Осцилляторный валец дорожного катка с изменяемой величиной крутильных колебаний
Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожных покрытий, оснований и грунтов. Задачей полезной модели является снижение энергоемкости уплотнения дорожно-строительных материалов и повышение эффективности работы вибрационных катков за счет снижения количества требуемых проходов. Осцилляторный валец дорожного катка вращается с помощью гидромотора 1, который посредством редуктора 2 соединен с ободом 3, поверхность которого покрыта слоем резины 4. Внутри вальца расположены поперечные ребра 5, на которых оппозитно установлены два дебалансных вала 6, соединенных с ведущим валом 8 через зубчатую передачу 7. Дебалансные валы состоят из неподвижных эксцентриков 10, выполненных заодно с ними, и подвижных эксцентриков 11. Ввиду того, что эксцентриковые массы валов 6 смещены на 180°, на валец передаются крутильные колебания (осцилляции). При изменении направления вращения дебалансных валов 8 изменяется эксцентриситет масс r, что ведет к изменению момента вращения и, как следствие, к изменению величины крутильных колебаний вибровозбудителя. Таким образом устанавливают две величины крутильных колебаний осцилляторного вальца: высокую — при уплотнении толстых слоев или низкую — при уплотнении тонких слоев асфальтобетонной смеси. 5 ил.
Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожных покрытий, оснований и грунтов.
Известен гладковальцовый каток осцилляторного типа [Костельов М.П. Новый способ уплотнения дорожно-строительных материалов. // Автомобильные дороги 6, 1991. — с. 13-15.], внутри вальца которого расположены вращающиеся дебалансные валы, расположенные оппозитно на определенном плече от оси вальца со сдвинутыми на 180° эксцентриковыми массами. Это позволяет создавать на вальце изменяющийся во времени и по направлению крутящий момент, что обеспечивает его малые колебания (осцилляции) и приводит к более качественному и эффективному уплотнению покрытия.
Однако, ввиду малого пятна контакта вальца, время контакта мало, глубина проработки материала снижается, что в итоге приводит к падению эффективности уплотнения. Кроме того, гладкая поверхность вальца во время его осцилляций проскальзывает относительно покрытия, что ведет к образованию волнистости покрытия.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является вибрационный каток с возбудителем комбинированного действия [Пат. 121261 U1 Российская федерация, МПК Е01С 19/28. Валец дорожного катка комбинированного действия [текст]/ Дубков В.В., Серебренников B.C.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) (RU). — 2012123883/03; заявл. 08.06.2012; опубл. 20.10.2012.], в котором вибрационный механизм снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, и третьим дебалансным валом, состоящим из подвижного и неподвижного эксцентрика, со смещенной на 90° по отношению к двум первым эксцентриковой массой, с противоположным направлением вращения. При вращении дебалансные валы создают колебания, которые передаются на уплотняемый материал, тем самым снижая внутреннее трение в материале и сцепление между его частицами, что снижает сопротивление материала уплотнению. Данная конструкция позволяет изменять амплитуду и вынуждающую силу вибровозбудителя в процессе уплотнения дорожно-строительных материалов.
Однако данный валец нельзя использовать при уплотнении асфальтобетонных смесей на мостах и путепроводах ввиду передающейся вертикальной вибрационной нагрузки на уплотняемый материал, а, следовательно, и на конструкцию моста или путепровода.
Кроме этого в предложенном механизме нет возможности изменять момент крутильных колебаний вальца при заданной частоте вращения дебалансных валов, что имеет большое значение при уплотнении слоев асфальтобетонной смеси различной толщины.
Задачей полезной модели является возможность изменения момента крутильных колебаний при одной и той же частоте вращения дебалансных валов осциляторного вальца.
Указанный технический результат достигается тем, что осцилляторный валец дорожного катка содержит обод, покрытый слоем резины толщиной 15-20 мм, снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, состоящими из подвижных и неподвижных эксцентриков, позволяющих изменять величину крутильных колебаний в процессе уплотнения дорожно-строительных материалов.
Такая конструкция позволяет изменять величину крутильных колебаний вибровозбудителя в процессе уплотнения дорожно-строительных материалов.
При вращении дебалансные валы создают колебания, которые через валец передаются на уплотняемый материал, тем самым снижая внутреннее трение в материале и сцепление между его частицами, что снижает сопротивление материала уплотнению.
Полезная модель поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 приведено продольное сечение вальца, на фиг. 2 — сечение Б-Б, на фиг. 3 — сечение А-А, на фиг. 4, 5 — подвижные и неподвижные эксцентрики дебалансных валов.
На осцилляторный валец дорожного катка установлен гидромотор 1, который посредством редуктора 2 соединен с ободом 3. Поверхность обода 3 покрыта слоем резины 4, толщиной 15-20 мм. Внутри вальца расположены поперечные ребра 5, на которых установлены два дебалансных вала 6, оси которых равноудалены от оси вальца, при этом их эксцентриковые массы смещены относительно друг друга на 180°. Для привода валов используется зубчатая передача 7. Также на поперечных ребрах установлен ведущий вал 8, соединенный с гидромотором 9, при этом его ось совпадает с осью вальца.
Рабочий режим вибрационного механизма вальца осуществляется следующим образом. Во время рабочего хода катка гидромотор 8 через зубчатую передачу 9 приводит во вращение дебалансные валы 6. При этом ввиду того, что эксцентриковые массы валов 6 смещены на 180°, на валец передаются крутильные колебания (осцилляции).
При изменении направления вращения валов 6 изменяется эксцентриситет масс дебалансных валов r, что ведет к изменению момента вращения и, как следствие, к изменению вынуждающей силы дебалансных валов, создающих осцилляторные колебания вальца. Таким образом, можно устанавливать две величины момента крутильных колебаний: высокую — при уплотнении толстых слоев или низкую — при уплотнении тонких слоев асфальтобетонной смеси. Эта конструктивная особенность позволяет существенно расширить границы применения предлагаемого вальца вибрационного катка.
Предложенная конструкция вальца дорожного катка проявляет в себе положительные качества осцилляторных и статических катков (совместное действие крутильных колебаний и статической нагрузки). Указанные качества способствуют повышению производительности вибрационного осциляторного катка за счет уменьшения количества проходов, требуемых для достижения нормативной плотности.
Осцилляторный валец дорожного катка с изменяемой величиной крутильных колебаний, содержащий обод, покрытый слоем резины толщиной 15-20 мм, снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, отличающийся тем, что эксцентриковые массы состоят из подвижных и неподвижных эксцентриков, позволяющих изменять величину крутильных колебаний в процессе уплотнения дорожно-строительных материалов.
РИСУНКИ
poleznayamodel.ru
Уплотнение асфальтобетона с помощью осцилляционных катков
Уплотнение асфальта — процесс деформации асфальтобетона с целью придания ему определенной степени плотности. Процесс уплотнения необходимо начинать сразу же после укладки асфальтобетонной смеси. Тогда смесь обладает температурой, при которой не сдвигается с места под действием катков.
Эффективность уплотнения в значительной мере зависит от соотношения толщины слоя асфальтобетонной смеси и максимального размера минеральных фракций в ней. Если толщина слоя не превышает двух максимальных размеров фракции наполнителя, качественное уплотнение практически недостижимо.
Также степень уплотнения зависит и от того, какие уплотняющие механизмы применяются при работе. Наиболее качественное уплотнение обеспечивается осциллирующими катками. Такие машины имеют ряд весомых преимуществ перед вибрационными катками. К примеру, осциллирующие катки не наносят по уплотняемой поверхности вертикальных ударов, производя уплотнение асфальтобетона легко и мягко, поскольку вал катка находится в постоянном контакте с поверхностью асфальтобетона. Горизонтальное усилие сдвига, обеспечиваемое валом катка, в сочетании с его весовой нагрузкой, оптимально уплотняет материал, сохраняя коэффициент уплотнения асфальта на высоком уровне. При уплотнении смесей с повышенным содержанием щебня (щебеночно-мастичных), осциллирующее уплотнение просто незаменимо, поскольку воздействие вибрации может нарушить связи в минеральном и битумном составе.
Также, при учете необходимой для качественного уплотнения невысокой скорости движения катка, работы производятся максимально тихо, что очень важно при укладке асфальта в черте города.
Уплотнение асфальтобетона с применением осциллирующих катков возможно также непосредственно возле зданий, обладающих чувствительностью к шумовым и вибрационным воздействиям. Отсутствие вибраций важно также и при текущем ремонте покрытия улиц, в процессе которого производится лишь замена старого асфальтобетона. Ведь под асфальтом часто находятся старые, изношенные (а иногда и находящиеся в аварийном состоянии), инженерные коммуникации и сети, которые попросту могут не выдержать вибрационного воздействия. В таком случае применение осциллирующих (колебательных) катков поможет избежать лишних проблем и поломок.
stroy-bit.ru
ПОЛЕЗНЫЕ ВИБРАЦИИ ДОРОЖНОГО КАТКА DV 90
При сооружении самого северного в мире аэропорта и самого высокого в мире моста дорожные катки DV компании Hamm выдержали все испытания.
«Не выходи из домабез ружья, — предупреждают каждого вновь прибывшего в Лонгьир, — иначе белые медведи загрызут». Лонгьир – столица архипелага Свальбард (население – 2500 чел.), расположенного между северным побережьем Норвегии и Северным Полюсом. Здесь находится самый северный в мире аэропорт. Чтобы взлетно-посадочная полоса была под стать новому «с иголочки» зданию аэропорта, компания-оператор Avinor AS решила обновить асфальтовое покрытие и продлить 2480-метровую полосу на 160 метров.
Строительно-дорожные работы здесь можно проводить только в течение короткого лета. Остальные 10 месяцев грунт промерзает и становится твердым, как камень. Всю технику, горючее и рабочие бригады надо доставлять с материка.
Для уплотнения модифицированного полимерами асфальтового покрытия взлетно-посадочной полосы Avinor выбрала четыре тандемных дорожных катка Hamm DV 90 OV. Ханс-Петер Акерманн, менеджер по разработке и совершенствованию продукции компании Hamm AG, объясняет почему.
«Асфальтобетонная смесь заливается при температуре +160 °C и должна быть уплотнена до того, как остынет до +100 °C. В арктической зоне асфальт остывает быстрее, поэтому чем больше рабочая скорость катка, тем лучше. Благодаря системе осцилляционного уплотнения катки DV 90, которые мы выпускаем с 2004 г., имеют самую высокую скорость уплотнения», — говорит Акерманн.
Динамическое воздействиеувеличивает уплотняющие свойства дорожного катка. Традиционным способом такого воздействия является виброударная нагрузка. При качении вальцов катка мощные колебания, создаваемые ротационным вибровозбудителем, оказывают ударное воздействие на поверхность дороги, существенно повышая эффективность уплотнения.
Однако есть места, где использование вибрации недопустимо в силу повышенной чувствительности инженерных сооружений или других особых обстоятельств. Вместо вибрации компания Hamm разработала систему осцилляции, где осцилляционые колебания создаются с помощью двух синхронно вращающихся в вальце балластных весов. Возникающее при этом усилие сдвига направлено не «вверх-вниз» по отношению к дорожному полотну, а «вперед-назад». «Использование системы осцилляции позволило устранить до 90% вибрации, повысить рабочую скорость катка и качество уплотнения покрытия», — объясняет Акерманн.
Катки DV 90 уплотнили 30 тыс. тонн асфальта на поверхности взлетно-посадочной полосы за три недели, работая в две смены по 10 часов в сутки. В работе использовались также дорожные фрезы для холодного фрезерования, один разбрасыватель и два асфальтоукладчика.
Технология осцилляционного уплотнения оказалась решающим фактором и при выборе катка Hamm DV 90 для уплотнения полотна самого высокого в мире моста Мийо над долиной Тарн во Франции. Строительство этого поразительного сооружения было завершено в 2004 г. и обошлось строительной компании Eiffage в 400 млн. евро.
Длина моста — 2460 м, дорожное полотно находится на высоте 270 м от дна долины, а высота самой высокой опоры моста – 343 м. Для сравнения, высота Эйфелевой башни — 300 м, с антенной – 320 м.
В Мийо, как и в Лонгьире, была важна скорость уплотнения, поскольку дующие на большой высоте ветра охлаждали асфальт быстрее.
«Сначала генеральный подрядчик настаивал на том, чтобы использовались только статические катки, мотивируя это тем, что вибрация ослабит элементы конструкции моста, — говорит Акерманн. — Мы же доказывали, что осцилляторныекатки обладают большей производительностью и не окажут агрессивного вибрационного воздействия на конструкцию моста. В конце концов, было решено провести испытания с использованием катка DV в соседнем городе Монпельер, которые убедили генподрядчика в безопасности нашей системы».
За три дня 25 самосвалов доставили на мост 9,5 тыс. тонн асфальта с двух асфальтовых заводов. Среди всего уплотнительного оборудования, использовавшегося генподрядчиком, DV 90 был единственным катком с осцилляционной системой уплотнения.
Серия катков DV Hammвключает катки трех классов: DV 90 (девять тонн), DV 70 (семь тонн) и DV 40 (четыре тонны). Наряду с технологией осцилляционного уплотнения, в этих катках используется целый ряд ультрасовременных новшеств, получивших высокую оценку профессионалов строительной отрасли.
Мехатронная система рулевого управления, включая модуль рулевого управления SKF серии ADD. Повышает комфорт оператора и управляемость катка и открывает новые возможности по оптимизации эргономики кабины.
Вращающееся кресло оператора. Автоматически поворачивается при изменении направления движения машины, поэтому оператор всегда смотрит вперед.
Новое конструктивное решение шасси. Застекленная со всех сторон кабина оборудована кондиционером и может перемещаться в поперечном направлении на расстояние до 30 см в каждую сторону. В сочетании с возможностью наклона кресла это повышает удобство работы оператора, обеспечивая полную видимость вальцов, разбрызгивателей и края полотна дороги.
Электронная система управления Hammtronic. Контролирует все важные параметры двигателя и функции машины, обеспечивает оптимальную силу воздействия на уплотняемый материал, максимальную производительность и ресурс машины, а также качество уплотнения. Предотвращает проскальзывание вальцов, обеспечивает возможность работы на крутых склонах и повышает топливную экономичность на 30-40%.
- Возможность установки нескольких индивидуальных значений частоты и амплитуды колебаний и работы переднего и заднего вальцов в режиме осцилляции.
Катки DV Hamm, оснащенные системой наведения, прототипом которой послужила аналогичная система современного самолета, демонстрируют тенденцию к модернизации дорожно-строительного оборудования.
evolution.skf.com
Выбираем оборудование для уплотнения материалов и грунта – Основные средства
Твердая основа
Одна из наиболее важных характеристик в дорожном строительстве – это уплотнение. От основания полотна до верхнего щебеночного слоя и покрытия каждый слой должен быть отсыпан из соответствующего материала, иметь правильную толщину, плотность и выдерживать определенную нагрузку. А в дорожном строительстве приняты наиболее высокие нормы плотности. Поэтому выбор оборудования для уплотнения задача непростая и ответственная.
Рассмотрим некоторые типы полноразмерных дорожных катков и сферы их применения.
Пневмоколесные самоходные и прицепные катки
Эти катки оснащены пневматическими колесами (обычно нечетное количество), расположенными в шахматном порядке на двух или трех осях. Такое расположение позволяет при уплотнении перемешивать материал в слое по вертикали. В результате получается гладкая, ровная, плотная воздухонепроницаемая поверхность. При работе с материалами различного типа и состава для получения заданной толщины и плотности слоя обеспечивается централизованное автоматическое регулирование давления воздуха в шинах.
Пневмоколесные катки обычно используются на несвязных сыпучих или смешанных грунтах и редко применяются на связных грунтах. Их можно использовать и для уплотнения асфальта, обычно на участках малого или среднего размера, чаще всего при отделочном, финишном уплотнении, чтобы выровнять и обеспечить воздухонепроницаемость уплотненной поверхности участка после работы виброкатка.
У прицепных пневмокатков колеса обычно имеют независимую подвеску, которая помогает сохранить катку устойчивость, если колеса проваливаются в выбоины и при наезде на неровности. Прицепные катки могут буксироваться тракторами и автогрейдерами и использовать гидропривод и рычаги рыхлителя грейдера для увеличения давления на грунт. Благодаря этому им не нужен балластный груз и одна машина с одним оператором может выполнять одновременно две работы.
Прицепные пневмокатки применяются главным образом для уплотнения гравийных дорог. При содержании и ремонте дорог 99% используемых катков, в том числе и прицепных, относятся к типу пневмоколесных. Прицепные катки – бюджетное оборудование, обеспечивающее высокое качество уплотнения.
Грунтовые кулачковые катки статического действия
Как известно, гладковальцовые статические катки практически не используются для уплотнения грунтов земляного полотна дороги из-за образования высокой сдвиговой волны на поверхности укатки. Грунты уплотняются катками с кулачковыми вальцами статического действия. Они оснащаются двумя двухсекционными стальными вальцами (как бы четырьмя «колесами») или тремя вальцами на трех осях, на вальцах имеются кулачки конической формы. Вальцы не оснащаются вибромеханизмом, они оказывают на уплотняемый материал статическое воздействие своим весом, имеют большие размеры и работают на высоких скоростях, чтобы развить энергию, достаточную для уплотнения.
Грунтовые кулачковые катки статического действия лучше работают на связных грунтах с мелкозернистой структурой, илистых отложениях, глине и др. Их обычно используют на участках, имеющих достаточную площадь для того, чтобы эти большие машины могли свободно маневрировать, развивать высокие скорости и работать с высокой производительностью. Машины этого типа обычно используются для подготовки участков под строительство крупных объектов и насыпей.
Самоходные одновальцовые виброкатки (гладковальцовые и кулачковые)
Грунтовые виброкатки могут иметь различные размеры и оснащаются одним вибровальцом (гладким для сыпучих несвязных грунтов или кулачковым для связных, а также средне- и слабосвязных), установленным на качающейся утяжеленной раме. Вибрация и собственный вес этого узла являются источником энергии, которая помогает уплотнить частицы грунта.
В современных катках конструкция и система управления обеспечивают возможность выбора оптимального сочетания частоты и амплитуды вибраций для уплотнения и толстых, и тонких слоев различных материалов и грунтов. Подавляющее большинство выпускаемых в мире виброкатков (кроме некоторых малогабаритных) имеют три режима нагружения уплотняемого асфальтобетона: статический, со слабой вибрацией и сильной вибрацией.
В качестве примера необычных конструкций грунтоуплотняющих машин приведем грунтовый каток Bomag BW 332, который является на сегодняшний день самым большим комбинированным катком в мире. Благодаря своему весу в 32 т он может уплотнять грунт до 4 м. Этот каток объединил максимальную мощность на единицу поверхности с минимальными издержками на 1 м3. Валец этого катка имеет форму многоугольника, благодаря чему уплотняющее усилие воздействует на грунт вертикально и без потерь. С помощью вальца такой конструкции достигается оптимальное тяговое усилие при незначительном сопротивлении качению. Еще одной особенностью является то, что многоугольный валец самоочищается, что уменьшает энергозатраты при работе катка. Машина не требует постоянного смазывания, что также является большим плюсом при уходе за ней.
Самоходные виброкатки с кулачковыми и гладкими вальцами и иногда пневмоколесные катки используются при прокладке новых магистралей. Они же могут применяться в качестве катков для первоначального уплотнения асфальтовой смеси. Такие катки имеют преимущество при работе на больших открытых площадях, где достаточно места для маневрирования. Поскольку они имеют более высокие скорости движения, то могут обработать большие площади быстрее, чем виброплиты, и это делает их высокоэффективными в дорожном строительстве.
Грунтовые виброкатки несколько более предпочтительны для подготовки стройплощадок и возведения насыпей по сравнению с кулачковыми катками статического действия, так как более универсальны, проще транспортируются (обычно имеют меньшие размеры и массу) и способны быстрее создать нужную степень уплотнения грунтов большинства типов за счет вибрации.
Для связных материалов, таких как глина, применяют катки с кулачковыми вальцами. Кулачковый валец способен уплотнять грунты такого типа за счет боковых сдвиговых деформаций. Для уплотнения асфальта производители обычно предлагают к таким каткам гладкие вальцы опционно.
При вибрационном уплотнении достигаются более высокая плотность и больший глубинный эффект, чем при статическом уплотнении, и полное уплотнение достигается при меньшем числе проходов. Все это объясняет, почему вибрационное оборудование является более эффективным и экономичным почти во всех случаях. Вибрация может быть использована при трамбовании всех типов материалов, и вибрационное оборудование занимает сейчас около 70% рынка.
Осцилляторные катки
При выборе катков приходится учитывать окружающие условия. Например, при работе в исторической части города, вблизи коммуникационных линий, в зонах плотной жилой застройки или на мосту, в зоне многоуровневой автостоянки и т. п. местах часто запрещается применять оборудование, которое как-либо может повредить сооружениям и доставить беспокойство жителям. Для таких ситуаций некоторые производители предлагают осцилляторные катки.
Конструктивно возбудитель осцилляции представляет собой такие же два дебалансных вала, как и у вибровозбудителя, но вращаются они в одном направлении и вместе с вальцом, удерживая его в постоянном контакте с поверхностью. При этом не происходит значительного усложнения конструкции катка. Напомним, что при вибрации воздействие направлено на уплотняемый материал по вертикали. При осцилляции силы воздействуют в тангенциальном направлении, то есть по касательной к окружности вальца, либо в некоторых катках угол воздействия сил при осцилляции можно регулировать. Система управления катка автоматически в течение 10 миллисекунд подстраивает параметры осцилляции под тип грунта, выбирая необходимую амплитуду. Например, амплитуда уменьшается при повышении степени уплотнения.
Что достигается за счет этой технологии? Осцилляция способствует быстрому и непрерывному увеличению уплотнения при укатке асфальтобетона, снижая при этом колебания материала вокруг бандажа, увеличивая диапазон рабочих температур смеси и уменьшая дробление зерен в материале. Нежелательные воздействия (не создающие полезного действия) при осцилляции, по словам разработчиков, составляют всего 10% от величины, подобной «нежелательно воздействующей энергии» при вибрации, то есть намного большая часть энергии при осцилляции используется для уплотнения материалов. Существенно уменьшается и уровень шума при работе. Эта технология позволяет каткам работать там, где недопустимо использование традиционной вибрации, так как режим осцилляции дает возможность достичь высоких показателей уплотнения, не оказывая разрушающего воздействия на сами конструкции и не мешая шумом жителям окрестных домов.
Еще одно преимущество: вибрацию нельзя использовать, когда температура асфальта упадет ниже определенного значения. То же самое и с осцилляцией, однако за счет более мягкого воздействия на уплотняемую поверхность температурный порог снижается в среднем на 20% (зависит от марки асфальта).
Производители обычно совмещают в одном вальце системы вибрации и осцилляции. Оператор может включать по своему усмотрению режим вибрации или осцилляции даже во время движения. Наиболее часто применяют подобные катки в городских условиях, вблизи зданий, в сложных условиях на песочных грунтах.
Осцилляторный способ целесообразен при укатке в основном асфальтобетонных покрытий и щебеночных оснований при небольшой толщине слоев. Для каждого материала должно подбираться свое оптимальное отношение горизонтальной осциллирующей силы к вертикальной постоянно действующей силе веса вальца и оптимальная частота крутильных колебаний осцилляторного вальца. Для наилучшей передачи уплотняемому материалу горизонтальных усилий поверхность вальца катка должна иметь высокий коэффициент сцепления с поверхностью качения, иначе будет происходить проскальзывание вальца с его абразивным износом и значительным снижением эффективности уплотнения, что, кстати, относится не только к осцилляторным моделям, но и к обычным виброкаткам с изменяемым направлением вектора центробежной силы для регулировки вертикального силового воздействия.
Однако, как и в любом деле, у осцилляции имеются определенные недостатки. Специалисты отмечают: цена катка с дополнительной системой осцилляции выше цены обычного катка, дороже и чаще приходится его ремонтировать, так как быстрее изнашивается обечайка и надежность механизма пониже.
Применением одного только режима осцилляции не всегда удается достичь должной степени уплотнения покрытия. На мостах и путепроводах вслед за осцилляторным обязательно должен использоваться тяжелый статический каток с надлежащим контактным давлением вальца, чтобы в конечном итоге получить требуемое качество уплотнения асфальтобетона.
Тандемные виброкатки
Двухвальцовые (тандемные) виброкатки оснащены двумя стальными вальцами, каждый из которых оказывает на грунт вибрационное действие (могут быть оснащены каждый отдельным вибратором либо одним общим). Такие катки комплектуются различными вибросистемами, которые могут генерировать колебания с различными значениями частоты и амплитуды в разнообразных сочетаниях для того, чтобы обеспечить наиболее эффективное уплотнение.
Процесс укладки асфальта по требованию к точности расчета можно сравнить с жонглированием. Очень важно правильно соблюсти временной график с момента изготовления смеси до ее доставки, укладки и уплотнения.
После того, как асфальтоукладчик уложит слой асфальта, каток, выполняя первичное уплотнение, вытесняет большую часть воздуха из полостей в асфальтовом слое. Именно поэтому необходимо использовать уплотняющую машину соответствующего типа и размера, которая могла бы равномерно уплотнить весь поверхностный слой асфальтового покрытия. Выбор катка для первичного уплотнения часто делают на основе ширины вальца и оптимизации равномерной обработки всего участка. Например, если ширина участка равна 3660 мм, то каток с вальцом шириной 2000 мм обработает его за два прохода и с достаточным перекрытием кромок полос.
Специалисты рекомендуют применять для первоначального уплотнения тандемные катки или два катка, движущиеся «поездом». Они должны быть одного размера, веса и иметь схожие характеристики вибрации, чтобы уплотнение было максимально одинаковым и равномерным и по длине, и по ширине покрытия. Второй каток обычно дает возможность всей паре двигаться быстрее и развить более высокую производительность, которая может с избытком окупить стоимость второго катка для первоначального уплотнения. Обеспечиваются высокая однородность значений плотности и ровности покрытия. И поскольку катки не должны двигаться с чрезмерно высокими скоростями, чтобы следовать за асфальтоукладчиком, новое покрытие получается превосходным.
Катки больших типоразмеров используются на строительстве магистралей и автострад, городских улиц и больших объектов коммерческого строительства. Катки малых типоразмеров предназначены для строительства подъездных путей, разъездов, велосипедных дорожек, для коммунальных работ и другого коммерческого строительства.
Комбинированные катки
Самоходный комбинированный каток оснащается гладким вибровальцом на одной оси и пневматическими колесами на другой и поэтому сочетает преимущества вибрационных и пневмоколесных агрегатов. Использование шарнирно-сочлененной рамы и тракторных колес, совмещенных с вальцами разной ширины и уплотняющей силы, превышает возможности более специализированной техники, например вибрационных катков.
Такой вид дорожных катков отличается большой массой и низкой скоростью передвижения. Они подразделяются на вибрационные и статические, которые в свою очередь различаются типом и количеством вальцов и осей.
Это позволяет использовать данную машину для послойного уплотнения конструктивных слоев нежесткой дорожной одежды из асфальтобетонных смесей, а также гравийных, шлаковых, щебеночных и других материалов не только на горизонтально расположенных строящихся трассах, но и на подъемах полотна дороги до 15°. Чем тяжелее каток, тем большую степень уплотнения он способен создавать.
Следует заметить, что компании – производители дорожных катков иногда дают не совсем верные сведения о возможностях своих машин в части толщины уплотняемого слоя, поэтому рекомендуется при выборе незнакомой модели или бренда проконсультироваться у специалистов, имеющих опыт работы с данной моделью, или провести эксплуатационные испытания данной машины.
Виброплиты AMMANN работают в любых условиях
Компания AMMANN предлагает широчайшую линейку моделей виброплит эксплуатационной массой от 54 до 825 кг, которые оснащаются бензиновыми и дизельными двигателями. Виброплиты AMMANN универсальны и легко приспосабливаются к различным, даже самым тяжелым условиям работы. К тому же, обладая отличными ходовыми качествами, они способны работать на самых крутых склонах. Некоторые из этих высокопроизводительных машин движутся со скоростями, сравнимыми со скоростью грунтового катка. Все виброплиты AMMANN отличаются простотой и невысокой стоимостью эксплуатации, а также компактными размерами, все это очень удобно для строительных, коммунальных и арендных компаний.
Виброплиты AMMANN имеют различные системы управления, но общим для всех является простота управления, в том числе изменение направления движения и работа на склонах. Рукоятки изолированы от вибрации, могут складываться и сниматься – это немаловажное преимущество, когда работать приходится в условиях тесноты или при транспортировке. По заказу на некоторых моделях может устанавливаться рукоятка запатентованной конструкции «с повышенной защитой от вибрации».
Виброплиты AMMANN подразделяются на несколько серий.
APF – виброплиты прямого хода. Модели эксплуатационной массой от 54 до 117 кг, по выбору потребителей могут комплектоваться двигателями, работающими на бензине или дизтопливе разных экологических классов. Долговечный надежный вибровозбудитель приводится от двигателя через центробежную муфту и защищенную от внешних воздействий клиноременную передачу.
APR – виброплиты реверсивные. Модели эксплуатационной массой от 100 до 475 кг, также могут комплектоваться бензиновыми или дизельными двигателями. В конструкции применяется двухвальный вибровозбудитель, благодаря которому смена направления движения происходит плавно, а удерживать и направлять машину не представляет труда. Виброплиты серии APR отличаются высокой эффективностью уплотнения в нужной точке, а также способностью работать на уклонах до 30–35%. Это самые быстрые машины в своем классе, в том числе и при работе на сложном грунте.
APH – виброплиты гидростатические реверсивные, двух- и трехваловые. Виброплиты с гидростатическим приводом (масса от 383 до 825 кг) не нуждаются в клиноременной передаче. Валы вибратора приводятся гидромотором, за счет чего скорость вращения регулируется плавно и плавно изменяется направление движения.
Компания AMMANN разработала трехвальный вибровозбудитель для виброплит серии APH. Новый агрегат упрощает работу с виброплитой и в то же время увеличивает ее мощность и эффективность уплотнения. Благодаря новой конструкции плита движется равномерно и плавно даже по вязкому грунту, легко преодолевает крутые подъемы. Машины серии APH способны преодолевать подъемы даже по рыхлому, увлажненному грунту, недоступные для аналогичных моделей других марок. Масса этих моделей составляет от 520 до 825 кг.
Виброплиты AMMANN комплектуются уникальной гидравлической системой управления, обеспечивающей простоту управления, точность, быстродействие и безопасность работы при минимальных усилиях оператора.
Система безопасности мгновенно останавливает машину, как только оператор отпускает рукоятку. Когда оператор вновь опустит руку на рукоятку, машина возобновит работу.
Виброплиты серии APH могут оснащаться хорошо известной системой контроля степени уплотнения ACE, которая разработана для более крупных уплотняющих машин AMMANN. Система постоянно отслеживает степень уплотнения и автоматически регулирует уплотняющее усилие, там самым уплотняемая поверхность защищается от повреждения слишком высокой силой и повышается экономичность работы, так как исключается переуплотнение материала.
На выставке Bauma 2016 компания AMMANN представила опытный образец виброплиты с «автопилотом», работающей без оператора.
os1.ru
Особенности современных дорожных катков – Основные средства
Следом за асфальтоукладчиком и не только
Работы по уплотнению асфальтобетонной смеси играют решающую роль в процессе создания долговечного, прочного и износостойкого дорожного полотна (и могут даже иногда определить успех или неудачу конкретного проекта), несмотря на то, что их стоимость в общих затратах может составлять лишь небольшую долю. Конечная цель уплотнения – сформировать такую структуру асфальтобетона, которая была бы устойчива к внешним воздействиям.
На результат оказывает влияние целый комплекс факторов, в том числе температура окружающей среды, толщина уплотняемого слоя и физико-механические свойства составляющих смеси. Учитывая, что снижение температуры смеси ведет к резкому увеличению предела прочности при сжатии, каждый этап уплотнения должен выполняться в определенном температурном интервале. Кроме температуры окружающего воздуха скорость остывания смеси зависит еще от толщины уложенного слоя, размера и формы щебня, а также от введенных добавок, которые сейчас широко применяются. Задача машиниста катка осталась прежней. За небольшой отведенный период времени от укладки горячей смеси он должен добиться заданной степени уплотнения и гладкости с минимальным количеством изъянов при четком взаимодействии с остальной техникой. Правда, современный оператор в отличие от своего коллеги, скажем, 1960-х гг., должен обеспечивать при этом максимально возможную производительность. Звено «два статических плюс пневмошинный» осталось в прошлом.
В 1970-х гг. для уплотнения асфальтобетонных смесей начали применять вибрационные машины, и именно этот тип сейчас используется наиболее широко. Вибромеханизм находится внутри вальца и состоит из вращающегося эксцентрикового груза, который добавляет динамическую нагрузку к статической. Волны сжатия передаются от поверхности к нижним слоям уложенного асфальта и приводят в движение их частицы. Таким образом, внутреннее трение снижается, частицы «переупаковываются», плотность увеличивается, а пустоты заполняются. Увеличение числа точек соприкосновения между частицами также ведет к повышению устойчивости и прочности покрытия. При вибрационном уплотнении достигается более высокая плотность и больший глубинный эффект, чем при статическом уплотнении, и полное уплотнение достигается при меньшем числе проходов. Вибрацию можно легко отключить, если в ней нет необходимости, а такое бывает нечасто, но первый проход за укладчиком обязательно должен быть сделан с включенной вибрацией.
Ключевые характеристики вибровальца, основного рабочего органа катка, – это его ширина, диаметр, а также частота и амплитуда колебаний. От ширины зависит количество проходов, при этом надо закладывать в расчет размер перекрытия полос. Устройство вальца разрезным позволяет двум его половинам вращаться с разными скоростями. Это уменьшает сдвиги асфальтобетонной поверхности при работе на крутых поворотах и обеспечивает гладкость уплотняемой поверхности. Если каток оборудован обычными вальцами, оператор должен следовать общепринятым приемам работы на поворотах, чтобы обеспечить соответствующее качество.
Влияние частоты и амплитуды на уплотнение стало предметом дискуссии с момента возникновения вибрационной техники. Частота в пределах 40–50 Гц (от 2400 до 3000 колебаний в минуту) считалась раньше оптимальной, но в конце 1990-х гг. некоторые производители стали предлагать машины с повышенной частотой, до 70 Гц, мотивируя это увеличением производительности. Скорость движения катка выбирается с учетом диаметра вальца и частоты вибрации, поэтому такой подход можно считать оправданным. Например, компания Volvo предлагает высокочастотный, высокоамплитудный 13,8-тонный каток DD140 с вальцом шириной 2135 мм с частотой вибрации до 66,7 Гц и амплитудой до 0,88 мм. Из особенностей данной машины можно отметить вращение эксцентрика, которое автоматически подстраивается под направление движения, и запатентованный измеритель шага ударного воздействия, который служит оператору в качестве визуального ориентира для управления скоростью и поддержания высокой гладкости управляемой поверхности.
Учитывая конструктивные особенности эксцентрикового вибромеханизма, с увеличением частоты вибрации амплитуда должна быть уменьшена, так как из-за повышенных нагрузок существует риск разрушения подшипника. На всех средних и тяжелых тандемных катках есть возможность выбора низкой или высокой амплитуды, которая используется соответственно для тонких и толстых укладываемых слоев. Хотя и считается, что в большинстве случаев двух амплитуд и двух частот вполне достаточно, некоторые производители увеличивают диапазон амплитуд на своих машинах до 4, 5 и даже 8 значений, а другие предлагают бесступенчатую регулировку частоты. Применение новых материалов, таких как ЩМА (щебеночно-мастичный асфальтобетон) и составов по технологии SuperPave, требует не только более тонкой настройки возникающих усилий для сведения к минимуму разрушения наполнителя, но и точного контроля температуры уплотняемой поверхности. Для этого изготовители устанавливают инфракрасные датчики, позволяющие оператору следить за процессом.
Процесс эволюции дорожного катка следует за растущими требованиями в дорожной отрасли. Если гидростатический привод хода и вибромеханизма принят большинством производителей как стандарт (катки с механическим приводом выпускаются до сих пор, пожалуй, только в Китае), то конструкция рабочего органа подвергается серьезным изменениям. Традиционный способ уплотнения с помощью вибрации все чаще дополняется осцилляцией. Круговая траектория эксцентрика, который вращается внутри обычного вибровальца, хороша для создания больших центробежных сил. Если после определенного числа проходов катка материал уплотнен уже достаточно, то дальнейшие удары ведут к разрушению зерен материала уплотняемого слоя.
Совершенно иначе происходит уплотнение с осцилляцией. Здесь вращающиеся в одном направлении грузы создают момент силы относительно оси вальца, который вызывает осциллирующие перемещения вальца по горизонтали. Появляющиеся при этом силы сдвига, направленные вперед и назад, передаются в слой. Но развивающиеся при этом колебательные нагрузки на порядок меньше по сравнению с такими же силами при вибрации. Кроме того, валец остается в постоянном контакте с поверхностью. Непрерывная нагрузка в результате такого контакта также способствует быстрому и равномерному уплотнению. В целом этот метод чрезвычайно эффективен и безопасен для материала слоя благодаря меньшим колебаниям как уплотняемого материала, так и самой машины. При осцилляции амплитуда колебаний «подстраивается» под жесткость материала. При этом система осцилляции, разработанная одним из лидеров рынка – немецкой компанией Hamm, основана не на сложных механических системах регулирования, а использует простую физическую зависимость: амплитуда непрерывно уменьшается с увеличением жесткости уплотняемого материала. К тому же осциллирующие перемещения частиц материала обеспечивают их равномерное смешивание с битумом при сохранении высокой шероховатости поверхности. Это гарантирует надежное начальное сцепление с ней колес автомобилей и соответственно повышает безопасность движения.
Другое отличие современных моделей от прежних аналогов заключается в применении автоматических систем, которые значительно упрощают работу оператора и призваны свести к минимуму влияние человеческого фактора. Среди наиболее простых решений можно отметить автоматическое включение и отключение вибрации, связанное со скоростью катка. Данная функция предотвращает работу вибромеханизма, когда каток не движется, что может привести к выходу машины из строя. Автоматическая установка интервала между ударами вибромеханизма позволяет задать определенное количество ударов на каждый метр укладки. Это оптимизирует производительность и снижает риск потери гладкости. Автоматический выбор частоты связывается с выбором амплитуды – частота всегда выше при низкой амплитуде и ниже при высокой. Задержка включения вибромеханизма заднего вальца на несколько секунд обеспечивает стабильную работу двигателя при возрастающей нагрузке. Автоматическое ограничение скорости предотвращает образование впадин, которые могут возникнуть при слишком быстром движении катка с включенным вибромеханизмом. Автоматическое включение системы орошения исключает ее работу во время стоянки катка, а также регулирует подачу воды в зависимости от скорости движения катка.
Разные производители внедряют собственные системы, которые становятся их конкурентным преимуществом. Мировым лидером на рынке техники для уплотнения считается Bomag (Германия). Компания основана в 1957 г. и объединяет 2000 сотрудников по всему миру. Bomag – единственный производитель, использующий в своих катках все существующие типы вибросистем. Это стандартная система, имеющая 2 частоты и 2 амплитуды, система с тангенциальной осцилляцией (Bomag TanGO) и вибросистема направленного действия с изменяемым вектором направления колебаний (Bomag Asphalt Manager). Последняя система не только позволяет осуществлять мониторинг уплотнения, но и динамически влияет на сам процесс. Значение динамической жесткости определяется с каждым проходом путем тестирования материала, предназначенного для уплотнения. В качестве измерительного инструмента используется сам вибрационный валец. Направление вибрации изменяется постепенно от вертикального, направленного вглубь слоя, до горизонтального, поверхностного уплотнения, в зависимости от жесткости материала. Машинист катка может также выбрать ручное управление и задействовать любое из шести возможных сочетаний вибрации и осцилляции. Все данные, включая достигнутую степень уплотнения, отображаются на центральном дисплее и документируются в печатном виде. Эксплуатация такой машины не требует специальных знаний и рассчитана на интуитивное восприятие. Предусмотрена совместная работа указанной системы с Bomag Compaction Management (BCM) или BCM Start, поддерживающих GPS-позиционирование, что позволяет оператору отслеживать результаты своей работы в режиме реального времени, хранить данные о результатах уплотнения за длительный период в памяти системы, передавать эти данные по GSM-связи в офис и переносить на носители информации через USB. Важно, что с помощью этой системы можно объединить несколько катков в одно звено. Таким образом, каждый оператор имеет возможность отслеживать результат работы всех катков в режиме реального времени. Система каждого катка считывает данные с сервера, в качестве которого выступает система одного из катков, или с сервера, установленного в офисе.
Дилером Bomag в Северо-Западном федеральном округе РФ является группа компаний «Эволюшн-Групп» (г. С-Петербург), которая, кроме того, предлагает технику ряда других ведущих мировых производителей. На складе компании всегда в наличии широкий ассортимент запасных частей. Особое внимание уделяется качественному сервисному обслуживанию.
Важнейшими параметрами процесса уплотнения асфальтобетона являются число проходов катка и, как уже было сказано, температура слоя. Система HCQ Asphalt-Navigator компании Hamm во время укатки регистрирует эти параметры, связывает их с информацией о местоположении катка, получаемой GPS-приемником, и формирует карту приоритетов, являющуюся настоящей инновацией в этой области техники. Она показывает машинисту зоны, требующие уплотнения в первую очередь. Подобно тому, как современные системы помогают водителям автомобилей избегать пробок, HCQ Asphalt-Navigator по актуальным данным непрерывно рассчитывает зоны первоочередного уплотнения, чтобы достичь оптимальных результатов укатки на всей площадке. Приоритет здесь отдается поверхностям, которые уже сильно охладились и для достижения заданного уплотнения требуют еще нескольких проходов.
Эта система позволяет исключить возможность образования участков как с излишним, так и с недостаточным уплотнением. В результате система HCQ Asphalt-Navigator фирмы Hamm способствует повышению качества уплотнения при одновременном уменьшении затрат. И даже по окончании строительных работ HCQ Asphalt-Navigator вносит определенный вклад в улучшение качества уплотнения – хранящиеся в ее памяти данные измерений позволяют провести анализ результатов уплотнения на всей обработанной площади. На базе полученных данных эта система кроме числа проходов и температуры асфальтобетона включает в анализ и данные, относящиеся к машине, такие как тип катка, его скорость, вид уплотнения (статическое, с вибрацией, осцилляцией, с указанием частоты и амплитуды), а также учитывает характеристики асфальтобетона. Стоит также отметить функцию «плавного старта и останова», которой оснащаются асфальтовые катки Atlas Copco (Dynapac). Ее применение позволяет исключить образование волн и следов на укладываемом покрытии даже неопытному оператору. В целях безопасности предусмотрена возможность экстренного торможения – при резком движении рычага машина выходит из «плавного» режима и немедленно останавливается.
Грунтовые и пневмошинные катки
Термин «грунтовые катки» относится к одновальцовым вибрационным машинам с протекторными шинами, которые специально разработаны для послойного уплотнения земляного полотна автомобильных дорог и других инженерных сооружений. Недостаточное или неправильное уплотнение оснований может вызвать впоследствии дополнительные расходы на восстановление сооружений или даже привести к их повреждению. Глина и другие связные материалы требуют для уплотнения более высоких нагрузок, которые обеспечиваются с помощью тяжелого уплотняющего оборудования с кулачковыми вальцами. Лабораторные испытания показывают, что частота между 25 и 40 Гц (1500 и 2400 колебаний в минуту) соответствует максимальному уплотняющему эффекту на грунтах. Изменение частоты в этом диапазоне существенно не влияет на уплотняющее усилие.
Однако изменение амплитуды оказывает значительное влияние и на уплотнение, и на глубинный эффект. Большие амплитуды особенно важны в материалах, требующих значительного уплотняющего усилия, таких как крупнообломочные или сухие глинистые грунты. Вибрационные катки, предназначенные для уплотнения больших объемов крупнообломочного грунта, отсыпаемого толстыми слоями, должны иметь амплитуду не менее 1,5–2,0 мм. Грунтовый каток для полноценной эксплуатации в российских условиях должен быть оборудован полным приводом. Проверено на практике, что недорогие китайские машины с неприводным передним вальцом могут пробуксовывать даже на влажном песке. Такая пробуксовка вызывает дополнительную нагрузку на шестерни механического привода, которые быстро выходят из строя.
Новое поколение грунтовых катков Atlas Copco (Dynapac) отличается поперечной установкой двигателя, которая обеспечивает доступность компонентов и удобство сервисного обслуживания. Кроме того, поперечное расположение двигателя способствует оптимальному распределению массы и уменьшает длину машины. В свою очередь низкий профиль капота улучшает обзор для оператора. Заслуживает внимания система сигнализации об избыточном уплотнении, которая позволяет предотвратить повреждение и продлить срок службы катка.
Современная панель управления интегрирована прямо в подлокотник вращающегося на 180° кресла оператора. Высокая производительность обеспечивается за счет оптимального сочетания амплитуды, частоты вибрации, веса машины и центробежной силы. В зависимости от модели грунтовые катки Atlas Copco (Dynapac) создают линейную нагрузку от 25 и до 65 кг/ см. Эти параметры в комбинации с высоким значением амплитуды, составляющей от 1,8 и до 2,1 мм, позволяют добиться уплотнения каменной насыпи на глубине до 2 м, притом что камни могут быть до 1 м в диаметре. Опционально предлагается комплектовать катки анализатором качества уплотнения, который позволяет полностью контролировать рабочий процесс и значительно повысить качество уплотнения, а с помощью системы CompBase правильно подобрать машины и составить технологическую карту работ по уплотнению.
Заметим, что самым мощным грунтовым катком в мире считается Bomag BW332 с полигональным вальцом, толщина эффективного уплотнения у которого пока недосягаема для конкурентов и доходит до 4 м. Валец катка состоит из трех аксиально смежных восьмиугольных элементов, расположенных в шахматном порядке. Сбоку приварены кольца, которые облегчают движение катка по твердой поверхности и предотвращают его заваливание, когда средний элемент попадает на острую грань. Особенность уплотняющего эффекта при работе полигонального вальца заключается в постоянном изменении направления действующих сил благодаря его специфической форме. Масса этого тяжеловеса – 33 т, ширина уплотняемой полосы – 2,4 м. Регулировка амплитуды производится с помощью системы Variocontrol бесступенчато от 0 до 3,3 мм при частоте 26 Гц. Нужно иметь в виду, что такие машины создаются не ради рекордов, а в силу того, что стоимость уплотнения 1 м3 грунта при работе такого катка ниже, чем у обычных машин.
Полигональный валец может устанавливаться и на «младшие» модели грунтовых катков Bomag. Всего на предприятии производится около 60-ти моделей самоходных грунтовых виброкатков весом от 3-х до 33-х т. Кроме того, предлагаются статические компакторы для грунта высокой производительности весом 21 и 35 т.
Немецкая компания Atlas Weycor включила в свою линейку дорожные катки относительно недавно, в 2005 г., но они уже успели завоевать доверие у эксплуатирующих организаций. Катки для уплотнения грунта включают 5 моделей массой от 7100 до 13 800 кг. Большое внимание при разработке было уделено конструкции вальца. Вместо труднодоступных внутренних подшипников, которые используются основной массой производителей, валец катка Atlas оборудован внешними подшипниками. Виброузел установлен в закрытой маслонепроницаемой трубе, которая поддерживает внешние диски вальца. Это важно, так как предотвращает наружные диски от сильной вибрации. Внутренний вал эксцентрика (который содержит стальные шарики в сухой графитовой смазке) и весь виброузел работает не в масляной ванне, как это обычно бывает, а вращается над ее поверхностью. Во время его работы образуется масляный туман, который и служит для смазки. Таким образом, создается закрытая система, практически не требующая обслуживания, с обильной смазкой подшипников. Замена масла в трубе, в объеме 9 л, требуется через каждые 2000 часов работы. Валец крепится к рамке только с помощью болтов, поэтому легко может быть снят и разобран в полевых условиях без применения подъемного оборудования. Шарнирному сочленению маятникового типа (единому для всех машин) также требуется минимальное обслуживание благодаря посадочным местам с тефлоновым покрытием. Просторная кабина ROPS с панорамным обзором и низкой посадкой, для снижения общей высоты машины, с индивидуально настраиваемым сиденьем оборудована единым джойстиком с пятью кнопками для маневрирования, изменения направления движения и управления виброузлом. Кабина установлена на специальных подшипниках, которые гасят вибрацию. Особая форма стекол способствует снижению уровня шума. Заднее стекло оборудовано подогревом. Функция ECO Speed служит для обеспечения стабильной работы гидравлической системы со 100%-ной мощностью при пониженных оборотах двигателя (до 400 об/мин ниже номинального числа оборотов). Активация функции позволяет сохранить уплотняющую способность вальца одновременно с понижением расхода топлива.
В стандартную комплектацию входят задний мост с автоматической блокировкой дифференциала, 4-ступенчатый гидростатический привод, который автоматически обеспечивает максимальное непрерывное тяговое усилие на различных типах грунтов и отопитель кабины. Режим сверхмодуляции гидромотора хода позволяет преодолевать уклон до 48%. В качестве опций данный производитель предлагает кондиционер, кулачковый бандаж, плотномер с дисплеем или выводом на принтер. Датчик ускорения устанавливается на недемпфированной части вальца. Вся информация наглядно отображается на съемном жидкокристаллическом дисплее, который можно устанавливать на разные машины по необходимости. Датчик фиксирует колебания обечайки, на основании которых рассчитывается величина текущего относительного уплотнения. Таким образом, машинист постоянно обладает информацией о степени уплотнения, амплитуде, частоте и скорости. Одновременно устройство отображает среднюю величину уплотнения, повышение степени уплотнения после каждого прохода, график уплотнения текущего прохода и точку нахождения машины на уплотняемом участке. В России авторизированным дистрибьютором Atlas Weyhausen GmbH по всей продукции и запасным частям, связанным с ней, является ООО «ДСТ-Маркет» (г. Москва).
Говоря о статических машинах, которые рано списывать со счетов, в первую очередь следует обратить внимание на пневмошинные катки, которые становятся все более популярными при работе с жесткими смесями типа SuperPave. Стальные вальцы при уплотнении скорее «толкают» материал в отличие от резиновых шин, которые удерживают его, как бы «замешивая». Более крупные частицы уходят ниже, а мелкие оказываются на поверхности. С мелкими частицами на поверхности асфальт уплотняется лучше, уменьшая шансы проникновения воды в дождливую погоду. Кроме того, на поверхность при этом выдавливаются капли жидких фракций битума, которые придают дорожному полотну насыщенный черный цвет, который так нравится некоторым подрядчикам. По этой причине многие используют пневмошинный каток в составе звена на расстоянии 15–30 м за вальцовым катком, который идет сразу за укладчиком. Пневмошинный каток обеспечивает повторную «герметизацию» материала и повышает его плотность. Затем следует каток со стальными вальцами, который придает покрытию финишную гладкость.
Важным свойством пневмошинного катка является возможность изменять его массу в широком диапазоне. Для этого используется система балластирования. Погрузка и демонтаж модульного стального балласта происходит в разы быстрее, чем балласта с песком и водой. Такой балласт точнее дозирует нагрузку на колеса. В отличие от стальных вальцов резиновые шины накачаны воздухом и способны точно соответствовать укладываемой поверхности (давление можно менять). Централизованная система подкачки шин может поддерживать равное давление в шинах и позволяет оператору регулировать его прямо на ходу. Это полезная опция, если оператор знает, как эффективно ее применять. Конструкция пневмошинного катка такова, что каждое колесо на нем может колебаться самостоятельно. Кроме того, сами по себе шины тоже эластичные. Это свойство особенно полезно для устранения трещин или выбоин. При независимом движении всех колес пневматический каток способен проникнуть вглубь выбоины, и уплотняет он более тщательно, в то время как стальной валец создает «мост» над поврежденными участками и не может обеспечить уплотнение внутри. Многие подрядчики не хотят использовать пневмокатки из-за возможного налипания материала, которое не только нарушает гладкость, но и может повредить целостность покрытия. Налипание может быть вызвано недостаточно высокой температурой шин, слишком высоким давлением или слишком большой массой катка. Чтобы избежать налипания, можно использовать тепловой фартук или же добавлять специальный реагент в систему орошения. При эксплуатации пневмошинного катка необходимо проверять давление в шинах ежедневно – эта простая процедура позволит продлить срок эксплуатации шин до 5 лет.
Компания Bomag для европейского и российского рынков предлагает три модели пневмошинных катков: BW 24 RH, BW 25 RH и BW 27 RH массой от 10 до 27 т. Их можно балластировать подручными материалами: водой, песком, металлическими гранулами и т. п., что обеспечивает большую гибкость в выборе рабочего веса и экономит средства – нет необходимости покупать «фирменные» утяжелители.
Китайский вариант
Доля китайской продукции в данном сегменте значительна и составляет более 20% от количества импортируемых в Россию машин. Особенно внушительными темпами растет ввоз грунтовых катков в классе 12–14 т (они занимают уже до 40% российского рынка машин для уплотнения грунта). В основном это супербюджетные катки с механической коробкой передач и неприводным вальцом. Надо сказать, что этот тип машин, только в классе 18–20 т, лидирует по продажам и в самом Китае, где занимает более 40% от общего количества проданных катков. При всем многообразии брендов основных производителей катков в КНР всего три – XCMG, XGMA (за счет поглощения Sanming (Sahm) Heavy Duty Machinery) и YTO Group. Они вместе занимают, по крайней мере, половину огромного китайского рынка. Применительно к России можно добавить сюда Shantui, который значительно укрепил свои позиции в области уплотняющей техники за последние два года.
Компания XGMA (эксклюзивный дистрибьютор в России – компания «НТК форклифт», Москва) активно продвигает свою продукцию в России. Из предлагаемого ассортимента тандемных катков XGMA можно подобрать машину для выполнения любого объема работ массой от 1250 кг до 14 т. Частота вибрации для машин массой 7 т и выше имеет 3 варианта. Ряд грунтовых катков включает 12 моделей, в том числе 6 из них с полным гидроприводом массой от 10 000 до 26 000 кг. Они комплектуются двигателями Dongfeng Cummins с турбонаддувом (машины массой 18, 20 и 26 т оборудованы двигателем Shangchai), гидронасосоми хода Bosch Rexroth и гидромотором хода Sauer Danfoss. Привод вибратора осуществляется с помощью гидронасоса и гидромотора Permco, для вибровала используются подшипники SKF. Пневмошинные катки XGMA массой от 20, 26 и 29,5 т оборудуются коробкой передач с синхронизацией. Давление воздуха в их шинах можно регулировать, чтобы приспособить машину для различных рабочих условий. Передний мост оснащается механизмом качания, обеспечивая постоянный контакт колес с уплотняемой поверхностью.
Российские и белорусские производители
Завод «Раскат» (г. Рыбинск) – крупнейшее в России предприятие, выпускающее полную линейку дорожных катков, которая представлена двумя сериями нового поколения (RV и RC – вибрационные и статические катки), и известной серией ДУ, предлагает пневмошинную модель RС-24SS с максимальным рабочим весом 24 т. Кабина катка оборудована двухпостовым рабочим местом, которое обеспечивает хороший обзор рабочей зоны. Особое внимание уделено комфорту оператора. На дисплей выводятся основные параметры работы двигателя, сигнализация температуры и давления масла в двигателе. Для быстрого технического обслуживания обеспечен легкий доступ к силовому модулю и насосной станции. В катке используется тормозная система с динамическим и стояночным тормозами. Для обеспечения безопасности запуск двигателя при включенных гидроприводах блокируется.
Для уплотнения любых типов асфальтобетонных и битумно-минеральных смесей подойдет статический 13-тонный каток с шарнирно-сочлененной рамой RC-13DD. К достоинствам этой модели можно отнести возможность работы на мостах, эстакадах и вплотную к жилым и производственным объектам, где невозможно применение вибрационных катков по понятным причинам. Маневренность машины обеспечивается за счет гидравлического управления и небольшого радиуса поворота, характерного для данного типа катков. Ширина уплотняемой полосы – 2100 мм, объем пластикового бака смачивающей жидкости – 800 л. Широкая кабина с отопителем, вентиляцией и защитой от пыли позволяет оператору контролировать полотно вальцов во время работы. В качестве опции предусмотрена установка многофункционального дисплея для контроля и диагностики работы катка, а также индикатора степени уплотнения, кондиционера и магнитолы.
На другом ведущем российском предприятии по производству уплотняющей техники с 15-летним опытом – Заводе «Дорожных машин» (г. Рыбинск) выпускается пневмошинный каток DM 13SP с регулируемой массой от 13 до 16 т. Каток оборудован гидростатическим приводом хода. Кабина катка также оборудована двумя рабочими местами, на панели приборов установлены индикаторы температуры, уровня гидравлического масла и запаса топлива. Из особенностей можно отметить систему орошения пневмоколес под давлением с интервальным регулированием и коррозионностойкое покрытие баков.
Для грунтовых работ данный производитель предлагает обновленную модель ДМ-62 весом 14 т с гидростатическим приводом, оборудованную мостом Carraro и спроектированную специально для эксплуатации при низких температурах. Опционально на него может быть установлен индикатор плотности, который служит для непрерывного контроля относительной плотности грунта при движении машины в процессе уплотнения и частоты вибрации рабочего органа. Завод выпускает также тротуарные машины массой 0,5, 1,5 и 3 т, полную линейку тандемных катков от 7 до 13 т и их комбинированные версии, на которых устанавливаются итальянские планетарные редукторы. В качестве опции на них также устанавливается система контроля степени уплотнения. На дисплее непрерывно отображается обновляемое значение, по которому можно судить о результатах уплотнения в процессе укатки, температура уплотняемого материала и скорость движения катка. Все три параметра учитываются оператором при работе. Применение системы позволяет повысить экономичность работы и скорость процесса уплотнения. Статическая трехвальцовая 13-тонная машина DM-13-SD создавалась при участии представителей эксплуатирующих организаций и успешно используется, в том числе для уплотнения тонких слоев покрытий с высокой жесткостью. Кабины катков ДМ оборудованы отопителями в стандартной комплектации.
Белорусский холдинг «АМКОДОР» более 20 лет выпускает катки для уплотнения грунта и асфальтобетонных покрытий. Гидростатический привод от высокомоментных гидромоторов Poclain используется для катков всех типоразмеров производства «Амкодор» На машинах предусмотрена блокировка запуска двигателя, если рычаг управления ходом не установлен в нейтральное положение, они оборудованы тремя функционирующими независимо друг от друга тормозными системами: рабочей, резервной и стояночной. Сегодня холдинг производит 8 моделей катков. Наибольшим спросом у покупателей пользуются вибрационные самоходные двухвальцовые 2,7-тонные катки АМКОДОР 6223. Каток 6223Е, оснащенный двигателем LDW 1603/B3 Lоmbardini 26,5 кВт, разработан специально для европейского рынка. Семейство унифицированных асфальтовых катков массой 9–10 т для строительства дорог представлено двухвальцовым АМКОДОР 6622В, комбинированным АМКОДОР 6632 с шириной уплотняемой полосы 1680 мм и пневмошинным АМКОДОР 6641 с шириной уплотняемой полосы 1800 мм. Из новинок можно отметить 16-тонный грунтовый каток 6811, который оборудован электронным табло, которое отображает скорость движения, частоту колебаний вибратора, степень уплотнения грунта. Особенность конструкции грунтовых катков АМКОДОР в применении двух разнесенных вибровозбудителей, что способствует равномерному распределению усилия по всей рабочей поверхности вальца. Грунтовые катки нового поколения АМКОДОР 6710 и АМКОДОР 6620 с современным дизайном и компоновкой узлов находятся в разработке и готовятся к выпуску.
Как показывает практика, не всегда легко подобрать оптимальный тип дорожного катка под полученный объем работ и конкретные условия их выполнения. Учитывая постоянно растущие требования, большинство подрядчиков с особой тщательностью подходят к выбору данного вида техники, стараясь приобрести импортные модели с множеством функций, которые впоследствии не всегда используются. Кажется, трудно представить укомплектованный несколькими электронными системами каток, работающий за тысячи километров от крупных населенных пунктов в суровых климатических условиях без надлежащего сервисного обслуживания, а такая ситуация в нашей стране не редкость. Оправдан ли такой подход? Высокая надежность импортных машин не вызывает сомнений, но реалии таковы, что большой многофункциональный дисплей при температуре ниже –20 °С может просто отключиться, а качество топлива и квалификация персонала у нас еще далеки от совершенства. Учитывая действующий запрет на допуск отдельных видов товаров иностранного производства, в перечень которых входят и дорожные катки, российским подрядчикам в следующем году, скорее всего, придется уделять больше внимания отечественной и белорусской технике, а наши производители получат шанс доказать, что их продукция способна заместить импортные аналоги.
os1.ru
Аренда техники | Каток Hamm HDO 90V | ДорСтройИнжиниринг
Большой тандемный каток с осцилляцией и вибрацией HDO 90V имеет:
- Боковое смещение задней полурамы +/- 100 мм
- Универсальное применение благодаря вибрации и осцилляции
- Гидростатический привод обоих вальцов помогает преодолевать подъем
- Система смачивания водой под давлением с двумя водяными насосами
- 3 тормозные системы с устройством аварийной остановки
Основные характеристики
Масса
| Рабочая масса с кабиной, кг | 9700 |
| Нагрузка на перед./задн. мост, кг | 5000/4700 |
| Статическая линейная нагрузка: | |
| От переднего бандажа, кг/см | 29,8 |
| От заднего бандажа, кг/см | 28,0 |
Размеры
| Рабочая ширина / с боковым смещением задней полурамы, мм | 1680/1780 |
| Диаметр бандажа, мм | 1200 |
| Радиус поворота по внеш/внутр следу, мм | 5640/3960 |
Скорость
| Рабочая, км/ч | 0 — 7,3 |
| Транспортная, км/ч | 0 — 14,5 |
| Преодолеваемый подъем с/без вибрации, % | 30/40 |
Колебательная система
Гидростатический привод. Включение осцилляции и вибрации независимо друг от друга. Независимое от двигателя, автоматическое регулирование частоты, с цифровой индикацией. Включение осцилляции и вибрации возможно вручную или автоматически.
Вибрация
| Частота осцилляции, сзади, I/II, Гц | 33/39 |
| Тангенц. амплитуда, сзади, I/II, мм | 1,30/1,30 |
| Частота вибрации, спереди, I/II, Гц | 42/50 |
| Номинальная амплитуда вибрации, спереди, I/II, мм | 0,61/0,40 |
| Общая уплотняющая сила, I/II, кН | 249/239 |
Система орошения
| Система орошения водой, вид | Давление |
| Включение, смачивание водой | интервальный/ручной |
| Водяной бак / вместимость, I/II, л | 900 |
Гидростатический привод. Включение осцилляции и вибрации независимо друг от друга. Независимое от двигателя, автоматическое регулирование частоты, с цифровой индикацией. Включение осцилляции и вибрации возможно вручную или автоматически.
Оборудование
Осветительные приборы для движения по дорогам, 2 задние рабочие фары. Соответствие требованиям СЕ.
Специальное оборудование
Проблесковый маячок, ROPS / FOPS, устройство прикатки и обрезки края полосы, валик для распределения воды по бандажу, индикатор температуры поверхности, сигнал предупреждения о заднем ходе. Включение вибрации: переднего, заднего или обоих бандажей.
dsi-spb.ru
Валец дорожного катка комбинированного действия
Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожных покрытий, оснований и грунтов. Задачей полезной модели является снижение энергоемкости уплотнения дорожно-строительных материалов и повышение эффективности работы вибрационных катков за счет снижения количества требуемых проходов. Валец дорожного катка комбинированного действия вращается с помощью гидромотора 1, который посредством редуктора 2 соединен с ободом 3, поверхность которого покрыта слоем резины 4. Внутри вальца расположены поперечные ребра 5, на которых оппозитно установлены два дебалансных вала 6, соединенных с третьим дебалансным валом 8 через зубчатую передачу 7. Дебалансный вал состоит из эксцентрика 10, выполненного заодно с ним, и подвижного эксцентрика 11 и вращается в противоположную сторону. Ввиду того, что эксцентриковые массы валов 6 смещены на 180°, на валец передаются крутильные колебания (осцилляции). С учетом смещения дебалансов вала 8 на 90° по отношению к дебалансам валов 6, на валец передаются вертикальные колебания. Значение возмущающей силы в процессе уплотнения регулируют с помощью гидромотора 9, увеличивая или уменьшая подачу гидравлической жидкости. При изменении направления вращения вала 8 изменяется эксцентриситет масс r, что ведет к изменению момента вращения и, как следствие, к изменению вынуждающей силы вибровозбудителя. Таким образом устанавливают две амплитуды колебаний: высокую — при уплотнении толстых слоев или низкую — при уплотнении тонких слоев асфальтобетонной смеси. 4 ил.
Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожных покрытий, оснований и грунтов.
Известен гладковальцовый каток осцилляторного типа [Костельов М.П. Новый способ уплотнения дорожно-строительных материалов. // Автомобильные дороги 6, 1991. — с.13-15.], внутри вальца которого расположены вращающиеся дебалансные валы, расположенные оппозитно на определенном плече от оси вальца со сдвинутыми на 180 эксцентриковыми массами. Это позволяет создавать на вальце изменяющийся во времени и по направлению крутящий момент, что обеспечивает его малые колебания (осцилляции), что приводит к более качественному и эффективному уплотнению покрытия.
Однако, ввиду малого пятна контакта вальца, время контакта мало, глубина проработки материала снижается, что в итоге приводит к падению эффективности уплотнения. Кроме того, гладкая поверхность вальца во время его осцилляции проскальзывает относительно покрытия, что ведет к образованию волнистости покрытия.
Из известен технических решений наиболее близким по технической сущности является вибрационный каток с возбудителем комбинированного действия [Пат. 2079610 Российская федерация, МПК6 E02F 5/12, E01C 19/28. Самоходный вибрационный каток с возбудителем комбинированного действия [текст] / Буренюк М.Р., Карпов О.М., Цуканов А.А., Григорук В.Н.; заявитель и патентообладатель Московское высшее военное дорожное инженерное училище. — 94033300/03; заявл. 14.09.1994; опубл. 20.05.1997. Бюл. 14. — 3с.: ил.], в котором механизм вибрационных колебаний выполнен в виде двух вибровозбудителей круговых колебаний, оси которых смещены от оси вращения вальца в противоположные стороны. Третий вибровозбудитель установлен соосно с вальцом, а его дебалансные массы смещены на 90° по отношению к первым двум дебалансным валам. Совместное воздействие на вибровалец двух возмущающих сил, возникающих при одновременном вращении трех валов с дебалансами, оказывает сминающее и сдвигающее воздействие на уплотняемый материал. Возникающие при этом вертикальные и сдвигающие деформации обеспечивают довольно высокую эффективность уплотнения при сравнении небольшой массе катка.
Однако ввиду гладкой металлической поверхности вальца во время осцилляции происходит его проскальзывание относительно покрытия, что ведет к образованию волнистости покрытия. Так же металлическая поверхность вальца способствует интенсивному охлаждению уплотняемой асфальтобетонной смеси, особенно в осеннее-весеннее время года, что в конечном итоге негативным образом сказывается на качестве готового покрытия. Кроме этого в предложенном механизме нет возможности изменять амплитуду колебаний вальца, что имеет большое значение при уплотнении слоев асфальтобетонной смеси различной толщины.
Задачей полезной модели является снижение энергоемкости уплотнения дорожно-строительных материалов и повышение эффективности работы вибрационного катка.
Указанный технический результат достигается тем, что валец дорожного катка комбинированного действия содержит обод, покрытый слоем резины толщиной 10-15 мм, снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, и третьим дебалансным валом, состоящим из подвижного и неподвижного эксцентрика, со смещенной на 90° по отношению к двум первым эксцентриковой массой, с противоположным направлением вращения.
Такая конструкция позволяет изменять амплитуду и вынуждающую силу вибровозбудителя в процессе уплотнения дорожно-строительных материалов.
При вращении дебалансные валы создают колебания, которые через шины передаются на уплотняемый материал, тем самым снижая внутреннее трение в материале и сцепление между его частицами, что снижает сопротивление материала уплотнению.
Полезная модель поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, где на фиг.1 приведено продольное сечение вальца, на фиг.2 — сечение А-А, на фиг.3 — сечение Б-Б, на фиг.4 — подвижный и неподвижный эксцентрики.
На валец дорожного катка комбинированного действия установлен гидромотор 1, который посредством редуктора 2 соединен с ободом 3. Поверхность обода 3 покрыта слоем резины 4, толщиной 10-15 мм. Внутри вальца расположены поперечные ребра 5, на которых установлены два дебалансных вала 6, оси которых равноудалены от оси вальца, при этом их эксцентриковые массы смещены относительно друг друга на 180°. Для привода валов используется зубчатая передача 7. Также на поперечных ребрах установлен третий дебалансный вал 8, соединенный с гидромотором 9, при этом его ось совпадает с осью вальца. Дебалансный вал состоит из эксцентрика 10, выполненного заодно с ним, и подвижного эксцентрика 11.
Рабочий режим вибрационного механизма вальца осуществляется следующим образом. Во время рабочего хода катка гидромотор 8 через зубчатую передачу 9 приводит во вращение дебалансные валы 6 и 7. При этом ввиду того, что эксцентриковые массы валов 6 смещены на 180°, на валец передаются крутильные колебания (осцилляции). Вращение вала 7 происходит в противоположном направлении. С учетом смещения дебалансов этого вала на 90° по отношению к дебалансам валов 6, на валец передаются вертикальные колебания.
При изменении направления вращения вала 7 изменяется эксцентриситет масс r, что ведет к изменению момента вращения и, как следствие, к изменению вынуждающей силы вибровозбудителя. Таким образом, можно устанавливать две амплитуды колебаний: высокую — при уплотнении толстых слоев или низкую — при уплотнении тонких слоев асфальтобетонной смеси. Эта конструктивная особенность позволяет существенно расширить границы применения предлагаемого вальца вибрационного катка.
Предложенная конструкция вальца дорожного катка комбинированного действия объединяет в себе положительные качества осцилляторных и вибрационных катков (совместное действие крутильных и вертикальных колебаний). Указанные качества способствуют повышению производительности вибрационного катка за счет уменьшения количества проходов, требуемых для достижения нормативной плотности.
Валец дорожного катка комбинированного действия, содержащий обод, покрытый слоем резины толщиной 10-15 мм, отличающийся тем, что снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами и третьим дебалансным валом, состоящим из подвижного и неподвижного эксцентрика, со смещенной на 90° по отношению к двум первым эксцентриковой массой с противоположным направлением вращения.
poleznayamodel.ru