Валец дорожного катка Российский патент 2023 года по МПК E01C19/28 E01C19/27 

Изобретение относится к дорожной технике для уплотнения дорожно-строительных материалов, а именно к дорожным каткам, используемым для послойного уплотнения предварительно спланированных насыпных грунтов и гравийно-щебеночных материалов при строительстве автомобильных дорог и подобных сооружений.

Известен валец дорожного катка, содержащий обечайку, выполненную из упругого материала, снабженную рамой, на которой размещены, по крайней мере, два ролика, хотя бы один из которых выполнен с эксцентриковой осью и снабжен приводом вращения его оси, торцовые диски, установленные на раме посредством подшипниковых опор, и защитные чехлы, соединяющие обечайку и торцовые диски (Патент РФ 2008390, МПК Е01С 19/28, 1991).

Это устройство обеспечивает возможность деформации обечайки за счет передачи на нее веса катка через два ролика, расположенных по разные стороны от вертикальной плоскости, проходящей через ось обечайки. Недостатком известного устройства является необходимость его принудительного перемещения.

Известен валец дорожного катка, содержащий обечайку, выполненную из упругого материала, снабженную расположенной внутри нее рамой, на которой размещены два ролика, контактирующие с внутренней поверхностью обечайки, и устройство осевой фиксации обечайки относительно рамы, выполненное в виде контактирующих с торцами обечайки роликов, оси которых перпендикулярны оси обечайки (Патент СССР 935569, МПК Е01С 19/28, 1982).

Недостатком известного устройства является необходимость его принудительного перемещения.

Прототипом данного изобретения является валец дорожного катка (Патент РФ 2256737, МПК Е01С 19/28, 2005). Конструкция вальца дорожного катка содержит обечайку, выполненную из упругого материала, внутри которой расположена консольная балка вальца, соединенная одной стороной с внешней рамой вальца, с установленными на ней, по крайней мере, двумя роликами, один из которых с приводным эксцентриковым валом, опирающимися на внутреннюю поверхностью обечайки, а с другой стороны обечайки внутри нее на размещен снабженный приводом вращения торцовый диск, соединенный с обечайкой упругими связями, отличающийся тем, что привод торцового диска выполнен в виде установленных на консольной балке гидромотора с редуктором, выходной вал которого расположен по оси торцового диска.

Недостатком прототипа является высокая материалоемкость, а также низкая эффективность и надежность вальца, связанная с консольным креплением балки поскольку консольное крепление связано с повышенными напряжениями в месте присоединения консольной балки к раме, а также напряжениями изгиба как в балке, так и в раме.

Задачей создания изобретения является уменьшение материалоемкости, а также повышение эффективности и надежности вальца.

Эта задача достигается тем, что в вальце дорожного катка, содержащем раму, охватывающую обечайку цилиндрической формы из упругого материала, внутри которой расположена жестко зафиксированная одним своим концом на раме консольная балка, на которой установлены три ролика, один из которых с приводным эксцентриковым валом, опирающимися на внутреннюю поверхность обечайки, а со стороны свободного конца консольной балки внутри обечайки размещен соединенный с обечайкой упругими связями торцовый диск, снабженный приводом вращения обечайки, включающим редуктор, входной вал которого соединен с гидромотором, соединенным трубопроводами с насосом, редуктор установлен на балке, его выходной вал расположен соосно торцовому диску и соединен с ним посредством установленного на консольной балке в подшипниковых опорах приводного вала, также соосного торцовому диску, а свободный конец приводного вала установлен в подшипниковой опоре на раме, также приводной вал соединен с выходным валом редуктора посредством муфты. Упругие связи наиболее целесообразно выполнить в виде резинометаллических амортизаторов сдвига, состоящих из двух щек со слоем резины между ними, причем щеки амортизаторов ориентированы перпендикулярно оси обечайки, одна щека соединена с выходным звеном, а вторая - с кронштейном, присоединенным к внутренней поверхности обечайке пластиной, ориентированной радиально обечайке вдоль ее образующей. Предпочтительно торцовый диск расположен снаружи кронштейнов, а зазор между торцовым диском и обечайкой закрыт чехлом, соединенным с обечайкой и торцовым диском. Дополнительно в противоположной от торцового диска стороне обечайки на балке с зазором по отношению к обечайке размещен кожух, по периметру которого он снабжен чехлом, прилегающим к внутренней поверхности обечайки. В предпочтительном варианте кожух выполнен разрезным, состоящим из двух частей, верхней и нижней, охватывающих балку, с вырезом в нижней части для охвата балки и с вырезом в верхней части для трубопроводов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - показан вид спереди вальца катка, передняя сторона вальца условно показана прозрачной;

на фиг.2 - вид вальца дорожного катка слева, нижняя часть кожуха условно не показана;

на фиг.3 - ролик с приводным эксцентриковым валом, продольный разрез;

на фиг.4 - вид слева на кожух;

на фиг.5 - упругая связь и ее соединение с торцовым диском и обечайкой.

Позиции на фигурах обозначают:

1 - рама;

2 - обечайка;

3 - консольная балка;

4 - ролик;

5 - ролик с приводным эксцентриковым валом;

6 - гидромотор привода эксцентрикового вала ролика;

7 - торцовый диск;

8 - упругие связи;

9 - гидромотор привода торцового диска;

10 - редуктор;

11 - выходной вал редуктора;

12 - приводной вал;

13 - муфта;

14 - подшипниковые опоры приводного вала;

15 - подшипниковая опора свободного конца приводного вала;

16, 17 - щеки резинометаллических амортизаторов;

18 - слой резины;

19 - кронштейн;

20 - пластина;

21 - чехол торцового диска;

22 - верхняя часть кожуха;

23 - вырез в верхней части кожуха;

24 - нижняя часть кожуха;

25 - вырез в нижней части кожуха;

26 - чехол кожуха.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности конструкции вальца дорожного катка.

Валец дорожного катка содержит раму 1 вальца, охватывающую обечайку 2 цилиндрической формы, выполненную из упругого материала. Внутри обечайки 2 расположена консольная балка 3, один конец которой жестко зафиксирован на раме 1. На консольной балке 3 установлены три опирающиеся на внутреннюю поверхность обечайки 2 ролика, два из которых 4 без привода, а третий 5 - с приводным эксцентриковым валом, снабженным гидроприводом с гидромотором 6 привода эксцентрикового вала ролика 5. Ролики 4, 5 расположены симметрично относительно поперечной и продольной плоскостей симметрии обечайки 2 с образованием равнобедренного треугольника в плане. Со стороны свободного конца консольной балки 3 внутри обечайки 2 с зазором размещен снабженный приводом вращения торцовый диск 7, соединенный с обечайкой 2 упругими связями 8. Привод вращения торцового диска 7 содержит установленный на консольной балке 3 редуктор 10 с расположением его выходного вала 11 соосно торцовому диску 7, а к входному валу присоединен гидромотор 9. Выходной вал 11 редуктора 10 соединен с торцовым диском 7 посредством приводного вала 12, жестко соединенного с торцовым диском 7. К выходному валу 11 редуктора 10 приводной вал 12 присоединен посредством муфты 13. Приводной вал 12 установлен на консольной балке 3 в подшипниковых опорах 14. Свободный конец приводного вала 12 установлен в подшипниковой опоре 15 на раме 1. Упругие связи 8 выполнены в виде резинометаллических амортизаторов сдвига, состоящих из двух щек 16, 17 со слоем резины 18 между ними, причем щеки амортизаторов 16, 17 ориентированы перпендикулярно оси обечайки 2, одна щека 16 соединена с торцовым диском 7, а вторая 17 - с кронштейном 19, присоединенным к внутренней поверхности обечайки 2 пластиной 20, ориентированной радиально обечайке 2 вдоль ее образующей. Торцовый диск 7 расположен снаружи кронштейнов 19, а зазор между торцовым диском 7 и обечайкой 2 закрыт чехлом 21, соединенным с обечайкой 2 и торцовым диском 7, например винтами (не показаны). В противоположной от торцового диска 7 стороне обечайки 2 на балке 3 с зазором по отношению к обечайке 2 размещен кожух, выполненный разрезным, состоящим из двух частей, верхней 22, с вырезом 23 внизу для охвата балки 3, и нижней 24, с вырезом 25 в его верхней части для трубопроводов (не показаны).По периметру обе части кожуха 22 и 24 снабжены чехлом 26, прилегающим к внутренней поверхности обечайки 2.

Валец дорожного катка работает следующим образом. Вес дорожного катка, включая вес рамы 1 вальца и балки 3 с установленными на ней роликами 4, 5 и привода эксцентрикового вала ролика 5, за исключением веса обечайки 2, передается на внутреннюю поверхность обечайки 2 роликами 4, 5. Гидромотор 6 приводит во вращение эксцентриковый вал ролика 5, что обеспечивает динамический характер нагружения обечайки 2. Обечайка 2, благодаря ее упругости, циклически деформируется, что усиливает динамический характер воздействия на уплотняемый материал. Расположение роликов 4, 5 симметрично равнобедренным треугольником в плане обеспечивает трехточечное опирание и симметричность нагрузки на обечайку 2. Расположение балки 3 внутри обечайки 2 консольно с жесткой фиксацией ее на раме 1 одним концом позволяет разместить внутри обечайки 2 со стороны свободного конца консольной балки 3 снабженный приводом вращения торцовый диск 7. Соединение торцового диска 7 с обечайкой 2 упругими связями 8 позволяет передать вращение с недеформируемого торцового диска 7 на претерпевающую деформации и вибрирующую обечайку 2. Выполнение привода вращения торцового диска 7 в виде установленных на балке 3 гидромотора 9 с редуктором 10, выходной вал 11 которого расположен по оси торцового диска 7 позволяет подвести привод вращения к торцовому диску 7, а с него - к обечайке 2 в условиях, когда распложенная внутри обечайки неподвижная балка 3 с роликами 4, 5 жестко, соединена с расположенной снаружи обечайки 2 рамой 1. Установка приводного вала 12 в подшипниковых опорах 14 на балке 3 позволяет обеспечить его, а значит и обечайки 2, фиксированное положение оси относительно рамы 1 вальца. Соединение выходного вала 11 редуктора 10 с торцовым диском 7 через приводной вал 12, установленный на балке 3 в подшипниковых опорах 14 позволяет уменьшить нагрузки в подшипниковых опорах 14 промежуточного вала 12. Причем это уменьшение тем больше, чем больше расстояние между подшипниковыми опорами 14. Установка свободного конца приводного вала 12 в подшипниковой опоре 15 на раме 1 позволяет поддержать свободный конец консольной балки 3, что позволяет ей работать не как консольной, а как двухопорной балке, что избавляет ее от действия в соединении с рамой 1 изгибающих напряжений и существенно улучшает характер ее нагружения. Соединение приводного вала 12 с выходным валом 11 редуктора 10 посредством муфты 13 позволяет снизить отрицательное воздействие неизбежной несоосности и неколлинеарности их осей. Соединение торцового диска 7 с обечайкой 2 посредством упругих связей 7 позволяет обеспечить осевую фиксацию вибрирующей и изменяющей свою форму обечайки 2 и передачу на нее крутящего момента с неподвижного относительно рамы 1 и консольной балки 3. Резинометаллические амортизаторы сдвига с ориентацией щек 16, 17 резинометаллических амортизаторов перпендикулярно оси обечайки 2 обеспечивают жесткость в осевом направлении и относительную свободу перемещения в перпендикулярном оси направлении. Это позволяет обеспечить свободу деформации и вибрации обечайки 2, сглаживает пусковые нагрузки и при этом удерживает обечайку 2 от осевого смещения. Соединение одной из щек 17 с обечайкой 2 пластиной 20, ориентированной радиально обечайке 2 вдоль ее образующей учитывает характер деформации обечайки 2 и снижает напряжения в соединении пластины 20 с обечайкой 2. Кронштейн 19 служит для соединения щеки амортизатора 17 с пластиной 20. Расположение торцового диска 7 снаружи кронштейнов 19, позволяет скрыть все конструктивные части вальца за торцовым диском 7. Чехол 21 закрывает зазор между торцовым диском 7 и обечайкой 2, а его плотное прилегание к обечайке 2 обеспечивает защиту внутренней полости вальца от грязи и посторонних предметов. Кожух 22, размещенный на противоположной от торцового диска 7 стороне обечайки 2 на балке 3 с зазором по отношению к обечайке 2 закрывает внутреннюю полость обечайки с другой стороны, а чехол обеспечивает закрытие зазора между неподвижным кожухом 23 и внутренней поверхности вращающейся обечайки 2. Вырезы 23, 25 под консольную балку 3 и трубопроводы гидропривода позволяют максимально защитить внутреннюю полость вальца с этой стороны обечайки 2.

Предлагаемый валец дорожного катка позволяет повысить надежность конструкции вальца дорожного катка, поскольку балка в нем становится опертой с обеих сторон и перестает быть консольной, что уменьшает силы, действующие в соединении балки с рамой, а также в балке и раме. Соответственно может быть уменьшена масса балки и рамы и повышена жесткость балки.

Изобретение относится к дорожным каткам, используемым для послойного уплотнения предварительно спланированных насыпных грунтов и гравийно-щебеночных материалов при строительстве автомобильных дорог и подобных сооружений. Технический результат – уменьшение материалоемкости и повышение надежности вальца. Валец дорожного катка содержит раму 1 вальца, охватывающую обечайку 2 цилиндрической формы из упругого материала. Внутри обечайки 2 расположена консольная балка 3, один конец которой жестко зафиксирован на раме 1. На консольной балке 3 установлены три опирающиеся на внутреннюю поверхность обечайки 2 ролика 4, 5, один из которых 5 с приводным эксцентриковым валом, снабженным гидроприводом с гидромотором 6. Со стороны свободного конца консольной балки 3 внутри обечайки 2 размещен снабженный приводом вращения торцовый диск 7, соединенный с обечайкой 2 упругими связями 8. Привод вращения торцового диска 7 выполнен в виде установленных на балке гидромотора 9 с редуктором 10, выходной вал 11 которого расположен по оси торцового диска 7. Выходной вал 11 редуктора 10 соединен с торцовым диском 7 через приводной вал 12, установленный на консольной балке 3 в подшипниковых опорах 14. Соединение выходного вала 11 редуктора 10 с торцовым диском 7 через приводной вал 12, установленный на консольной балке 3 в подшипниковых опорах 14, позволяет уменьшить нагрузки в подшипниковых опорах 14 торцового диска 6 и приводного вала 12. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Валец дорожного катка, содержащий раму, охватывающую обечайку цилиндрической формы из упругого материала, внутри которой расположена жестко зафиксированная одним своим концом на раме консольная балка, на которой установлены три ролика, один из которых с приводным эксцентриковым валом, опирающимися на внутреннюю поверхность обечайки, а со стороны свободного конца консольной балки внутри обечайки размещен соединенный с обечайкой упругими связями торцовый диск, снабженный приводом вращения обечайки, включающим редуктор, входной вал которого соединен с гидромотором, соединенным трубопроводами с насосом, отличающийся тем, что редуктор установлен на консольной балке, его выходной вал расположен соосно торцовому диску и соединен с ним посредством установленного на консольной балке в подшипниковых опорах приводного вала, также соосного торцовому диску, а свободный конец приводного вала установлен в подшипниковой опоре на раме.

2. Валец дорожного катка по п. 1, отличающийся тем, что приводной вал соединен с выходным валом редуктора посредством муфты.

3. Валец дорожного катка по п. 1, отличающийся тем, что упругие связи выполнены в виде резинометаллических амортизаторов сдвига, каждый из которых состоит из двух щек со слоем резины между ними, причем щеки амортизаторов ориентированы перпендикулярно оси обечайки, одна щека соединена с торцовым диском, а вторая - с кронштейном, присоединенным к внутренней поверхности обечайки пластиной, ориентированной радиально обечайке вдоль ее образующей.

4. Валец дорожного катка по п. 3, отличающийся тем, что торцовый диск расположен снаружи кронштейнов, а зазор между торцовым диском и обечайкой закрыт чехлом, соединенным с обечайкой и торцовым диском.

5. Валец дорожного катка по п. 1, отличающийся тем, что в противоположной от торцового диска стороне обечайки на балке с зазором по отношению к обечайке размещен кожух, по периметру которого он снабжен чехлом, прилегающим к внутренней поверхности обечайки.

6. Валец дорожного катка по п. 5, отличающийся тем, что кожух выполнен разрезным, состоящим из двух частей, верхней и нижней, охватывающих балку, с вырезом в нижней части для охвата балки и с вырезом в верхней части для трубопроводов.