ПРИЦЕПНОЙ ДОРОЖНЫЙ КАТОК

Полезная модель относится к устройствам для уплотнения грунтовых, щебеночных, асфальтобетонных слоев автомобильных дорог при их строительстве, а именно, к прицепным дорожным каткам с изменяемой статической нагрузкой на вальцы.
Прицепные дорожные катки с изменяемой статической нагрузкой на вальцы известны.
В частности, известен дорожный каток по патенту Великобритании на изобретение (GB 1452126, E01C 19/23, 13.10.1976). Он представляет собой комбинированную машину, состоящую из тягача и уплотняющего катка, включающего вибрационный барабан (валец) и корпус, в котором выполнены полости с балластными грузами в виде набора параллелепипедных по форме болванок с ручками. Это позволяет производить контролируемое изменение центра тяжести катка. Недостатком известного катка является то, что изменение нагрузки на валец производится дискретно и требует применение ручного труда, а это уменьшает производительность проведения работ.
Известен дорожный каток по патенту Великобритании на изобретение (GB 2108811, E01C 19/25, 25.05.1983). Он включает прицепную платформу с одним вальцом. На платформе установлен контейнер, имеющий отсеки, заполненные балластной водой, что позволяет изменять (увеличивать или уменьшать) нагрузку на валец. Перегородки отсеков снабжены клапанами, а это дает возможность еще и перераспределять такую нагрузку. Недостатком известного катка является то, что изменение давление вальца на уплотняемый материал влечет задержку во времени, что уменьшает производительность выполнения работ.
Известна также машина для уплотнения дорожных насыпей по патенту Российской Федерации на полезную модель (RU 26232, E01C 19/26, 20.11.2000). Она представляет собой базовую машину (тягач) с прицепным дорожным катком. Он включает П-образную тяговую раму с прицепным узлом, передний (основной) валец, задний (дополнительный) валец, подвеску заднего вальца и привод подъема заднего вальца в виде двух гидроцилиндров двустороннего действия. Размер заднего вальца и его вес меньше, чем у переднего вальца. Для увеличения тягового усилия вальцы могут быть оснащены гидроприводами. Передний валец установлен на боковых стенках ковша, шарнирно связанного с тяговой рамой, подвешенного на ее гидроцилиндрах и опирающегося на пневматические колеса (пневмоопоры). Привод подъема заднего вальца и его подвеска в виде двух упоров шарнирно связаны с ковшом. Недостатком этого известного катка, принятого в качестве прототипа, является то, что при прямом и обратном ходе катка давление вальцов на уплотняемый материал остается постоянной величиной, что не позволяет рационально производить процесс уплотнения дорожно-строительных материалов, так как требуется при каждом проходе челночного движения катка создание меньшей нагрузки на передний валец, чем на задней валец.
Задачей полезной модели было создание такого прицепного дорожного катка, который позволял бы при каждом проходе его челночного движения воздействовать на уплотнение дорожно-строительного материала большим удельным давлении на задний валец, чем на передний валец без потери времени на смену режима нагрузки.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного результата прицепной дорожный каток включает П-образную тяговую раму с прицепным узлом, передний валец, задний валец, подвеску заднего вальца и привод подъема заднего вальца в виде двух гидроцилиндров двухстороннего действия. Отличительной особенностью патентуемой полезной модели является то, что каток снабжен третьим средним по расположению вальцом, установленным своей осью в подшипниковых опорах на тяговой раме, тяговая рама снабжена двумя вилочными торцевыми присоединительными элементами, передний валец снабжен подвеской с приводом его подъема, аналогичным приводу подъема заднего вальца, подвески переднего и заднего вальцов выполнены П-образными и шарнирно связаны с осью среднего вальца, а размер угла поворота их подвесок выбран из условия обеспечения периодического совмещения геометрических осей переднего и заднего вальцов с вертикальной плоскостью, содержащей горизонтальную геометрическую ось среднего вальца.
Для повышения надежности приводы переднего и заднего вальцов катка снабжены каждый дополнительными гидроцилиндрами двустороннего действия, включенными в противофазе с основными гидроцилиндрами и шарнирно связанными своими цилиндрами с вилочными торцевыми присоединительными элементами тяговой рамой, а штоками - с подвеской, причем центры шарниров штоков приводов переднего и заднего вальцов расположены выше их горизонтальных геометрических осей.
Сущность патентуемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен прицепной дорожный каток, фронтальный вид;
на фиг.2 - то же, вид А на фиг.1;
на фиг.3 и 4 - то же, расположение заднего вальца и переднего вальца над средним вальцом при челночном движении катка вперед и назад соответственно.
Полезная модель представляет собой прицепной дорожный каток (фиг. 1 и 2), содержащий тяговую раму 1, передний валец 2, средний валец 3 и задний валец 4.
Тяговая рама 1 выполнена П-образной формы, оснащена прицепным узлом 5, связанным с ее поперечной частью 1а, несет на своих боковых частях 1б подшипниковые опоры 6 для оси (или полуосей) 7 среднего вальца 3 и имеет два вилочных торцевых присоединительных элемента 1в в виде соосных проушин.
Передний валец 2 и задний валец 4 установлены на поворотных подвесках 8 и 9. Подвески 8 и 9 соответственно переднего вальца 2 и заднего вальца 4 выполнены П-образной формы, несут подшипниковые опоры 10 и 11 их осей (или полуосей) 12 и 13 и с помощью шарниров 14 и 15 связаны с осями (или полуосями) 7 среднего вальца 3.
Привод подъема 16 заднего вальца 4 состоит из двух основных гидроцилиндров 17 и двух дополнительных гидроцилиндров 18. Все гидроцилиндры выполнены двухстороннего действия и попарно включены в противофазе. Цилиндры 19 и 20 гидроцилиндров 17 и 18 соответственно связаны шарнирами 21 и 22 с вилочными элементами 1в тяговой рамой 1, а штоки 23 и 24 - шарнирами 25 и 26 с боковыми частями 9а подвески 9.
1
1
2
2
1
2
1
2
1
2
1
1
Привод подъема 27 переднего вальца 2 выполнен аналогично приводу подъема 16 заднего вальца 4 с симметричным расположением относительно среднего вальца 3 его основных гидроцилиндров 28 и дополнительных гидроцилиндров 29 и их элементов: шарниров 30 цилиндров 31 гидроцилиндров 28, шарниров 32 цилиндров 33 дополнительных гидроцилиндров 29, а также соответственно их штоков 34 с шарнирами 35 и штоков 36 с шарнирами 37. Центры C(C ) и C(C ) соответственно шарниров 25 (35) штоков 23 (34) и шарниров 26 (37) штоков 24 (36) приводов 16 (27) расположены выше (на размеры превышения h и h) горизонтальных продольных геометрических осей 38 (39) заднего и переднего вальцов 4 (2). Максимальные углы поворота α=α подвесок 8 и 9 выбраны из условия обеспечения поочередного совмещения по крайней мере геометрических осей 39 (38) переднего и заднего вальцов 2 (4) с вертикальной плоскостью 40, содержащей горизонтальную продольную геометрическую ось 41 среднего вальца 3, т.е. при α=α=90°.
Вальцы 2, 3 и 4 снабжены скребками и смачивающими устройствами (на чертеже не показаны). Насос с приводом, гидрораспределители, гидробак и вспомогательная гидроаппаратура расположены на базовой машине (тягаче) с возможностью подключения к гидроприводам прицепного катка. Трубопроводы на чертеже не показаны. Форма выполнения прицепного узла 5 зависит от применяемой базовой машины.
Работает предлагаемый прицепной дорожный каток следующим образом.
Эффективность работы катка по воздействию на уплотняемый материал повышается, если при прямом его ходе соотношение удельных нагрузок переднего вальца к заднему вальцу будет соответствовать:
1
2
q=(0,4…0,35)m, q=(0,65…0,6)m,
1
2
1
2
где m=m+m (m - масса катка, m - общая масса половинной части тяговой рамы, переднего вальца с подвеской и приводом подъема, m - общая масса половинной части тяговой рамы, среднего и заднего или переднего вальцов с подвеской и приводом подъема),
2
1
а при движении в обратную сторону q=(0,4…0,35)m, q=(0,4…0,65)m.
Это позволяет сократить количество проходов.
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
Такой эффект достигается за счет возможности изменения относительного положения частей масс катка (поочередного перемещения переднего и заднего вальцов относительно среднего). Для этого после соединения с помощью прицепного узла 5 катка с базовой машиной и присоединения гидроприводов 16 и 27 к ее гидросистеме (на чертеже не показано) перед движением катка вперед переводят приводом подъема 16 задний валец 4 в положение над средним вальцом 3 (фиг. 3). При этом при прямом движении катка по уплотняемой поверхности 42 создаваемое вальцом 2 усилие уплотнения по модулю G=mg (где g - ускорение силы тяжести), а вальцом 3 - по модулю G=mg>G. Перед обратным ходом опускают задний валец 4 и поднимают приводом 27 передний валец 2 в положение над средним вальцом 3 (фиг. 4). В этом случае при обратном движении катка создаваемое вальцом 4 усилие уплотнения по модулю G=mg, а вальцом 3 - по модулю G=mg>G. При необходимости цикл повторяют. Размером угла подъема α≤90° регулируют необходимую нагрузку (на чертеже показано максимальное нагружение, т.е. при угле подъема α=90°).
Использование предлагаемого прицепного катка позволит повысить производительность и качество уплотнения дорожно-строительного материала при строительстве автомобильных дорог.