ВАЛЕЦ ДОРОЖНОГО КАТКА Российский патент 2003 года по МПК E01C19/28 

Изобретение относится к дорожным и строительным машинам и предназначено для уплотнения дорожно-строительных материалов.

Известны пневмошинные катки [1] , которые, объединяя в себе конструктивные особенности транспортных и уплотняющих машин, представляют собой довольно сложную конструкцию. В качестве рабочего органа у них используются шины с регулируемым давлением воздуха. Изменение давления воздуха в шинах влечет за собой изменение контактных давлений на уплотняемый материал, к тому же пневмокатки обладают значительным временем воздействия на уплотняемый материал в силу деформируемости шин. Каток имеет одну или несколько осей, на которую крепятся шины, двигатель и трансмиссия, если каток самоходный, а также вспомогательное оборудование для регулирования давления воздуха в шинах, смачивания шин, балластировки и др.

Однако материал уплотняется в статическом режиме, что является причиной снижения эффективности уплотнения, т. к. необходимо увеличивать количество проходов по одному следу, т.е. уменьшается производительность.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является вибрационный пневмошинный каток [2], рабочий орган которого состоит из набора пневматических шин, рамы, вибратора. В процессе уплотнения вибратор создает колебания, которые через шины передаются на уплотняемый материал, тем самым в материале снижается внутреннее трение и сцепление между его частицами, уменьшая его сопротивление уплотнению, что приводит к снижению необходимого количества проходов катка по одному следу, а значит, увеличивается производительность работ.

Но поскольку пневматические шины, заполненные воздухом, являются в значительной степени демпфирующей системой, то эффективное вибрационное уплотнение возможно лишь при максимальном давлении в них, т.е. исключается возможность достаточно широко регулировать контактные давления за счет изменения давления шин.

Задачей изобретения является повышение эффективности уплотнения дорожно-строительных материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что на пневмошинном вальце дорожного катка, состоящем из основной рамы, оси и набора шин, согласно изобретению, закреплена дополнительная охватывающая шарнирная плотноприлегающая рама, выполненная в виде каркаса, состоящего из двух частей, соединенных посередине шарниром. Поверхность дополнительной рамы, непосредственно контактирующая с шинами, выполнена в виде набора роликов, свободно вращающихся вокруг собственных осей, закрепленных в каркасе для того, чтобы не создавать препятствия вращению вальца. Концы шарнирной рамы соединены между собой устройством (электромагнитный, пневматический, гидравлический или др. вибратор), способным периодически "сжимать-разжимать" дополнительную раму, а следовательно, и шину относительно оси шарнира. К тому же дополнительная рама устанавливается так, что имеется возможность ее поворота относительно оси вальца для регулирования направления приложения импульсов.

Заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна", т.к. наличие дополнительной охватывающей шарнирной рамы, способной поворачиваться относительно оси вальца и обладающей возможностью периодически "сжимать-разжимать" шину, неизвестно и является новым признаком. Такая конструкция приводит к тому, что периодическая деформация (пульсация) шины под воздействием шарнирной рамы распространяется в сторону уплотняемого материала, т. к. дополнительная рама не дает распространяться пульсации в противоположном направлении, так же поворачивая дополнительную раму на определенный угол, относительно оси вальца имеется возможность регулировать угол приложения вибрационных импульсов. Причем в данной конструкции пневмошина служит не только телом качения при перемещении вальца и передаче статической нагрузки на уплотняемую поверхность, но и является неотъемлемой частью системы создания вибрационных импульсов. При общем рассмотрении эти признаки показывают соответствие данного технического решения такому критерию, как изобретательский уровень.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен валец дорожного катка при таком положении дополнительной рамы, когда вибороимпульсы вальца направлены строго вертикально на уплотняемый материал, а на фиг.2 - когда виброимпульсы направлены под определенным углом относительно движения катка, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Валец дорожного катка 1 состоит из основной рамы 2, набора пневматических шин 3, на оси 4 которых крепится дополнительная поворотная плотноприлегающая охватывающая рама 5, состоящая из каркаса 6, шарнирного соединения 7 и набора роликов 8, каждый из которых свободно вращается на собственной оси 9, закрепленной в каркасе 6. Концы дополнительной шарнирной рамы 5 соединены вибрационным устройством (электромагнитный, пневматический, гидравлический или др. вибратор) 10.

Рабочий режим катка осуществляется следующим образом. При движении катка рабочим ходом дополнительная шарнирная рама 5 под действием вибрационного устройства 10 периодически "сжимает-разжимает" упругие оболочки (шины), которые, деформируясь в определенном направлении (направление деформации выбирается поворотом дополнительной шарнирной рамы 5 относительно оси 4 вальца 1), передают вибрационные импульсы уплотняемому материалу, т.е. при любом давлении и типе рабочего тела внутри упругой оболочки (шины) имеется возможность эффективно уплотнять дорожно-строительные материалы не только за счет статического воздействия от массы катка, но и направленного вибрационного воздействия.

Использование новых элементов, в частности дополнительнойшарнирной рамы, поворачивающейся относительно оси вальца, позволяет повысить эффективность уплотнения, т.к. дополнительная шарнирная рама плотно прилегает к определенному сегменту поверхности вальца, поэтому при сжатии шины ее деформация, а значит, и дополнительное воздействие на уплотняемую поверхность происходит в определенном направлении; при изменении амплитуды вибрационного устройства (амплитуды сжатия шины) имеется возможность изменения интенсивности воздействия и времени контакта на уплотняемый материал без изменения давления внутри шин; в данном вальце пневмошины способны передавать динамические импульсы без ощутимых потерь независимо от типа рабочего тела внутри них, даже при небольших давлениях; снижается эффект "волнообразования" в уплотняемом материале при правильно выбранном угле приложения виброимпульсов за счет поворота дополнительной шарнирной рамы относительно оси вальца на определенный угол.

Источники информации
1. Островцев Н. А. Самоходные катки на пневматических шинах. - М.: Машиностроение, 1969. -104 с., с.12 и 13.

2. Неклюдов М.К. Справочное пособие по механизированному уплотнению грунтов. - М.: Стройиздат, 1965, с.96.

Изобретение относится к дорожным и строительным машинам и предназначено для уплотнения дорожно-строительных материалов укаткой и вибрацией. Технический результат - повышение эффективности уплотнения дорожно-строительных материалов. Валец содержит основную раму, набор упругих оболочек (шин), ось, на которой крепится дополнительная шарнирная рама, поверхность соприкосновения которой с шинами состоит из свободно вращающихся роликов, закрепленных на осях в каркасе, состоящем из двух частей, скрепленных посередине шарниром. Концы каркаса связаны вибрационным устройством. При работе катка охватывающая шарнирная рама с помощью вибрационного устройства периодически "сжимает-разжимает" упругие оболочки (шины), заставляя их испытывать деформацию, под направленным воздействием которой уплотняемый материал испытывает динамические нагрузки. Угол приложения динамических виброимпульсов регулируется углом поворота шарнирной рамы относительно вальца. 3 ил.

Валец дорожного катка, содержащий основную раму, закрепленный на оси набор упругих оболочек, например пневматических шин, отличающийся тем, что он снабжен закрепленной на оси с возможностью поворота относительно оси вальца дополнительной рамой для регулирования направления приложения динамических импульсов, выполненной в виде каркаса, состоящего из двух частей, соединенных посередине шарниром, и с набором роликов, оси которых закреплены в каркасе, при этом концы дополнительной рамы соединены вибрационным устройством, закрепленным на оси вальца, способным периодически "сжимать-разжимать" шины, создавая динамические импульсы.