Валец вибрационного катка. Вибрационные катки

Виброкаток техника для утрамбовывания грунта

Виброкаток является езаменимым помощником при строительстве и ремонте дорожных покрытий. Эта современная техника предназначена для утрамбовывания грунта, песка, щебня в процессе укладки дорожного полотна.

Для обеспечения качества и продления эксплуатационного срока дорожного покрытия, его уплотняют, минимизируют пористость и доводят до однородного состояния. Подготовить таким способом дорожное основание к укладке асфальта призван вибрационный каток.

Область применения виброкатков весьма обширна. Это и строительство новых дорог, ямочный и сплошной ремонт пришедших в негодность старых дорожных покрытий, укладка тротуаров, пешеходных зон и велодорожек. Используются виброкатки и в приусадебных хозяйствах и парках при проведении ландшафтных работ, при возведении искусственных водоемов.

Каток тандемный HAMM HD + 110 VO Гладковальцовый сочлененный вибрационный каток масса 13.3 т., мощность 100 кВт, ширина вальца 1.8 м.

Главным рабочим инструментом виброкатка является цилиндрический валец. В зависимости от вида виброкатка, вальцов может быть несколько. В процессе работы, вальцы производят вертикальные вибрации, в результате которых происходит уплотнение дорожного покрытия. С целью повышения эффективности уплотнения, виброкаток в процессе работы могут нагружать балластом, повышая тем самым его удельный вес. В качестве балласта используются специальные балки или даже мешки с песком для компактных моделей.

Отличающиеся высокой маневренностью и проходимостью, дорожные виброкатки могут осуществлять послойное и статическое уплотнение грунта.

Виброкатки оснащены специальной фарой, что позволяет осуществлять работу в темное время. Одной из главных особенностью виброкатков является независимая работа систем вибрации и перемещения. Что дает возможность выполнения дорожных работ под наклоном.

Виброкаток грунтовый LonKing CDM520a. Масса: 20000 кг Габаритные размеры: мм Д=6145 Ш=2300 В=3400 Вес, приходящийся на валец: 9500 кг Вес, приходящийся на задние шины: 10500 кг Статическое линейное давление: 435 Н/см Минимальный радиус поворота: 6300мм Скорость хода, км/ч 2,5/5,3/8,6 Преодолеваемый подъем, > 30 Частота вибрации вальца: 28 Гц Номинальная амплитуда: 1,9/1,0мм Центробежная сила: 351/200 кН Модель двигателя: D6114ZG2B (по лицензии Cummins) Минимальный расход топлива: 223г/КВт*ч Номинальная мощность: 128/2000 кВт / об/мин Объем топливного бака: 280 л Вибрационный мотор и насос Rexroth Управление: Гидравлическое Мост Среднее сокращение плюс ступица колес Шина 23,1-26 12PR

Классификация виброкатков

Классифицировать дорожный виброкаток можно по ряду признаков. К одному из них относится тип управления. В зависимости от типа управления различают три вида виброкатков:

• Виброкаток ручной применяется при разнообразных видах строительства и ремонта в ограниченных местах, на узких участках дорог. Имеет компактные размеры. Рабочий, осуществляющий укладку и уплотнение, ведет каток впереди себя.
• Траншейный виброкаток оснащен дистанционным пультом управления, обладает повышенной маневренностью. Используется при проведении работ в таких местах, куда тяжело подобраться рабочему. Это траншеи и котлованы, уплотнение рыхлого или вязкого грунта.
• Тандемный виброкаток оснащен вальцами в передней и задней части катка, имеет рулевое управление.

В зависимости от количества вальцов, которыми оснащены виброкатки, их классифицируют на одновальцовые виброкатки и двухвальцовые.

По весу различают малые и средние виброкатки, обладающие весом от 7 до 13 тонн, и тяжелые виброкатки с массой 15 – 16 тонн. Более тяжелые катки являются и более эффективными.

Лидирующие позиции на рынке дорожно-строительной техники занимают такие марки виброкатков как, Dynapac, Bomag, Hamm, Ammann и другие.

Вибрационный комбинированный каток ДУ-84Производитель: РаскатМасса, кг: 14000Марка двигателя: Д-260.1.386Мощность двигателя, кВт: 109Ширина уплотняемой полосы, мм.: 2000

auto-fleet.ru

Виброкатки - практические рекомендации.

Качественное уплотнение асфальтобетонной смеси и иных различных типов грунта при строительстве покрытий является одним из основных факторов, влияющих на надежность, долговечность и прочность покрытия.

Уплотнение грунтов в дорожном строительстве осуществляется при помощи виброкатков, предназначенных для утрамбовки сыпучих и несвязных грунтов (например, песка, щебня, гравия), а также асфальта.

Виброкатки относятся к уплотняющим средствам динамического типа, обладающим определенными достоинствами, возможностями и имеющим обширную практику применения в гидротехнической, транспортной и промышленной областях строительства многих стран мира. В целом ряде случаев виброкатки способны заменить традиционные машины статического типа, а в некоторых случаях, как, например, при уплотнении одноразмерных и барханных песков, скальных, крупнообломочных грунтов, они являются практически единственным эффективным уплотняющим средством.

Особенно высокоэффективными оказались мощные и тяжелые модели виброкатков. С ростом массы изменились их функциональные возможности, что обусловило некоторые прогрессивные изменения в технологии отсыпки и уплотнения грунтов, заметное повышение производительности катков, качества уплотнения, а также снижение себестоимости и трудоемкости этой операции.

Большинство современных виброкатков работает с некоторым отрывом от укатываемой поверхности, т.е. в виброударном режиме, и поэтому уплотнение грунта происходит под воздействием двух факторов:

вибрации, вызывающей снижение или разрушение внутренних сил трения и сцепления между частицами грунта и создающей благоприятные условия для эффективного перемещения и плотной упаковки этих частиц;

динамического давления и сдвигающего усилия, создаваемых в грунте за счет частоударного нагружения.

В уплотнении несвязных грунтов превалирующая роль принадлежит первому фактору, второй является лишь дополнением к нему. С повышением же связности материала роль второго фактора возрастает, а первого снижается.

С повышением массы виброкатка при неизменных параметрах вибрации (амплитуде, частоте) динамическое воздействие катка на грунт возрастает. Например, при изменении массы с 8 до 12 т ударные напряжения в грунте увеличиваются с 6-8 кгс/см2 (0,6-0,8 МПа) до 16-18 кгс/см2 (1,6-1,8 МПа). Поэтому тяжелые виброкатки способны успешно уплотнять также некоторые разновидности связных грунтов.

Вибрационные катки в большинстве своем оборудуются вальцами двух типов: гладким, используемым на всех типах грунтов и материалов, и кулачковым, предназначенным для уплотнения в основном связных пластичных грунтов.

Эффективность виброкатков (степень уплотнения, толщина прорабатываемого до требуемой плотности слоя, производительность) зависит от конструкции и параметров вибрации катка, типа и состояния грунта и технологических приемов выполнения работ.

Основными конструктивными параметрами виброкатка являются его общая масса, масса колеблющегося вальца, масса его пригруза, амплитуда и частота колебаний, диаметр и ширина вальца. Этими параметрами и определяется динамическое воздействие катка на грунт.

В зависимости от общей массы прицепные виброкатки подразделяются на легкие (3-4 т), средние (6-8 т) и тяжелые (10-12 т и более). Большинство из них уплотняют грунты при амплитуде колебаний вальца 1-2 мм и частоте 20-30 Гц.

На степень уплотнения и толщину прорабатываемого виброкатком слоя грунта большое влияние оказывает режим укатки, т.е. рабочая скорость и количество проходов катка.

Согласно экспериментальным и практическим данным, чем ниже рабочая скорость катка, тем выше плотность и глубина уплотнения. Однако с уменьшением скорости довольно быстро падает производительность катка. Поэтому опытным путем была найдена скорость (1,5-2,5 км/ч), при которой плотность, толщина слоя и производительность оказались наиболее оптимальными. При работе на такой скорости в основном за 4-8 проходов по одному следу виброкаток реализует практически все свои возможности по достижению наибольшей толщины уплотняемого слоя и высокой плотности грунта.

Уплотнение можно вести и на больших скоростях (5-6 км/ч). Но в этом случае большая скорость должна компенсироваться увеличением количества проходов катка с таким расчетом, чтобы общее время вибрирования грунта на разных скоростях было приблизительно постоянным.

Однако на скоростях выше 2,5 км/ч, например в 2 раза, не только уменьшается время вибрирования грунта, но и снижается амплитуда колебаний в приповерхностных слоях насыпи в 2 раза, а в нижних - в 3-4 раза. Поэтому такой режим работы виброкатка требует более чем пропорционального увеличения количества его проходов и затрудняет достижение высокой плотности грунта, т.е. он целесообразен и выгоден только в случае потребности уплотнить грунт до меньших значений плотности.

www.diam-instrument.ru

Вибрационные машины

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Машины для уплотнения грунтов 2

Машины этого класса воздействуют на грунт вибрацией, т. е. частыми колебаниями с малой амплитудой и значительным ускорением, достаточным для перемещения частиц грунта в наиболее устойчивое положение. Возбудителем этих колебаний является вибратор (один или несколько), который, будучи смонтирован в корпусе машины, способен вызывать колебания ее рабочего органа — плиты, колеса, вальца и т. п.

На вибрационных машинах, предназначенных для уплотнения грунта, наиболее широкое распространение получили механические вибраторы эксцентрикового типа, у которых возмущающей силой является центробежная сила энерции. Под возмущающей силой понимается сумма вертикальных слагающих центробежных сил инерции, развивающихся при вращении неуравновешенных масс (дебалансов), укрепленных на валу вибраторов.

Кинетическая энергия, передаваемая вибратором, приводит в колебательное движение частицы грунта, расположенные в зоне действия вибратора. В колеблющихся частицах возникают силы инерции, прямо пропорциональные их массам. При достаточно большой разности сил инерции частиц связь между ними нарушается, происходит отрыв частиц друг от друга, их относительное перемещение. При этом мелкие частицы, перемещаясь, заполняют пустоты между крупными зернами, увеличивая тем самым плотность грунта и равномерность его уплотнения по глубине слоя. Теоретически наибольший эффект уплотнения грунта вибрацией достигается при работе вибрационной машины в резонансе с грунтом.

Уплотнение грунтов вибрацией будет происходить тем интенсивнее, чем больше будет разница в размерах их частиц и чем меньше будут силы связей между ними. Поэтому эффективно уплотняются вибрированием несвязные песчаные и галечнико-вые грунты, а также гравий и щебень, содержащие в своем составе частицы различной крупности со слабыми связями между ними.

Вибрационные машины классифицируют по способу их перемещения во время работы и по характеру действия возмущающей силы.

По способу перемещения различают прицепные вибрационные машины, самоходные и переносные. По характеру действия возмущающей силы различают вибрационные машины: а) с направленными колебаниями, у которых возмущающая сила имеет постоянное направление и переменную величину, и б) с круговыми колебаниями, у которых возмущающая сила имеет постоянную величину и переменное направление.

В виброуплотняющих машинах применяют дебалансные вибраторы с направленными или круговыми колебаниями (рис. 157). Вибраторы с круговыми колебаниями конструктивно проще вибраторов с направленными колебаниями, но в полезной работе такого вибратора участвует лишь вертикальная составляющая возмущающей силы. Вместе с тем, как показывает практика, вибраторы с направленными колебаниями по сравненнию с вибраторами, имеющими круговые колебания, не увеличивают эффект уплотнения.

Для поверхностного уплотнения грунтов наиболее широкое распространение получили вибрационные катки с гладкими вальцами (реже пневмоколесные) и самопередвигающиеся; вибрационные плиты — глубинные виброуплотнители для уплотнения грунтов в слоях мощностью несколько метров.Вибрационные катки по способу перемещения разделяют на самоходные и прицепные. Эффективность вибрационных катков по глубине и степени уплотнения грунтов превышает эффективность катков статического действия в 8—10 раз. В связи с этим вибрационные катки получили большое распространение в ряде стран.

Выпускаемые катки имеют большой диапазон применяемых частот (1000—4500 колебаний в минуту) и амплитуд колебаний.

Вибрационные катки создавались на базе катков статического действия, поэтому по внешнему виду, компоновке и конструктивному решению ряда узлов виброкатки имеют много общего с катками с гладкими вальцами. Специфической особенностью всех виброкатков является наличие вибратора и системы подвески рамы к вибровальцу. В большинстве случаев в вибрационных катках применяют дебалансные вибраторы с круговыми колебаниями, которые обычно монтируются внутри вальца.

Рис. 157. Схемы вибраторов:а — направленного действия; б — ненаправленного действия; 1 – дебаланс; 2 — корпус; 3 — вал

Вибратор работает при большом числе оборотов, поэтому привод дебалансного вала осуществляется через клиноременную передачу. В трансмиссии от двигателя к вибратору обязательно применяется муфта, предназначенная для включения и выключения вибратора в процессе работы катка.

Для подбора оптимального режима в конкретных условиях работы «а вибрационных катках предусматривается возможность изменения частоты вибрации на 15—20% за счет регулирования числа оборотов двигателя или изменения передаточного отношения в трансмиссии (вариатор, коробка перемены передач). Большое внимание уделяется также предотвращению передачи вибрации рабочего органа раме, на которой находится моторист и установлены двигатель и трансмиссия. В этой связи важную роль играет подвеска рамы к вибровальцу. Виброизоляция рамы катка обеспечивается резино-металлическими амортизаторами, а также применением подвесок на пневморезиновых, пружинных и рессорных амортизаторах.

Самоходные вибрационные катки по способу управления подразделяются на катки, управляемые дышлом, и катки, управляемые направляющим вальцом. Катки, управляемые дышлом, могут быть одновальцовыми (с поддерживающим роликом и без него) и двухвальцовыми, а катки, управляемые направляющим вальцом, — двухвальцовыми и трехвальцовыми (двухосными и трехосными).

Самоходные катки, управляемые дышлом, в основном представляют собой легкие катки массой обычно 125—700 и реже 1000—2000 кг. Легкие катки имеют небольшие габариты и обладают высокой маневренностью. Их применяют на работах небольшого объема, а также для уплотнения грунта в стесненных условиях. Двигатель и трансмиссия однавальцовых легких виброкатков располагаются над вальцом. При этом развеска рамы с двигателем и трансмиссией производится с таким расчетом, чтобы центр их тяжести находился на одной вертикали с осью вальца. Рычаги управления трансмиссией на легких катках располагаются непосредственно на раме катка, а на более тяжелых выносятся с помощью тяг на дышло.

Легкие одновальцовые виброкатки для предотвращения опрокидывания на стоянках снабжают опорными ножками. Тяжелые катки для этой же цели оборудуют специальным поддерживающим вальцом небольшого размера либо колесом с шиной, прикрепляемыми к дышлу катка.

Самоходные катки, управляемые направляющим вальцом, имеют массу в пределах 500—16 000 кг. По внешнему виду и компоновке узлов эти катки не отличаются от катков статического действия. Часто для этой цели на тяжелый трехвальцовый трехосный каток статического действия с двумя управляемыми вальцами вместо среднего статического вальца устанавливают вибровалец.

Прицепные вибрационные катки имеют массу в пределах 1500—12 000 кг с частотой колебаний вибратора 1000—3600 в минуту. Различают прицепные виброкатки с индивидуальным двигателем для привода вибрационного механизма и с отбором мощности тягового трактора.

Прицепной виброкаток с индивидуальным двигателем (рис. 158, а) массой 3000 кг представляет собой валец, внутри которого встроен дебалансный вибратор. На вальце через амортизирующую подвеску укреплена жесткая рама с дышлом со сцепным устройством, при помощи которого каток прицепляется к буксирующему трактору. Для привода вибратора на раме Установлен двигатель (обычно дизель), который передает вращение вала вибратору клиноременной передачей. Двигатель с трансмиссией помещаются на раме над вальцом или позади вальца. В последнем случае для балансировки рамы катка на дышле укрепляется противовес. Для облегчения поворота катка валец часто выполняется разрезным (в виде двух барабанов).

Некоторые конструкции виброкатков приспособлены для работы на откосах каналов с уклоном до 45°. Такие катки перемещаются при помощи лебедки экскаватора или стрелового крана, которые передвигаются по верхней кромке откоса.

Поскольку для перемещения виброкатка не требуется большого тягового усилия, целесообразно применять сцепы из нескольких катков с одним трактором, добиваясь полного уплотнения за один проход.

Рис. 158. Приаепной вибрационный каток

Опытом эксплуатации установлено, что для уплотнения внбро-катками насыпей и, обратных засыпок в земляных сооружениях необходимо бульдозерами разравнивать грунт ровными слоями толщиной от 0,5 до 11,5 м. В летних условиях грунты, подлежащие уплотнению виброкатками, увлажняют поливом 100—150 мъ воды на 1000 ж3 грунта. Зимой грунт укатывают немедленно, не допуская его промерзания.

Типажем на новые машины предусматривается серийный выпуск виброкатков массой от 3 до 1,2 т с возмущающей силой, равной соответственно 8—10 -ь 35—40 тс. Для гидротехнического строительства предусматривается изготовление катков массой до 24 т с возмущающей силой соответственно до 70 тс и производительностью от 200 до 4000 ж3/ч.

Вибрационные плиты применяют для уплотнения слабосвязных и несвязных грунтов, отсыпаемых слоями толщиной 1,2— 1,5 м. Плиты изготовляют самопередвигающимися, прицепными, крановыми и ручными.

Вибрационная плита (рис. 159) состоит из вибрирующей (ударной) и подрессорной частей. Вибрирующая часть — плита, являющаяся рабочим органом машины, представляет собой жесткую сварную конструкцию, в средней части которой устанавливаются два вибратора. Возмущающая сила вибраторов может быть направлена строго вертикально или под углом к вертикали для самопередвижения виброплиты.

Рис. 159. Вибрационная плита:1 — плита литая; 2 — пружинная подвеска; 3 — шкив; 4 — двигатель; 5 — рама; 6 — аккумулятор; 7 — бак для топлива; £ — кабестан; 9 — вибратор; 10 — звездочка натяжная; 11 — привод кабестана

Над плитой на амортизирующих устройствах подвешивается рама с двигателем, трансмиссией и механизмами управления. Вращение шкиву вибратора передается шкивом трансмиссии. В передней части плиты может быть укреплен кабестан, служащий для самовытаскивания машины при помощи каната, закрепляемого к грунтовому якорю. С обеих сторон плита имеет буксирные тяги для работы челночным способом в прицепе с тягачами.

Виброплиты тяжелого типа массой 5—7 т с большими удельными динамическими нагрузками на поверхность уплотняемого грунта могут быть использованы и для уплотнения связных грунтов. Глубина уплотнения виброплитами определяется мощностью вибраторов и величиной возмущающей силы. С помощью мощных виброплит оказалось возможным уплотнение галечии-ковых грунтов на глубину до 2 м.

Ценным качеством виброплит является то, что они могут передвигаться под воздействием возмущающей силы. При малых габаритных размерах и обычно небольшом их весе виброплиты можно использовать для уплотнения грунтов на площадях малых размеров и на объектах с небольшими объемами работ, а также в условиях, где невозможно или нерационально использование машин других типов.

Наряду с тяжелыми вибрационными плитами, перемещаемыми трактором или переставляемыми краном, в последнее время создано много различных типов самоходных и навесных многосекционных виброуплотнителей. Рабочим органом последних является несколько виброплит, подвешенных к раме гусеничного или колесного тягача.

Типажем на новые машины предусматривается серийный выпуск самолередвигающихся виброплит массой от 125 до 6000 кг с возмущающей силой от 0,9 до 25 тс.

Глубинные виброуплотнители

Для уплотнения несвязных грунтов на всю глубину слоя, подлежащего уплотнению, применяют глубинные виброуплотнители, работающие гидровибрационным методом. При этом методе уплотнения отпадает необходимость в послойном уплотнении грунта в насыпях и обратных засыпках, что позволяет уменьшить сроки выполнения и стоимость работ.

Гидровиброуплотнители применяют и для подводного уплотнения песчаных грунтов. До сих пор для такого уплотнения не было никаких механизмов.,Принцип гидровибрационного метода заключается в сочетании работы водной струи, действующей под давлением, с вибрацией. Впервые этот метод был предложен в 1935 г. в Германии, а с 1947 г. получил применение в США и Англии под названием метода виброфлотации для уплотнения песчаных грунтов на глубину 5—15 м. Гидровибрационная установка состоит из глубинного гидровибратора, подвешенного к крюку самоходного стрелового крана, и передвижной электростанции (при отсутствии централизованного электроснабжения).

Принципиальная конструктивная схема гидровибратора приведена на рис. 160. Он состоит из корпуса и штанги, соединенных между собой через прокладку. В корпусе вибратора помещен электродвигатель, вал ротора которого соединен при помощи муфты с валом вибратора, имеющим неуравновешан-ный груз — дебаланс. Штанга во время работы гидравибратора практически не участвует в передаче колебаний; ее длина назначается исходя из намечаемой глубины уплотнения. Вода к гидровибратору подается при помощи гибких шлангов от насосной установки с оптимальным давлением 600—800 кн/м2 (6—8 ат). К соплам вибратора вода подается по каналам (путь воды показан стрелками).

Уплотнение грунта при помощи гидровибрационных установок производится путем последовательного погружения и извлечения гидровибратора в различных точках.

Каждый отдельный цикл работы гидровибрационной установки состоит из следующих последовательных операций:1. Гидровибратор устанавливается при помощи самоходного крана вертикально над местом погружения, включается его электродвигатель, и подается вода через нижнее сопло.2. Производится погружение гидровибратора в грунт под действием собственного веса на требуемую глубину уплотнения. Скорость погружения зависит от веса гидровибратора, начальной плотности и гранулометрического состава грунта и обычно составляет 1—2 м/мин. Во время погружения происходит предварительное уплотнение и образование воронки.3. При достижении требуемой глубины погружения поток воды переключается на верхние сопла, а подача воды через нижнее сопло прекращается. Образовавшаяся вокруг гидровибратора воронка засыпается песком при помощи бульдозера или лопат.4. Производится извлечение гидровибратора с остановками через каждые 30— 40 см при продолжающейся подаче воды через верхние сопла. Во время извлечения по мере осаДки грунта производится его подсыпка.

Рис. 160. Гидравлический вибратор

После каждого цикла работы гидровибратора образуется столб уплотненного грунта диаметром 3—5 м и глубиной, равной глубине погружения. Расположение точек погружения на площади уплотняемого массива грунта и расстояния между точками устанавливаются расчетом в зависимости от необходимой плотности основания.

Опыт эксплуатации экспериментальных образцов глубинных виброуплотнителей в различных производственных условиях показал, что необходимы виброуплоткители следующих типов:а) легкий — для уплотнения слоев грунта толщиной до 1,5 м;б) средний — для уплотнения слоев от 1,5 до 4 ж и в) тяжелый — для уплотнения слоев от 3 до 10 м.

По конструкции виброуплотнители всех типоразмеров одинаковы и представляют собой комплект секций, соединенных в штангу. Нижняя головная секция — гидровибратор имеет вибромеханизм и систему отверстий для нагнетания воды в грунт, а остальные секции штанги являются сменными; количество этих унифицированных секций зависит от глубины уплотнения грунта.

Типажем на новые машины предусматривается выпуск глубинных виброуплотнителей мощностью от 4,5 до 14 кет с номинальной глубиной уплотнения грунта соответственно от 1,5 до 10 м.

В настоящее время ведутся работы по усовершенствованию конструкций машин для уплотнения грунта, а также изысканию новых принципиальных схем их работы. Заслуживают, в частности, внимания комбинированные способы уплотнения грунтов, например, вибрирование с трамбованием. Возможно также создание трамбующих машин не со свободным, а с принудительным падением рабочих органов и вибрационных машин с высокими частотами колебаний.

Читать далее: Пневматические бурильные молотки

Категория: - Машины для уплотнения грунтов 2

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Валец вибрационного катка

Изобретение относится к дорожно-строительной технике и предназначено для уплотнения строительных материалов и направлено на снижение затрат энергии на уплотнение материала, повышение производительности и на снижение веса вальцов. Валец вибрационного катка содержит вал, соединенный с вальцом и скрепленный с помощью резиновых амортизаторов с рамой вибрационного катка. На валу с возможностью вращения закреплены две пары дебалансных валов, оси которых перпендикулярны оси вальца таким образом, что оси первой пары дебалансных валов расположены в вертикальной плоскости, а оси второй пары симметричны линии проходящей по середине между осями первой пары дебалансных валов, концы которых оснащены одинаковыми большими зубчатыми колесами, входящими в зацепления друг с другом, концы дебалансных валов второй пары оснащены малыми зубчатыми колесами вдвое меньшего диаметра, чем в первой паре, одно из зубчатых колес второй пары входит в зацепление с зубчатым колесом нижнего дебалансного вала первой пары выше его оси, а другое входит в зацепление с зубчатым колесом верхнего дебалансного вала ниже его оси, при одинаковой горизонтальной ориентации дебалансов первой пары валов, дебалансы второй пары валов направлены вертикально в одну сторону. Дополнительно на внешней поверхности обечайки вальца выполнены кольцевые выступы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к дорожно-строительной технике и предназначено для уплотнения материалов, из которых возводят грунтовые и бетонные сооружения, такие как плотины, дороги, аэродромы, обратные засыпки котлованов, насыпи и т.п.

Известен вибрационный каток, содержащий пневмоколесный тягач с которым шарнирно соединена рама с прикрепленным к ней, посредством резиновых амортизаторов, вибровальцом выполненным в форме цилиндрической стальной обечайки внутри которой расположены дебалансы (эксцентрики) ось вращения которых, как правило, совпадает с геометрической осью вибровальца, вибрация которого вызванная вращением дебалансов передается уплотняемому материалу, в котором происходит переукладка частиц приводящая к повышению его плотности (Л. Форссблад. Вибрационное уплотнение грунтов и оснований. - Москва, Транспорт, 1987 г., С. 55-61).

Данный тип вибрационного катка наиболее рационален для уплотнения толстых до 2 м крупнообломочных материалов, где требуется интенсивная вибрация, которая и определяет его недостатки: дробление частиц материала, разуплотнение поверхностного слоя, распространение вибрации на десятки метров, что отрицательно влияет на близлежащие сооружения, низкая эффективность, которая определяется как затраты энергии на уплотнение единицы массы до заданной степени уплотнения.

Известен осцилляторный тип вибрационного катка, содержащий пневмоколесный тягач с которым шарнирно соединена рама с прикрепленным к ней посредством резиновых амортизаторов вибровальцом, выполненным в форме цилиндрической стальной обечайки, внутри которой расположены два дебалансных вала симметричных относительно оси вибровальца вращающимся в одну сторону со смещением дебалансов одного вала на 180° относительно дебалансов второго вала, в катке вибровалец совершает крутильные колебания вокруг геометрической оси, в результате чего на контакте поверхности вибровальца с уплотняемым материалом возникают горизонтально направленные касательные напряжения, более эффективно способствующие его уплотнению (М.П. Костельов. Новый способ уплотнения дорожно-строительных материалов. - Автомобильные дороги. 1991 г., №6, С. 13-15).

Недостатком осцилляторного вибрационного катка является меньшая уплотняющая способность по сравнению с вибрационным катком, так как интенсивность воздействия на уплотняемый материал ограничивается недопущением проскальзывания поверхности вальца по уплотняемому материалу и быстрым затуханием динамических касательных напряжений по глубине, вследствие чего осцилляторные вибрационные катки применяют в основном для укладки дорожных покрытий толщиной до 20 см.

Известен валец вибрационного катка, содержащий обечайку с набором упругих шин, заполненных водой, снабженную двумя оппозитно расположенными дебалансными валами, вращающимися в одном направлении, со смещенными на 180° эксцентриковыми массами и центральным дебалансным валом со смещенной на 90° по отношению к двум первым эксцентриковой массой (патент ПМ РФ №121260, МПК: Е01С 19/28, опубл. 20.10.2012 г.). В этой конструкции в одном вальце размещены возбудители круговых и крутильных колебаний. Причем круговые колебания генерируются центральным дебалансным валом, ось которого совпадает с осью вальца приводимым во вращение гидромотором, а крутильные колебания возбуждаются двумя дебалансными валами, закрепленными на ребрах вальца симметрично его оси. На концах этих валов закреплены одинаковые зубчатые колеса, входящие в зацепление с таким же зубчатым колесом, закрепленным на центральном валу.

По числу сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого технического решения.

К недостаткам прототипа относится то, что круговые колебания вальца и его крутильные колебания, воздействуют на уплотняемый материал поочередно, кроме того при ориентации круговой возбуждающей силы близкой к горизонту возможно ослабление касательных усилий на контакте вальца с уплотняемым материалом, степень которого зависит от направления вращения вальца и скорости его перемещения. К тому же оснащение вальца упругими резиновыми шинами приводит к демпфированию колебаний, т.е. к снижению уплотняющей способности. Анализ поведения реологической модели материала, свойства которого определяются в основном коэффициентом внутреннего трения показывает, что максимальное снижение внутреннего трения под действием вибрации, благодаря которому происходит переукладка частиц уплотняемого материала и образование более плотной структуры, происходит при совместном воздействии на уплотняемый материал сдвиговых и нормальных напряжений динамическая и статическая составляющие которых находятся между собой в определенных соотношениях (В.Е. Кондаков. О вибрационном разжижении бетонной смеси при плоском напряженном состоянии. - Известия вузов, Строительство и архитектура, 1984 г., С. 55-60).

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, состоит в повышении эффективности т.е. снижении затрат энергии на уплотнение материала, в повышении производительности и снижении веса виброкатков.

Для достижения указанного технического результата валец вибрационного катка, содержащий вал, соединенный с возможностью вращения с вальцом и скрепленный с помощью резиновых амортизаторов с рамой катка, на валу вальца с возможностью вращения закреплены две пары дебалансных валов, оси которых перпендикулярны оси вальца таким образом, что оси первой пары дебалансных валов расположены в вертикальной плоскости, а оси второй пары симметричны линии проходящей по середине между осями первой пары дебалансных валов, концы которых оснащены одинаковыми большими зубчатыми колесами, входящими в зацепления друг с другом, концы дебалансных валов второй пары оснащены малыми зубчатыми колесами вдвое меньшего диаметра, чем в первой паре, одно из зубчатых колес второй пары входит в зацепление с зубчатым колесом нижнего дебалансного вала первой пары выше его оси, а другое входит в зацепление с зубчатым колесом верхнего дебалансного вала ниже его оси, при одинаковой горизонтальной ориентации дебалансов первой пары валов, дебалансы второй пары валов направлены вертикально в одну сторону.

Кроме того, заявляемое техническое решение имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай, а именно:

- дополнительно на внешней поверхности обечайки вальца выполнены кольцевые выступы.

Отличительными признаками предлагаемой конструкции вальца от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, являются оснащение вальца вибрационного катка двумя парами дебалансных валов оси которых перпендикулярны оси вальца таким образом, что оси первой пары дебалансных валов расположены в вертикальной плоскости, а оси второй пары симметричны линии проходящей по середине между осями первой пары дебалансных валов; оснащение концов первой пары дебалансных валов одинаковыми большими зубчатыми колесами, входящими в зацепления друг с другом; оснащение концов дебалансных валов второй пары малыми зубчатыми колесами вдвое меньшего диаметра, чем в первой паре; зацепление одного из зубчатых колес второй пары с зубчатым колесом нижнего дебалансного вала первой пары выше его оси; зацепление второго колеса второй пары с зубчатым колесом верхнего дебалансного вала ниже его оси, при одинаковой горизонтальной ориентации дебалансов первой пары валов; направление дебалансов второй пары валов вертикально в одну сторону.

Благодаря наличию этих признаков валец вибрационного катка совершает одновременные колебания в горизонтальном направлении вдоль оси вальца и вертикальные направленные колебания, более эффективно способствующие уплотнению. Наличие кольцевых выступов на внешней поверхности обечайки вальца повышает его сцепление с уплотняемым материалом, что позволяет повысить интенсивность воздействия, а следовательно и производительность вибрационного катка.

Предлагаемый валец вибрационного катка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-4.

На фиг. 1 показано вертикальное сечение вальца вибрационного катка плоскостью параллельной его оси.

На фиг. 2 - сечение вальца вибрационного катка вертикальной плоскостью, перпендикулярной его оси и проходящей через его центр.

На фиг. 3 - рельеф поверхности обечайки вальца вибрационного катка с кольцевыми выступами.

На фиг. 4 - положение дебалансов в разных фазах вращения:

а - горизонтальная сила направлена влево, вертикальная - вверх;

б - горизонтальная сила направлена вправо, вертикальная вверх.

Валец вибрационного катка содержит первую пару дебалансных валов 1, вторую пару дебалансных валов 2, центральный вал 3, подшипники 4, один из которых радиальный, а другой упорный, крышку 5 (в количестве двух), обечайку 6, резиновые амортизаторы 7, раму вибрационного катка 8, большие зубчатые колеса 9, малые зубчатые колеса 10, кольцевые выступы 11.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом.

При вращении дебалансных валов первой пары 1 и второй пары 2 с помощью гидро или электропривода (не показан на фигурах) возникают направленные горизонтальные, вдоль оси вальца, и вертикальные колебания. Удвоенная частота вертикальных колебаний обеспечивает одновременное их воздействие с горизонтальными колебаниями при изменении направления последних. Направленные горизонтальная и вертикальная вынуждающая силы прикладываются к центральному валу 3 и посредством подшипников 4 (упорных и радиальных) передается через крышки 5 вальца на обечайку 6.

Для устранения опрокидывающего момента, возникающего от взаимодействия горизонтальной силы и сопротивления уплотняемого материала по контакту с вальцом ось симметрии первой пары дебалансных валов 1 должна быть расположена ниже центра тяжести вальца, в этом случае возникает момент от пары сил: горизонтальная вынуждающая сила - инерционное сопротивление направленное против опрокидывающего момента. Плоскость, в которой расположены оси дебалансных валов 2, должна иметь минимально возможное отклонение от горизонта, для чего расстояние между не входящими в зацепление зубчатыми колесами большими 9 и малыми 10 должно приниматься минимально возможным исходя из конструктивных особенностей.

Если предлагаемый валец вибрационного катка не предназначен для получения гладкой поверхности уплотняемого материала, например, дорожного покрытия, то внешняя поверхность обечайки 6 может иметь рельефную поверхность образованную кольцевыми выступами 11, что повышает эффективность работы вальца.

1. Валец вибрационного катка, содержащий вал 3, соединенный с возможностью вращения с вальцом и скрепленный с помощью резиновых амортизаторов 7 с рамой 8 вибрационного катка, отличающийся тем, что на валу 3 вальца с возможностью вращения закреплены две пары дебалансных валов 1 и 2, оси которых перпендикулярны оси вальца таким образом, что оси первой пары дебалансных валов 1 расположены в вертикальной плоскости, а оси второй пары 2 симметричны линии, проходящей по середине между осями первой пары дебалансных валов 1, концы которых оснащены одинаковыми большими зубчатыми колесами 9, входящими в зацепления друг с другом, концы дебалансных валов 2 второй пары оснащены малыми зубчатыми колесами 10 вдвое меньшего диаметра, чем в первой паре 1, одно из зубчатых колес 10 второй пары 2 входит в зацепление с зубчатым колесом 9 нижнего дебалансного вала 1 первой пары выше его оси, а другое входит в зацепление с зубчатым колесом 9 верхнего дебалансного вала 1 ниже его оси, при одинаковой горизонтальной ориентации дебалансов первой пары валов 1, дебалансы второй пары валов 2 направлены вертикально в одну сторону.

2. Валец вибрационного катка по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно на внешней поверхности обечайки 6 вальца выполнены кольцевые выступы.

www.findpatent.ru

• 
  Предварительно напряженные железобетонные конструкции
• 
  Работа бульдозера
• 
  Уаз трансмиссия
• 
  Условия труда нормальные
• 
  Жидкости для гидравлических систем
• 
  Шестерня ведущая
• 
  Катки вибрационные
• 
  Строительство грунтовых дорог
• 
  Crafter wv
• 
  Пжб 12
• 
  Организация и выполнение грузовых перевозок автомобильным транспортом