оставляет на почве след по краям профилирующего полотна.
Для транспортирования или рабочего перемещения, устройство снабжено гибкой (не показано) или жесткой сцепкой 16 для соединения с транспортным средством.
Кроме того, для исключения деформаций профилирующего полотна, при его работе и транспортировании оно с каждой боковой стороны снабжено боковиной 17, выполненной из листа 18 (фиг. 7). Каждая боковина 17 закреплена посредством сварки к полке крайнего профильного уголка 4 и взаимосвязывает наклонные и прямолинейный участки профилирующего полотна, увеличивая его жесткость в продольном и поперечном направлениях.
В конструкции устройства все детали выполнены из стального профильного и листового проката, что снижает себестоимость его изготовления.
Устройство используется следующим образом.
В транспортном положении устройство соединяют жесткой сцепкой 16 (фиг. 1, 7) с транспортным средством. В рабочем положении устройство соединено с транспортным средством гибкой сцепкой (не показано) и транспортируется по обрабатываемой почве.
При движении устройства по рыхлой или предварительно прорыхленной почве, контрольно-следовой полосы перед наклонным участком профилирующего полотна образуется естественный неравномерный земляной вал, убывающий по высоте от центра к краям, при этом в направлении движения высота вала в середине превышает его высоту по краям. Арочная конструкция профилирующего полотна приближает его профиль к естественному профилю почвы, образующемуся в процессе обработки и таким образом, необходимый профиль почвы получается по всей ширине профилирующего полотна.
Кроме того, боковины 17, придают жесткость конструкции профилирующего полотна и предотвращают деформации в горизонтальной плоскости.
Устройство успешно прошло испытания и запущено в производство на предприятии ООО ПКФ «Вятка-АгроДизель».