Вибровалец дорожного катка

Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожно-строительных материалов.
Известен дорожный виброкаток [Пат. RU 2724157 С1], содержащий переднюю полураму, цилиндрический валец, валы внутри вальца, расположенные соосно, два основных дебаланса общей радиальной вибрации, закрепленные на валах, оси которых совпадают с геометрической осью вальца, дебалансы идентично ориентированы для синхронной работы, подшипники качения, резинометаллические амортизаторы, в которых согласно изобретению валец снабжен дополнительной парой дебалансов, закрепленных соответственно на валах, при этом дополнительные дебалансы синхронно ориентированы друг относительно друга и установлены относительно основной пары дебалансов с углом рассогласования 90°. Недостатком устройства является сложность конструкции и недостаточно высокая энергоемкость.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является осцилляторно-вибрационный валец дорожного катка [Пат. RU 160645 U1], в котором 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, частота вращения центрального вала в два раза выше частоты вращения крайних дебалансных валов. Таким образом, 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.
Однако в конструкции вальца нет возможности изменять величину и направление результирующего вектора вынуждающей силы вибровозбудителя, что имеет большое значение при уплотнении слоев дорожно-строительных материалов различной плотности и толщины.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы вибрационного катка и снижение энергоемкости процесса уплотнения дорожно-строительных материалов за счет возможности регулирования в широком диапазоне величины и направления результирующего вектора вынуждающей силы вибровозбудителя.
Указанный технический результат достигается тем, что вибровалец дорожного катка, содержащий внутренний и внешний диск, в цапфах которого на подшипниках установлены вибрационные валы с съемными дебалансами, соединенные зубчатой передачей, равномерно расположенные по периметру вальца под углом 120° относительно друг друга, вращающиеся с одинаковой частотой, но в противоположных направлениях. Такая конструкция позволяет регулировать направление и величину результирующего вектора вынуждающей силы путем изменения взаимного расположения дебалансов, их количества и частоты вращения. Возможность наклонять результирующий вектор вынуждающей силы от 0 до 90° относительно вертикали играет особую роль при уплотнении тонких слоев дорожно-строительных материалов, а также при работе виброкатка на мостах, путепроводах, вблизи жилых домов и подземных коммуникаций. Кроме того, изменяя наклон вектора вынуждающей силы, можно регулировать силовое воздействие на уплотняемый материал, устанавливая максимальное (вертикально направленное) значение на начальной стадии и минимальное (близкое к горизонтальному) – в конце уплотнения, когда материал становится достаточно плотным и возникает риск разрушения его минеральных компонентов чрезмерными усилиями. Известно также, что дорожно-строительный материал легче деформируется при приложении нагрузки под углом, равным или близким к углу его внутреннего трения. Таким образом, грамотно управляя результирующим вектором вынуждающей силы вибровозбудителя, можно снижать энергоемкость уплотнения материалов.
Полезная модель поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 приведено продольное сечение вальца А-А, на фиг. 2 – вид вальца сбоку Б, на фиг. 3 – взаимное расположение съемных дебалансов на вибрационных валах в широком диапазоне 0-360°.
Рабочий режим вибрационного механизма вальца осуществляется следующим образом. Крутящий момент от двигателя или гидромотора передается через шестерню бортовую 1 и резинометаллические амортизаторы 2 вальцу 3, обеспечивая поступательное движение катка. Одновременно через шкив 4, установленный на приводном валу 5, через муфту упругую 6 крутящий момент передается вибрационным валам 7 со съемными дебалансами 8, которые установлены на подшипниках 9  в цапфах внешнего 10 и внутреннего 11 диска и соединены между собой шестернями приводными 12. Вибрационные валы равномерно расположены по периметру вальца под углом 120° относительно друг друга, вращаются с одинаковой частотой в направлении, противоположном направлению вращения центрального дебалансного вала 13.
В результате суммарного взаимодействия вынуждающих сил от вибрационных валов образуется результирующий вектор силового воздействия вибровальца на уплотняемый материал. При этом, изменяя количество и взаимное расположение дебалансов 8 (фиг. 3) на вибрационных валах в диапазоне 0-360°, можно менять направление результирующего вектора, а величина вынуждающей силы регулируется частотой вращения приводного вала 5 и количеством установленных дебалансов 8.
Предложенная конструкция вибровальца дорожного катка позволяет интенсифицировать процесс уплотнения дорожно-строительных материалов, снизить его энергоемкость, а также существенно расширить границы эффективного применения вибрационных режимов уплотнения при строительстве объектов транспортной инфраструктуры.