Каток для уплотнения грунта прицепной – 7.Какими способами можно уплотнять грунт? Каток с пневматическими шинами, его производительность.

Прицепные катки

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Машины для уплотнения грунтов

Прицепные катки

Катки могут быть прицепными, полуприцепными и самоходными. Для уплотнения грунтов практически применяются только прицепные и полуприцепные катки. Самоходные катки служат для уплотнения дорожных оснований и покрытий.

Рабочими органами катков являются вальцы или колеса. В зависимости от конструкции вальцов катки разделяются на катки с гладкими вальцами, кулачковые, решетчатые и сегментные. Катки могут быть снабжены также колесами на пневматических шинах. Наибольшее распространение получили кулачковые катки и катки на пневматических шинах.

По сравнению с другими машинами, служащими для уплотнения грунтов, катки являются наиболее простыми, но вместе с тем производительными и экономичными. Поэтому они получили весьма широкое распространение. Вместе с тем максимальные толщины слоев грунта, которые могут быть уплотнены, при работе катками ниже, чем при трамбовании и вибрировании. Кроме того, для успешной работы катков и особенно прицепных необходим широкий фронт работ.
Катки с гладкими вальцами и на пневматических шинах пригодны для уплотнения как связных, так и несвязных грунтов. Кулачковые и сегментные катки могут уплотнять только связные грунты. Решетчатые катки пригодны для уплотнения гравелистых, обломочных и мерзлых грунтов. Параметры катков должны быть подобраны применительно к свойствам тех грунтов, для уплотнения которых они предназначаются. Выбор параметров может быть произведен на основе результатов анализа взаимодействия рабочих органов катков с уплотняемым грунтом.

Катки с гладкими вальцами. Катками с гладкими вальцами можно уплотнять грунты при толщинах слоев в плотном теле не более 15—20 см. Поэтому они в настоящее время практически вытеснены более совершенными катками на пневматических шинах. Вместе с тем получили большое распространение вибрационные катки с гладками вальцами. Поэтому следует рассмотреть некоторые элементы взаимодействия гладкого вальца с грунтом.

Кулачковые катки. Кулачковые катки отличаются от гладких тем, что на своей поверхности несут кулачки (шины) (рис. 108). Напряжения на поверхности контакта кулачков с грунтом в несколько раз больше, чем напряжения под катком с гладкими вальцами. Поэтому кулачковые катки эффективны только при уплотнении связных грунтов преимущественно комковатых и не дают никакого эффекта при работе на несвязных грунтах, где вследствие высоких напряжений имеет место интенсивное перемещение грунта из-под кулачков в стороны и вверх. При работе кулачки врезаются в грунт на значительную глубину. Поэтому уплотняются только те объемы грунта, которые расположены ниже плоскости погружения кулачков, а верхняя часть грунта при этом разрыхляется. Эта верхняя часть слоя может быть уплотнена лишь после отсыпки поверх нее нового слоя грунта. Ввиду интенсивного уплотнения нижней части слоя, заглубление кулачков по мере увеличения числа проходов постепенно уменьшается. Поэтому при легких и средних типах кулачковых катков толщина верхней неуплотненной части слоя сравнительно невелика и составляет 4—6 см.

Удельное давление рассчитывается в предположении передачи веса катка на один ряд кулачков, расположенных по образующей вальца. На самом деле в работе участвуют также и кулачки соседних рядов, поэтому фактическое удельное давление, как правило, будет ниже расчетного не менее чем в 1,5—2 раза. Что касается общего веса катков, то он может выбираться до 10—18 т и даже более. Однако следует указать, что на производстве хорошо себя зарекомендовали катки весом 5—6 т.

Сухие связные грунты могут уплотняться катками, имеющими несколько большие удельные давления и общий вес.

Большое значение имеют также размеры опорных поверхностей кулачков. За однократное действие кулачка уплотнение распространяется на глубину 2,5 b (b — минимальный размер опорной поверхности кулачка). Таким образом, размеры активной зоны увеличены по сравнению с обычными ее значениями (~26). Это объясняется тем, что в этом случае ввиду больших удельных давлений образуется весьма плотное грунтовое «ядро», которое как бы удлиняет кулачок. При последующих проходах этот уплотненный слой как бы наращивается, что происходит за счет сдавливания с ним рыхлого грунта, расположенного выше. Такое «наращивание» плотного слоя может идти до величины, примерно равной 4Ь.

Длина кулачков определяет собой ту глубину, на которую они могут погрузиться в грунт при укатке. Поэтому при уплотнении рыхлых грунтов длина кулачков автоматически ограничивает верхний предел удельного давления. После превышения этого предела каток начинает опираться на грунт не только кулачками, но и поверхностью вальца. Очевидно, что этот верхний предел зависит не только от длины кулачка, но и от свойств грунта.

В случае излишне большой длины кулачков при первых проходах катка, когда грунт находится еще в рыхлом состоянии, будут развиваться избыточные напряжения, которые повлекут за собой выдавливание грунта в стороны, что снизит эффект уплотнения и повысит необходимое тяговое усилие. Это затруднит также «наращивание» слоя при последующих проходах катка. Вместе с тем при недостаточной длине кулачки не смогут погружаться в грунт на необходимую глубину, и потому нижняя часть уплотняемого слоя останется непроработанной.

При чрезмерно высоких удельных давлениях возрастет величина hp, что снизит толщину уплотняемого слоя грунта.

Из анализа работы кулачковых катков следует, что уплотнение будет эффективным в том случае, когда грунты вначале достаточно рыхлы. Это условие обеспечивает глубокое проникание кулачков и постепенное наращивание плотного грунта. Кулачковые катки являются мало пригодными для уплотнения уже сравнительно плотных грунтов, так как в этом случае имеет место неполное проникание кулачков и, следовательно, не обеспечивается проработка слоя на всю его толщину.

Формы кулачков существующих типов катков весьма разнообразны. Однако, как это следует из принципа работы, эта форма на получаемую плотность грунта влияния не оказывает. Вместе с тем должны быть выдвинуты определенные требования к форме опорной поверхности кулачков. Она должна быть выбрана такой, чтобы при перекатывании обеспечивались одинаковые максимальные напряжения во всех точках поверхности контакта, что обеспечивает равномерное уплотнение грунтов. Этому требованию отвечают реверсивные (т. е. симметричные) кулачки и преимущественно те их виды, опорная поверхность которых очерчена из центра катка по дуге окружности. Налипание на кулачки грунта должно быть сведено к минимуму. Поэтому кулачки не должны иметь ребер, впадин, резких выступов и т. п.

Число кулачков на вальце катка должно быть возможно большим, что снизит необходимое число проходов. Однако наличие большого количества кулачков повлечет за собой повышение общего веса катка и усилит склонность грунта к налипанию. Сравнительные испытания катков с различным количеством кулачков показали, что удовлетворительная работа имеет место в том случае, когда число кулачков, приходящихся на 1 м2 поверхности вальца, составляет 20—25. Эти данные относятся к легким и средним каткам, опорные поверхности кулачков которых имеют площади от 20 до 40 см2. Расположение кулачков на поверхности вальца должно быть шахматное.

Кулачковые катки целесообразно изготовлять с расчетом возможности изменения их веса балластировкой. Это позволит один и тот же каток использовать при уплотнении легких и тяжелых суглинков, а также грунтов разной влажности.

Вследствие значительного пластического течения грунта из-под опорных поверхностей кулачков уплотняется не только тот грунт, который непосредственно расположен под этой опорной поверхностью, но также и объемы, расположенные вблизи, что расширяет активную зону. Это позволяет сократить необходимое число проходов. Испытания катков показали, что для достижения грунтом уплотняемого слоя плотности, равной 0,95бшах, достаточно однократного перекрытия всей поверхности слоя кулачками.

Рама и дышло катка рассчитываются на растяжение от максимального тягового усилия того трактора или тягача, на работу с которым рассчитан каток. Коэффициент динамичности при этом принимается равным 1,5.

Катки на пневматических шинах. В настоящее время пневматические катки применяются для уплотнения не только грунтов, но и гравийных и щебеночных оснований, а также черных смесей и асфальтового бетона. При этом, в отличие от катков, имеющих жесткие гладкие вальцы, катки на пневматических шинах не подвергают дроблению щебень и гравий, что и является большим преимуществом этих катков. Типы и размеры этих катков весьма разнообразны. Так, вес тех прицепных катков, которые предназначены для уплотнения грунтов аэродромов, достигает 100, 120, а в отдельных случаях и 200 т. Наибольшее распространение получили катки весом 20—25 и 40—50 т.

Катки на пневматических шинах при условии правильного выбора их параметров пригодны для уплотнения как связных, так и несвязных грунтов. Оптимальные толщины уплотняемых слоев здесь больше, чем при уплотнении гладкими и кулачковыми катками. Кроме того, для Доведения грунтов до одной и той же плотности требуется меньшее число проходов, что повышает производительность катков.

Общий вид прицепного катка на пневматических шинах представлен на рис. 109.

Наибольшее распространение получили катки с независимой подвеской отдельных колес, что обеспечивает равномерное уплотнение грунта, а при неровной поверхности предохраняет шины от перегрузки. Ось каждого колеса жестко связана с балластным контейнером, передняя часть которого шарнирно подвешена к траверсе рамы машины.

При первых проходах, когда грунт еще находится в рыхлом состоянии, деформация пневматической шины по сравнению с деформацией грунта весьма мала, ввиду чего его работа подобна работе жесткого колеса. По мере уплотнения грунта удельное значение деформации шины все более возрастает и при плотных грунтовых поверхностях имеет место обратная картина, т. е. здесь в основном деформируется уже шина.

Рис. 109. Каток на пневматических шинах

Под пневматической шиной грунт находится в напряженном состоянии более продолжительное время, чем под жестким колесом. При равных диаметрах жесткого колеса и пневматика последний ввиду эластичности имеет большую площадь контакта с поверхностью грунта и эта площадь загружена значительно равномернее. Все это способствует повышению эффекта уплотнения грунтов.

Для определения глубины активной зоны надо найти минимальный поперечный размер поверхности контакта шины с грунтом. Таким размером является малая ось эллипса, которую можно определить, предположив, что в конце процесса уплотнения перекатывание пневматика производится по абсолютно жесткой поверхности, т. е. что деформируется только шина.

Для повышения проходимости и эффекта работы пневматические шины выгодно иметь возможно большего диаметра. Большой диаметр колеса позволит увеличить площадь контакта с грунтом, а тем самым и глубину активной зоны.

Следовательно, как правило, должны применяться шины больших размеров. Нагрузку на колесо также желательно иметь возможно большей. С ростом нагрузки увеличивается обжатие пневматической шины, а следовательно, и глубина активной зоны. Нагрузка ограничивается прочностью шины, а также теми тяговыми средствами, для работы с которыми предназначен каток.

Вследствие относительно малой скорости движения катков и значительного снижения в связи с этим динамических нагрузок, допустимые пределы давлений на колеса возможно принимать несколько большими по сравнению с теми их значениями, которые обычно лимитируются паспортными данными. Верхний предел нагрузки должен быть ограничен такими их значениями, при которых смятие шины не превышает 15%. Под смятием здесь понимается отношение абсолютной величины деформации шины к диаметру ее сечения (к высоте профиля), выраженное в процентах.

Здесь также следует считать, что лучший эффект уплотнения соот-’ ветствует такому случаю, где максимальное напряжение на поверхности близко к пределу прочности грунта.

Давление воздуха в шинах автомобилей и дорожностроительных машин, как правило, не более 6 кГ/см2. Поэтому при уплотнении связных грунтов, предел прочности которых превышает 12 кГ/см2, следует рекомендовать катки, снабженные авиационными шинами, которые допускают повышение давления воздуха до 12 и даже 14 атм.

Конструкция катка должна позволять регулировать давление в шинах, а в случае самоходных катков необходимо обеспечить, чтобы эта операция могла совершаться на ходу.

При уплотнении песков и малосвязных грунтов ввиду относительно более низких пределов прочностей этих грунтов давление в шинах не должно превышать в первом случае 2 кГ/см2, а во втором случае — 3— 4 кГ/см2. Во избежание большого износа шин должны быть также снижены и нагрузки на колеса катков.

Спаренные колеса по сравнению с одиночными дают большую площадь следа и поэтому способны уплотнять слои грунта больших толщин. Поэтому прицепные катки должны быть одноосными. Ввиду особенностей конструкции стандартных колес и их дисков все колеса ряда не могут быть вплотную поставлены друг к другу. Между ними всегда будут иметь место какие-то зазоры. Для повышения эффекта уплотнения последние должны быть сведены к минимуму.

Зазор желательно иметь не выше 0,4В (В — ширина колеса) и никак не больше (0,5-4-0,7) В. При зазоре менее 0,4В он на эффекте уплотнения практически не отражается.

Необходимое число проходов при уплотнении связных грунтов обычно составляет 6—8. При несвязных грунтах оно в 2 раза меньше.

В случае самоходного катка должны быть увязаны между собой тяговое усилие, возникающие сопротивления и сцепной вес. Такую увязку можно произвести, пользуясь тем же методом, что и в случае самоходных скреперов.

Расчет на прочность отдельных узлов катка производится в предположении реализации полной силы тяги тягача с учетом коэффициента динамичности ka = 1,5.

Катки решетчатые и сегментные. Решетчатые катки появились сравнительно недавно и сразу хорошо зарекомендовали себя как эффективное средство для работы в зимнее время, а также для уплотнения гра-велистых и глинистых комковатых грунтов. Катки изготовляются прицепными. По конструкции они сходны с гладкими или кулачковыми катками и отличаются от них тем, что их вальцы выполнены из решетки. Последняя сварена из прутков низколегированной стали. Решетка может быть также выполнена литой. В этом случае валец собирается из отдельных звеньев. Решетка имеет квадратные отверстия со стороны квадрата 15 или 20 см. Балласт обычно размещается на раме катка и выполняется в виде бетонных кубов. Общий вес катка с балластом составляет 25—30 т. Каток может уплотнять грунт слоями толщиной до 40 см.

Вальцы секторного катка имеют вырезы, вследствие чего окружность их прерывается впадинами. Их собирают из звеньев, сдвинутых таким образом, чтобы впадины располагались в шахматном порядке. Такой каток работает подобно кулачковому и по сравнению с последним имеет значительно большие опорные поверхности. Поэтому при достаточном общем весе он может прорабатывать слои грунта значительно большей толщины. Эти катки могут быть также самоходными.

Кулачковые катки

Прицепные кулачковые катки предназначены для послойного уплотнения комковатых тяжелых и связных грунтов на толщину 0,3—0,5 м при сооружении дорожных насыпей, плотин, дамб и грунтовых оснований под различные дорожные покрытия и Другие инженерные сооружения. Катки агрега-тируются с гусеничными тракторами соответствующего класса в зависимости от потребного тягового усилия и состоят в основном из вальца с кулачками, рамы со скребками и двух дышл со сцепными устройствами. Вальцы с кулачками являются рабочим органом катка, полость вальцов используется для заполнения балластом (песком) в целях экономии металла и увеличения массы катка. На ряде катков их массу повышают установкой бетонных или чугунных грузов.

Кулачковые катки по массе (с балластом) разделяют на легкие (8—9 т), средние (16—18 т) и тяжелые (28— 30 т). ГОСТ 11557—75 предусматривает катки указанных типов, при этом средние катки могут изготовляться е двух исполнениях — одновальцовы-ми и двухвальцовыми.

Каток ДУ-26 (Д-614) — легкий, од-новальцовый, с кулачками, приваренными непосредственно к обечайке вальца (рис. 5.2). Боковины вальца имеют люки со съемными крышками, через которые производится загрузка и выгрузка балласта. Ось вальца устанавливается в ступицах на ролнкоподшш» никах. Рама катка представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух продольных и двух поперечных балок коробчатого сечения с приваренными скребками для очистки вальца от налипшего грунта. В балках рамы вмонтированы чугунные грузы для увеличения балласта. К поперечным балкам привертываются дышла сварной конструкции со сцепными устройствами.

Рис. 5.1. Прицепной вибрационный каток ДУ-14 (Д-480):
1 — сцепное устройство; 2 — грузы; 3 — вибровалец; 4 — клиноременная передача; 5 — топливный бак; 6 — двигатель; 7 — рама; 8 — опора

Каток ДУ-32 (Д-630) — среднего типа, отличается удлиненной рамой, на которую устанавливают бетонные балластные грузы.

Каток ДУ-ЗА (Д-263А) — тяжелого типа, имеет разрезной валец, и кулачки его приварены к съемным бан-лажам. Полости вальцов имеют внутренние и наружные камеры, которые заполняют балластом раздельно.

Рис. 5.2. Прицепной кулачковый каток ДУ-26 (Д-614):
1 — дышло; 2 — валец; 3 — кулачок; 4 — рама; 5 — сцепное устройство; 6 — скребки

Читать далее: Трамбующие машины в дорожном строительстве

Категория: —
Машины для уплотнения грунтов

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Прицепные катки статического действия

Для
уплотнения грунтов укаткой применяют
прицепные,
полуприцепные
и самоходные
катки с гладкими, кулачковыми
и решетчатыми
вальцами,
а также пневмокатки.
Их используют также в дорожном, аэродромном
строительстве и подобных отраслях
строительства для уплотнения подстилающего
слоя и укатки дорожного покрытия из
асфальтобетона и других материалов.

Рис.144.
Прицепные катки: (а
и б)
— с металлическими вальцами; в
– схема соединения катков для работы
в сцепе

Прицепной
каток с металлическими вальцами (рис.144)
состоит из пустотелого вальца 5
цилиндрической формы и охватывающей
его рамы 3
с дышлом
2
и сцепным устройством 1
на его конце. Валец соединен с рамой
через подшипники 4
на торцовых шипах. Для увеличения массы
катка и, следовательно, повышения
давления на укатываемую поверхность
валец загружают (балластируют)
песком
через люк 7.
Вальцы бывают гладкими (рис.144,а)
или с установленными на их рабочей
поверхности в шахматном порядке кулачками
9
(рис.144,б)
(кулачковые вальцы), которые
приваривают непосредственно к обечайке
вальца или к полубандажам 8.
От налипшего на рабочую поверхность
грунта гладкие вальцы очищают скребком
6,
закрепленным на раме, а междурядья
кулачков штырями, собранными на общей
балке, прикрепленной к раме вместо
скребка.

Прицепные
катки с металлическими вальцами
перемещают по уплотняемой поверхности
за тягачом, обычно трактором, с разворотами
на концах захваток для возвратного
движения или челночным способом, для
чего тягач перецепляют на противоположную
сторону катка. Для укатки грунтов на
обширных площадях используют сцепы из
2…5 катков и более, объединенных траверсами
(рис.144,в).

Гладкие
катки уплотняют грунт слоями 0,15…0,2 м
без разрыхления его поверхности или с
незначительным разрыхлением на глубину
1…3 см
(в несвязных грунтах). Их применяют
преимущественно для прикатки в 1…2
прохода поверхностей, уплотненных
другими катками. Скорости передвижения
катков не влияют на изменение плотности
грунтов, но при повышенных скоростях
из-за больших сдвигающих усилий на
контактной поверхности формируется
менее прочная структура грунта.
Рациональные скорости перемещения
гладких катков составляют 1,5…2,5 км/ч
на первом и двух последних проходах и
8… 10 км/ч
на промежуточных проходах. По сравнению
с работой в односкоростном режиме
производительность катков при этом
увеличивается примерно в 2 раза.

Кулачковые
катки уплотняют грунт внедряемыми в
него кулачками, а на первых проходах
также поверхностью вальца. По мере
уплотнения грунта кулачками на глубине
при каждом новом проходе их погружение
в грунт уменьшается, вследствие чего
валец теряет контакт с уплотняемой
поверхностью. Из-за высоких контактных
давлений в конце уплотнения кулачки
будут немного погружены в грунт,
вследствие чего на его поверхности
останется разрыхленный слой, который
при необходимости прикатывают гладкими
вальцами.

В
отличие от работы гладких катков, когда
от прохода к проходу уплотненный слой
наращивается от поверхности вглубь,
кулачки начинают уплотнение на глубине,
наращивая его в направлении к поверхности.
Кулачковые катки применяют только для
уплотнения рыхлых
связных грунтов.
При уплотнении ими несвязных и малосвязных
грунтов происходит выброс грунта
кулачками вверх и в стороны, вследствие
чего практически невозможно достигнуть
требуемой плотности.

Рис.145.
Решетчатый каток

Решетчатые
катки (рис.145) с обечайками, изготовленными
из прутков в виде решетки с квадратными
ячейками, работают подобно кулачковым
каткам. Внедряясь в грунт прутками,
решетчатые катки уплотняют его, начиная
с глубинных слоев; Их применяют для
уплотнения комковатых
и переувлажненных
связных грунтов,
включая разрыхленные мерзлые и скальные
крупнообломочные грунты.

Прицепной
пневмоколесный каток (рис.146,а
и б)
состоит из рамы 3
с дышлом 2
и сцепным устройством 1
для соединения с тягачом (трактором или
автомобилем), четырех-пяти пневматических
колес 5,
соединенных с рамой одной осью (рис.146,а)
или
через балансиры (рис.146,б)
и одного 4
или нескольких 7
(по числу колес) балластных ящиков. В
последнем случае балластные ящики
соединены между собой передней 6
и задней 8
поперечными балками, а ось каждого
колеса крепится к днищу соответствующего
балластного ящика так, что в зависимости
от неровностей укатываемой поверхности
с грунтом контактируют все колеса катка
(рис.146,в).
Пневмоколесные катки применяют для
уплотнения как

Рис.146.
Прицепные пневмокатки (а и б) и схема
перекатывания колес с независимой
подвеской по неровностям поверхности
грунта

грунтов,
так и гравийных и щебеночных оснований,
а также черных смесей асфальтобетона.
Преимуществом этих катков перед катками
с металлическими вальцами является то,
что при укатке каменных материалов они
не измельчают их. Требуемая степень
уплотнения достигается за 5…10 проходов
при рабочих скоростях передвижения
11…15 км/ч.
Для уплотнения грунтов более эффективны
шины большого диаметра с большей
допустимой нагрузкой на каждую шину.
Катки с автомобильными шинами используют,
в основном, для уплотнения малосвязных
и среднесвязных грунтов, а с авиационными
шинами повышенного давления — для
уплотнения тяжелых суглинков и глин
высокой связности.

studfiles.net

Прицепные катки статического действия

Для
уплотнения грунтов укаткой применяют
прицепные,
полуприцепные
и самоходные
катки с гладкими, кулачковыми
и решетчатыми
вальцами,
а также пневмокатки.
Их используют также в дорожном, аэродромном
строительстве и подобных отраслях
строительства для уплотнения подстилающего
слоя и укатки дорожного покрытия из
асфальтобетона и других материалов.

Рис.144.
Прицепные катки: (а
и б)
— с металлическими вальцами; в
– схема соединения катков для работы
в сцепе

Прицепной
каток с металлическими вальцами (рис.144)
состоит из пустотелого вальца 5
цилиндрической формы и охватывающей
его рамы 3
с дышлом
2
и сцепным устройством 1
на его конце. Валец соединен с рамой
через подшипники 4
на торцовых шипах. Для увеличения массы
катка и, следовательно, повышения
давления на укатываемую поверхность
валец загружают (балластируют)
песком
через люк 7.
Вальцы бывают гладкими (рис.144,а)
или с установленными на их рабочей
поверхности в шахматном порядке кулачками
9
(рис.144,б)
(кулачковые вальцы), которые
приваривают непосредственно к обечайке
вальца или к полубандажам 8.
От налипшего на рабочую поверхность
грунта гладкие вальцы очищают скребком
6,
закрепленным на раме, а междурядья
кулачков штырями, собранными на общей
балке, прикрепленной к раме вместо
скребка.

Прицепные
катки с металлическими вальцами
перемещают по уплотняемой поверхности
за тягачом, обычно трактором, с разворотами
на концах захваток для возвратного
движения или челночным способом, для
чего тягач перецепляют на противоположную
сторону катка. Для укатки грунтов на
обширных площадях используют сцепы из
2…5 катков и более, объединенных траверсами
(рис.144,в).

Гладкие
катки уплотняют грунт слоями 0,15…0,2 м
без разрыхления его поверхности или с
незначительным разрыхлением на глубину
1…3 см
(в несвязных грунтах). Их применяют
преимущественно для прикатки в 1…2
прохода поверхностей, уплотненных
другими катками. Скорости передвижения
катков не влияют на изменение плотности
грунтов, но при повышенных скоростях
из-за больших сдвигающих усилий на
контактной поверхности формируется
менее прочная структура грунта.
Рациональные скорости перемещения
гладких катков составляют 1,5…2,5 км/ч
на первом и двух последних проходах и
8… 10 км/ч
на промежуточных проходах. По сравнению
с работой в односкоростном режиме
производительность катков при этом
увеличивается примерно в 2 раза.

Кулачковые
катки уплотняют грунт внедряемыми в
него кулачками, а на первых проходах
также поверхностью вальца. По мере
уплотнения грунта кулачками на глубине
при каждом новом проходе их погружение
в грунт уменьшается, вследствие чего
валец теряет контакт с уплотняемой
поверхностью. Из-за высоких контактных
давлений в конце уплотнения кулачки
будут немного погружены в грунт,
вследствие чего на его поверхности
останется разрыхленный слой, который
при необходимости прикатывают гладкими
вальцами.

В
отличие от работы гладких катков, когда
от прохода к проходу уплотненный слой
наращивается от поверхности вглубь,
кулачки начинают уплотнение на глубине,
наращивая его в направлении к поверхности.
Кулачковые катки применяют только для
уплотнения рыхлых
связных грунтов.
При уплотнении ими несвязных и малосвязных
грунтов происходит выброс грунта
кулачками вверх и в стороны, вследствие
чего практически невозможно достигнуть
требуемой плотности.

Рис.145.
Решетчатый каток

Решетчатые
катки (рис.145) с обечайками, изготовленными
из прутков в виде решетки с квадратными
ячейками, работают подобно кулачковым
каткам. Внедряясь в грунт прутками,
решетчатые катки уплотняют его, начиная
с глубинных слоев; Их применяют для
уплотнения комковатых
и переувлажненных
связных грунтов,
включая разрыхленные мерзлые и скальные
крупнообломочные грунты.

Прицепной
пневмоколесный каток (рис.146,а
и б)
состоит из рамы 3
с дышлом 2
и сцепным устройством 1
для соединения с тягачом (трактором или
автомобилем), четырех-пяти пневматических
колес 5,
соединенных с рамой одной осью (рис.146,а)
или
через балансиры (рис.146,б)
и одного 4
или нескольких 7
(по числу колес) балластных ящиков. В
последнем случае балластные ящики
соединены между собой передней 6
и задней 8
поперечными балками, а ось каждого
колеса крепится к днищу соответствующего
балластного ящика так, что в зависимости
от неровностей укатываемой поверхности
с грунтом контактируют все колеса катка
(рис.146,в).
Пневмоколесные катки применяют для
уплотнения как

Рис.146.
Прицепные пневмокатки (а и б) и схема
перекатывания колес с независимой
подвеской по неровностям поверхности
грунта

грунтов,
так и гравийных и щебеночных оснований,
а также черных смесей асфальтобетона.
Преимуществом этих катков перед катками
с металлическими вальцами является то,
что при укатке каменных материалов они
не измельчают их. Требуемая степень
уплотнения достигается за 5…10 проходов
при рабочих скоростях передвижения
11…15 км/ч.
Для уплотнения грунтов более эффективны
шины большого диаметра с большей
допустимой нагрузкой на каждую шину.
Катки с автомобильными шинами используют,
в основном, для уплотнения малосвязных
и среднесвязных грунтов, а с авиационными
шинами повышенного давления — для
уплотнения тяжелых суглинков и глин
высокой связности.

studfiles.net

Выбираем оборудование для уплотнения материалов и грунта – Основные средства

Твердая основа

Одна из наиболее важных характеристик в дорожном строительстве – это уплотнение. От основания полотна до верхнего щебеночного слоя и покрытия каждый слой должен быть отсыпан из соответствующего материала, иметь правильную толщину, плотность и выдерживать определенную нагрузку. А в дорожном строительстве приняты наиболее высокие нормы плотности. Поэтому выбор оборудования для уплотнения задача непростая и ответственная.

Рассмотрим некоторые типы полноразмерных дорожных катков и сферы их применения.

Пневмоколесные самоходные и прицепные катки

Эти катки оснащены пневматическими колесами (обычно нечетное количество), расположенными в шахматном порядке на двух или трех осях. Такое расположение позволяет при уплотнении перемешивать материал в слое по вертикали. В результате получается гладкая, ровная, плотная воздухонепроницаемая поверхность. При работе с материалами различного типа и состава для получения заданной толщины и плотности слоя обеспечивается централизованное автоматическое регулирование давления воздуха в шинах.

Пневмоколесные катки обычно используются на несвязных сыпучих или смешанных грунтах и редко применяются на связных грунтах. Их можно использовать и для уплотнения асфальта, обычно на участках малого или среднего размера, чаще всего при отделочном, финишном уплотнении, чтобы выровнять и обеспечить воздухонепроницаемость уплотненной поверхности участка после работы виброкатка.

У прицепных пневмокатков колеса обычно имеют независимую подвеску, которая помогает сохранить катку устойчивость, если колеса проваливаются в выбоины и при наезде на неровности. Прицепные катки могут буксироваться тракторами и автогрейдерами и использовать гидропривод и рычаги рыхлителя грейдера для увеличения давления на грунт. Благодаря этому им не нужен балластный груз и одна машина с одним оператором может выполнять одновременно две работы.

Прицепные пневмокатки применяются главным образом для уплотнения гравийных дорог. При содержании и ремонте дорог 99% используемых катков, в том числе и прицепных, относятся к типу пневмоколесных. Прицепные катки – бюджетное оборудование, обеспечивающее высокое качество уплотнения.

Грунтовые кулачковые катки статического действия

Как известно, гладковальцовые статические катки практически не используются для уплотнения грунтов земляного полотна дороги из-за образования высокой сдвиговой волны на поверхности укатки. Грунты уплотняются катками с кулачковыми вальцами статического действия. Они оснащаются двумя двухсекционными стальными вальцами (как бы четырьмя «колесами») или тремя вальцами на трех осях, на вальцах имеются кулачки конической формы. Вальцы не оснащаются вибромеханизмом, они оказывают на уплотняемый материал статическое воздействие своим весом, имеют большие размеры и работают на высоких скоростях, чтобы развить энергию, достаточную для уплотнения.

Грунтовые кулачковые катки статического действия лучше работают на связных грунтах с мелкозернистой структурой, илистых отложениях, глине и др. Их обычно используют на участках, имеющих достаточную площадь для того, чтобы эти большие машины могли свободно маневрировать, развивать высокие скорости и работать с высокой производительностью. Машины этого типа обычно используются для подготовки участков под строительство крупных объектов и насыпей.

Самоходные одновальцовые виброкатки (гладковальцовые и кулачковые)

Грунтовые виброкатки могут иметь различные размеры и оснащаются одним вибровальцом (гладким для сыпучих несвязных грунтов или кулачковым для связных, а также средне- и слабосвязных), установленным на качающейся утяжеленной раме. Вибрация и собственный вес этого узла являются источником энергии, которая помогает уплотнить частицы грунта.

В современных катках конструкция и система управления обеспечивают возможность выбора оптимального сочетания частоты и амплитуды вибраций для уплотнения и толстых, и тонких слоев различных материалов и грунтов. Подавляющее большинство выпускаемых в мире виброкатков (кроме некоторых малогабаритных) имеют три режима нагружения уплотняемого асфальтобетона: статический, со слабой вибрацией и сильной вибрацией.

В качестве примера необычных конструкций грунтоуплотняющих машин приведем грунтовый каток Bomag BW 332, который является на сегодняшний день самым большим комбинированным катком в мире. Благодаря своему весу в 32 т он может уплотнять грунт до 4 м. Этот каток объединил максимальную мощность на единицу поверхности с минимальными издержками на 1 м3. Валец этого катка имеет форму многоугольника, благодаря чему уплотняющее усилие воздействует на грунт вертикально и без потерь. С помощью вальца такой конструкции достигается оптимальное тяговое усилие при незначительном сопротивлении качению. Еще одной особенностью является то, что многоугольный валец самоочищается, что уменьшает энергозатраты при работе катка. Машина не требует постоянного смазывания, что также является большим плюсом при уходе за ней.

Самоходные виброкатки с кулачковыми и гладкими вальцами и иногда пневмоколесные катки используются при прокладке новых магистралей. Они же могут применяться в качестве катков для первоначального уплотнения асфальтовой смеси. Такие катки имеют преимущество при работе на больших открытых площадях, где достаточно места для маневрирования. Поскольку они имеют более высокие скорости движения, то могут обработать большие площади быстрее, чем виброплиты, и это делает их высокоэффективными в дорожном строительстве.

Грунтовые виброкатки несколько более предпочтительны для подготовки стройплощадок и возведения насыпей по сравнению с кулачковыми катками статического действия, так как более универсальны, проще транспортируются (обычно имеют меньшие размеры и массу) и способны быстрее создать нужную степень уплотнения грунтов большинства типов за счет вибрации.

Для связных материалов, таких как глина, применяют катки с кулачковыми вальцами. Кулачковый валец способен уплотнять грунты такого типа за счет боковых сдвиговых деформаций. Для уплотнения асфальта производители обычно предлагают к таким каткам гладкие вальцы опционно.

При вибрационном уплотнении достигаются более высокая плотность и больший глубинный эффект, чем при статическом уплотнении, и полное уплотнение достигается при меньшем числе проходов. Все это объясняет, почему вибрационное оборудование является более эффективным и экономичным почти во всех случаях. Вибрация может быть использована при трамбовании всех типов материалов, и вибрационное оборудование занимает сейчас около 70% рынка.

Осцилляторные катки

При выборе катков приходится учитывать окружающие условия. Например, при работе в исторической части города, вблизи коммуникационных линий, в зонах плотной жилой застройки или на мосту, в зоне многоуровневой автостоянки и т. п. местах часто запрещается применять оборудование, которое как-либо может повредить сооружениям и доставить беспокойство жителям. Для таких ситуаций некоторые производители предлагают осцилляторные катки.

Конструктивно возбудитель осцилляции представляет собой такие же два дебалансных вала, как и у вибровозбудителя, но вращаются они в одном направлении и вместе с вальцом, удерживая его в постоянном контакте с поверхностью. При этом не происходит значительного усложнения конструкции катка. Напомним, что при вибрации воздействие направлено на уплотняемый материал по вертикали. При осцилляции силы воздействуют в тангенциальном направлении, то есть по касательной к окружности вальца, либо в некоторых катках угол воздействия сил при осцилляции можно регулировать. Система управления катка автоматически в течение 10 миллисекунд подстраивает параметры осцилляции под тип грунта, выбирая необходимую амплитуду. Например, амплитуда уменьшается при повышении степени уплотнения.

Что достигается за счет этой технологии? Осцилляция способствует быстрому и непрерывному увеличению уплотнения при укатке асфальтобетона, снижая при этом колебания материала вокруг бандажа, увеличивая диапазон рабочих температур смеси и уменьшая дробление зерен в материале. Нежелательные воздействия (не создающие полезного действия) при осцилляции, по словам разработчиков, составляют всего 10% от величины, подобной «нежелательно воздействующей энергии» при вибрации, то есть намного большая часть энергии при осцилляции используется для уплотнения материалов. Существенно уменьшается и уровень шума при работе. Эта технология позволяет каткам работать там, где недопустимо использование традиционной вибрации, так как режим осцилляции дает возможность достичь высоких показателей уплотнения, не оказывая разрушающего воздействия на сами конструкции и не мешая шумом жителям окрестных домов.

Еще одно преимущество: вибрацию нельзя использовать, когда температура асфальта упадет ниже определенного значения. То же самое и с осцилляцией, однако за счет более мягкого воздействия на уплотняемую поверхность температурный порог снижается в среднем на 20% (зависит от марки асфальта).

Производители обычно совмещают в одном вальце системы вибрации и осцилляции. Оператор может включать по своему усмотрению режим вибрации или осцилляции даже во время движения. Наиболее часто применяют подобные катки в городских условиях, вблизи зданий, в сложных условиях на песочных грунтах.

Осцилляторный способ целесообразен при укатке в основном асфальтобетонных покрытий и щебеночных оснований при небольшой толщине слоев. Для каждого материала должно подбираться свое оптимальное отношение горизонтальной осциллирующей силы к вертикальной постоянно действующей силе веса вальца и оптимальная частота крутильных колебаний осцилляторного вальца. Для наилучшей передачи уплотняемому материалу горизонтальных усилий поверхность вальца катка должна иметь высокий коэффициент сцепления с поверхностью качения, иначе будет происходить проскальзывание вальца с его абразивным износом и значительным снижением эффективности уплотнения, что, кстати, относится не только к осцилляторным моделям, но и к обычным виброкаткам с изменяемым направлением вектора центробежной силы для регулировки вертикального силового воздействия.

Однако, как и в любом деле, у осцилляции имеются определенные недостатки. Специалисты отмечают: цена катка с дополнительной системой осцилляции выше цены обычного катка, дороже и чаще приходится его ремонтировать, так как быстрее изнашивается обечайка и надежность механизма пониже.

Применением одного только режима осцилляции не всегда удается достичь должной степени уплотнения покрытия. На мостах и путепроводах вслед за осцилляторным обязательно должен использоваться тяжелый статический каток с надлежащим контактным давлением вальца, чтобы в конечном итоге получить требуемое качество уплотнения асфальтобетона.

Тандемные виброкатки

Двухвальцовые (тандемные) виброкатки оснащены двумя стальными вальцами, каждый из которых оказывает на грунт вибрационное действие (могут быть оснащены каждый отдельным вибратором либо одним общим). Такие катки комплектуются различными вибросистемами, которые могут генерировать колебания с различными значениями частоты и амплитуды в разнообразных сочетаниях для того, чтобы обеспечить наиболее эффективное уплотнение.

Процесс укладки асфальта по требованию к точности расчета можно сравнить с жонглированием. Очень важно правильно соблюсти временной график с момента изготовления смеси до ее доставки, укладки и уплотнения.

После того, как асфальто­укладчик уложит слой асфальта, каток, выполняя первичное уплотнение, вытесняет большую часть воздуха из полостей в асфальтовом слое. Именно по­этому необходимо использовать уплотняющую машину соответствующего типа и размера, которая могла бы равномерно уплотнить весь поверхностный слой асфальтового покрытия. Выбор катка для первичного уплотнения часто делают на основе ширины вальца и оптимизации равномерной обработки всего участка. Например, если ширина участка равна 3660 мм, то каток с вальцом шириной 2000 мм обработает его за два прохода и с достаточным перекрытием кромок полос.

Специалисты рекомендуют применять для первоначального уплотнения тандемные катки или два катка, движущиеся «поездом». Они должны быть одного размера, веса и иметь схожие характеристики вибрации, чтобы уплотнение было максимально одинаковым и равномерным и по длине, и по ширине покрытия. Второй каток обычно дает возможность всей паре двигаться быстрее и развить более высокую производительность, которая может с избытком окупить стоимость второго катка для первоначального уплотнения. Обеспечиваются высокая однородность значений плотности и ровности покрытия. И поскольку катки не должны двигаться с чрезмерно высокими скоростями, чтобы следовать за асфальтоукладчиком, новое покрытие получается превосходным.

Катки больших типоразмеров используются на строительстве магистралей и автострад, городских улиц и больших объектов коммерческого строительства. Катки малых типоразмеров предназначены для строительства подъездных путей, разъездов, велосипедных дорожек, для коммунальных работ и другого коммерческого строительства.

Комбинированные катки

Самоходный комбинированный каток оснащается гладким вибровальцом на одной оси и пневматическими колесами на другой и поэтому сочетает преимущества вибрационных и пневмоколесных агрегатов. Использование шарнирно-сочлененной рамы и тракторных колес, совмещенных с вальцами разной ширины и уплотняющей силы, превышает возможности более специализированной техники, например вибрационных катков.

Такой вид дорожных катков отличается большой массой и низкой скоростью передвижения. Они подразделяются на вибрационные и статические, которые в свою очередь различаются типом и количеством вальцов и осей.

Это позволяет использовать данную машину для послойного уплотнения конструктивных слоев нежесткой дорожной одежды из асфальтобетонных смесей, а также гравийных, шлаковых, щебеночных и других материалов не только на горизонтально расположенных строящихся трассах, но и на подъемах полотна дороги до 15°. Чем тяжелее каток, тем большую степень уплотнения он способен создавать.

 

Следует заметить, что компании – производители дорожных катков иногда дают не совсем верные сведения о возможностях своих машин в части толщины уплотняемого слоя, по­этому рекомендуется при выборе незнакомой модели или бренда проконсультироваться у специалистов, имеющих опыт работы с данной моделью, или провести эксплуатационные испытания данной машины.

Виброплиты AMMANN работают в любых условиях

Компания AMMANN предлагает широчайшую линейку моделей виброплит эксплуатационной массой от 54 до 825 кг, которые оснащаются бензиновыми и дизельными двигателями. Виброплиты AMMANN универсальны и легко приспосабливаются к различным, даже самым тяжелым условиям работы. К тому же, обладая отличными ходовыми качествами, они способны работать на самых крутых склонах. Некоторые из этих высокопроизводительных машин движутся со скоростями, сравнимыми со скоростью грунтового катка. Все виброплиты AMMANN отличаются простотой и невысокой стоимостью эксплуатации, а также компактными размерами, все это очень удобно для строительных, коммунальных и арендных компаний.

Виброплиты AMMANN имеют различные системы управления, но общим для всех является простота управления, в том числе изменение направления движения и работа на склонах. Рукоятки изолированы от вибрации, могут складываться и сниматься – это немаловажное преимущество, когда работать приходится в условиях тесноты или при транспортировке. По заказу на некоторых моделях может устанавливаться рукоятка запатентованной конструкции «с повышенной защитой от вибрации».

Виброплиты AMMANN подразделяются на несколько серий.

APF – виброплиты прямого хода. Модели эксплуатационной массой от 54 до 117 кг, по выбору потребителей могут комплектоваться двигателями, работающими на бензине или дизтопливе разных экологических классов. Долговечный надежный вибровозбудитель приводится от двигателя через центробежную муфту и защищенную от внешних воздействий клиноременную передачу.

APR – виброплиты реверсивные. Модели эксплуатационной массой от 100 до 475 кг, также могут комплектоваться бензиновыми или дизельными двигателями. В конструкции применяется двухвальный вибровозбудитель, благодаря которому смена направления движения происходит плавно, а удерживать и направлять машину не представляет труда. Виброплиты серии APR отличаются высокой эффективностью уплотнения в нужной точке, а также способностью работать на уклонах до 30–35%. Это самые быстрые машины в своем классе, в том числе и при работе на сложном грунте.

APH – виброплиты гидростатические реверсивные, двух- и трехваловые. Виброплиты с гидростатическим приводом (масса от 383 до 825 кг) не нуждаются в клиноременной передаче. Валы вибратора приводятся гидромотором, за счет чего скорость вращения регулируется плавно и плавно изменяется направление движения.

Компания AMMANN разработала трехвальный вибровозбудитель для виброплит серии APH. Новый агрегат упрощает работу с виброплитой и в то же время увеличивает ее мощность и эффективность уплотнения. Благодаря новой конструкции плита движется равномерно и плавно даже по вязкому грунту, легко преодолевает крутые подъемы. Машины серии APH способны преодолевать подъемы даже по рыхлому, увлажненному грунту, недоступные для аналогичных моделей других марок. Масса этих моделей составляет от 520 до 825 кг.

Виброплиты AMMANN комплектуются уникальной гидравлической системой управления, обеспечивающей простоту управления, точность, быстродействие и безопасность работы при минимальных усилиях оператора.

Система безопасности мгновенно останавливает машину, как только оператор отпускает рукоятку. Когда оператор вновь опустит руку на рукоятку, машина возобновит работу.

Виброплиты серии APH могут оснащаться хорошо известной системой контроля степени уплотнения ACE, которая разработана для более крупных уплотняющих машин AMMANN. Система постоянно отслеживает степень уплотнения и автоматически регулирует уплотняющее усилие, там самым уплотняемая поверхность защищается от повреждения слишком высокой силой и повышается экономичность работы, так как исключается переуплотнение материала.

На выставке Bauma 2016 компания AMMANN представила опытный образец виброплиты с «автопилотом», работающей без оператора.

os1.ru

Лек Катки для уплотнения грунтов (Классификация СДМ)


ГПОУ «Читинский техникум отраслевых технологий и бизнеса»

Лекция – презентация по дорожным машинам

«Машины для уплотнения грунтов »

Разработал: Батуев Б. Н. – преподаватель

Чита — 2015


МАШИНЫ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ


  • — для восстановления плотности, прочности уложенных грунтов, придания устойчивости, несущей способности, водонепроницаемости. Качество уплотнения = фактическая плотность грунта/его максимальная стандартная плотность. Плотность верхних слоев насыпи АД≥98% стандартной, нижних слоев ≥ 95%.


Классификация


  • Способы уплотнения: укатка, трамбование, вибрация, виброукатка, вибротрамбование. У. вызывает пластическую и упругую деформацию грунта. Для достижения результата требуется несколько циклов приложения нагрузки, причем по мере роста плотности грунта уплотняющая нагрузка также должна повышаться. Суть уплотнения- в сближении частиц грунта до состояния, когда они соприкасаются между собой большей частью поверхности и дальнейшей деформации грунта в уплотненной области не происходит.


  • При укатке сближение частиц происходит под действием циклически повторяющейся нагрузки с медленным темпом нарастания и убывания.
  • При трамбовании- под действием кинетической энергии падающей массы инструмента, причем скорость деформации грунта отстает от скорости изменения его напряженного состояния.
  • При виброуплотнении- скользя относительно друг друга и заполняя пустоты под действием высокочастотных колебаний вибратора.
  • При вибротрамбовании = 2 +3.
  • При виброукатке = 1 + 3 + 2.


  • Катки грунтовые. Прицепные, самоходные. Рабочие органы: металлические разноповерхностные вальцы, резиновые пневмоколеса.




Вибрационный прицепной каток ДУ-94 предназначен для послойного уплотнения предварительно спланированных грунтов и нижних слоев оснований из различных дорожно-строительных материалов. Масса 7,5 т. Ширина уплотняемой полосы 2000 мм. Мощность 121,4 кВт


ДУ-85. Комбинированный. Вибрационный. Масса 13 т. Ширина уплотняемой полосы 2000 мм. Мощность 110,4 кВт


  • Каток статический с гладкими металлическими вальцами. Простота. Толщина уплотнения ≤15…20 см. 4…6 проходов по одному следу на несвязных, 10…12 на связных. Универсальность, надежность.

1, 2 —торец и цилиндр вальца;

3- подшипник оси; 4- сцепное уст-ройство; 5 — рама; 6- люк балластный


  • Каток с кулачковыми вальцами
  • На вальце выступы- кулачки. Литые сваренные детали.

1– люк балластный; 2,3– торец и цилиндр вальца; 4— кулачки; 5- подшипник оси; 6- сцепное устройство; 7- рама


  • Кулачки размещаются на поверхности вальца по винтовой (с небольшим углом наклона к оси вальца) многозаходной линии.


  • Иногда кулачки размещены в шахматном порядке. Увеличивается площадь следа, уплотняемая за один проход, но исключается возможность очистки налипшего между кулачками грунта.


  • Площадь контакта кулачков с грунтом меньше, чем у гладкого вальца, поэтому напряжения в уплотняемой зоне выше. Кулачки, погружаясь в грунт, сминают его, повышая эффективность уплотнения. На несвязном грунте этот эффект не проявляется из-за отсутствия сцепления между его частицами.
  • Форма кулачка не влияет на качество уплотнения, но провоцирует налипание грунта между кулачками и усиливать разрыхление грунта на глубину погружения кулачков.


  • Пневмоколесный к. Более толстые слои за меньшее число проходов.

1, 2- сцепка и дышло;

3, 6– ось и корпус секций;

4, 5- колесо с осью;


  • Вальцы- очень близко друг к другу – что позволяет сузить полосы неуплотненного грунта между ними. Независимая подвеска вальца- равномерное уплотнение по ширине.
  • Корпус секции вальца- одновременно ящик для чугунного, бетонного балласта.


  • Для эффективности кроме массы большое значение имеет давление в шинах.
  • При снижении давления в шинах в 3 раза напряжение на поверхности грунта понижается в 1,8 раза при одновременном возрастании площади контакта и глубины активной зоны уплотнения примерно в 1,7 раза. Совместное действие этих факторов повышает эффективность уплотнения.
  • Увеличение диаметра пневматических вальцев также ведет к повышению эффекта уплотнения и, кроме того, улучшает проходимость уплотняющего агрегата. При подборе шин для пневмокатков следует ориентироваться на уровень нагрузки, при котором деформация шины не превышает 15% высоты профиля. Рекомендациями по подбору шин для грузовых автомобилей в данном случае можно пренебречь, так как скорости движения прицепных катков в 15… 20 раз ниже скоростей автомобилей.
  • При работе на связных грунтах рекомендуется комплектовать катки шинами, рассчитанными на давление 12… 14 бар, так как при этом максимальное напряжение на поверхности грунта будет приближаться к пределу его прочности, что также повышает эффективность уплотнения.


  • Решетчатый к.- для крупнощебеночных, гравелистых, мерзлых, глинистых комковатых грунтов. Цилиндр вальца- решетки 15×15…20×20 см. Балласт на раме.


  • Секторный к. Диски в виде звездочек. Зубья соседних дисков смещены на полшага. Скребки во избежание налипания грунта между дисками. Как кулачковый к., но более толстые слои.


  • На жестковальцевых к.вибраторы направленных колебаний- для усиления уплотнения.
  • При выключенных вибровозбудителях такие машины работают в режиме статического уплотнения, а при включенных к эффекту принудительного сближения частиц грунта добавляется эффект ↓сил трения и сцепления между частицами грунта благодаря высокочастотным колебаниям.


  • Вибратор состоит: из нескольких пар дебалансов 3 (рис. а), выполненных заодно с зубчатыми колесами 2, передающими движе-ние от двигателя 1. Дебалансы вращаются синхронно навстречу друг другу. Корпус двигателя соединяют с вибровозбудителем жестко (для низкочас-тотных с частотой до 10 Гц) или через пружинные амортиза-торы 5 (рис. б ) (для высокочастотных с частотой ≥16,6 Гц), снижая этим вредные воздействия вибрации на двигатель.

Вибратор низкочастотный (а) и высокочастотный (б): 3- дебаланс, 2- зубчатое колесо, 1- двигатель, 4- исполнительный орган, 5- амортизатор


  • Принцип действия вибратора направленных колебаний. При вращении дебаланса массой т с угловой скоростью ω и смещении центра масс от оси вращения (эксцентриситете) r центробежная сила составит Р= т ω 2 r . Равнодействующая Q = 2Рсоsωt центробежных сил двух противоположно вращающихся дебалансов с одинаковыми другими параметрами будет направлена перпендикулярно оси, соединяющей центры вращения дебалансов. Из этого следует, что вынуждающая сила изменяется во времени гармонически с наибольшими модульными значениями  
  • (амплитудой) |Q|= при t = πj (где j— целое число).


— направление возбуж-дающей силы «

Схема действия вибро-возбудителя направлен-ных колебаний:

1 и 2 — дебалансные колеса со смещенны ми центрами масс и зубчатыми венцами, для синхронности враще ния; →- направление скорости вращения;

=- направление возбуж-дающей силы


  • Вибровозбудитель с двух и более амплитудными дебалансами (рис. 5.91) и гидрообъемным приводом устанавливается внутри вальца (рис. 5.92) и соединяется с гидросистемой тягача.

Двухамплитудный вибратор, дебалансная масса которого состоит из стальной дроби, пересыпающейся ближе к оси вращения или дальше от нее в зависимости от направления вращения ротора

Размещение дебалансов вибратора в вальце катка:

1- виброустойчивые подшип-ники; 2- низкоскоростное масляное уплотнение; 3- дебалансные массы; 4- масло для смазки и охлаждения узлов


  • Самоходный комбинированный к.: а) с шарнирно-сочлененной рамой, одним жестким вальцем (гладким или кулачковым) с вибровозбудителем, ведущей пневмоколесной осью, б) полностью пневмоколесный.


СТАТИЧЕСКИЙ ТРЕХВАЛЬЦОВЫЙ КАТОК

Два приводных стальных вальца и один ведомый. Водоналивные. Жесткая рама. Масса 8-15 т.


САМОХОДНЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ КАТОК С ОДНИМ ВАЛЬЦОМ

С одним вибрационным вальцом и приводными пневматическими колесами. На каменной насыпи и грунте. Специальные модели с кулачками «пэдфут« эффективны на глинистых грунтах. Масса 3-17 т.


СТАТИЧЕСКИЙ КАТОК С ТРАМБУЮЩИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

4 кулачковых вальца. Подвижной пульт управления. Более высокая скорость, чем виброкатки. На связных грунтах. Масса 15-30 т.


  • Комплектация комбинированных к.: 1 основной и сменные вальцы. В некоторых меняется только валец, в других он меняется вместе с передней рамой. Гладковальцевые катки: сборная оболочка с внешними кулачками, которые закрепляются на гладком вальце без демонтажа (рис). Т.о. можно обойтись 1м катком при ↓ времени на переоборудование.
  • Жесткие вальцы комбинированных катков оборудуются кроме привода вибратора и ходовым гидрообъемным приводом, расширяющим возможности машин при первых проходах по свежеотсыпанному грунту и работе на крутых продольных уклонах.


ЛЕГКИЙ ТАНДЕМНЫЙ ВИБРОКАТОК

С вибрирующим задним вальцом. Жесткая или шарнирно-сочлененная рама. Масса 1-2 т.


  • Самоходные пневмоколесные к.: моноблочная рама с балластными отсеками, обеспечивает одинаковую нагрузку на все колеса, равномерное распределение массы балласта. Ходовое оборудование катка, является одновременно рабочим оборудованием- двухосное (иногда полноприводное) шасси с разным по осям числом независимо подвешенных колес, размещенных настолько близко друг к другу, насколько допускает конструкция привода колес.

Привод ведущих колес пневмокатка:

1 — гидромотор; 2 — стояночный тормоз; 3 —

карданная передача; 4 — планетарный

редуктор и ведущая полуось


  • Опорные узлы колес допускают их качание в поперечной плоскости. Благодаря такой системе размещения и подвески следы передних и задних колес перекрывают друг друга, что обеспечивает равномерное уплотнение грунта по всей ширине укатываемой полосы.

Перекрытие следов задних и пе редних колес, обеспечивающее равномерное уплотнение

Схема независимой подвески управляемых колес


КАТОК НА ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИНАХ

7-11 пневмошин. Передние и задние шины перекрывают следы друг друга. Уплотняющее давление изменяется за счет пригруза водой или песком. Масса 10-35 т.


  • Трамбующие машины. Возможность уплотнять все грунты слоем до 1 м. Однако т. машины широко не используются в транспортном строительстве, т.к. установки со свободно падающими массивными плитами тихоходны, а машины с дизель-молотами эффективны только на предварительно уплотненных грунтах и высоко непроизводительны.


  • Виброштампы (вибротрамбовки) и виброплиты. Сила удара- напряжения в грунте, вибрация- колебания грунта = эффективное уплотнение не- и малосвязных грунтов.
  • От трамбующих отличаются малыми импульсами и высокой частотой ударов. Во взаимодействии жесткого вальца виброкатка с уплотняемым грунтом наряду с укаткой также присутствует эффект вибротрамбования.


Технические характеристики виброплит

Марка

Ширина

ВУ-1500

ОУ-80

полосы, мм

Частота вибра-ции, Гц

450

ОУ-90

420

75

Мощно-сть двигате-ля, кВт

3,6

ДУ-90

420

75

Масса, кг

4

82

90

550

112

2,9

75

105

4,4

270


  • Малогабаритные вибро-штампы массой 40…100 кг – для малых объемов и в ограниченном пространстве. Виброштамп опирается на грунт массивной прямоугольной пятой с закругленной передней кромкой, на которой установлена колонна с подрессоренным приводом (обычно двигателем внутреннего сгорания) и вибратором. При работе двигателя эксцентрик направленного действия развивает силу, вынуждающую установку подпрыгивать на уплотняемой поверхности. Уплотнение происходит под действием кинетической энергии удара пяты виброштампа о грунт, сложенной с возмущающей силой вибратора. Поступательным движением установка обязана небольшому наклону колонны вперед, из-за чего возмущающая сила, отрывая виброштамп от поверхности, заставляет подпрыгивать его не только вверх, но и вперед.
  • Виброштампы оборудуются амортизаторами, поглощающими обратный удар при работе на плотных грунтах, и системами фильтрации воздуха, поступающего в двигатель. По принципу вибротрамбования работает и ручной универсальный инструмент с пневмо-, гидро- и электроприводом, в частности, отбойные молотки и бетоноломы со специальными трамбующими насадками вместо пик. Разумеется, их использование носит не регулярный, а вспомогательный характер и не может рассматриваться в качестве приемлемого способа уплотнения больших объемов грунтов.

Рис. 5.99. Малогабаритный виброштамп массой 70 кг с двухтактным бензиновым

двигателем


ВИБРОТРАМБОВКА

Высокая ударная мощность башмака для всех грунтов. Масса: 50-100 кг.




  • Виброплита. Рабочий орган- опорная плита, на которой монтируются агрегаты вибровозбуди-теля, иногда двигатель. Выпускаются варианты плит с приводом от двигателя внутреннего сгорания, элект­родвигателя и гидрообъемным приводом. Гидрообъемным приводом, как правило, комплектуются плиты, предназначенные для использования в качестве сменного оборудования да экскаваторах и экскаваторах-погрузчиках, и подключаемые к гидросистеме базовой машины. На плитах автономного использования двигатель устанавливается на подмоторной раме, соединенной с рамой опорной плиты амортизаторами, предохраняющими элементы устройства от вибрации. В качестве трансмиссии используется клиноременный привод, передающий значительные крутящие моменты и компенсирующий изменения межосевого расстояния между ведущим и ведомым шкивами из-за вибрации.

Виброплита (масса — 475 кг, частота вибрации — 62,5 Гц, привод от дизельного двигателя)


УПЛОТНЯЮЩАЯ ВИБРОПЛИТА

Самоходность за счет вибровоз-будителя. Передвижение вперед и на-зад. Масса 40-1000кг.




Использование виброплиты в качестве сменного экскаваторного оборудования: а уплотнение дна траншеи мини-экскаватором; б — уплотнение откоса насыпи полно­поворотным экскаватором; в — засыпка и выравнивание неровностей; г — уплотнение основания под асфальтобетонное покрытие


  • Легкие виброплиты оснащаются вибраторами с фиксированной амплитудой колебаний и возмущающей силой. Встроенные колеса- для ручного перемещения на небольшие расстояния. Более тяжелые машины оснащены устройствами, позволяющими менять амплитуду, возмущающую силу и направление ее действия, что позволяет регулировать скорость и направление рабочего движения всей установки.


Список использованных источников

  • Волков Д.П., Крикун В.Я. Строительные машины и средства малой механизации. Учебник для сред. Проф. образования /Д.П.Волков, В.Я.Крикун. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 480 с.
  • Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: Учеб. пособие. – М.: Мастерство, 2002. – 320 с.
  • Автор и источник заимствования неизвестен.


Конец

multiurok.ru

Прицепные вибрационные катки

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Машины для уплотнения грунтов

Прицепные вибрационные катки

Прицепные виброкатки А-4, А-8, А-12 с гладкими кулачковыми и решетчатыми вибровальцами (рис. 10.5) предназначены для уплотнения различных насыпных грунтов. Катки с гладкими вальцами эффективно применять для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов, а кулачковые рекомендуется использовать при уплотнении тяжелых связных грунтов.

Таблица 10.2

Технические характеристики прицепных и полуприцепных катков

Рис. 10.5. Прицепной виброкаток А-8:
вибровапец; 2 — рама; 3 — двигатель; 4 — дышло; 5 — сцепное устройство

Решетчатые катки эффективно использовать для уплотнения комковатых и смерзшихся грунтов. Рабочим органом катков является вибровалец, внутри которого вмонтирован дсбалансный вибровозбудитель с круговыми колебаниями. Вибровалец установлен в охватывающей тяговой рамс с дышлом при помощи рези неметаллических амортизаторов. Возбудитель колебаний вальца приводится в движение от отдельного двигателя внутреннего сгорания, установленного на рамс катка. Крутящий момент от двигателя к валу вибровозбудителя передается через управляемую муфту сцепления и клиноременную передачу. Рези неметалл и ческие амортизаторы служат для защиты двигателя и рамы от действия вибрации. На раме гладких и кулачковых виброкатков устанавливаются скребки для очистки вальца или кулачков от налипающего грунта. Включение и выключение муфты двигателя осуществляется дистанционно из кабины тягача.

Технические характеристики прицепных виброкатков представлены в табл. 10.3.

Таблица 10.3

Технические характеристики прицепных виброкатков

Самоходный виброкаток ДУ-62 предназначен для уплотнения грунтов, а также уплотнения гра-вийно-щебеночных материалов дорожных оснований, в том числе обработанных вяжущим.

Виброкаток ДУ-62 (рис. 10.6) состоит из одноосного пневмоколесного тягача с силовой установкой и кабиной, с которым шарнирно сочленен вибровалец с охватывающей рамой. Силовой установкой катка служит дизельный двигатель с раздаточным редуктором и насосной станцией, включающей два насоса переменной производительности и насосы для подпитки гидросистемы и системы управления катком. Один из насосов переменной производительности питает гидромоторы привода на ход тягача и вибровальца, а другой — гидромотор привода вибровозбудителя вальца.

Рис. 10.6. Самоходный виброкаток ДУ-62:
1 — одноосный пневмоколесный тягач; 2— кабина; 3 — вибровалец; 4 — рама вибровальца; 5 — вибровозбудитель; 6 — шарнирное сочленение полурам тягача и вибровальца; 7 — гидроцилиндр управления поворотом
катка; в — пневмоколесо тягача

Применение насосов переменной производительности позволяет бесступенчато изменять скорости движения катка и производить плавное его реверсирование.

Применение насоса переменной производительности для привода гидромотора вибровозбудителя обеспечивает изменение параметров вибрации катка. На катке применен двухрежимный вибровозбудитель колебаний инерционного типа, создающий два диапазона частоты колебаний: 0…25 Гц при уплотнении грунтов и 0…38 Гц при уплотнении материалов, обработанных вяжущим.

Для изоляции рамы катка от действия вибрации установка вальца в раме катка осуществлена при помощи резинометаллических амортизаторов. На амортизаторах подвешена также и кабина катка. Хорошая обзорность, наличие регулируемого сидения и кондиционера создают комфортные условия труда.

Высокий уплотняющий эффект катка ДУ-62 обеспечивается за счет тяжелого вибровальца и гидрообъемного привода, позволяющего менять параметры вибрации и скорости движения катка.

Виброкатки ДУ-62 производит Рыбинский завод дорожных машин.

Дорожный вибрационный каток ДУ-57 предназначен для послойного уплотнения несвязных, связных и крупнообломочных фунтов при возведении насыпей, дамб, плотин и других сооружений.

Виброкаток (рис. 10.7) состоит из силового модуля — одноосного пневмоколесного тягача и шарнирно-сочлененногос ним вибровальца. На силовом модуле в общей полураме смонтированы двигатель с оборудованием, топливный и масляный баки, раздаточный редуктор с насосной станцией гидросистемы катка, мосте двумя пневмоколесами и кабина с сиденьем для машиниста, в которой сосредоточены контрольные приборы и органы управления катком. Мост приводится от двух гидромоторов через общий редуктор.

Рис. 10.7. Дорожный самоходный вибрационный каток ДУ-57:
1 — одноосный пневмоколесный тягач; 2 — вибровалец; 3 — амортизатор; 4 — вибровозбудитель; 5 — гидромоторы привода вальца «на ход»; б — гидромоторы привода моста тягача; 7 — шарнир сочленения полурам тягача и вибровальца; 8 — гидромоторы привода вибровозбудителя

Вибровалец состоит из жесткой металлической обечайки со ступицами, в которых на четырех подшипниковых опорах размещен дебалансный вибровозбудитель, приводимый от установленного соосно гидродвигателя. Привод вальца «на ход» осуществлен от двух гидромоторов через планетарный редуктор, причем крутящий момент от редуктора на валец передается через резинометал-лические амортизаторы, что позволяет изолировать полураму вальца от действия вибрации. Вибровалец со стороны привода вибровозбудителя установлен в полураме вальца также при помощи рсзинометаллических амортизаторов. На катке применена гидрообъемная трансмиссия.

Самоходный вибрационный каток ДУ-58 комбинированного действия предназначен для уплотнения насыпных и предварительно спланированных слоев грунта, нижних слоев асфальтобетонных покрытий и материалов дорожных оснований.

Высокий уплотняющий эффект катка достигается совместным воздействием металлического вибровальца и ряда пригруженных пневмоколес.

Каток ДУ-58 (рис. 10.8) состоит из силового модуля и шарнирно-сочлененного с ним вибропитает гидромотор вибровозбудителя вальца, а другой питает гидромоторы балансирных редукторов колесного хода катка и привода вибровальца «на ход». Кроме этого, в насосную станцию входят также гидронасос подпитки гидросистемы и насос привода гидроруля.

Шарнирное сочленение обеспечивает возможность поворота полурам силового модуля и вибровальца в горизонтальной плоскости и относитсльно продольной оси. Поворот катка в горизонтальной плоскости выполняется за счет.

Рис. 10.8. Самоходный вибрационный каток ДУ-58 комбинированного действия:
1 — силовой модуль; 2 — вибровалец; 3 — гидромотор привода вибровозбудителя; 4 — бак смачивающей системы; 5 — полурама вибровальца; 6 — шарнирное сочленение полурам; 7 — гидроцилиндр поворота катка; 8 — пневмоколесо

вальца с полурамой. Силовой модуль включает двигатель внутреннего сгорания с оборудованием, раздаточный редукторе насосной станцией, кабину машиниста с органами управления катком и ходовую пнсвмоколесную часть. Каток ДУ-58 имеет гидрообъемную трансмиссию, которая включает насосную станцию и исполнительные гидромоторы привода вибровозбудителя и привода хода катка.

Насосная станция имеет два гидронасоса переменной производительности, один из которых шарнирного сочленения при помощи гидроцилиндров. На катке имеется смачивающая система для смачивания вальцов с целью устранения возможности налипания на валец уплотняемого материала. Пневмоколсса катка оснащены системой изменения давления в шинах, позволяющей изменять удельные нагрузки на уплотняемый материал.

Самоходный виброкаток У6710.01 предназначен для послойного уплотнения грунтов. Он представляет собой агрегат, состоящий из силового модуля трактора Т-150К, вместо заднего моста которого шарнирно закреплена рама с унифицированным вибровальцом, заимствованным от виброкатков ДУ-58 и ДУ-62. На базовом тракторе Т-150К заменен серийный гидробак навесного оборудования трактора на гидробак большей вместимости и установлен дополнительно аксиально-поршневой насос, от которого питается гидромотор привода вибровозбудителя и гидромотор привода на ход вальца. Внутри вибровальца катка вмонтирован дебалансный вибровозбудитель, состоящий из дебалансного вала, установленного в корпусе при помощи подшипников и получающего вращательное движение от гидромотора, расположенного соосно с валом вибровозбудителя. Крутящий момент на валец от гидромотора привода «на ход» передается при помощи резинометаллических амортизаторов через двухступенчатый угловой редуктор. Амортизаторы служат упругой подвеской рамы катка на вибровальце и защищают раму катка от действия вибрации.



Читать далее: Электрические трамбовки

Категория: —
Машины для уплотнения грунтов

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Катки, уплотнительная техника — ООО Стройдизель

Представляем Вашему вниманию катки тротуарные, тандемные, комбинированные, пневмошинные и грунтовые, вибрационные и статические, самоходные, ручные и прицепные марок РАСКАТ, ДМ, МАГИСТРАЛЬ

ВЫБИРАЕМ ВИБРОКАТОК!

Вибрационные катки появились в развитие статических катков, которые обеспечивали уплотнение только за счет своего статического веса. Сравнение двух вибрационных катков является непростой задачей; фактически, его невозможно произвести только по техническим характеристикам их производителя. Однако, определённые параметры оказывают влияние на эффективность катков. И важно иметь полное представление о спектре этих параметров.

        Уплотняющая способность является пере­менной характеристикой катков. В этом от­ношении основную роль играет уплот­няющее усилие: чем выше уплотняющее усилие, тем больше глубина уплотнения и тем меньшее количество проходов потре­буется. На уплотняющее усилие влияют следующие факторы:

  • статическая линейная нагрузка
  • амплитуда
  • частота
  • отношение статической и вибрационной масс
  • диаметр вальца

     

        Другими факторами являются скорость укатки и количество вибрационных валь­цов. Центробежная сила имеет незначитель­ное влияние на уплотняющую способность.

Статическая линейная нагрузка

Для вибрационных катков с гладкими валь­цами статическая линейная нагрузка опре­деляется весом блока вальца, отнесенной к укатывающей ширине вальца и выражает­ся в кгс/см или в кН/м.

        Статическая нагрузка представляет со­бой вес самого вальца плюс вес частей рамы, которые опираются на валец (вес вальцового модуля). СЕСЕ также включа­ет в статическую рабочую нагрузку вес оператора и вес заполненных наполовину топливного и водяного баков.

        Значительное увеличение статической линейной нагрузки приводит к увеличе­нию уплотняющего усилия и уменьшает число требуемых проходов.

        Общий вес самоходного одновальцового вибрационного катка не дает прямого ука­зания на его уплотняющую способность. Поэтому, сравнения на основе общего веса могут быть некорректными. Корректное сравнение может производиться только по статическим линейным нагрузкам вибри­рующих вальцовых модулей.

Частота и амплитуда

Частота определяется как количество уда­ров вальца за единицу времени, измерен­ное в герцах (количество колебаний в се­кунду) или в колебаниях в минуту.

        Амплитуда является максимальным сме­щением вальца от среднего положения его оси и выражается обычно в мм, т.е размах колебаний вальца соответствует двойной номинальной амплитуде.

        Влияние частоты и амплитуды на уплот­нение было предметом дискуссий долгие годы. Лабораторные и полевые испытания показывают, что частота в диапазоне от 25 и 50 Гц (1500 и 3000 колебаний в минуту) соответствует максимальному уплотняю­щему эффекту на грунтах. Изменение час­тоты в этих пределах не оказывает сущест­венного влияния на уплотняющее усилие.

        Однако, изменение амплитуды оказывает значительный эффект на уплотнение и его глубину. Большие амплитуды особенно важ­ны на материалах, для которых требуется значительное уплотняющее усилие, таких как крупнообломочные и сухие глинистые грунты. Вибрационные катки, предназна­ченные для уплотнения больших объемов крупнообломочного грунта, отсыпаемого толстыми слоями, должны иметь амплитуду колебаний не менее 1,6 мм.

 

        Статическая нагрузка определяется как вес вальца плюс вес деталей, которые опираются на валец (вес вальцового модуля).

        Частота представляет собой количество ударов вальца в единицу времени и выражается в Гц или в колебаниях в минуту.

        Амплитуда является максимальным смещением вальца от оси и, обычно, выражается в мм.

 

 

 

        Обычное соотношение между уплотняющим эффектом, частотой и амплитудой. Влияние амплитуды существенно, в то время как частота имеет определенный оптимальный диапазон.

 

 

 

        На асфальтобетонных смесях наилучшие результаты были получены в диапазоне частот от 50 до 70 Гц (от 3000 до 4200 коле­баний в минуту). Соответствующие ампли­туды для асфальтобетона не должны пре­вышать одного миллиметра. Повышенная частота обеспечивает малое ударное про­странство (расстояние, проходимое между последовательными ударами вальца), кото­рое предотвращает образование неровно­стей на поверхности. Ударное пространст­во является производной от частоты и ско­рости; низкая частота на высокой скорости дает широкое ударное пространство, в то время как высокая частота ударов, произ­водимых на малой скорости, дает уменьше­ние ударного пространства.

Установка амплитуды

Часто бывает очень удобным иметь воз­можность изменения вибрационного уси­лия катка. Наилучшим способом для этого является изменение амплитуды. Имея воз­можность регулировки амплитуды, можно изменять уплотняющее воздействие для разных материалов и толщин слоя. Некото­рые катки оборудуются системой автома­тического изменения амплитуды в течение процесса уплотнения в зависимости от из­менения свойств обрабатываемого слоя.

        Возможность изменения амплитуды чрезвычайно важна при уплотнении ас­фальтобетона. При работе на мягких сме­сях или тонких слоях наилучшие результа­ты достигаются на малых амплитудах виб­рации. Это также снижает риск разруше­ния хрупкого каменного материала смеси. И, наоборот, для обработки жестких смесей и толстых слоев требуются относительно большие амплитуды.

        Изменяемая величина амплитуды дает возможность проводить регулировку уп­лотняющего воздействия. При работе на грунтах, оператор может изменять ампли­туду при изменении толщины слоя. При работе на асфальтобетоне изменение ам­плитуды может использоваться операто­ром для адаптации к изменениям в конси­стенции смеси и в толщине слоя.

        При уплотнении толстых слоев до высо­кой плотности лучше всего начинать рабо­ту на большой амплитуде вибрации. При увеличении плотности материала валец на­чинает отскакивать от него при нанесении удара. При этом уплотняющего эффекта не наблюдается даже при увеличении коли­чества проходов и, что еще хуже, повыша­ется вероятность разрушения материала и риск повреждения машины. Отскакивание вальца может быть устранено снижением амплитуды, после чего уплотняющий эф­фект восстановится.

Автоматический контроль вибрации

Современные катки для асфальтобетона должны быть оборудованы автоматиче­ской системой контроля, обеспечивающей отключение вибрации при уменьшении скорости ниже определенного предела. Это нужно для прекращения вибрационного воздействия на поверхность, когда каток неподвижно стоит на ней или затормажива­ет для смены направления движения.

Статическая и вибрационная массы

Необходимо обеспечить сбалансирован­ность статической и вибрационной массы так, чтобы рама была достаточно массив­ная для снижения риска подпрыгивания. Однако рама не должна быть тяжела на­столько, чтобы гасить вибрации и снижать уплотняющий эффект. Следует придержи­ваться следующего грубого соотношения: масса вальца должна составлять от 1 /3 до 1/ 2 массы рамы.

Скорость укатки

Скорость укатки имеет определенное влияние на уплотняющий эффект. В значи­тельной степени большая скорость укатки может компенсироваться путем увеличе­ния количества проходов. Однако опти­мальная скорость для уплотнения грунтов лежит в пределах 3-6 км/ч. Для достижения достаточной степени уплотнения толстых слоев грунтовой и скальной отсыпки тре­буется выполнять уплотнение на скорости, лежащей в нижней части указанного диапа­зона.

Оптимальные скорости для асфальтобе­тона несколько выше, чем для грунтов. Для достижения равномерной степени уп­лотнения по площади, скорость катка должна быть постоянной, чему может по­мочь установка на катке спидометра.

Количество вибрационных вальцов

Два вибрационных вальца на катке уменьшают количество требуемых прохо­дов, чем увеличивают производитель­ность катка. Имея всего один вибрацион­ных валец, каток должен выполнить на 80% больше проходов, чем тандемный вибрационный каток одинакового с ним размера. Однако, могут существовать и отклонения от этого правила, что будет за­висеть от свойств уплотняемого материа­ла.

 

        Тандемный виброкаток может иметь один или два вибрирующих вальца. Как правило, вибрация на оба вальца повышает производительность катка примерно на 80% на грунте и на 50% на асфальтобетоне.

Центробежная сила и общее приложенное усилие

Неверно полагать, что увеличение центро­бежной силы влечет за собой увеличение уплотняющего усилия. Квадратичная за­висимость центробежной силы от частоты не совпадает с графиком, который показы­вает ограниченное влияние изменения час­тоты на уплотняющий эффект. В ранние периоды развития вибрационного уплот­нения в качестве приемлемого показателя уплотняющего усилия считалось Общее Приложенное Усилие. Эта величина рас­считывалось как сумма статического веса и центробежной силы. Так же как в случае с центробежной силой, с этим показателем легко прийти к неверным выводам.

        Ширина вальца

При уплотнении грунта ширина вальца оказывает решающее влияние на произво­дительность укатки по площади, причем, чем шире валец, тем большая площадь ох­ватывается за один проход. Это, однако, не относится к уплотнению асфальтобетона, так как следует также учитывать и габарит асфальтоукладчика (ширину укладки). При устройстве асфальтобетонных по­крытий ширина вальца катка должна быть скоррелирована с шириной укладки. Та­ким образом, существует оптимальная ши­рина вальца, позволяющая перекрыть всю ширину укладки минимальным количест­вом полос укатки.

Диаметр вальца

Чем больше диаметр вальца, тем меньше сопротивление качению. Это может иметь особую значимость для предотвращения сдвигов поверхности асфальтобетонного покрытия и образования трещин при укат­ке мягких и подвижных асфальтобетонных смесей. Вальцы большего диаметра всегда предпочтительней.

Толщина обечайки вальца

Валец катка подвержен износу. При уп­лотнении мелкозернистых материалов из­нос меньше, чем при работе на крупнозер­нистых каменных набросках. Очень боль­шой износ могут давать чрезвычайно аб­разивные скальные породы.

        Толщина обечайки вальца и качество стали, из которой она изготовлена, опреде­ляют срок службы вальца и его способ­ность противостоять деформациям. Мно­гие производители, тем не менее, избегают указывать толщину обечайки вальца в своей документации.

        Обработка обечайки вальца также имеет решающее значение: применяемые на сего­дня технологии изгиба делают валец доста­точно круглым и ровным для уплотнения грунтов. Для катков, применяемых для уп­лотнения асфальтобетонных смесей, требо­вания по качеству поверхности вальца на­много выше, поэтому, обычно, они обраба­тываются, для получения поверхности, обеспечивающей ровность асфальтобетон­ного покрытия.

Каток с шириной вальца 1450 мм охватит всю ширину полосы укладки, составляющую от 3,5 до 3,9 метра, тремя параллельными полосами. Каток с шириной вальца 1600 мм все-таки должен будет трижды пройти ширину укладки, и это вызовет значительное перекрытие его следов. Здесь увеличение ширины вальца не дает никаких преимуществ. Для данного конкретного случая ширина 1600 мм является избыточной.

Разрезные вальцы

Разрезная конструкция вальца позволяет двум его половинам вращаться с разными скоростями. Это уменьшает сдвижку ас­фальтобетонной поверхности при работе на крутых поворотах. Если каток не обору­дован разрезными вальцами, оператор должен следовать общепринятым приемам работы на поворотах, чтобы обеспечить должное качество работы (смотри рису­нок). Не следует использовать катки с раз­резными вальцами для уплотнения грун­тов. При укатке жестких материалов обе­чайка вальца может заклиниваться. В конце концов, половины вальца заклинятся пол­ностью, зазор между ними будет забит ма­териалом и преимущества разрезного ба­рабана будут сведены на нет.

  

       

 

 

        Крутые повороты дороги могут привес­ти к неполному охвату поверхности при уплотнении асфальтобетонных покры­тий. Этого избегают путем укатки в двух или более направлениях.

 

 

   

  Малый радиус поворота — первый шаг к созданию маневренного катка.

        При этом появляется возможность повы­сить производительность по площади уп­лотнения при окончательной укатке по­верхности.

Система смачивания вальца

Каток для асфальтобетона должен иметь эффективную систему разбрызгивания воды для предотвращения налипания ас­фальта на вальцы. Современные катки для асфальтобетона имеют напорную систему, а не систему подачи воды самотеком, кото­рая особенно плохо функционирует при работе катка на уклонах. Для оптимизации количества воды, подаваемой на вальцы очень полезны встраиваемые в систему разбрызгивания таймеры. Для защиты системы от коррозии баки, трубопроводы и шланги выполняются из пластмассы. Необходимо обеспечить хоро­шую систему фильтрации воды, так как на некоторых рабочих площадках очень часто бывает тяжело найти чистую воду. Систе­ма фильтрации должна состоять из двух, а еще лучше трех фильтров: в баке, в насосе (проходной фильтр) и на каждом сопле. Желательно иметь резервную систему, ко­торая опрыскивала бы каждый валец во­дой из любого бака. Емкость баков должна быть достаточна для работы в течение нор­мального 8-часового рабочего дня.

        Система орошения вальца очень важ­на для асфальтового катка. Во избежа­ние налипания смеси на валец она должна покрывать его на всю ширину.

        Двигатель должен иметь мощность, доста­точную для обеспечения должной работы катка. Дополнительно, он должен иметь достаточный резерв мощности для компен­сации ее снижения в результате износа дви­гателя в процессе эксплуатации, а также для возможности работы на высокогорных площадках.

        Многие факторы влияют на тяговое уси­лие; ниже представлены те из них, которые особенно значимы для грунтоуплотняющего оборудования.

        Валец с приводом

Валец с приводом повышает тягу, так как позволяет всей массе вальца участвовать в развитии тягового усилия. Это особенно необходимо на толстых слоях и труднопро­ходимых материалах, таких как однораз­мерный сухой песок (сухое уплотнение).

       

        Он также повышает способность пре­одолевать подъемы, то есть способность катка работать на наклонных поверхно­стях. Улучшению тяги будет способство­вать установка гидравлического делителя, разделяющего контуры колесного и валь­цового привода.

        Угол контакта влияет на сопротивление качению. Чем меньше и тяжелее валец, тем большее горизонтальное усилие он создает и вызывает, тем самым, более высокое сопротивление качению, кото­рое, в свою очередь, требует увеличе­ния мощности двигателя.

Диаметр вальца и статическая линейная нагрузка

Чем больше диаметр вальца и чем меньше линейная статическая нагрузка, тем мень­ше угол въезда на уплотняемый материал. Следовательно, уменьшается сопротивле­ние качению.

Распределение веса между тракторным и вальцовым модулями

При отсутствии привода на вальце удовле­творительное тяговое усилие может быть достигнуто при распределении веса в про­порции 50:50. Но чем больше вес трактор­ного модуля по отношению к вальцовому модулю, тем лучше тяга. Тяговое усилие может быть повышено с помощью балла­стировки колес или выбором модели катка с приводным вальцом (характерная осо­бенность большинства грунтоуплотняющих машин с тяжелыми вальцами).

Размер шин и рисунок протек­тора

Ширина профиля, глубина протектора и диаметр обода шин катков с ведущими пневмоколесами влияют на их сцепление с поверхностью

Приводная передача

Мощность и крутящий момент гидравли­ческого мотора, выбор передаточного чис­ла и типа ведущего моста (планетарная пе­редача, бездифференциальная передача вращения) влияют на способность катка преодолевать подъем.

        Катки для асфальтобетона с приводом на два вальца имеют лучшее тяговое усилие относительно тандемных катков с одним ведущим вальцом. Другое преимущество таких катков состоит в том, что приводные вальцы менее склонны сдвигать асфальто­бетонные слои.

        С небольшим радиусом поворота машина легко управляема на ограниченных площа­дях. Минимальный боковой выступ улуч­шает возможности катка при работе вблизи прямоугольных объектов, а большой кли­ренс ходовой части позволяет машине лег­ко маневрировать при наличии препятст­вий.

        Для выполнения всех обычных видов работ достаточен диапазон скорости 0-10 км/ч. Высокая транспортная скорость мо­жет быть преимуществом при перегоне катка с одной рабочей площадки на дру­гую. Для перегонов катка невысокая зад­няя скорость катка не имеет значения, но она важна при проведении уплотнения, так как проходы обычно выполняются как вперед, так и назад.

        Хороший круговой обзор необходим для маневрирования, так как каток работа­ет в челночном режиме. Необходимо, что­бы оператору были хорошо видны края вальца, даже при нахождении в положении максимального смещения.

        Некоторые тандемные катки имеют один из вальцов, смещаемый до 500 мм в сторо­ну, что облегчает работу вблизи бортовых камней и у поворотов. При этом имеется возможность смещения центра тяжести для того, чтобы работать на слабых обочинах.

Надежность

Простои в ходе выполнения больших объе­мов земляных работ или при устройстве асфальтобетонных покрытий очень дороги. Поэтому, надежность машины очень важна.

        Самым выгодным вложением денег явля­ется приобретение катка, который дает наи­меньшее количество простоев из-за своих поломок. Поэтому, стоимость катка не имеет решающего значения для его экономиче­ской выгодности, о чем не следует забывать при планировании приобретения машины.

Техобслуживание

Высокая надежность машины определяет ее экономическую выгодность. Она зави­сит не только от качественной конструк­ции. Она зависит также и от ремонтопри­годности, которая определяется тем, как легко можно добраться до самых важных деталей и как легко можно получить смен­ные детали и узлы. Это в итоге и определя­ет, как быстро можно устранить неполадки машины, и насколько непродолжительное время она будет простаивать.

        Необходимо, чтобы у производителя имелись инструкции по техобслуживанию, по эксплуатации и ремонту, переведенные на основные языки мира.

        Абсолютно необходимо, чтобы текущее техобслуживание катка производилось как можно проще. Легкий доступ к точкам смаз­ки, фильтрам и др. сделают проще работу оператора и обеспечат надежность выполне­ния работ. Желательно, чтобы каток имел централизованную систему смазки.

Универсальность

Большое значение имеет способность катка работать в широком диапазоне полевых условий, например, на различных типах грунтов, рельефах и на высокогорьях. Способность катка к такой универсально­сти будет выгодна эксплуатанту.

Универсальность машины может также быть решающей в экономических вопросах. Например, вибрационные тандемные катки привлекательны тем, что они подходят для уплотнения и подстилающего слоя, и слоя

основания, и асфальтобетонного покрытия.

        Также привлекательны самоходные вибрационные катки, на которых гладкие вальцы могут заменяться на кулачковые, и наоборот. При сменности вальцов все виды уплотнительных работ могут быть выполнены на одной машине. Это снижает первоначальные вложения на приобрете­ние оборудования и даст экономию затрат на техобслуживание и комплектацию за­пасными частями.

 

Вибрационные тандемные катки в равной степени пригодны для уплотне­ния как зернистых подстилающих и несущих слоев основания, так и ас­фальтобетонных покрытий.

        Уровень шума должен быть невысоким, чтобы обеспечить комфортные рабочие условия оператору и всем, работающим рядом с машиной.

        Для меньшего загрязнения окружающей среды выхлопные газы машины должны со­держать меньше вредных примесей, а рас­ход топлива должен быть невысоким. Ем­кость топливного бака должна быть рассчи­тана как минимум на одну рабочую смену.

        Габариты по длине, ширине, высоте и об­щая масса машины имеют прямое отноше­ние к вопросам транспортировки. Мест­ные транспортные ограничения также должны быть приняты во внимание.

Другие важные факторы

Следующая информация редко упомина­ется в технических описаниях и потребует детального обсуждения с представителем производителя.

Комфорт оператора

Работоспособность оператора прямо про­порциональна удобству его рабочего мес­та. Рабочее место должна обеспечивать ему комфортные условия. Кабина должна быть хорошо защищена от вибрации и уда­ров для предотвращения чрезмерной утомляемости, а уровень фонового шума не должен отвлекать оператора и раздра­жать его. Для того чтобы работа выполня­лась максимально безопасно, необходим хороший круговой обзор.

        Кроме того, все органы управления должны располагаться так, чтобы они были легко доступны с сиденья, в каком бы положении не сидел оператор. Панель управления должна быть эргономичной с логичным расположением приборов. Пе­редвижное поворотное сиденье в сочета­нии с наиболее важными органами управ­ления повышает удобство оператора и обеспечивает наилучшее наблюдение за об­рабатываемой поверхностью. Хорошо скомпонованное и удобное рабочее место оператора облегчает его работу и обеспечивает наилучшее выполнение работы. Уровень шума должен быть невысоким, чтобы обеспечить комфортные рабочие условия оператору и всем, работающим рядом с машиной.

Безопасность

Значение безопасности трудно переоценить, и не только для оператора, но и для всех, ра­ботающих вблизи катка. Натандемных катках тормозная система должна работать на обоих вальцах, а на одновальцовом катке — и на вальце, и на колесном мосту. Должна быть предусмотрена аварийная система, которая бы включалась вручную или автоматически при отсутствии давления в гидросистеме. Также необходимо наличие ручного отказо­устойчивого стояночного тормоза.

        Большинство несчастных случаев проис­ходит во время того, как оператор сходит с катка или поднимается на него. Поэтому следует предусмотреть, чтобы мостки не были скользкими, чтобы ступени к ним были надежными, и чтобы рабочее место оператора имело ограждение.

        Список дополнительного оборудования для защиты оператора обязательно должен включать Систему Защиты При Опрокиды­вании (КОР8) или защитную кабину. Для меньшего загрязнения окружающей среды выхлопные газы машины должны со­держать меньше вредных примесей, а рас­ход топлива должен быть невысоким. Ем­кость топливного бака должна быть рассчи­тана как минимум на одну рабочую смену. Система защиты при опрокидывании РЮРЗ, включающая ремень безопасности, обеспечи­вает защиту оператора при опрокидывании машины. В комплекте с Системой Защиты От Падающих Предметов (РОР5) она обеспечивает защиту оператора от сваливающихся об­ломков при работе в траншее. Также повышению безопасности способствует применение звуковой сигнализации задне­го хода машины.


ВЫБИРАЕМ СТАТИЧЕСКИЙ КАТОК!

Статические гладковальцовые катки были первыми механическими средствами, которые использовались для уплотнения грунта и асфальтобетона. Сегодня они часто используются совместно с пневмоколесными и/или вибрационными катка­ми. Существует два основных вида статических гладковальцовых катков: трех- вальцовый и двухвальцовый тандемный. Обычная трехвальцовая модель имеет два больших задних приводных вальца и передний управляемый ва­лец меньших размеров. Современные трехвальцовые катки имеют три больших приводных вальца одинако­вого диаметра и шарнирную поворотную раму. В этом разделе рассматриваются данные, с помощью которых производится сравнение различных статических глад­ковальцовых катков. Приведенной информацией мож­но пользоваться как пособием по выбору катка данного типа.

        Уплотняющее усилие статического гладко- вальцового катка зависит в основном от статической линейной нагрузки, т.е. вес вальцового модуля, деленного на ширину вальца. Уплотняющее воздействие также зависит от диаметра вальца и будет рас­смотрено ниже.

 

Статическая линейная нагрузка

На обычных статических трехвальцовых катках массой 10-15 тонн, статическая ли­нейная нагрузка задних вальцов находится в пределах от 50 до 80 кгс/см. Для уплотне­ния асфальтобетона статическая линейная нагрузка должна превышать 50 кгс/см. Статическая линейная нагрузка переднего вальца примерно на 30% ниже, чем у зад­них вальцов. Поэтому, для обеспечения равномерности уплотнения задние вальцы должны обязательно проходить по всей обрабатываемой поверхности.

        На современных статических трехваль­цовых катках (с вальцами одинакового диа­метра и шарнирно-сочлененной рамой) при правильном пригрузе все три вальца имеют одинаковую статическую линей­ную нагрузку. При этом каток обеспечи­вает равномерное уплотнение по всей сво­ей ширине, что позволяет производить укатку по упрощенным схемам. При ши­рине укатки 2.1 м каток может покрыть за два параллельных хода ширину до 4 мет­ров (с учетом перекрытия). Три больших приводных вальца обеспечивают равное и эффективное уплотняющее воздействие.

        Диаметр вальца у обычных статических тандемных катков находится в пределах от 1.2 до 1.5 метрах с шириной вальцов от 1.1 до 1.4 метра. Их статические линейные на­грузки несколько ниже, чем у статических трехвальцовых двухосных катков с той же общей массой.

 

 

Статический каток с шарнирно-сочлененной рамой и одинаковой статической ли­нейной нагрузкой на всех вальцах. Обеспе­чивает равно­мерное уплот­нение по всей ширине укатки.

 

 

 

 

Трехвальцовый статический каток с жесткой рамой.

 

 

 

 

 

 

Тандемный каток с жесткой рамой

 

 

 

Вальцы одинакового диаметра обеспечивают приложение одинакового уплотняющего воздейст­вия по всей ширине машины, чего нельзя достичь на обычных трехвальцовых катках.

 

Пригруз

10-12 тонный статический каток обычно требует 2-3 тонны балластного пригруза. Вода является наиболее удобным, и поэто­му наиболее распространенным типом бал­ласта. Основной балласт обычно помещает­ся в вальцы и улучшает центровку машины.

 

Перекрытие следов катка

Перекрытие следов соседних вальцов должно быть не менее 50 мм, при этом оно должно сохраняться и на поворотах.

 

Диаметр вальца

Чем больше диаметр вальца, тем меньше сопротивление качению и угол въезда на уплотняемый материал. В общем случае, если статическая линейная нагрузка пре­вышает 50 кгс/см, желательно, чтобы диа­метр вальца был 1500 мм или более.

 

Контактная дуга и давление вальца

Контактная дуга вальца определяет пло­щадь его соприкосновения с материалом при данной глубине осадки. Этот параметр должен быть принят во внимание при оп­ределении уплотняющего давления и при­годности катка для работы на мягких сме­сях, когда материал имеет тенденцию к чрезмерному сдвигу или образованию трещин во время укатки.

        Чем меньше площадь соприкосновения, тем больше контактное давление, однако, если каток с малым диаметром вальца вы­зывает сдвиговые волны и трещины по­верхности, то каток с большими вальцами дает лучшую ровность и уплотняющий эффект. Можно сказать, что чем больше диаметр вальца и площадь контакта, тем лучше этот каток подойдет для работы на подвижных смесях.

 

 

 

Шарнирное сочленение обеспечивает необходимое перекры­тие следов вальцов и одинаковое усилие по всей ширине, даже на поворотах и при переезде на соседнюю полосу.

 

 

 

 

Статический каток обычного типа вынужден оставлять пробелы на по­верхности асфальтобетона.

 

 

 

 

 

 

Привод на все вальцы обеспечивает лучшую способность к преодолению подъемов и снижает сдвиг материала, что характерно для обычных трехко­лесных катков.

 

 


Информация на данном сайте взята из открытых источников, с указанием авторства там, где это было возможно.

stdz.ru