ВАЛЕЦ КАТКА Российский патент 1995 года по МПК E01C19/28 

Изобретение относится к машинам для уплотнения дорожных оснований и покрытий, а именно к рабочим органам катков.

Известен валец катка, содержащий обечайку из упругого материала с установленным внутри нее приводным валом, на котором равномерно по окружности размещены ролики, контактирующие с внутренней поверхностью обечайки.

Валец катка позволяет создать динамическое воздействие на уплотняемый материал, однако недостатком этого вальца является необходимость иметь привод вращательного движения и невозможность регулирования этого воздействия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является валец катка, содержащий обечайку из упругого материала, в полости которой размещена шарнирно закрепленная на раме ось, снабженная механизмом поворота и фиксации ее углового положения, на которой на одинаковом расстоянии от оси параллельно ей установлены ролики.

Недостатком данного вальца является низкая эффективность уплотнения материала, связанная с невозможностью оказания на него динамического воздействия.

Целью изобретения является повышение эффективности уплотнения материала за счет обеспечения возможности изменения интенсивности вибрационного воздействия на материал.

Цель достигается тем, что в вальце катка, содержащем обечайку, в полости которой размещены шарнирно установленная на раме ось и расположенный параллельно обечайке ролик, ось которого соединена с осью обечайки посредством кронштейна, механизм фиксации углового положения оси обечайки, дополнительно размещены ролики цилиндрические и установленные за ними многогранные с возрастанием числа граней от 10 до 24, а механизм фиксации углового положение выполнен в виде закрепленного на оси обечайки храпового колеса и контактирующего с его поверхностью подпружиненного упора, установленного на раме в направляющих, при этом упорные грани зубьев колеса расположены по его радиусу, а грани, направленные в сторону, противоположную вращению вальца, имеют форму логарифмической спирали с углом наклона касательной к полярному радиусу α=70-85^о.

Кроме того, цель достигается тем, что многогранные ролики расположены по окружности попарно с одинаковым числом граней, а число зубьев колеса соответствует половине количества цилиндрических и многогранных роликов, при этом обечайка выполнена из упругого материала.

Такое выполнение вальца обеспечивает возможность изменения высоты центра тяжести катка и тем самым динамического воздействия на уплотняемый материал за счет энергии, подводимой к вальцу катка через двигатель тягача, Выполнение роликов в виде призм с разным числом граней позволяет регулировать интенсивность динамического воздействия на уплотняемый материал поворотом оси с роликами. При этом частота воздействия на материал больше частоты вращения вальца катка при его качении.

На фиг. 1 представлен валец катка, продольное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - механизм фиксаций углового положения оси, сечение Б-Б на фиг. 1.

Валец катка одержит обечайку 1 из упругого материала, внутри которой вдоль ее оси размещена установленная на раме 2 в подшипниковых опорах 3 ось 4. На оси 4 посредством кронштейнов 5 на одинаковом расстоянии от нее и параллельно ей установлены ролики 6, выполненные в форме правильных многоугольных, преимущественно десяти-двадцатичетырехугольных призм.

Ось 4 снабжена механизмом фиксации ее углового положения, содержащим установленный на раме 2 в ползунах 7 подпружиненный пружиной 8 упор 9. Упор 9 контактирует с закрепленным на оси 4 многогранным кулачком 10, число граней n_к которого равно числу вариантов выполнения роликов 6, т. е. числу роликов 6 при разном числе углов у всех роликов 6:n_к=n_p и половине числа роликов 6 при попарном равенстве числа углов роликов 6:n_к= n_p/2, где n_p - общее число роликов 6. Грани 11 кулачка 10 (фиг. 3), направленные в сторону вращения вальца катка выполнены по плоскостям, проходящим через ось 4 кулачка 10, а грани 12, направленные в сторону, противоположную направлению вращения вальца, имеют форму логарифмической спирали с углом наклона касательной 13 к полярному радиусу 11 в этой точке логарифмической спирали α= 70-85^о (постоянным по всей длине логарифмической спирали).

В вальце катка (фиг. 1-3) на оси 4 установлены три пары роликов: в форме 16-, 12- угольников и круглые. Кулачок 10 соответственно имеет 3 выступа.

Выполнение роликов 6 в виде правильных многоугольных призм с числом граней n=10-24 позволяет обеспечить работоспособность вальца катка при максимальной эффективности уплотнения. При n<10 ролики 6 не будут вращаться вследствие проскальзывания их по обечайке 1. При n>24 снизится эффективность уплотнения вследствие уменьшения мощности вибрации вальца катка.

Выполнение кулачка 10 с гранями 12, имеющими форму логарифмической спирали с углом наклона касательной 13 к полярному радиусу 14 α =70-85^о, позволяет надежно удерживать ось 4 от проворачивания при движении катка вперед и проворачивать ось 4 с роликами 6 при движении назад. При угле α >85^о уменьшится высота выступов кулачков 10, что понизит надежность удерживания кулачка 10 с осью 4 в заданном положении, При угле α <70^о увеличатся силы трения между кулачком 10 и углом 9, что затруднит проворачивание оси при движении назад.

Валец катка работает следующим образом.

Качение многогранных роликов 6 по внутренней поверхности обечайки 1 сопровождается подъемом и опусканием оси 4, а вместе с ней и центра тяжести катка, что вызывает вибрацию. Под действием веса катка, приходящегося на валец и передаваемого на нижнюю часть обечайки 1 расположенными внизу роликами 6, обечайка 1 изгибается. Вибрация катка вызывает изгибные колебания обечайки с измерением ее формы опорной поверхности и, следовательно, повышением эффективности уплотнения дорожно-строительного материала.

Для изменения ими прекращения режима вибрации вальца катка перемещают каток задним ходом на расстояние, при котором валец поворачивается на угол, кратный углу между двумя выступами кулачка 10. При этом сила трения роликов 6 об обечайку 1 стремится повернуть ролики 6 вместе с осью 4. Упор 9 при вращении кулачка 10 вместе с обечайкой 1 в обратную сторону скользит по его поверхности, выполненной в виде логарифмической спирали и имеющей угол наклона α =10-25^оС, не препятствующий скольжению по ней упора 9. При повороте оси 4 с кулачком 10 на ней на угол, равный углу между двумя углами кулачка 10, упор 9 соскочит с одной грани 13 на соседнюю. После этого при рабочем перемещении катка вперед кулачок 10 будет фиксировать такое положение оси 4, при котором вес катка передается на обечайку 1 другой парой роликов 6 с другим числом углов или круглыми роликами.

Предлагаемое изобретение обеспечивает по сравнению с известными вальцами катков следующие преимущества:
1. Возрастание эффективности уплотнения дорожного материала, оцениваемой, например, снижением материалоемкости в 3 раза по сравнению с вальцами, оказывающими статическое воздействие.

2. Упрощение конструкции по сравнению с вальцами катков, оказывающих динамическое воздействие на материал.

Использование: уплотнение дорожных оснований и покрытий. Сущность изобретения: устройство содержит расположенные в полости обечайки параллельно ролики цилиндрические и установленные за ними многогранные с возрастанием числа граней от 10 до 24. Механизм фиксации углового положения оси обечайки выполнен в виде закрепленного на оси обечайки храпового колеса и контактирующего с его поверхностью подпружиненного упора, установленного на раме в направляющих. Упорные грани зубьев колеса расположны по его радиусу. Грани, направленные в сторону, противоположную вращению вальца, имеют форму логарифмической спирали с углом наклона касательной к полярному радиусу α = 70 - 85°. Многогранные ролики могут быть расположены по окружности попарно с одинаковым числом граней. Число зубьев колеса соответствует половине количества цилиндрических и многогранных роликов. Обечайка может быть выполнена из упругого материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ВАЛЕЦ КАТКА,содержащий цилиндрическую обочайку, в полости которой размещены шарнирно установленная на раме ось и расположенный параллельно обечайке ролик, ось которого соединена с осью обечайки посредством кронштейна, механизм фиксации углового положения оси обечайки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности уплотнения путем обеспечения возможности изменения интенсивности вибрационного воздействия на материал, он снабжен дополнительными роликами - цилиндрическими и установленными за ними многогранными с возрастанием числа граней от 10 до 24, а механизм фиксации углового положения выполнен в виде закрепленного на оси обечайки храпового колеса и контактирующего с его поверхностью подпружиненного упора, установленного на раме в направляющих, при этом упорные грани зубьев колеса расположены по его радиусу, а грани, направленные в сторону, противоположную вращению вальца, имеют форму логарифмической спирали с углом наклона касательной к полярному радиусу 70 - 85^o. 2. Валец по п.1, отличающийся тем, что многогранные ролики расположены по окружности попарно с одинаковым числом граней, а число зубьев колеса соответствует половине количества цилиндрических и многогранных роликов, при этом обечайка выполнена из упругого материала.