Система вертикального обробітку ґрунту

Реферат: Заявлена система вертикального обробітку ґрунту містить основну раму, орієнтовану від задньої частини до переднього кінця в напрямку руху при протягуванні сільськогосподарським транспортним засобом, щонайменше два ряди угнуто-рифлених дискових ножів, закріплених на основній рамі. Угнуто-рифлені дискові ножі з'єднані з основною рамою через вісь з можливістю їх обертання при взаємодії з ґрунтом, що проходить під основною рамою, на глибині, необхідній для обробітку ґрунту. Кожний угнуто-рифлений дисковий ніж має множину виступів і жолобів, сформованих по зовнішній периферії угнуто-рифлених дискових ножів і направлених всередину від зовнішньої периферії. Щонайменше один елемент, що забезпечує направлений вниз тиск, приєднаний до основної рами в положенні, найбільш наближеному до задньої частини основної рами відносно положення угнуто-рифлених ножів, і здійснює направлений вниз тиск, який знижує і демпфірує переміщення основної рами, що викликається обертальною взаємодією угнуто-рифлених дискових ножів з ґрунтом. UA 101466 C2 (12) UA 101466 C2 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить до знарядь для обробітку ґрунту, і, більш конкретно, до знарядь для обробітку ґрунту, які використовують обертові ножі. Добре відомо, що для досягнення найкращої продуктивності ділянки землі, землероб повинен виконати механічний обробітку ґрунту, звичайно, за допомогою операції орання. Типові операції механічної обробітку ґрунту включають в себе орання, боронування і підґрунтове розпушення. Сучасні землероби виконують ці операції обробітку ґрунту шляхом протягування знаряддя для обробітку ґрунту за моторизованим трактором. Залежно від сільськогосподарської культури і характеристик ґрунту, землеробу необхідно виконати декілька операцій обробітку ґрунту в різний час протягом циклу вирощування сільськогосподарської культури, щоб правильним чином підготувати землю відповідно до вибраної сільськогосподарської культури. Один з видів операції обробітку ґрунту передбачає, що ряди або групи дискових ножів протягують через ґрунт на глибині між 3 і 6 дюймами, щоб зруйнувати грудки або брили ґрунту, а також старий рослинний матеріал, щоб (1) забезпечити більш прийнятну для вирощування рослин структуру ґрунту і (2) вирівняти поверхню ґрунту. Конструкція груп знарядь для обробітку ґрунту і дискових ножів, що їх складають, буде визначатися якістю і кількістю проходів, необхідних для ефективної обробітку ділянки землі. Наприклад, коли група паралельних плоских дискових ножів протягується через ґрунт, при цьому вони орієнтовані таким чином, що їх вісь обертання перпендикулярна напрямку протягування, це буде не дуже ефективно для обробітку ґрунту. Щоб поліпшити процес обробітку ґрунту, фахівці в даній галузі техніки спробували змінити кут орієнтації групи. Однак збільшений кут орієнтації групи може привести до ускладнень. При збільшеному куті орієнтації групи будуть залишатися великі грудки ґрунту, які можуть потребувати декілька проходів для їх роздрібнення. Крім того, бічний тиск ґрунту на бічні сторони плоских дискових ножів або дискових ножів, що мають тільки неглибоку угнутість від 1,25 до 1,69 дюйма, буде часто ламати диски. Щоб збільшити міцність дискового ножа, він може бути виконаний з більшою угнутістю. Однак збільшення угнутості дискових ножів для поліпшення їх міцності сприяє формуванню небажаного ущільненого шару. Таким чином, знаряддя для обробітку ґрунту, що включають в себе дискові ножі, мають ряд недоліків. По-перше, для правильної підготовки ґрунту і прорізання через важкі пожнивні залишки можуть бути потрібні декілька проходів знаряддя для обробітку ґрунту по одній ділянці землі. Якщо потрібне виконання декількох проходів, це веде до того, що землероб буде нести збільшені витрати, пов'язані з кількістю часу і пального, необхідного для підготовки місця під посів. Відомі знаряддя для обробітку ґрунту обмежені в швидкості, яка не перевищує приблизно 6 миль за годину. Швидкості, які перевищують 6 миль за годину, ведуть до вертикального підйому знаряддя для обробітку ґрунту, в результаті чого ножі взаємодіють з ґрунтом на глибині менше ніж 3-6 дюймів. Якщо це відбувається, ножі будуть обробляти ґрунт неефективно, або, якщо ножі будуть примусово залишатися в ґрунті, це може привести до зростання виходу дискових ножів з ладу через збільшений тиск, прикладений до дискових ножів ґрунтом на великих швидкостях. По-друге, існуючі культиватори ущільнюють ґрунт під підготовленим місцем для посадки. Цей шар ущільненого ґрунту перешкоджає пророщуванню рослин, розвитку коріння і збору врожаю. Наявність ущільненого шару ґрунту може вимагати додаткової операції обробітку ґрунту, такої як орання, для руйнування ущільненої землі, щоб уникнути проблем слабкого поглинання води і слабкого закріплення сільськогосподарських культур в ґрунті. Таким чином, є необхідність в знарядді для обробітку ґрунту, яке виконане з можливістю здійснення повної обробітку ґрунту за один прохід, і яке виконане з можливістю його переміщення на великих швидкостях без надмірного пошкодження дисків або формування ущільненого шару. Даний винахід вирішує вищезгадані проблеми шляхом створення системи вертикального обробітку ґрунту, яка включає в себе угнуто-рифлені дискові ножі. Даний винахід використовує угнуто-рифлений дисковий ніж, наприклад такий, як описаний в патенті США номер 5649602, або інші угнуто-рифлені дискові ножі, включені тут шляхом посилання, який переміщує ґрунт не тільки в бічному напрямку, але також вгору і від підґрунтового шару. Дане переміщення ґрунту значно зменшує ущільнення підґрунтя. Крім того, угнуто-рифлений дисковий ніж виконаний з можливістю прорізання важких пожнивних залишків. Інша перевага полягає в тому, що на відміну від деяких інших систем обробітку ґрунту, система за даним винаходом може бути використана як для осіннього, так і для весняного обробітку ґрунту. Вона формує місце під посадку, яке є вирівняним і однаковим, і не буде залишати прорізаних щілин, які мають схильність до висихання. Система вертикального обробітку ґрунту задовольняє давно випробувану потребу в знарядді для обробітку ґрунту, яке 1 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 здатне відрізати мертвий рослинний матеріал і вирівнювати поверхню ґрунту за один прохід, не залишаючи ущільненого шару ґрунту. Відповідно до одного аспекту винаходу, розкривається система вертикального обробітку ґрунту, яка включає в себе основну раму, що йде від заднього кінця до переднього кінця в напрямку пересування, коли її тягнуть сільськогосподарським транспортним засобом. Система вертикального обробітку ґрунту також включає в себе щонайменше два ряди угнуто-рифлених дискових ножів, які підтримуються основною рамою, причому угнуто-рифлені дискові ножі приєднують до основної рами за допомогою осі з можливістю обертальної взаємодії з ґрунтом, що проходить під основною рамою, на необхідній глибині обробітку ґрунту, причому кожний угнуто-рифлений дисковий ніж має ряд гребенів і заглибин, сформованих по його зовнішній периферії, що йдуть всередину від неї. Додатково, система вертикального обробітку ґрунту включає в себе один елемент, що забезпечує направлений вниз тиск. Елементи прикріплюються до основної рами в позиції, більш близької до заднього кінця основної рами відносно позиції угнуто-рифлених дискових ножів, і прикладають направлений вниз тиск, який зменшує і стримує рух основної рами, що викликається обертальною взаємодією з ґрунтом угнуто-рифлених дискових ножів. Крім того, система вертикального обробітку ґрунту має пару коліс, розташованих поблизу переднього кінця основної рами і дальніх кінців щонайменше одного ряду угнуто-рифлених дискових ножів, щоб додатково зменшувати і стримувати рух основної рами, викликаний обертальною взаємодією з ґрунтом угнуто-рифлених дискових ножів. Додатково, пара стабілізуючих коліс може бути приєднана до основної рами за допомогою шарніра. Також елемент, який забезпечує направлений вниз тиск, включає в себе роторну борону. Додатково, роторна борона може включати в себе спірально закручені балки. Додатково, роторна борона може включати в себе круглі балки. Більше того, один або більше елементів можуть забезпечувати направлений вниз тиск, включаючи додатковий ряд угнуто-рифлених дискових ножів. Додатково, ряди угнуто-рифлених дискових ножів можуть бути впорядковані. Також угнуто-рифлені дискові ножі можуть мати різні діаметри, і ножі з найменшими діаметрами можуть бути встановлені на дальніх кінцях рядів. Крім того, один або більше з угнуто-рифлених дискових ножів можуть не бути перпендикулярні осьовій лінії основної рами. Також ряди угнуто-рифлених дискових ножів можуть включати в себе два або більше рядів, розташованих симетрично відносно осьової лінії основної рами. Крім того, система вертикального обробітку ґрунту може включати в себе щонайменше один ряд, який орієнтований під кутом порядку 18 градусів відносно напрямку, перпендикулярного напрямку пересування. Також угнуто-рифлені дискові ножі можуть мати угнутість від 1,25 до 1,69 дюйма. Відповідно до іншого аспекту винаходу, розкривається система для обробітку ґрунту, яка включає в себе основну раму, що йде від заднього кінця до переднього кінця вздовж напрямку пересування, коли її тягнуть сільськогосподарським транспортним засобом. Система також включає в себе множину впорядкованих рядів, причому кожний з множини впорядкованих рядів має вісь з множиною ножів з жолобками, розташованими вздовж осі, множину впорядкованих рядів підтримують основною рамою, розташовуючи їх в просторовому відношенні під основною рамою так, що, коли система обробітку ґрунту протягується сільськогосподарським транспортним засобом, вона створює доріжку обробітку ґрунту. Система далі включає в себе регульований вузол тиску, який прикріплений до заднього кінця основної рами. Система також включає в себе вузол роторної борони, приєднаний до регульованого вузла тиску, причому вузол роторної борони йде вниз в доріжку обробітку ґрунту. При протягуванні сільськогосподарським транспортним засобом множина ножів з жолобками обертаються для обробітку ґрунту вздовж доріжки обробітку ґрунту шляхом як відсунення ґрунту від обох лицьових поверхонь угнуто-рифлених дискових ножів, так і викидання ґрунту вгору позаду угнуто-рифлених дискових ножів, коли вони обертаються, і де вузол роторної борони роздрібнює і вирівнює ґрунт. Також всі з впорядкованих рядів угнуто-рифлених дискових ножів можуть в просторовому відношенні розташовуватися таким чином, що всі осі обертання рядів угнуто-рифлених дискових ножів перпендикулярні напрямку пересування системи обробітку ґрунту. Крім того, впорядковані ряди угнуто-рифлених дискових ножів можуть в просторовому відношенні розташовуватися таким чином, що вісь обертання щонайменше одного з 2 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 впорядкованих рядів угнуто-рифлених дискових ножів не перпендикулярна напрямку пересування системи обробітку ґрунту. Додатково, впорядковані ряди угнуто-рифлених дискових ножів можуть в просторовому відношенні розташовуватися таким чином, що вони утворюють X-подібну схему розташування. Також впорядковані ряди угнуто-рифлених дискових ножів можуть в просторовому відношенні розташовуватися таким чином, що вони утворюють К-подібну схему розташування. Більше того, впорядковані ряди угнуто-рифлених дискових ножів можуть в просторовому відношенні розташовуватися таким чином, що вони утворюють ромбоподібну схему розташування. Також елементом, що забезпечує направлений вниз тиск, можуть бути роторні борони, кожна з них має вісь обертання, щонайменше дві з яких неколінеарні. Однак вони також можуть бути і колінеарні. Відповідно до ще одного аспекту винаходу, розкривається спосіб виготовлення системи вертикального обробітку ґрунту, яка включає в себе одержання основної рами, витягнутої від заднього кінця до переднього кінця вздовж напрямку пересування, коли її тягнуть сільськогосподарським транспортним засобом. Спосіб також включає в себе кріплення на основну раму щонайменше двох рядів угнуто-рифлених дискових ножів, що мають множину гребенів і заглибин, сформованих по зовнішній периферії угнуто-рифленого дискового ножа, які йдуть всередину від зовнішньої периферії, і угнуто-рифлений дисковий ніж приєднується до основної рами через вісь обертання з можливістю обертальної взаємодії з ґрунтом, що проходить під основною рамою на необхідній глибині обробітку ґрунту. Крім того, спосіб включає в себе установлення щонайменше одного елемента, що забезпечує направлений вниз тиск, на основну раму в позиції, більш близькій до заднього кінця основної рами відносно позиції угнуто-рифлених дискових ножів, і прикладення тиску зверху вниз, щоб примусити угнуторифлені дискові ножі йти в ґрунт на необхідну глибину обробітку ґрунту, і зменшити і стримати рух основної рами, викликаний обертальною взаємодією з ґрунтом дискових ножів з жолобками. Інші ознаки даного винаходу стануть очевидні з нижченаведеного докладного опису прикладених креслень. У даному описі робиться посилання на креслення, що додаються, які ілюструють один варіант втілення винаходу, і на яких подібні елементи мають загальні позначення. Фіг. 1 - вигляд в перспективі варіанта втілення даного винаходу. Фіг. 2 - докладний вигляд в перспективі варіанта втілення частини даного винаходу, що показує додаткові подробиці конструкції рядів угнуто-рифлених дискових ножів і роторних борін. Фіг. 3 - вигляд збоку ряду угнуто-рифлених дискових ножів. Фіг. 4 - вигляд спереду ряду угнуто-рифлених дискових ножів. На фіг. 1 показане знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту. Сільськогосподарський транспортний засіб тягне знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту в напрямку руху А. Знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту включає в себе основну раму 4. Основна рама 4 має причіпний пристрій 6 на її передньому кінці, який може бути використаний для приєднання знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту до сільськогосподарського транспортного засобу, такого як трактор. Додатково, до основної рами 4 приєднана група 8 коліс. Група 8 коліс включає в себе групу 10 центральних коліс і групу 12 поворотних коліс. Група 10 центральних коліс кріпиться до основної рами 4 в позиціях, наприклад, приблизно посередині між переднім і заднім кінцями основної рами 4. Група 10 центральних коліс може включати в себе систему для регулювання відстані між основною рамою 4 і групою 10 центральних коліс. Дана система для регулювання може забезпечити, щоб група 10 центральних коліс була статично зафіксована під час переміщення знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту або мала можливість динамічного регулювання, коли знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту пересувається. Група 12 поворотних коліс приєднується до передніх дальніх кінців основної рами 4. Як буде описано нижче, група 12 поворотних коліс може включати в себе щонайменше два поворотних колеса, які зменшують величину бічного переміщення знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту при його протягуванні. Знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту також включає в себе множину 14 рядів угнутих дискових ножів з жолобами, прикріплених до основної рами 4. Відповідно до однієї конфігурації, множина 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів є впорядкованою. Зокрема, множина 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів включає в себе передній лівий ряд 16, передній правий ряд 18, задній лівий ряд 20 і задній правий ряд 22. Для впорядкованих таким чином рядів, передній лівий ряд 16 і передній правий ряд 18 вирівняні відносно заднього лівого ряду 20 і заднього правого ряду 22 таким чином, що області ґрунту між ножами в передньому лівому ряду 3 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 16 і передньому правому ряду 18 взаємодіють з ножами в задньому лівому ряду 20 і задньому правому ряду 22, коли знаряддя обробітку ґрунту тягнуть вперед. Угнуто-рифлені дискові ножі будуть створювати бічні і вертикальні сили, що впливають на знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту. Угнуто-рифлені дискові ножі множини 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів мають поверхневий рельєф, як буде описано нижче. Обертання угнуто-рифлених дискових ножів і взаємодія з поверхневим рельєфом ножів буде зміщувати ґрунт під час операції обробітку ґрунту. Однак, при взаємодії поверхневого рельєфу ножів з ґрунтом також буде прикладатися сила до самих ножів. Взаємодія ножів з ґрунтом буде зміщувати угнуто-рифлені дискові ножі в напрямку, перпендикулярному напрямку обертання ножів. Більше того, якщо систему вертикального обробітку ґрунту тягнуть з високою швидкістю, вона має схильність до примусового підйому вгору і розчеплення з ґрунтом. Підсумовуючи, взаємодія множини 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів з ґрунтом під час операції обробітку ґрунту буде створювати вертикальні і бічні сили на основній рамі 4. Коли ці сили досить потужні, вони можуть дестабілізувати знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту, коли його тягнуть вперед. Як буде описано нижче, ці труднощі подолані у даному винаході. У конструкції, показаній на фіг. 1, передній лівий ряд 16 симетричний з переднім правим рядом 18 відносно осьової лінії 17 знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту. Аналогічним чином, задній лівий ряд 20 симетричний із заднім правим рядом 22 відносно осьової лінії 17 знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту. Додатково, передній лівий ряд 16 по суті симетричний із заднім лівим рядом 20 відносно лінії, перпендикулярної напрямку руху А. Аналогічним чином, передній правий ряд 18 по суті симетричний із заднім правим рядом 22 відносно лінії, перпендикулярної напрямку руху А. Такі загальні симетричності можуть стосуватися до деяких з рядів, які розташовуються окремо відносно інших, щоб одержати упорядкування ножів, як було описано вище. Коли множина 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів розташовується симетричним чином відносно осьової лінії 17, наприклад, як показано на фіг. 1, між кожною стороною симетричних рядів може бути утворений зазор. Центральний ґрунтообробний елемент 23 може бути розміщений в даному зазорі, щоб гарантувати, що весь ґрунт, який проходить під знаряддям 2 вертикального обробітку ґрунту, обробляється, коли знаряддя обробітку ґрунту тягнуть вперед. Центральним ґрунтообробним елементом 23 може бути різак, як показано на фіг. 1, інший угнуто-рифлений дисковий ніж або т. п. Необхідно зазначити, що хоч на фіг. 1 показані тільки чотири ряди, які складають множину 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів, рядів угнуто-рифлених дискових ножів може бути менше або більше цієї кількості. Додатково, хоча ілюстрований варіант втілення показує множину 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів, які мають Х-подібну схему розташування, основану на описаній симетрії, множина 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів може мати іншу схему розташування. Наприклад, множина 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів може мати ромбоподібну схему розташування, К-подібну схему розташування або можуть бути паралельні один одному в напрямку, перпендикулярному напрямку руху А. Крім того, передбачається, що деякі або всі з рядів можуть мати асиметричну схему розташування. Додатково необхідно зазначити, що ряди можуть бути орієнтовані під кутами порядку 18 градусів відносно напрямку, перпендикулярного напрямку протягування. Як було описано вище, відомі знаряддя обробітку ґрунту, що використовують типові гладкі угнуті ножі, не будуть працювати правильним чином під таким "агресивним" кутом і досягати задовільних результатів. Історично плоскі ножі, встановлені в ряди під таким "агресивним" кутом, будуть руйнуватися в результаті значного бічного тиску ґрунту при протягуванні знаряддя обробітку ґрунту, і будуть мати тенденцію залишати великі грудки ґрунту, які вимагають другого проходу для обробітку ґрунту. Однак в описуваних варіантах втілення ножі з жолобками несподівано виявилися здатні забезпечити однопрохідний обробіток ґрунту з таким "агресивним" кутом групи, незважаючи на те, що вони мають тільки неглибоку угнутість. Вузли 24 роторних борін приєднуються до заднього кінця основної рами 4, щоб забезпечити направлений вниз тиск. Як буде описано, вузли 24 роторних борін можуть бути замінені будьяким іншим прийнятним елементом, який здатний забезпечити необхідний направлений вниз тиск, включаючи додаткові ряди угнуто-рифлених дискових ножів, і т. п. Хоча на фіг. 1 показані три вузли 24 роторних борін, два з яких мають осі обертання, неколінеарні третій, вузли 24 роторних борін можуть включати в себе менше або більше елементів, що забезпечують направлену вниз силу. Оскільки обертання угнуто-рифлених дискових ножів буде викликати вертикальне і бічне переміщення всієї системи, включення в неї вузлів 24 роторних борін є критичним для утримування заднього кінця основної рами 4. Коли знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту 4 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тягнуть за допомогою зчіпного пристрою 6, основна рама 4 утримується внизу за допомогою направленого вниз тиску, що забезпечується вузлами 24 роторних борін. Дана направлена вниз сила зменшує і стримує вертикальне і бічне переміщення основної рами 4, що викликається обертанням угнуто-рифлених дискових ножів і їх взаємодією з ґрунтом. На фіг. 2, 3, 4 показані детально задній лівий ряд 20 і вузли 24 роторних борін. Задній лівий ряд 20, аналогічно іншим рядам з множини 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів, кріпиться до основної рами 4. Задній лівий ряд 20 має вісь 26 обертання, навколо якої можуть вільно обертатися угнуто-рифлені дискові ножі. Як показано на кресленнях, задній лівий ряд 20, аналогічно іншим рядам з множини 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів, також має перший півряд 28 і другий півряд 30. Потрібно врахувати, що хоч на кресленні показані перший півряд 28 і другий півряд 30, ряди можуть бути поділені іншим чином. Також ряди можуть бути не поділені. Перший півряд 28 і другий півряд 30 кріпляться до балки 32 ряду за допомогою групи U-подібних кріпильних скоб 34. Множина балок 36 йде вниз від балок 32 ряду і між дисковими ножами, для захоплення сміття. Балка 32 ряду приєднується до основної рами 4 за допомогою групи скоб 38. Група U-подібних кріпильних скоб 34 і група балок 36 можуть бути трохи еластичними відносно основної рами 4, так що кожний з множини 14 рядів угнуторифлених дискових ножів має можливість здійснення невеликого зміщення під час роботи знаряддя 2 обробітку ґрунту. На фіг. 3 і фіг. 4 показаний вигляд збоку заднього лівого ряду 20. Даний вигляд збоку заднього лівого ряду 20 ілюструє обидві особливості поверхневого рельєфу окремого угнуторифленого дискового ножа, а також порівняльні діаметри угнуто-рифлених дискових ножів один відносно одного. Перший ніж 40 розташовується на кінці заднього лівого ряду 20. Перший ніж 40 має можливість вільно обертатися навколо осі 42, яка співвісна осі 26 обертання. Перший ніж 40 має плоску центральну ділянку 44 і групу 46 гребенів і заглибин, що йдуть, як показано на кресленні, нерадіальним чином всередину від зовнішньої периферії першого ножа 40. Група 46 гребенів і заглибин формує множину жолобків 48. Також до осі 42 приєднані другий ніж 50, третій ніж 52, четвертий ніж 54 і ще деяка кількість інших ножів, які можуть мати особливості поверхневого рельєфу, аналогічні першому ножу 40. Як показано на фіг. 4, ножі розташовуються таким чином, що ножі з найменшим діаметром, в цьому випадку перший ніж 40, розміщуються в найбільш крайній позиції заднього лівого ряду 20. Другий ніж 50, який має діаметр більший, ніж у першого ножа 40, розміщується у другій від краю позиції заднього лівого ряду 20. Продовжуючи рухатися всередину вздовж заднього лівого ряду 20, третій ніж 52 і четвертий ніж 54 також приєднуються до осі 42. Обидва ножі мають діаметр більший, ніж у другого ножа 50. Однак, як показано на кресленнях, третій ніж 52 і четвертий ніж 54 мають однакові діаметри, як і всі наступні ножі, розташовані далі вздовж заднього лівого ряду 20. Хоча в описуваному варіанті втілення показані тільки три різних діаметри ножів, необхідно зазначити, що кількість ножів, які мають різні діаметри, може змінюватися. Додатково, в описуваному варіанті втілення показана тільки така схема розташування, в якій діаметри ножів зменшуються і потім залишаються однаковими по всьому ряду. Однак, можливі інші схеми розташування ножів, і даний опис не призначений обмежувати винахід конкретною схемою розташування ножів. Крім того, необхідно зазначити, що схема розташування ножів в задньому лівому ряду 20 може бути дзеркальна схемі розташування ножів в задньому правому ряду 22. Аналогічним чином, передній лівий ряд 16 і передній правий ряд 18 можуть мати схему розташування ножів, аналогічну заднім рядам. Також, схеми розташування ножів в рядах і між рядами можуть змінюватися. Як було розглянуто вище, ножі в рядах можуть бути впорядковані для поліпшення одноманітності обробітку ґрунту. Діаметри ножів і місцеположення ножів вздовж осей можуть бути впорядковані, щоб оптимізувати експлуатаційні характеристики знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту, коли воно протягується. Виходячи з кутів, під якими встановлюються кожний з рядів угнуто-рифлених дискових ножів, може бути бажаним змінювати розподіл в просторі і діаметри ножів, розташованих вздовж кожного ряду. Ножі можуть бути розташовані на рядах таким чином, що ножі в задніх рядах 20 і 22 будуть взаємодіяти з будь-яким ґрунтом, який не взаємодіяв з ножами в передніх рядах 16 і 18. Як правило, це може бути досягнуто шляхом рознесення ножів в передніх рядах 16 і 18 відносно і задніх рядів 20 і 22 на половину відстані між двома ножами. Необхідно зазначити, що хоч гребені і заглибини показані такими, що йдуть нерадіальним чином всередину від зовнішньої периферії угнуто-рифлених дискових ножів, гребені і заглибини можуть також йти радіальним чином в напрямку центра ножа. Розташовуючись іншим чином, 5 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кожний з жолобків має гребінь і суміжну заглибину на зовнішній периферії, причому кожний гребінь і суміжна заглибина йдуть назад від зовнішньої периферії у відповідні суміжні лінії. Ці лінії можуть або розташовуватися під попередньо заданим гострим кутом відносно радіуса, або бути розташованими радіально. Більше того, множина жолобків 48 дає можливість знаряддю 2 вертикального обробітку ґрунту ефективно обробити ґрунт на глибині обробітку тільки 2 дюйма, тоді як відомі знаряддя обробітку ґрунту повинні для ефективної обробітку ґрунту взаємодіяти з ґрунтом на глибині від 3 до 6 дюймів. Нерадіальний характер множини жолобків 48 може вести до підйому більших пластів ґрунту, ніж у нормальних угнутих ножів. Додатково, угнуто-рифлені дискові ножі з неглибокою угнутістю від 1,25 до 1,69 дюйма обробляють більш широку смугу ґрунту, ніж гладкі дискові ножі з тією ж угнутістю. Таким чином, угнуто-рифлені дискові ножі здатні забезпечити досить повну ширину обробітку ґрунту на глибинах, що перевищують глибину взаємодії з ґрунтом угнуто-рифлених дискових ножів. Необхідно зазначити, що даний феномен також може використовуватися для зменшення величини бічного тиску, який ґрунт буде прикладати до ножів, даючи ножам зменшену глибину взаємодії з ґрунтом.Додатково, вузли 24 роторних борін можуть допомогти зруйнувати будь-які великі грудки ґрунту, які залишаються як наслідок "агресивних" кутів орієнтації групи. Необхідно зазначити, що поверхня ножа може опційно включати в себе поверхневе рифлення. Рифлення може бути приблизно вирівняне відносно радіальною або нерадіальною орієнтацією множини жолобків 48, описаною вище. Крім того, необхідно зазначити, що угнуто-рифлені дискові ножі є угнуті. Навіть при неглибоких угнутостях між 1,25 і 1,69 дюйма, угнуто-рифлений дисковий ніж не буде ламатися так само, як відомі дискові ножі, навіть, якщо кути орієнтації групи досягають 18 градусів. Ці неглибокі угнутості, пов'язані з множиною жолобків 48, дають можливість угнуто-рифленим дисковим ножам працювати без утворення підґрунтового ущільненого шару. Звертаючись знову до фіг. 2, вузли 24 роторних борін приєднані до основної рами 4 за допомогою регульованого вузла 56 тиску. Регульований вузол 56 тиску йде позаду основної рами 4 і вниз для взаємодії з вузлами 24 роторних борін. Група кронштейнів 58 включає в себе пару фіксованих балок 60, які мають групу елементів 62 приєднання пружини, розташованих спереду від фіксованих балок 60, і групу сережок 64, які шарнірно приєднані до фіксованих балок 60 поблизу їх середини. Група пружин 66 йде між групою елементів 62 приєднання пружини і групою сережок 64. Група сережок 64 також приєднана ззаду до групи L-подібних балок 68. Група L-подібних балок 68 виконана з можливістю регулювання їх позиції, але також приєднана до обмежуючих їх переміщення пари підшипників 69 ковзання, розташованих на групі фіксованих балок 60 в позиції поблизу задніх кінців групи фіксованих балок 60. Регульований вузол 56 тиску прикладає направлену вниз силу до вузлів 24 роторних борін. Група пружин 66 може бути підібрана таким чином, щоб прикладати необхідну силу до групи сережок 64. Дана сила буде примушувати групу сережок 64 повертатися навколо їх шарнірних з'єднань до фіксованих балок 60 таким чином, що група L-подібних балок 68 прикладає більшу або меншу направлену вниз силу до вузлів 24 роторних борін. Вузли 24 роторних борін включають в себе раму 70, що йде між групою кронштейнів 58 і навколо кінців роторної борони 71. Для цього рама 70 взаємодіє з роторною бороною 71 через поворотне з'єднання 72 так, що роторна борона 71 має можливість повертатися навколо осі 74 обертання. Хоча наявність декількох вузлів 24 роторних борін не є обов'язковою, у випадку, коли вони мають декілька вузлів 24 роторних борін, їх відповідні осі обертання, як показано на кресленнях, можуть бути неколінеарними. Однак передбачається, що в деяких випадках застосуваннях, може бути бажано, щоб осі обертання були колінеарними. Роторна борона 71 формується множиною балок 76, які йдуть між торцевими кришками 78 і навколо групи опорних каркасних кілець 80. Кінцеві кришки 78 взаємодіють з поворотним з'єднанням 72 таким чином, щоб дати можливість вузлам 24 роторних борін повертатися. Як показано на кресленнях, передбачається, що множина балок 76 може йти по спіралі, так що множина балок 76 закручується навколо циліндричної поверхні вузлів 24 роторних борін. Однак в деяких конструкціях можуть використовуватися пряма або інші різні схеми розташування. Множина балок 76 може мати плоскі або закруглені поверхні. В ілюстрованій конструкції множина балок 76 має плоскі поверхні і є квадратними в поперечному перерізі. Крім того, множина балок 76 встановлюється між кінцевими кришками 78 таким чином, що зовнішнім краєм діаметра вузлів 24 роторних борін є гострі кромки множини балок 76. Тому, коли вузли 24 роторних борін повертаються, гострі кромки ударяються об поверхню ґрунту, і тим самим проникають і переважно руйнують ґрунт, що злежався, і/або пожнивні залишки. 6 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Коли знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту тягнуть в напрямку руху А, множина 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів протягується через ґрунт. Дані угнуто-рифлені дискові ножі взаємодіють з ґрунтом на глибині обробітку, яка становить типово 2 дюйми або менше. Угнуто-рифлені дискові ножі зсувають ґрунт в напрямку як убік від ножів, так і вгору. Нерадіальна орієнтація групи 46 гребенів і заглибин і множини жолобків 48 може поліпшити переміщення ґрунту, як у вертикальному напрямку, так і в бічному напрямку. Коли ґрунт проходить під знаряддям 2 вертикального обробітку ґрунту, він спочатку взаємодіє з переднім лівим рядом 16 і переднім правим рядом 18. Далі, він взаємодіє із заднім лівим рядом 20 і заднім правим рядом 22. Центральний ґрунтообробний елемент 23 буде обробляти ґрунт, який інакше не був би оброблений, оскільки він розташовується в зазорі між множиною 14 рядів угнуто-рифлених дискових ножів. Якщо великі грудки ґрунту застрягнуть між двома суміжними ножами, група 26 балок буде сприяти вибиванню великих грудок ґрунту і відкиданню великих грудок ґрунту від ножів. Нарешті, ґрунт проходить під вузлами 24 роторних борін, що мають спіральні балки 76. Роторна борона 71 повертається, і кромка множини балок 76 виконує як руйнування великих шматків землі, що залишилися, так і вирівнювання ґрунту. Оскільки ножі мають жолобки, знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту має схильність переміщуватися назад і вперед в поперечному напрямку, і вгору і вниз у вертикальному напрямку, коли його тягнуть вперед трактором. Негативний вплив цієї проблеми зменшується подвійно. По-перше, група 12 поворотних коліс діє, щоб стабілізувати бічний рух знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту. По-друге, направлена вниз сила, прикладена регульованим вузлом 56 тиску, стримує бічний і вертикальний рух знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту. Направлена вниз сила на вузлах 24 роторних борін разом із силою вперед, що прикладається трактором, який тягне зчіпний пристрій 6, буде давати ефект приведення знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту в стан натягнення від переднього кінця до заднього кінця. Дане напруження буде загалом стримувати величину вертикального і бічного переміщення, яким піддається знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту. Загальна конструкція системи також служить для стримування вібрацій, і дає можливість використовувати збільшені робочі швидкості, до приблизно 10 миль за годину. Комбінація конструкції ножів, кута орієнтації рядів і гнучка природа U-подібних кріпильних скоб 34 і регульований вузол 56 тиску дають можливість тягнути знаряддя 2 вертикального обробітку ґрунту зі швидкостями вище 10 миль за годину. Даний винахід має багато несподіваних і непередбачених переваг. По-перше, використання угнуто-рифлених дискових ножів в знарядді обробітку ґрунту дає можливість використання більш "агресивних" кутів орієнтації групи, без результуючого збільшення поломок дискових ножів або утворення великих грудок ґрунту, що вимагають декілька проходів. По-друге, тоді як відомі знаряддя обробітку ґрунту вимагають взаємодії з ґрунтом на глибині від 3 до 6 дюймів для правильної обробітку ґрунту і одержання вирівняної поверхні, знаряддя вертикального обробітку має можливість одержати аналогічну якість обробітку при взаємодії з ґрунтом на глибині 2 дюйми або менше. По-третє, на відміну від відомих знарядь обробітку ґрунту, система вертикального обробітку ґрунту може мати групи, встановлені під "агресивним" кутом (порядку 18 градусів), але при цьому має диски, які мають тільки неглибоку угнутість, і не веде до утворення ущільненого шару. По-четверте, система вертикального обробітку ґрунту здатна пересуватися з більшими швидкостями, ніж відомі системи обробітку ґрунту, що мають дисковий ніж, який вільно обертається. У той час як інші знаряддя обробітку ґрунту не можна тягнути зі швидкостями більше 6 миль за годину без розчеплення з ґрунтом або без поломки дискового ножа, описану систему вертикального обробітку ґрунту можна тягнути зі швидкостями більше 10 миль за годину. Переважний варіант втілення винаходу був описаний в основних деталях. Багато які модифікації і зміни описаного переважного варіанта втілення будуть очевидні фахівцеві в даній галузі техніки. Тому винахід не повинен обмежуватися описаним варіантом втілення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Система вертикального обробітку ґрунту, яка містить основну раму, орієнтовану від задньої частини до переднього кінця в напрямку руху при протягуванні сільськогосподарським транспортним засобом; щонайменше два ряди угнуто-рифлених дискових ножів, закріплених на основній рамі, при тому, що угнуто-рифлені дискові ножі з'єднані з основною рамою через вісь з можливістю їх обертання при взаємодії з ґрунтом, що проходить під основною рамою, на глибині, необхідній для обробітку ґрунту, притому, що кожний угнуто-рифлений дисковий ніж має множину виступів і 7 UA 101466 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 жолобів, сформованих по зовнішній периферії угнуто-рифлених дискових ножів і направлених всередину від зовнішньої периферії; і щонайменше один елемент, що забезпечує направлений вниз тиск, при тому, що згаданий елемент (елементи) приєднаний до основної рами в положенні, найбільш наближеному до задньої частини основної рами відносно положення угнуто-рифлених дискових ножів, і здійснює направлений вниз тиск, який знижує і демпфірує переміщення основної рами, що викликається обертальною взаємодією угнуто-рифлених дискових ножів з ґрунтом. 2. Система за п. 1, яка додатково містить пару коліс, встановлених поблизу переднього кінця основної рами і дальніх кінців щонайменше одного ряду угнуто-рифлених дискових ножів для додаткового зменшення руху основної рами перпендикулярно напрямку пересування, що викликається обертальною взаємодією з ґрунтом угнуто-рифлених дискових ножів. 3. Система за п. 2, яка додатково містить щонайменше два стабілізуючих колеса, виконаних з можливістю їх повороту. 4. Система за п. 1, в якій щонайменше один елемент, що забезпечує направлений вниз тиск, включає в себе регульований вузол тиску, прикріплений до заднього кінця основної рами, і роторну борону, приєднану до регульованого вузла тиску, причому роторна борона йде вниз в доріжку обробітку ґрунту. 5. Система за п. 4, в якій роторна борона включає в себе спірально закручені балки. 6. Система за п. 4, в якій роторна борона включає в себе круглі балки. 7. Система за п. 1, в якій щонайменше один елемент, що забезпечує направлений вниз тиск, є додатковим рядом угнуто-рифлених дискових ножів. 8. Система за п. 1, в якій щонайменше два ряди угнуто-рифлених дискових ножів впорядковані. 9. Система за п. 1, в якій угнуто-рифлені дискові ножі мають множину діаметрів, і в якій угнуторифлені дискові ножі, що мають найменший з множини діаметрів, розташовуються на найвіддаленішому від осьової лінії основної рами кінці вказаних щонайменше двох рядів ножів. 10. Система за п. 1, в якій щонайменше один з рядів угнуто-рифлених дискових ножів не перпендикулярний осьовій лінії основної рами. 11. Система за п. 10, в якій кожний з вказаних щонайменше двох рядів угнуто-рифлених дискових ножів включає в себе щонайменше два ряди, розташовані симетрично відносно осьової лінії основної рами. 12. Система за п. 11, в якій щонайменше один з рядів угнуто-рифлених дискових ножів розташовується під кутом близько 18 градусів відносно напрямку, перпендикулярного напрямку пересування. 13. Система за п. 1, в якій угнуто-рифлені дискові ножі мають угнутість від 1,25 до 1,69 дюйма. 14. Система за п. 1, в якій вісь кожного з щонайменше двох угнуто-рифлених дискових ножів продовжується перпендикулярно напрямку пересування системи для обробітку ґрунту. 15. Система за п. 10, в якій щонайменше два ряди угнуто-рифлених дискових ножів в просторовому відношенні мають Х-подібну схему розташування. 16. Система за п. 10, в якій щонайменше два ряди угнуто-рифлених дискових ножів в просторовому відношенні мають К-подібну схему розташування. 17. Система за п. 10, в якій щонайменше два ряди угнуто-рифлених дискових ножів в просторовому відношенні мають ромбоподібну схему розташування. 18. Система за п. 4, в якій щонайменше один елемент, що забезпечує направлений вниз тиск, включає в себе множину роторних борін, причому кожна з множини роторних борін має вісь обертання, і осі обертання щонайменше двох з множини роторних борін є неколінеарними. 8 UA 101466 C2 9 UA 101466 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10