Каток моторный трехвальцевый
THREE-ROLL MOTOR ROLLER

Изобретение относится к дорожным машинам, в частности к моторным каткам для уплотнения асфальтобетона, грунта и щебня.
Широко известен двухвальцевый моторный каток (рис. 2.30, с. 47; рис. 3.36, с. 91 в книге: Дорожные катки: развитие, конструкция, расчет: учеб. пособие / В.И. Баловнев, С.Н. Иванченко, Р.Г. Данилов, А.В. Лещинский; под общ. ред. проф. В.И. Баловнева и проф. С.Н. Иванченко. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2016. - 216 с.), предназначенный для уплотнения асфальтобетона, щебня и грунта. Его недостатком является постоянная вертикальная нагрузка на вальцы (рабочие органы) и невозможность выполнять качественную безволновую укатку покрытия из-за наличия только двух вальцев.
Известен трехвальцевый моторный каток с жесткой рамой (рис. 1.8, с. 14; рис. 2.37, с. 49 в книге: Дорожные катки: развитие, конструкция, расчет: учеб. пособие / В.И. Баловнев, С.Н. Иванченко, Р.Г. Данилов, А.В. Лещинский; под общ. ред. проф. В.И. Баловнева и проф. С.Н. Иванченко. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2016. - 216 с.), предназначенный для качественной безволновой укатки асфальтобетона. Однако у него вертикальная нагрузка на вальцы (рабочие органы) изменяется только при наезде на выступы уплотняемой поверхности и не может изменяться оператором катка.
2
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является дорожный каток (А.с. №723017 СССР, МКИ Е01С 19/26. Дорожный каток. Авт. изобр. Деникин Э.И., Хархута Н.Я. и др. №2335657/29-33; Заявл. 18.03.76; Опубл. 28.03.80, Бюл. №11). Такой дорожный каток имеет два рабочих вальца и расположенный между ними третий валец, который под воздействием вакуумного устройства можно поднимать вверх (отрывать от уплотняемой поверхности). При этом вертикальная нагрузка на вальцы плавно увеличивается. Конструкция позволяет обеспечить плавное изменение линейного давления на вальцы в широких пределах. У этого катка начальное давление на вальцы (вес катка) выбирается из условия создания минимального необходимого линейного давления, соответствующего максимальной температуре асфальтобетона к моменту укладки. В дальнейшем вертикальную нагрузку на вальцы можно только увеличивать. Однако такой дорожный каток не может создавать нагрузку на вальцы меньше первоначальной минимальной статической, а также не может обеспечить максимальную нагрузку на валец более, чем в 1,5 раза больше первоначальной статической. Кроме того, дорожный каток хотя и может быть оснащен тремя вальцами, однако не имеет жесткой рамы для всех вальцев, что не позволяет ему выполнять качественную безволновую укатку асфальтобетона.
Изобретение направлено на глубокое регулирование вертикальной нагрузки на вальцы катка (как в сторону уменьшения, так и в направлении увеличения статической нагрузки на вальцы) в соответствии с изменением прочности уплотняемой поверхности и на обеспечение безволновой укатки путем объединения всех рам катка в единую жесткую конструкцию.
Это достигается тем, что дополнительный валец выполнен в виде дополнительной секции, смонтирован позади рабочей секции и присоединен к ней посредством поперечного шарнира, при этом сам поперечный шарнир расположен между рамой рабочей секции и опорой вертикального шарнира дополнительной секции, а на самой раме рабочей секции установлены гидроцилиндры, которые связаны с опорой вертикального шарнира дополнительной секции, кроме того рамы рабочей и дополнительной секций снабжены кронштейнами с отверстиями, в которых установлены тяги, а с каждой стороны рамы моторной секции установлены верхние и нижние направляющие, кроме того, с каждой стороны рамы рабочей секции смонтированы верхние и нижние кронштейны для вертикальных шарниров поворотных рычагов с выдвижными запорами, при этом сами поворотные рычаги с выдвижными запорами через гидроцилиндры соединены с рамой рабочей секции, а верхние и нижние поворотные рычаги с выдвижными запорами с каждой стороны объединены между собой рамой.
Сущность заявляемого устройства пояснена чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид катка с тремя вальцами и механизмом управления дополнительной секцией; на фиг. 2 дан механизм блокирования рамы дополнительной секции; на фиг. 3 приведено изменение вертикальных нагрузок на вальцы при работе; на фиг. 4 изображена установка поперечного шарнира и механизма поворота дополнительных секций; на фиг. 5 приведен вид сверху на механизм поворота дополнительной секцией; на фиг. 6 дан вид сверху на механизм блокирования рамы дополнительной секции; на фиг. 7 и 8 приведена конструкция блокирования моторной и рабочей рам катка в рабочем положении; на фиг. 9 дан механизм блокирования моторной и рабочей рам в нерабочем состоянии; на фиг. 10 изображено сечение поворотного рычага с выдвижным запором.
Каток моторный трехвальцовый включает секции моторную 1, рабочую 2 и дополнительную 3, имеющие рамы 4, 5 и 6 и вальцы 7, 8 и 9. Секции катка соединены последовательно вертикальными шарнирами 10 и 11, снабженными механизмами поворота 12 и 13 (фиг. 1). Вертикальные шарниры 10 и 11 имеют опоры 14 и 15 (фиг. 1) для соединения с предыдущей секцией. Между рамой 5 рабочей секции 2 и опорой 15 рамы 6 дополнительной секции 3 установлен поперечный шарнир 16 (фиг. 1, 2). На раме 5 рабочей секции 2 установлены гидроцилиндры 17, взаимодействующие с опорой 15 вертикального шарнира И. На рамах 5 и 6 (с каждой стороны) смонтированы кронштейны 18 и 19 (фиг. 2) с отверстиями, в которых установлены тяги 20. С каждой стороны рамы 4 моторной секции 1 установлены верхние 21 и нижние 22 направляющие (фиг. 2, 9). С каждой стороны рамы 5 рабочей секции 2 установлены верхние 23 и нижние 24 кронштейны для вертикальных шарниров 25 и 26 поворотных рычагов (верхних и нижних) 27 и 28 (фиг. 7, 8, 9) с выдвижными запорами 29 (фиг. 10), которые гидроцилиндрами 30 и 31 соединены с рамой 5 рабочей секции 2. Поворотные рычаги 27 и 28 (верхние и нижние) с выдвижными запорами 29 с каждой стороны соединены между собой рамой 32 (фиг. 2).
Каток моторный трехвальцевый работает следующим образом. Для уплотнения асфальтобетона оператор катка моторного трехвальцевого предварительно выполняет следующие действия: разблокирует рамы 4 и 5 моторной 1 и рабочей 2 секций (фиг. 8) и рамы 5 и 6 рабочей 2 и дополнительной 3 секций. Кроме того, оператор контролирует величину вертикальной нагрузки на каждую секцию 1, 2, 3 (фиг. 1 и 2) за счет количества балласта в соотношении 0,5G; 0,5G; 0,3G (где G - вес серийного двухвальцевого катка, например, ДУ-84, фиг. 3а).
Операцию по уплотнению уложенного асфальтобетона оператор начинает наиболее легким вальцем 9 дополнительной секции 3, фиг. 1, 2, движение направо, фиг. 3а (при этом гидроцилиндры 17, фиг. 1, должны находиться в плавающем положении). При этом моторная 1 и рабочая 2 секции, имеющие больший вес, перемещаются по уже предварительно уплотненной поверхности. После окончания уплотняемой полосы (захватки) оператор совершает по уплотняемой полосе столько проходов (реверсивных движений), сколько предусмотрено технологией производства работ.
После уплотнения асфальтобетона до необходимой плотности оператор опускает валец 9 дополнительной секции 3 гидроцилиндрами 17 и полностью вывешивает валец 8 рабочей секции 2 (фиг. 3б), обеспечивая увеличение вертикальной нагрузки на валец 7 моторной секции 1 до значения 0,75G (фиг. 3б). Затем оператор совершает реверсивные движения катка моторного трехвальцевого по укатываемой полосе до достижения заданного числа проходов с увеличенной вертикальной нагрузкой на валец 7 (в соответствии с технологией производства работ).
При достижении асфальтобетоном необходимой прочности оператор гидроцилиндрами 17 полностью поднимает дополнительную секцию 3, отрывая валец 9 от асфальтобетона. При этом вертикальная нагрузка на валец 8 рабочей секции 2 увеличивается до максимального значения 1,1G (фиг. 3в). Количество проходов с максимальной нагрузкой на валец 8 регламентирует технология производства работ.
Каток моторный трехвальцевый выполняет уплотнение асфальтобетона с последовательно возрастающей вертикальной нагрузкой на вальцы (с 0,36G до 0,5G, затем с 0,75G и, наконец, с 1,1G). Причем количество проходов катка моторного трехвальцевого с каждой из этих нагрузок не ограничивается его конструкцией, а определяется исключительно технологией производства работ. Кроме того, изменяя давление жидкости в гидроцилиндрах 17 управления дополнительной секцией 3, можно обеспечить промежуточные величины вертикальных нагрузок на вальцы при уплотнении любой укатываемой поверхности.
Таким образом, каток моторный трехвальцевый (на базе серийного катка ДУ-84 весом 14 т.и вертикальной нагрузкой на каждый валец по 7 т.с дополнительной секцией 3 и вертикальной нагрузкой на валец 9 (фиг. 1) 4,2 т.) обеспечивает замену сразу нескольких автономных катков различного веса: легких 2…5 т.; средних 5…8 т. и тяжелых 8…13 т., что создает значительную экономию металла и топлива и обеспечивает получение существенной экономической выгоды.
Каток моторный трехвальцевый также обеспечивает блокирование всех трех рам 4, 5, 6 (фиг. 2), что позволяет ему осуществлять безволновую укатку в качестве тяжелого катка массой 18,2 т.при максимальном давлении на валец 1,1G (15,4 т.).
Для блокирования рам 5 и 6 рабочей 2 и дополнительной 3 секций оператор устанавливает тяги 20 (фиг. 2) в кронштейны 18 и 19 с двух сторон, фиг. 6. В результате рамы 5 и 6 становятся единым целым, так как они соединены тягами 20 и поперечным шарниром 16 (фиг. 2).
Для блокирования рам 4 и 5 моторной 1 и рабочей 2 секций (фиг. 2) оператор переводит гидроцилиндрами 30 и 31 поворотные рычаги 27 и 28 с выдвижными запорами 29 из транспортного положения (фиг. 9) в рабочее (фиг. 7, 8). При этом они занимают положение, при котором их выдвижные запоры 29 оказываются соосными с верхними 21 и нижними 22 направляющими, установленными на кронштейнах рамы 4 моторной секции 1. Далее оператор перемещает приводом установленные в поворотных рычагах 27 и 28 с выдвижными запорами 29 сами выдвижные запоры 29 (фиг. 10) в отверстия в верхних 21 и нижних 22 направляющих. В результате происходит блокирование рам 4 и 5 и каток моторный трехвальцевый обретает единую жесткую раму и может выполнять безволновую укатку на прямолинейных участках дорожного полотна. Рамы 32 (фиг. 7) обеспечивают необходимую жесткость соединения рам 4 и 5 моторной 1 и рабочей 2 секций.
Перемещение катка моторного трехвальцевого на смежную полосу для продолжения безволновой укатки осуществляет путем временного разблокирования рам 4 и 5 моторной 1 и рабочей 2 секций. Для этого оператор дистанционно из направляющих 21 и 22 извлекает выдвижные запоры 29 поворотных рычагов 27 и 28 и переводит последние гидроцилиндрами 30 и 31 в транспортное положение (фиг. 9). Маневрируя моторной секцией 1 с помощью механизма поворота 12 (фиг. 1), оператор перемещает каток моторный трехвальцевый на новую смежную полосу укатки, затем снова блокирует рамы 5 и 6 моторной 1 и рабочей 2 секций и продолжает безволновую укатку новой полосы асфальтобетона.
Заявляемое техническое решение позволяет глубоко регулировать вертикальные нагрузки на вальцы катка в соответствии с изменением прочности уплотняемой поверхности и обеспечивает безволновую укатку асфальтобетона (путем объединения всех рам катка в единую жесткую конструкцию). Внедрение катка моторного трехвальцевого в целом обеспечивает уменьшение количества применяемых для уплотнения покрытия машин, снижает стоимость выполняемых работ и обеспечивает существенную экономию металла и денежных средств.