УДК 625.084

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВАЛЬЦА ДОРОЖНОГО КАТКА ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ

Серебренников Виктор Сергеевич
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве»

Аннотация
В статье рассматривается перспективная конструкция вибрационного механизма кулачкового вальца дорожного катка для уплотнения грунтов в насыпи. Предложена конструкция, сочетающая в себе положительные качества осцилляторных и вибрационных катков, что способствует повышению производительности дорожного катка за счет уменьшения количества проходов, требуемых для достижения нормативной плотности.

Ключевые слова: вибрация, дорожный каток, кулачковый каток, осцилляторный каток, уплотнение грунтов


IMPROVEMENT OF A DESIGN OF THE ROLLER OF A ROAD SKATING RINK FOR VIBRATION CONSOLIDATION OF SOIL

Serebrennikov Victor Sergeevich
Siberian State Automobile and Highway Academy
Candidate of Science, assistant professor of the department «Exploitation and service of transport-technological machines and complexes in building»

Abstract
In article the perspective design of the vibration mechanism of the cam roller of a road skating rink for consolidation of soil in an embankment is considered. The design combining merits the osсillation and vibration skating rinks that promotes increase of productivity of a road skating rink due to reduction of number of the passes demanded for achievement of normative density is offered.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Серебренников В.С. Совершенствование конструкции вальца дорожного катка для вибрационного уплотнения грунтов // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/08/70761 (дата обращения: 20.11.2016).

Для выполнения поставленной президентом РФ задачи об удвоении в 2013–2022 годах объемов строительства и реконструкции автомобильных дорог [1] потребуется значительное количество современной и эффективной дорожной техники. При этом важнейшая роль в данном проекте будет отведена грунтовым каткам, от работы которых будет зависеть качество основания будущих дорог.

При строительстве и капитальном ремонте автомобильных дорог уплотнение грунта играет важнейшую роль. Способность готового объекта транспортной инфраструктуры сохранять свою прочность и эксплуатационные качества в течение всего срока службы напрямую зависит от качества проведения работ по уплотнению грунтов и дорожно-строительных материалов.

При некачественно выполненном уплотнении на стадии строительства расходы на ремонт в процессе эксплуатации объекта превышают первоначальные расходы на его сооружение.

В последнее время наиболее перспективным методом уплотнения дорожно-строительных материалов и грунтов является вибрационный метод. Это довольно сложный процесс, на который могут оказывать влияние более 30-ти внешних факторов. Кроме того конструкция катка, а также его режимные параметры непосредственно влияет на динамику процесса и эффективность уплотнения. В отличие от статического уплотнения, при вибрационном уплотнении достигается более высокая степень уплотнения и больший глубинный эффект, а требуемый коэффициент уплотнения достигается за меньшее число проходов. При этом грунт может уплотняться неравномерно по глубине. Путем изменения рабочих параметров можно изменять глубину зоны максимального уплотнения, однако определенная неравномерность коэффициента уплотнения по глубине будет присутствовать. Для уплотнения связных глинистых грунтов применяются вальцы с кулачками прямоугольной или овальной формы, что позволяет увеличить глубину «прорабатываемого» слоя грунта.

При вибрационном уплотнении помимо формы рабочей поверхности уплотняющих средств на эффективность процесса большое влияние оказывают режимные параметры катка (скорость движения, частота, амплитуда, вынуждающая сила). Используя наиболее подходящие режимные параметры катка на различных этапах уплотнения дорожно-строительных материалов, можно повысить эффективность процесса.[2, с. 35]

В работе рассматривается вопрос снижения энергоемкости уплотнения грунтов и повышения эффективности работы кулачкового вибрационного катка за счет возможности изменения момента крутильных и круговых колебаний при одной и той же частоте вращения дебалансных валов вальца[3].

Устройство перспективной конструкции кулачкового вальца вибрационного катка разработки изображено на рис. 1-3.

 

Рисунок 1. Продольное сечение кулачкового вальца

1 – гидромотор; 3 – обод; 4 – кулачки; 8 – гидромотор

 

Рисунок 2. Сечение Б-Б

6, 7 – дебалансные валы

 

Рисунок 3. Сечение А-А

2 – редуктор; 5 – поперечные ребра; 6 – дебалансные валы; 9 – зубчатая передача

Во время рабочего хода катка гидромотор 8 через зубчатую передачу 9 приводит во вращение дебалансные валы 7 и 6, которые состоят из эксцентриков 10, выполненных заодно с валами, и подвижных эксцентриков 11 (рис. 4). При этом ввиду того, что эксцентриковые массы валов 6 смещены на 1800, на валец передаются крутильные колебания (осцилляции) и круговые колебания (от вала 7). Вращение вала 7 происходит в противоположном направлении. С учетом смещения дебаланса вала 7 на 120 град по отношению к дебалансным валам 6, на валец передаются вертикальные колебания.

Рисунок 4. Подвижные и неподвижные эксцентрики дебалансных валов

10 – неподвижный эксцентрик; 11 – подвижный эксцентрик

При изменении направления вращения валов 6, 7 изменяется эксцентриситет масс дебалансных валов r, что ведет к изменению момента вращения и, как следствие, к изменению вынуждающей силы дебалансных валов, создающих крутильные и круговые колебания вальца. Таким образом, можно устанавливать две величины момента крутильных и круговых колебаний: высокую – при уплотнении толстых слоев или низкую – при уплотнении тонких слоев грунта. Эта конструктивная особенность позволяет существенно расширить границы применения предлагаемого кулачкового вальца вибрационного катка.

Такая конструкция позволяет, меняя направление вращения дебалансных валов, изменять величину крутильных и круговых колебаний вибровозбудителя в процессе уплотнения грунтов.

При вращении дебалансные валы создают колебания, которые через валец передаются на уплотняемый грунт, тем самым снижая его внутреннее трение и сцепление между его частицами, что уменьшает сопротивление грунта уплотнению.

Предложенная конструкция кулачкового вальца катка проявляет в себе положительные качества осцилляторных и вибрационных катков (совместное действие крутильных и круговых колебаний). Указанные качества способствуют повышению производительности кулачкового катка за счет уменьшения количества проходов, требуемых для достижения нормативной плотности.


Библиографический список
  1. Постановление Совета Федерации Федерального Собрания РФ от 4 марта 2015 г. №76рп-СФ «О перспективах развития сети автомобильных дорог на территории Российской Федерации».
  2. Серебренников В.С. Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей. Специальность 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины : дис… канд. техн. наук / В. С. Серебренников; науч. рук. В. В. Дубков; СибАДИ. – Омск : СибАДИ, 2008. – 170 с.: ил. – Библиогр.: с. 128-139. Прил.: с. 140-170.
  3. Пат. 151654 Российская Федерация, МПК Е01С 19/28. Осцилляторный валец дорожного катка с изменяемой величиной крутильных колебаний / Серебренников В.С. [и др.] ; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-­дорожная академия». – № 2014125325/03 ; заявл. 23.06.2014 ; опубл. 10.04.2015, Бюл. № 10.


Все статьи автора «Серебренников Виктор Сергеевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация