ВИБРАЦИОННЫЙ САМОХОДНЫЙ КАТОК
VIBRATING SELF-PROPELLED ROLLER

Изобретение относится к строительству, в частности к дорожным каткам для уплотнения грунтов и материалов при строительстве дорог и аэродромов.
Известен вибрационный самоходный каток с рабочим вибрационным вальцом, установленным на передней полураме катка с помощью резинометаллических амортизаторов (см. книгу: Строительные машины: справочник: в 2 т. Т. 1. Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог / А.В. Раннев, В.Ф. Корелин, А.В. Жаворонков и др.; под общ. ред. Э.Н. Кузина. - М.: Машиностроение, 1991. - С. 165-166 [1].
Передняя полурама виброкатка посредством шарнира сочленяется с задней полурамой. Гидроцилиндры управления обеспечивают относительный поворот полурам до 35°. Внутри вибровальца на валу закреплены неуравновешенные грузы - дебалансы, которые вращаются гидромотором при помощи клиноременной передачи и соединительной карданной муфты.
Рассмотренный аналог [1] имеет следующие недостатки. Малая производительность, обусловленная недостаточным воздействием вибрации на уплотняемый материал.
Принцип работы современного вибровальца основан на использовании двух рабочих фаз: движение вибровальца вверх и движение вниз. При этом рабочей фазой является движение вибровальца вниз при уплотнении материала, а движение вибровальца вверх является холостым ходом. Следовательно, только половина рабочего времени используется для выполнения полезной работы уплотнения материала.
Современный вибровалец обеспечивает недостаточное воздействие на уплотняемый материал вследствие использования одного дебаланса простого действия или системы параллельных дебалансов аналогичного действия.
Известен виброкаток, реализующий устройство [см., например, патент RU № 2301861 МПК Е01С 19/28, опубликованный 27.06.2007, Бюл. №18] [2], который содержит переднюю полураму, вибровалец, разделенный на три секции, реализующий сложный режим работы. Крайние секции и средняя секции работают в противофазе, т.е. если средняя секция движется вниз, то крайние секции движутся вверх. Дебалансами в данной конструкции являются секции вибровальца. Недостатком устройства по патенту [2] является сложная конструкция секционного вибровальца.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является патент [см., например, патент RU № 2405881 С1, МПК Е01 19/28, опубликованный 10.12.2010, Бюл. № 34] [3], содержащий вибровалец, выполненный из двух секций: левой и правой, работающих в противофазе и создающих поперечную вибрацию вибровальца. В данном устройстве по патенту [3] реализуется поперечная вибрация при вращении секций вибровальца при помощи гидромотора и клиноременной передачи. Дебалансами в устройстве [3] являются две секции вибровальца, работающие в противофазе (ϕ=180°).
Недостатком прототипа в устройстве [3] является сложная конструкция двухсекционного вибровальца.
Задачей устройства вибрационного самоходного катка является использование системы трех дебалансов, реализующих продольную и поперечную вибрации вибровальца.
Технический результат изобретения состоит в создании конструкции, реализующей сложную вибрацию вибровальца.
Поставленная задача изобретения решена тем, что вибрационный самоходный каток, содержащий переднюю полураму, вибровалец, вал вибровальца, дебаланс; согласно изобретению дебаланс выполнен в виде системы трех дебалансов, установленных на валу вибровальца, два дебаланса установлены на валу в профивофазе у торцов вибровальца, а третий дебаланс установлен на валу посередине вибровальца с фазовым рассогласованием 90° к боковым дебалансам.
Сущность изобретения вибрационного самоходного катка состоит в том, что уплотнение материалов и грунтов совершается вертикальной продольной вибрацией, как у традиционного катка при помощи среднего дебаланса и дополнительное уплотнение материала совершается боковыми дебалансами, создающими поперечную вибрацию вибровальца.
Система трех дебалансов увеличивает время действия вибрации на уплотняемый материал в каждом периоде вибрации и повышает производительность виброкатка.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид вибрационного самоходного катка, на фиг. 2 - вибровалец в разрезе.
Вибрационный самоходный каток содержит: 1 - переднюю полураму вибровальца; 2 - заднюю моторную полураму с двигателем и ходовым механизмом; 3 - вибравалец; 4 - вал вибровальца; 5, 6 - боковые дебалансы, 7 - средний дебаланс; 8 - дополнительный пригруз вибровальца; 9 - рама пригруза вибровальца; 10 - гидромотор вращения вибровальца; 11 - зубчатое колесо привода вращения вибровальца; 12 - гидромотор привода вращения вала вибровальца; 13 - резинометаллические амортизаторы подвески вибровальца на передней полураме; 14 - ведущую шестерню привода вращения вибровальца; 15 - соединительная карданная муфта.
Вибрационный самоходный каток работает следующим образом. При поступательном движении катка вибровалец 3 получает вращение от гидромотора 10 через ведущую шестерню 14, зубчатый венец 11 и резинометаллические амортизаторы 13.
5
6
Таким образом, при движении катка вибровалец перемешается в ведущем режиме. Вращение вала 4 вибровальца и дебалансов 5, 6, 7 осуществляется гидромотором 12 через карданную муфту 15. В положении, показанном на фиг. 2, боковые дебалансы 5, 6 образуют пару возмущающих сил F и F, которые создают поперечную вибрацию вибровальца 3.
5
6
На фиг. 2 вибровалец деформирует материал левым краем вибровальца и создает деформированное состояние треугольной формы. На следующем полуобороте дебалансы изменяют свое положение на взаимно противоположное. Возникает пара сил F, F противоположного направления, действующая по часовой стрелке. Треугольная эпюра напряженно деформированного состояния возникает у правого торца вибровальца. Одновременно в период между этими циклами с фазовым рассогласованием 90° средний вибровалец 7 создает периодические напряженно-деформированные состояния прямоугольной формы. Рассмотренный режим работы предложенного изобретения позволяет повысить производительность виброкатка при уплотнении материалов и грунтов. В предложенном изобретении решена техническая задача использования вертикальной продольной вибрации в сочетании с поперечной вибрацией вибровальца для повышения производительности виброкатка.