ВАЛЕЦ ДОРОЖНОГО КАТКА Российский патент 2008 года по МПК E01C19/28 

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

Известны пневмошинные катки /Островцев Н.А. Самоходные катки на пневматических шинах. - М.: Машиностроение, 1969. - 104 с., с 12-13/, объединяющие свойства транспортных и уплотняющих машин. 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.

Главным недостатком таких катков является невысокая жесткость пневмовальцов по сравнению с металлическими вальцами и, как следствие, большее пятно контакта и меньшие контактные давления на заключительных этапах уплотнения. К тому же низкая жесткость вальцов ограничивает применение на них вибрации, т.к. пневмошины являются демпфером.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является вибрационный гидрошинный каток /Пат. РФ на полезную модель 21401, МПК⁷ Е01С 19/27, 19/28, Е02D 3/046, 26.01.2000/, рабочий орган которого состоит из набора пневматических шин, заполненных жидкостью, которая, являясь несжимаемым телом, увеличивает их жесткость. В процессе уплотнения вибратор создает колебания, которые через шины с жидкостью 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 шины с жидкостью, даже при высоком внутреннем давлении, являются в значительной степени деформирующейся системой, то невозможно осуществлять эффективное высоконтактное уплотнение на заключительных этапах укатки, также снижается эффективность применения вибрации.

Задачей изобретения является повышение эффективности уплотнения дорожно-строительных материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что на вальце дорожного катка, состоящем из набора шин, оси и основной рамы, согласно изобретению закреплена дополнительная рама, выполненная в виде нескольких полурам, состоящих из двух частей, соединенных посередине сжимающими-разжимающими «замками» (например, электромагнитами).

В начале процесса укатки полурамы расположены в горизонтальной плоскости, «разнесены», собраны в дополнительную раму и не касаются поверхности вальца (фиг.1). Процесс укатки осуществляется при низком давлении в шинах, т.е. низких контактных давлениях. По мере повышения прочности уплотняемого материала необходимо повышать контактные давления, что достигается увеличением давления в шинах. На финальном этапе уплотнения необходимо достичь максимальных контактных давлений, т.е. шины по жесткости должны максимально приблизиться к свойствам металлических вальцов. Для этого дополнительная рама «раскрывается» вокруг оси отдельными полурамами, причем «замки» жестко прижимают полурамы к шинам, а в шинах создается максимальное давление, таким образом увеличивается жесткость вальца (фиг.2). Полурамы обеспечивают дополнительную жесткость шинам, а значит, уменьшается пятно контакта и, как следствие, увеличиваются контактные давления. К тому же повышенная жесткость вальца предполагает возможность эффективного применения вибрации.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», т.к. наличие дополнительной рамы, способной поворачиваться относительно оси вальца, охватывать каркасом шины и усиливать их жесткость, неизвестно и является новым признаком. Такая конструкция приводит к тому, что на финальной стадии уплотнения пневмошинный валец приобретает свойства жесткого вальца, что позволяет эффективно работать как в статическом, так и в вибрационном режиме, а полурамы каркаса могут быть выполнены не только в виде пластин, но и в виде различного типа профилей, образующих «кулачки» на поверхности вальца. При общем рассмотрении эти признаки показывают соответствие данного технического решения такому критерию, как изобретательский уровень.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1,3 изображен валец дорожного катка при таком положении дополнительной рамы, когда каток работает в режиме пневмошинного катка, постепенно изменяющего контактные давления, а на фиг.2,4 - когда полурамы с закрытыми «замками» охватывают шины дополнительным, жестким каркасом при максимальном давлении в них. При этом такой валец по жесткости приближается к свойствам металлических вальцов.

Валец дорожного катка 1 состоит из основной рамы 2, набора шин 3, на оси 4 которых крепится дополнительная рама 5, состоящая из каркасных полурам 6 и замков 7 (электромагнитных, пневматических, гидравлических или др.).

Рабочий режим катка осуществляется следующим образом. На первых этапах уплотнения замки 7 каркасных полурам 6 разжаты и не касаются поверхности шин 3, т.е. каток работает в обычном режиме, при котором регулирование контактных давлений осуществляется изменением давления внутри шин. На заключительном этапе, когда уплотняемый материал набрал определенную прочность и для его дальнейшего уплотнения необходимо создавать высокие контактные давления, дополнительная рама 5 «раскрывается» полурамами 6 вокруг оси 4 вальца 1, замки 7 прижимают полурамы 6 вплотную к шинам при максимальном внутреннем давлении в них. Таким образом шины и каркасная дополнительная рама объединяются в единую жесткую конструкцию, которая и обеспечивает высокие контактные давления в конце укатки.

Использование новых элементов, в частности дополнительной каркасной рамы, «раскрывающейся» полурамами относительно оси вальца, позволяет повысить эффективность уплотнения, т.к. дополнительная каркасная рама плотно прилегает к поверхности вальца, образуя жесткую конструкцию. Применение полурам с различным профилем позволит создать на поверхности вальца кулачки различных типов, к тому же повышенная жесткость вальца позволяет достаточно эффективно использовать вибрацию при уплотнении различных материалов.

Изобретение относится к дорожным и строительным машинам и предназначено для уплотнения дорожно-строительных материалов. Заявленный валец применяется в машинах, уплотняющих материалы способами укатки, в частности дорожных катках. Задачей изобретения является повышение эффективности уплотнения дорожно-строительных материалов. Предлагаемый рабочий орган дорожного катка состоит из основной рамы 2, набора шин, на оси которых крепится дополнительная рама 5, состоящая из каркасных полурам и замков (электромагнитных, пневматических, гидравлических или др.). Рабочий режим катка осуществляется следующим образом. На первых этапах уплотнения замки каркасных полурам разжаты и не касаются поверхности шин, т.е. каток работает в обычном режиме, при котором регулирование контактных давлений осуществляется изменением давления внутри шин. На заключительном этапе, когда уплотняемый материал набрал определенную прочность и для его дальнейшего уплотнения необходимо создавать высокие контактные давления, дополнительная рама «раскрывается» полурамами вокруг оси вальца, замки прижимают полурамы вплотную к шинам при максимальном внутреннем давлении в них. Таким образом шины и каркасная дополнительная рама объединяются в единую жесткую конструкцию, которая и обеспечивает высокие контактные давления в конце укатки. 4 ил.

Валец дорожного катка, состоящий из основной рамы, установленного на оси набора упругих оболочек, например пневматических шин, и закрепленной на оси с возможностью поворота дополнительной рамы, отличающийся тем, что дополнительная рама образована из имеющих замки полурам, закрепленных на оси с возможностью раскрытия вокруг оси вальца и образования каркаса при соединении замками полурам и прижатии их к упругим оболочкам.