ОСЦИЛЛЯТОРНО-ВИБРАЦИОННЫЙ ВАЛЕЦ ДОРОЖНОГО КАТКА

Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожных покрытий, оснований и грунтов.
6
Известен вибрационный каток с возбудителем комбинированного действия [Пат. 2079610 Российская федерация, МПК E02F 5/12, Е01С 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° по отношению к первым двум дебалансным валам. Совместное воздействие на вибровалец 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 малого пятна контакта металлического вальца, время контакта мало, глубина проработки материала снижается, что в итоге приводит к падению эффективности уплотнения. Гладкая поверхность вальца во время его осцилляций проскальзывает относительно покрытия, что ведет к образованию волнистости покрытия.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является валец дорожного катка комбинированного действия вибрационного катка [Пат. 121260 Российская Федерация, МПК Е01С 19/28. Валец вибрационного катка катка [текст] / Дубков В.В., Серебренников B.C.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия". - №2012123882/03; заявл. 08.06.2012; опубл. 20.10.2012. Бюл. №29], в котором валец вибрационного катка, состоящий из набора упругих шин, заполненных водой, снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, и третьим дебалансным валом, со смещенной на 90° по отношению к двум первым эксцентриковой массой, с противоположным направлением вращения.
При известном взаимном расположении дебалансных валов вибрационного вальца относительно друг друга, круговые колебания, создаваемые центральным дебалансным валом в определенный момент времени будут разгружать валец в момент максимальных крутильных колебаний, создаваемых крайними дебалансными валами и будет происходить уменьшение сцепления и проскальзывание вальца относительно уплотняемого материала, что существенно снизит эффективность процесса уплотнения.
Задачей полезной модели является снижение энергоемкости уплотнения дорожно-строительных материалов и повышение эффективности работы вибрационного катка.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен валец дорожного катка комбинированного действия, содержащий обод, покрытый слоем резины толщиной 10-15 мм снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, и третьим дебалансным валом, при этом эксцентриковая масса центрального дебалансного вала смещена на 120° по отношению к эксцентриковым массам оппозитно расположенных дебалансных валов, как изображено на фиг. 4, частота вращения центрального вала в два раза выше частоты вращения крайних дебалансных валов.
Полезная модель поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 приведено продольное сечение вальца вибрационного катка, на фиг. 2 - сечение А-А, на фиг. 3 - сечение Б-Б.
Валец вибрационного катка содержит гидромотор 1, который посредством редуктора 2 соединен с ободом 3, на поверхность которого нанесено резиновое покрытие 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°. Также на поперечных ребрах установлен третий дебалансный вал 7, соединенный с гидромотором 8, при этом его ось совпадает с осью вальца, а эксцентриковая масса смещена на 120° относительно валов 6. Передача крутящего момента между дебалансными валами осуществляется через зубчатую передачу 9, причем диаметр шестерни центрального вала в два раза меньше диаметров шестерней крайних валов.
Рабочий режим вибрационного механизма вальца осуществляется следующим образом. Во время рабочего хода катка гидромотор 8 через центральный дебалансный вал 7 и зубчатую передачу 9 приводит во вращение дебалансные валы 6. При этом ввиду того, что эксцентриковые массы валов 6 смещены на 180°, на валец передаются крутильные колебания (осцилляции). Вращение вала 7 происходит в противоположном направлении. С учетом смещения дебаланса этого вала на 120° по отношению к дебалансным валам 6 на валец передаются вертикальные колебания.
Дебалансный вал 7 (фиг. 3) генерирует динамические импульсы, действующие, в основном, в направлении, перпендикулярном к уплотняемой поверхности (фиг. 4). Осцилляторные импульсы, создаваемые дебалансными валами 6 (фиг. 2) действуют, главным образом, в горизонтальной плоскости Р1, Р2 (фиг. 4).
Для реализации максимальных потенциальных возможностей катка с такими воздействиями на уплотняемый материал валов необходимо установить четкое взаимное расположение дебалансных валов относительно друг друга. Для этого графически представлено воздействие круговых и крутильных колебаний вальца катка на уплотняемый материал (фиг. 5).
Для того чтобы обеспечить непрерывную нагрузку на уплотняемый материал в момент максимальных крутильных колебаний необходимо сместить дебаланс центрального вала на 120° относительно его начального положения (фиг. 4).
На фиг. 5 представлено взаимное воздействие круговых (F) и крутильных (Р1, Р2) силовых импульсов на уплотняемый материал. В момент максимальных крутильных силовых импульсов создается максимальная загрузка вальца от вынуждающей силы, создаваемой центральным дебалансным валом, что позволяет повысить эффективность уплотнения дорожно-строительных материалов. При этом необходимо, чтобы частота вращения центрального дебалансного вала 7 (фиг. 3) была в два раза больше частоты вращения дебалансных валов 6 (фиг. 2).