КУЛАЧКОВЫЙ ВАЛЕЦ ВИБРАЦИОННОГО КАТКА

Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения грунтов.
Известен вибрационный каток с возбудителем комбинированного действия [Пат. 2079610 Российская федерация, МПК 6 E02F 5/12, E01C 19/28. Самоходный вибрационный каток с возбудителем комбинированного действия [текст] / Буренюк М.Р., Карпов О.М., Цуканов А.А., Григорук В.Н.; заявитель и патентообладатель Московское высшее военное дорожное инженерное училище. - №94033300/03; заявл. 14.09.1994; опубл. 20.05.1997. Бюл. №14. - 3с: ил.], в котором механизм вибрационных колебаний выполнен в виде двух вибровозбудителей круговых колебаний, оси которых смещены от оси вращения вальца в противоположные стороны. Третий вибровозбудитель установлен соосно с вальцом, а его дебалансные массы смещены на 90 градусов по отношению к первым двум дебалансным валам. Совместное воздействие двух возмущающих сил, возникающих при одновременном вращении трех валов с дебалансами, оказывает сминающее и сдвигающее воздействие на уплотняемый материал. Возникающие при этом вертикальные и сдвигающие деформации обеспечивают довольно высокую эффективность уплотнения при сравнении небольшой массе катка.
Однако ввиду гладкой металлической поверхности вальца во время осцилляций происходит его проскальзывание относительно уплотняемого материала, что снижает эффективность процесса уплотнения. Кроме этого в предложенном механизме нет возможности изменять амплитуду колебаний вальца, что имеет большое значение при уплотнении грунтов различной толщины.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является вибрационный каток с возбудителем комбинированного действия [Пат. 121261 U1 Российская федерация, МПК E01C 19/28. Валец дорожного катка комбинированного действия [текст] / Дубков В.В., Серебренников B.C.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" (RU). - №2012123883/03; заявл. 08.06.2012; опубл. 20.10.2012.], в котором вибрационный механизм снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, и третьим дебалансным валом, состоящим из подвижного и неподвижного эксцентрика, со смещенной на 90° по отношению к двум первым эксцентриковой массой, с противоположным направлением вращения. При вращении дебалансные валы создают колебания, которые передаются на уплотняемый материал, тем самым снижая внутреннее трение в материале и сцепление между его частицами, что снижает сопротивление материала уплотнению. Данная конструкция позволяет изменять амплитуду и вынуждающую силу вибровозбудителя в процессе уплотнения дорожно-строительных материалов.
Однако в данном вальце нет возможности изменять одновременно момент круговых и крутильных колебаний вальца при заданной частоте вращения дебалансных валов, что имеет большое значение при уплотнении слоев грунта различной толщины.
Задачей полезной модели является снижение энергоемкости уплотнения грунтов и повышение эффективности работы вибрационного катка за счет возможности изменения момента крутильных и круговых колебаний при одной и той же частоте вращения дебалансных валов вальца.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен кулачковый валец вибрационного катка с изменяемой величиной крутильных и круговых колебаний снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, состоящими из подвижных и неподвижных эксцентриков, позволяющих изменять величину крутильных колебаний, при этом центральный дебалансный вал состоит из подвижного и неподвижного эксцентрика, позволяющего изменять величину круговых колебаний вальца, эксцентриковая масса центрального дебалансного вала смещена на 120 град по отношению к эксцентриковым массам оппозитно расположенных дебалансных валов, а частота вращения центрального вала в два раза выше частоты вращения крайних дебалансных валов.
Такая конструкция позволяет, меняя направление вращения дебалансных валов, изменять величину крутильных и круговых колебаний вибровозбудителя в процессе уплотнения грунтов.
При вращении дебалансные валы создают колебания, которые через валец передаются на грунт, тем самым снижая его внутреннее трение и сцепление между его частицами, что снижает сопротивление грунта уплотнению.
Полезная модель поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 приведено продольное сечение вальца, на фиг .2 - сечение Б-Б, на фиг. 3 - сечение А-А, на фиг. 4 - подвижные и неподвижные эксцентрики дебалансных валов.
На кулачковый валец катка установлен гидромотор 1, который посредством редуктора 2 соединен с ободом 3. На поверхности обода 3 установлены кулачки 4.
Внутри вальца расположены поперечные ребра 5, на которых установлены два дебалансных вала 6, оси которых равноудалены от оси вальца, а их эксцентриковые массы смещены относительно друг друга на 180 град. Также на поперечных ребрах установлен третий дебалансный вал 7, соединенный с гидромотором 8, при этом его ось совпадает с осью вальца. Передача крутящего момента между дебалансными валами осуществляется через зубчатую передачу 9, причем диаметр шестерни центрального вала в два раза меньше диаметров шестерней крайних валов. Каждый дебалансный вал состоит из эксцентрика 10, выполненного заодно с ним, и подвижного эксцентрика 11.
Рабочий режим вибрационного механизма вальца осуществляется следующим образом. Во время рабочего хода катка гидромотор 8 через зубчатую передачу 9 приводит во вращение дебалансные валы 7 и 6. При этом ввиду того, что эксцентриковые массы валов 6 смещены на 180°, на валец передаются крутильные колебания (осцилляции) и круговые колебания (от вала 7). Вращение вала 7 происходит в противоположном направлении. С учетом смещения дебаланса вала 7 на 120 град по отношению к дебалансным валам 6, на валец передаются вертикальные колебания.
При изменении направления вращения валов 6, 7 изменяется эксцентриситет масс дебалансных валов r, что ведет к изменению момента вращения и, как следствие, к изменению вынуждающей силы дебалансных валов, создающих крутильные и круговые колебания вальца. Таким образом, можно устанавливать две величины момента крутильных и круговых колебаний: высокую - при уплотнении толстых слоев или низкую - при уплотнении тонких слоев грунта. Эта конструктивная особенность позволяет существенно расширить границы применения предлагаемого вальца вибрационного катка.
Предложенная конструкция вальца катка проявляет в себе положительные качества осцилляторных и вибрационных катков (совместное действие крутильных и круговых колебаний). Указанные качества способствуют повышению производительности кулачкового катка за счет уменьшения количества проходов, требуемых для достижения нормативной плотности.