Классификация дорожных катков. Сельскохозяйственные катки, их классификация
Дорожный каток является разновидностью техники для проведения дорожных работ. Процесс строительства дорог предполагает искусственное уплотнение насыпного грунта и укатывание для получения ровного дорожного основания. Эти работы выполняют с помощью дорожного катка.
Классификация дорожных катков
В зависимости от способа перемещения различают три типа катков. Наиболее популярными в дорожном хозяйстве являются разные модели самоходных катков. Для укатки грунтовых и гравийно-щебеночных дорог, в основном, используют прицепные , уплотняющие материал тяжестью своей массы. Третий тип катков - полуприцепные, в которых сцепное устройство обеспечивает передачу на тягач часть массы машины.
Отличающиеся по принципу действия, катки бывают двух типов. В процессе работы статического катка действующая сила тяжести уплотняет материал, в результате чего образуется гладкое покрытие дороги. При эксплуатации катков вибрационного типа дорожное основание укатывается при непрерывной работе одного/нескольких рабочих органов. Вибрационные вальцы, совершающие колебательные движения, на сегодняшний день имеет основная масса дорожных катков. Благодаря наличию вибровозбудителя производительность этой дорожной техники увеличивается на 50-80%. Такие показатели достигаются за счет уменьшения количества проходов катка и увеличения толщины уплотняемого слоя. В зависимости от массы модели дорожного катка меняется степень . Увеличить массу машины можно за счет дополнительного балласта, например железобетонных кубов или емкостей с песком.
Виды дорожных катков, особенности конструкции
Вид рабочего органа служит основанием для классификации дорожных катков на следующие группы. Наиболее популярным видом дорожной техники являются катки с гладкими вальцами. Решетчатые катки используют для уплотнения комковых грунтов, в составе которых встречаются твердые элементы. Уплотнение происходит максимально эффективно за счет их непрерывного дробления металлической решеткой, расположенной на вальце и сделанной из литых элементов.
Кулачковые дорожные катки, предназначены для уплотнения рыхлого связного грунта, толщиной не более 22-30 см. Установленные на обечайках вальцов кулачки (шипы), позволяют ему легко входить в грунт на начальном этапе уплотнения. При дальнейших проходах катка, погружение в грунт становится все более затруднительным за счет его уплотнения. Пневмоколесные дорожные катки обеспечивают длительную нагрузку на уплотняемый слой и подходят, в первую очередь, для укатки свеженасыпного грунта. Используются после проходов кулачковых и решетчатых катков и позволяют укатывать каменные и вяжущие материалы. Катки комбинированного типа оснащены рабочими органами разной комплектации, и подбираются в зависимости от вида уплотняемого материала.
Дорожные катки - количество осей в конструкции
По количеству осей различают одно-, двух- и трехосные катки.
Взаимное расположение и число вальцов позволяют выделить группы одно-,двух- и трехвальцовых дорожных катков. К примеру, двухвальцовые катки, имеющие две оси, оснащены вальцами равной ширины, которые при проходе машины уплотняют материал за счет своего расположения «один за другим». Трехвальцовые катки также делятся на несколько групп,в зависимости от количества расположенных вальцов и осей. Катки трехвальцовые, работающие на двухосях, имеют, соответственно, три вальца - один широкий ведомый спереди, и два узких ведущих сзади, благодаря которым машина отличается высокой устойчивостью. Вальцы имеют большой диаметр и дают возможность легко уплотнять материал на стыке дороги и бордюра или стены.
Особая конструкция позволяет на 1-1,2 м перекрывать след переднего рабочего органа ведущими вальцами. Катки трехвальцовые, работающие на трех осях эксплуатируются в процессе финишной отделки дорожного основания и отличаются одинаковой шириной вальцов. Неровность уплотняемого материала не влияет на качество уплотнения, поскольку подвеска вальцов расположена таким образом, что обеспечивает рациональное перераспределение массы машины и позволяет укатывать все выступы за счет высокого давления.
Итак, выбор той или иной модели дорожного катка зависит от типа и основных характеристик уплотняемого покрытия (грунт/асфальтобетон), климатических условий и объема работ. Катки отечественного производства имеют более низкую стоимость по сравнению со своими импортными аналогами, а для их работы подходит любое топливо и масло.
Следом за асфальтоукладчиком и не только
Особенности современных дорожных катков
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 м 3 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.
К атегория:
Машины для укладки асфальта
Назначение и классификация катков
Катки предназначены для уплотнения оснований и покрытий из асфальтобетонных смесей, а также для послойного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных и стабилизированных материалов при сооружении плотин, дамб, аэродромов и дорог.
Рабочими органами этих машин являются металлические вальцы или пневматические колеса.
Рабочие органы катков разделяются на ведущие и ведомые. К ведущим рабочим органам передается крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания. Ведомые рабочие органы самоходных катков являются направляющими и служат для поворота машины.
Катки классифицируют по принципу действия, виду рабочего органа, способу передвижения, числу осей и по количеству вальцов (ГОСТ 21994-76).
По принципу действия катки делятся на статические и вибрационные.
На статических катках покрытие уплотняют за счет действия силы тяжести при перекатывании рабочего органа по материалу. На вибрационных катках кроме статического нагружения уплотняемому материалу передается динамическая нагрузка за счет колебательных движений одного вальца. Для создания вибрации в один из вальцов встраивают дебалансный возбудитель колебаний, приводимый в действие от трансмиссии катка.
По виду рабочего органа различают катки с гладкими вальцами и пневмоколесные.
По способу передвижения катки делятся на полуприцепные и самоходные. В полуприцепном катке часть его массы передается на тягач через сцепное устройство. С полуприцепными катками применяют пневмоколесные тягачи или тракторы.
По числу осей катки делятся на одноосные, двухосные и трехосные.
По количеству вальцов различают одновальцовые, двухвальцовые и трехвальцовые катки.
Главным параметром катков является масса. По массе и конструктивному исполнению дорожные самоходные катки с гладкими вальцами изготовляют следующих типов и исполнений:
тип 1-легкие вибрационные массой 0,6; 1,5 и 4 т одноосные одновальцовые (1/1) и двухосные двухвальцовые (2/2);
тип 2 - средние вибрационные и статические массой 6 т двухосные двухвальцовые (2/2) и двухосные трехвальцовые (2/3);
тип 3 - тяжелые статические массой 10 и 15 т двухосные двухвальцовые (2/2); двухосные трехвальцовые (2/3) и трехосные трехвальцовые (3/3).
Пневмоколесные полуприцепные катки разделяют на следующие типы (ГОСТ 16481-70): легкие (15 т), средние (30 т) и тяжелые (45 т).
Пневмоколесные самоходные катки делят на средние (16 т) и тяжелые (30 т).
2.5. Катки с шарнирно сочлененной рамой
Каток с шарнирно сочлененной рамой ДУ-62А (рис. 2.18) пред-значен для послойного уплотнения насыпных грунтов и гра-йно-щебеночных материалов. В отличие от катка с цельнорам-й конструкцией, где рабочим органом являются оба вальца, в катке с шарнирно сочлененной рамой рабочим органом служит один приводной металлический вибровалец, внутри которого смонтирован вибровозбудитель. На другой оси установлен задний ост с парой удвоенных колес, являющихся приводными. В оба [евмоколеса встроены планетарные редукторы, которые с одой стороны закреплены на полураме, а с другой - крепятся к [ску колеса. Вращение колес осуществляется гидромоторами, ифланцованными к планетарному редуктору. Шарнирно сочле-нная рама состоит из двух полурам, шарнир сочленения кото-IX равно расположен от осей пневмоколес и вибровальца. Это зволяет осуществлять движение вибровальца и пневмоколес ед в след. На полураме, опирающейся на задний мост, смон-рованы силовая установка, насосная станция, кабина машиниста и гидрооборудование. Внутренние полости этой полурамы образуют два бака: для рабочей жидкости и топлива. Передняя полурама через амортизаторы удерживает вибровалец. На катке именен гидрообъемный привод вибровальца, пневмоколес,
вибровозбудителя вибровальца, рулевого управления. В гидросистеме катка предусмотрены три насоса. Один из них служит для привода хода катка, другой - для привода вибровозбудителя. Третий насос подает рабочую жидкость на устройство в виде насоса-дозатора для уменьшения усилия при повороте машины. Каток оборудован одноместной кабиной, в которой находятся перемещаемое в обе стороны и регулируемое по высоте сиденье, качающаяся рулевая колонка, рычаги и пульт управления. Для очистки металлического вибровальца установлены металлические скребки с резиновыми накладками.
Каток с шарнирно сочлененной рамой ДУ-74 (рис. 2.19) по исполнению полурам, шарнира сочленения, заднего моста с пнев-моколесами, рабочего органа (вибровальца) аналогичен ДУ-62, ДУ-85. Являющийся рабочим органом передний металлический вибровалец заимствован от катка ДУ-85. Шарнирно сочлененную раму образуют задняя (подмоторная) и передняя полурамы, а также шарнир с вертикальной и горизонтальной осями. Один из двух насосов гидросистемы служит для привода ходовой части катка, другой насос работает на привод вибровозбудителя металлического вибровальца. Реверсирование направления движения катка происходит за счет изменения потока рабочей жидкости гидронасоса переменной производительности. Поворот катка осуществляется с помощью гидроконтура рулевого управления, куда входит насос и гидростатический рулевой механизм, увеличивающий усилие поворота вибровальца. В приводах вибровальца и сдвоенных пневмоколес предусмотрены
планетарные редукторы, в каждый из которых встроены по механизму тормоза.
Каток с шарнирно сочлененной рамой ДУ-85 (рис. 2.20) предназначен для послойного уплотнения предварительно спланированных фунтов земляного полотна и слоев дорожного основания из гравийно-песчаных и щебеночных материалов. Задняя полурама силовой установки и передняя полурама вибровальца соединены шарниром сочленения с вертикальной и горизонтальной осью, ровно расположенной от осей пневмоколес и вибровальца, что позволяет осуществлять движение вальца и колес след в след. Шарнир сочленения монтируется в двух проушинах, приваренных к задней полураме. Ступица крепится к передней полураме вибровальца. Относительно ступицы вращается корпус шарнира. Вращение шарнира сочленения вокруг горизонтальной оси необходимо при наезде вибровальца на неровности уплотняемой поверхности. Вертикальная ось шарнира служит для поворота катка при движении.
Силовая установка выполнена в одном жестком блок-модуле, монтируется на задней полураме в четырех точках через амортизаторы сжатия, состоит из дизельного двигателя, муфты сцепления и насосной станции. В насосную станцию, которая служит для передачи вращающего момента к гидронасосам, входят непосредственно три насоса, а также корпус муфты сцепления и прикрепленный к нему раздаточный редуктор с двумя из трех насосов для привода хода катка и вибровозбудителя. Каток имеет
два пневмоколеса со встроенными планетарными редукторами закрепленными с одной стороны на задней полураме (подмотор-ной раме), а с другой - на диске колеса. Размер шин обоих пневмоколес 430...610 мм. К планетарному редуктору через фланцы прикреплен гидромотор, осуществляющий вращение пневмоколес заднего моста.
Вибровалец соединен с передней полурамой через два амортизатора, его привод осуществляется от гидромотора через планетарный редуктор. Вал вибровозбудителя, размещенный в вибровальце, приводится во вращение вторым гидромотором через зубчатую муфту. В планетарном редукторе смонтирован механизм тормоза с нажимным и двумя фрикционными дисками, управляемые через поршни давлением рабочей жидкости. Механизм управления катком с шарнирно сочлененной рамой состоит из гидростатического рулевого устройства и рычагов управления в кабине машиниста.
При оборудовании заднего моста четырьмя пневмоколесами с шинами размером 320...508 мм каток получает индекс ДУ-84.
Каток
с шарнирно сочлененной рамой ДУ-85-1
(рис. 2.21) унифицирован по составным
частям и сборочным единицам с
моделью-аналогом ДУ-85. Модификация
ДУ-85-1 получается, когда на гладкий
металлический валец установлен съемный
кулачковый бандаж. Применение рабочего
органа со съемным кулачковым бандажом
позволяет использовать каток при
уплотнении глинистых и других
связных грунтов дорожного полотна.
Монтаж и демонтаж бандажа может
проводиться непосредственно на объекте
именения катка. Перед установкой бандажа
необходимо снять ебки с гладкого вальца
и трубу смачивающей системы, а ру-з,
идущий к этой трубе, заглушить. Соединение
двух секций дажа осуществляется 10
шпильками и 20 монтажными гайка-с
колпачком, препятствующим попаданию
загрязнений на зьбу. После закрепления
бандажа необходимо установить новые
ребки, предназначенные для очистки
межкулачкового пространна. Конструкция
передней полурамы предусматривает
возмож-сть прикрепления к ней бульдозерного
оборудования. Технические характеристики
катков с шарнирно сочлененной лой
приведены в табл. 2.5.
Самоходные дорожные катки классифицируют по виду рабочего органа, принципу действия, способу передвижения, числу осей и количеству вальцов.
По виду рабочего органа различают катки с гладкими вальцами,кулачковые, решетчатые,пневмоколесные и комбинированные.
Первый вид катка характеризуется тем, что обечайки вальцов имеют гладкую рабочую поверхность.У второго вида катков на обечайках вальцов жестко закреплены ряды кулачков. Напряжение на поверхности контакта кулачков с грунтом в несколько раз больше, чем напряжение под катком с гладкими вальцами. Поэтому при первом проходе, когда грунт еще рыхлый, кулачки полностью погружаются в него и в результате в контакте грунтом входит также валец катка. При последующих проходах катка погружение кулачков в грунт уменьшается за счет его уплотнения.Кулачковые катки эффективны только при уплотнении рыхлых связных грунтов. Толщина уплотняемого слоя не превышает 22-30 см.
У решетчатого дорожного катка обечайка вальца выполнена в виде решетки, набранной из литых металлических элементов. Такие катки применяют для уплотнения как связных, так и несвязных комковатых грунтов, которые содержат твердые включения. Последние дробятся решеткой катка, что значительно повышает качество уплотнения.
Пневмоколесные катки, в отличие от катков с гладкими вальцами, позволяют длительное время прилагать нагрузку к уплотняемому материалу. При проходе по уплотняемой поверхности вследствие деформации пневмоколеса на площади его контакта с уплотняемым материалом возникает напряжение, продолжительность которого измеряется десятыми долями секунды.
За такое время нагрузка успевает распространиться в глубину уплотняемого слоя и вызвать в нем необратимые деформации. Дорожные пневмоколесные катки с нагрузкой на колесо около 5 т могут уплотнять слои земного полотна (кроме песка и глины) и слои дорожных одежд толщиной до 30 см.
Cурет 2- Классификация дорожных катков по виду рабочего органа
Комбинированный каток оборудован рабочими органами,характерными для дорожных катков различного вида. Наиболее распространены катки с пневмоколесами и вибрационным вальцом, которые обеспечивают наибольшую универсальность машины с точки зрения уплотнения различных материалов - от суглинка и асфальтобетонной смеси до крупнообломочных материалов и песков.
Так же как пневмоколесные катки, комбинированные имеют специальные шины высокого давления. Шины обеспечивают уплотнение материала у поверхности, а вибровалец - на глубине, превышающей зону действия шин. Валец с гладкой поверхностью создает ровную поверхность уплотняемого материала, что требуется при строительстве покрытий.
Рабочие органы катков разделяют на ведущие и ведомые.К ведущим рабочим органам передается крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания.Ведомые рабочие органы самоходных дорожных катков являются направляющими и, как правило, служат для поворота машины.
По принципу действия дорожные катки делятся на статические и вибрационные.
Статический дорожный каток уплотняет под действием силы тяжести при перекатывании рабочего органа по материалу, а вибрационный- за счет силы тяжести и периодических колебаний одного или нескольких рабочих органов.
Для создания вибрации в валец встраивают, как правило, дебалансный вибровозбудитель колебаний, приводимый в действие оттрансмиссии катка. Использование вибрации позволяет снижать в 1,5-3раза число проходов катка по одному следу, увеличивать толщину уплотняемого слоя (в некоторых случаях до1,5м и более), а также уплотнять крупнообломочные материалы.
По способу передвижения катки подразделяют на прицепные, полуприцепные и самоходные. В прицепном каткеего масса полностью передается на уплотняемый материал, а в полуприцепном часть его массы передается на тягач через сцепное устройство. С такими катками применяют пневмоколесные тягачи и тракторы.
Самоходныекатки включают в себя двигатель, силовую передачу и движитель.
По числу осей катки делятся на одноосные, двухосные и трехосные.
По количеству вальцов различают одновальцовые, двухвальцовые и трехвальцовые.
В двухосных двухвальцовых катках вальцы расположены один за другими, чем достигается равномерное уплотнение по всей ширинеуплотняемой полосы, образующейся при проходе катка. Ширина обоих вальцов, как правило, одинакова.
Двухосные трехвальцовые каткиснабжены двумя узкими ведущими задними вальцами и широким ведомым вальцом.
Широко расставленные ведущие вальцы обеспечивают хорошую поперечную устойчивость катка.
Кроме того, ведущие вальцы большого диаметра выходят за габариты катка и дают возможность легко преодолевать сопротивление движению, подходить вплотную к стенкам, высоким бордюрам и другим препятствиям. Вальцы этих катков в плане расположены так, что задние перекрывают на 100-120 ммслед переднего вальца.
Трехосные трехвальцовые катки используют для окончательной отделки асфальтобетонных покрытий и выравнивания уплотняемого покрытия. Эти катки снабжены тремя вальцами одинаковой ширины, два из которых - ведомые направляющие. Конструкция подвески вальцов позволяет перераспределять массу катка по осям в зависимости от неровностей уплотняемой поверхности. Все выступы на поверхности укатываются с повышенным давлением и выравниваются.
Двухосный трехвальцовый статический каток состоит из рамы, направляющего и двух ведущих вальцов, двигателя, трансмиссии, рабочего места машиниста с механизмами управления, приборов освещения, очистных скребков и системы смачивания рабочей поверхности вальцов.
Рама служит несущей конструкцией, на которой смонтированы все сборочные единицы катка. Двигатель передними кронштейнами и задней опорой, закрепленной на картере маховика, установлен на опорные кронштейны и рамы.
В коробке передач предусмотрено по одному кронштейну с каждой стороны, которыми коробку, также как и двигатель, монтируют на кронштейнах и рамы.
Сурет 3- Двухосный трехвальцовый статический каток
1,6 - вальцы,2- очистной скребок, 3- приборы рсвещения,4- механизмы управления,5- рабочее место машиниста,7- рама, 8- вилка
Двигатель и коробку передач крепят к кронштейнам рамы болтами и гайками. Редуктор, связанный с коробкой передач карданным валом, устанавливают в задней части рамы.
Передними опорными лапами редуктор крепят болтами к кронштейнам, приваренным к боковинам рамы. Задними опорами редуктора являются обоймы полуосей, устанавливаемые в кронштейны рамы и затягиваемые болтами.
Два ведущих и один направляющий вальцы служат рабочими органами катка. Диаметр ведущего вальца больше диаметра направляющего в1,6 раза, а ширина меньше в 2 раза.
Широко расставленные ведущие вальцы обеспечиваютхорошую поперечную устойчивость катка. Основное уплотнение выполняют задние ведущие вальцы, на которые приходится 2/3массы катка. После прохода катка от задних вальцов остается след в виде двух узких полос. Образовавшаяся в середине полоса уплотняется за два следующих прохода катка.
Вальцы катка представляют собой обечайки, свернутые из листового проката и сваренные по образующей. Для получения укатываемой поверхности без следов от краев вальцов на наружных кромках их обечаек выполнены закругленные фаски шириной 15-18 мм. С торцов в обечайки вварены диски, к которым приварены литые ступицы. В них устанавливают роликоподшипники, служащие опорами для оси. Внутреннюю полость вальцов через отверстия в дисках, закрываемые крышками, заполняют балластом для увеличения массы катка и давления на уплотняемый материал. В качестве балласта используют воду, сухой или влажный песок.
К внутреннему диску ведущего вальца шпильками и гайками крепят зубчатый венец конечной бортовой передачи катка. Общая ось ведущих вальцов закреплена стопорными винтами в кронштейнах рамы. Конические роликоподшипники регулируют болтами через торцовую шайбу.
Направляющий валец состоит из двух одинаковых секций, установленных на одной общей оси. Секции могут свободно поворачиваться независимо одна от другой, благодаря чему облегчается поворот катка и предупреждается сдвиг уплотняемого материала. Зазор между торцами секций направляющего вальца не превышает 3мм. Неподвижная ось вальца удерживается болтами в цапфах, соединенных с рамкой. Рамка шарнирно соединена вилкой, чем достигается поворот вальца в вертикальной плоскости на угол до 35. Оси шарнирного крепления вилки и сама вилка совпадают с продольной плоскостью катка. Верхняя часть вилки заканчивается поворотным шкворнем, которым вилку с помощью двух конических роликоподшипников устанавливают в гнезде рамы катка. Часть шкворня выступает над гнездом. На его шлицевом конце закреплен рычаг для поворота вальца.
Рассмотрим кинематическую схему двухосного трехвальцового статического катка. Крутящий момент от коленчатого вала двигателя через соединительную муфту передается ведущим вальцам через силовую передачу, состоящую из гидромеханической коробки передач, карданного вала, редуктора с дифференциалом и зубчатых бортовых передач для привода ведущих вальцов.
Многодисковые фрикционные муфты переднего и заднего хода, установленные на первичном валу коробки передач, используют для быстрого и плавного изменения направления движения катка (реверсирования). Плавность начала движения катка в любом направлении необходима для устранения пробуксовки ведущих вальцов и получения ровной поверхности уплотняемого материала.
Дифференциал дает возможность ведущим вальцам вращаться с разной частотой при повороте катка, что предохраняет от сдвига уплотняемый материал покрытия и уменьшает износ деталей силовой передачи.
Дифференциал снабжен муфтой блокировки, которая выключает его, связывая левый и правый выходные валы редуктора в одно целое. Блокировка дифференциала необходима в тех случаях, когда один из ведущих вальцов встречает какое-либо препятствие или чрезмерно вдавливается в укатываемое покрытие.
При этом менее нагруженный валец начинает вращаться с большей частотой (пробуксовывает) и не может развить необходимой силы тяги.
Сурет 4 - Установка элементов трансмиссии на раме трехвальцового статического катка
1,5,8,9,10,11,12,13 - кронштейны, 2 - двигатель, 3 - опора, 4 - коробка передач, 6 - вал,7 - редуктор
На первичном валу редуктора установлен ленточный тормоз, предназначенный для экстренной остановки катка и торможения на стоянке.
Направляющий валец поворачивается с помощью гидроцилиндра рулевого механизма катка.
Трехосный трехвальцовый статический каток, в отличие от двухосного, снабжен вальцами одинаковой ширины, расположенными в одну линию. Каток состоит из рамы, ведущего вальца, ведомых вальцов, двигателя с коробкой передач, размещенных в задней части рамы, редуктора привода вальца, электроосвещения, рычагов управления катком, сидений, тента, устройств для очистки и смачивания вальцов.
Конструкция трехосного катка позволяет получать наиболее ровное покрытие за счет безволнового способа укатки. Конструкция ведомых вальцов трехосного катка аналогична конструкции направляющего вальца двухосного катка.
Отличие состоит в том, что шкворень вальца снабжен замком, который фиксирует передний ведомый валец и предотвращает его осевое вертикальное перемещение.
Линии контакта всех трех вальцов с уплотняемым материалом находятся в одной плоскости, что позволяет получать ровную поверхность.
При транспортировании замок открывают и валец свободно копирует поверхность дороги, не создавая нагрузки на раму катка.Особенность конструкции вибрационных катков заключается в том, что в валец встроен вибровозбудитель, что значительно повышает эффективность и качество уплотнения. При выключенном вибровозбудителе катки работают как статические.
Самоходный вибрационный каток- двухосная машина, состоящая из трех агрегатов: вибровальца с полурамой, силового агрегата, заднего моста с двумя ведущими пневмоколесами. На раме силового агрегата размещены силовая установка и кабина машиниста с кондиционером. К нижней передней части рамы прикреплен шарнир сочленения агрегата с рамой вибровальца и два гидроцилиндра поворота катка.
Каток оснащен централизованной пневматической системой для накачки шин и блокировки заднего моста, гидравлическими тормозами. На катке применен гидрообъемный привод пневмоколес, вибровальца и рулевого управления.
Гидравлическая система включает два силовых контура с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости и гидроруль. Вибровалец - сварной с гладкой металлической обечайкой. Он опирается на шарикоподшипники, установленные в стаканах, связанных с рамой через резинометаллические амортизаторы.
Сурет 5 - Самоходный вибрационный каток
1 - силовая установка, 2 - пневмоколесо, 3 - силовой агрегат, 4 - кабина, 5 - пневматическая система, 6 - вибровалец, 7 - полурама, 8 - шарнир, 9 - гидроцилиндр
Внутри вальца в ступицах на роликоподшипниках установлен вибровал с двумя парами дебалансов. Дебалансы жестко закреплены на вибровалу, приводятся во вращение вместе с ним от гидромотора через зубчатую муфту. Дебалансы установлены свободно на цилиндрических шейках вибровала и при изменении направления его вращения поворачиваются на угол 135, изменяя вынуждающую силу вибровозбудителя от минимального значения до максимального.
Вибровалец в рабочем режиме приводится в движение от гидромотора (на рисунке не показан) через конический редуктор и зубчатый венец.
Самоходный пневмоколесный каток- это двухосная машина, состоящая из двух шарнирно сочлененных агрегатов: силового с четырьмя ведущими пневмоколесами и пневмоколесного с пятью при груженным и пневмоколесами, из которых четыре - ведущие. Последние сгруппированы попарно на силовых балансирных редукторах, качающихся относительно продольной оси катка. Такая конструкция обеспечивает равномерное нагружение колес независимо от неровностей уплотняемой поверхности материала.
На раме силового агрегата размещены силовая установка и кабина машиниста. К нижней передней части рамы крепят шарнир сочленения агрегатов и два гидроцилиндра поворота катка. Для достижения требуемой массы катка внутренние объемы рамы заполнены балластом.
Каток оснащен централизованной пневматической системой, гидравлическими тормозами и смачивающей системой. Смачивающая жидкость, хранящаяся в баках, под давлением подается к соплам, которые распыляют ее на рабочую поверхность пневмоколес.
Каждая пара ведущих колес силового и пневмоколесного агрегатов приводится в действие от гидромотора через балансирный редуктор, представляющий собой трехступенчатую зубчатую передачу. К его корпусу присоединены цапфы. Цапфы цилиндрической частью установлены на сферических чугунных вкладышах, которые закреплены в крышках опор рамы агрегата.
Поперечные качания редуктора во вкладышах - на угол до8° . Это позволяет колесам, установленным на выходном валу редуктора, копировать неровности дороги. Крутящий момент от гидромотора через зубчатую муфту передается на ведущий вал-шестерню и далее через косозубые шестерни - на выходной вал редуктора.
Ступицы колес посажены на конус вала и удерживаются от проворачивания шпонками. Колеса закрепляют на ступицах болтами. В ступицах сделаны отверстия для подвода воздуха от пневмосистемы к колесам через механизм подкачки шин, трубопровод и запорный кран. На валу-шестерне редуктора установлен шкив ленточного стояночного тормоза.
Пневмосистема регулирования давления воздуха в шинах предназначена для постепенного повышения давления воздуха в шинах при уплотнении дорожно-строительных материалов с0,3 до 0,8 МПа. Система позволяет также поддерживать в одной из шин катка (в случае ее повреждения) давление 0,15 - 0,2 МПа. Это дает возможность продолжать движение катка до базы без смены колес.
Самоходный комбинированный каток- это двухосная машина, состоящая из двух шарнирно сочлененных агрегатов: силового с четырьмя ведущими пневмоколесами и вибрационного с вибровальцом.
Рабочими уплотняющими органами катка служат четыре пневмоколеса и жесткий металлический вибровалец. Последовательное воздействие на уплотняемый материал статических и вибрационных нагрузок повышает производительность катка.
Сурет 6 - Самоходный комбинированный каток
1 - силовая установка, 2 - кабина, 3 - вибровалец, 4 - вибрационный агрегат, - шарнир, 6 - гидроцилиндр, 7 - пневматическая система, 8 - пневмоколесо, 9 - тормоз, 10 - силовой агрегат
Благодаря небольшому расстоянию между осями рабочих органов пневмоколеса оказываются в зоне уплотняемой полосы, находящейся под вибрационным воздействием вибровальца, что увеличивает эффективность уплотнения.
На раме силового агрегата размещены силовая установка и кабина машиниста. К нижней передней части рамы крепят шарнир сочленения агрегатов и два гидроцилиндра поворота катка.
Шарнир сочленения конструктивно не отличается от шарнира самоходного вибрационного катка. Расположен шарнир посредине между осями пневмоколес и вибровальца. Поворот шарнира относительно горизонтальной оси возможен на 8, когда каток перемещается по неровной поверхности. Относительно вертикальной оси шарнир поворачивается двумя гидроцилиндрами. Такое размещение шарнира сочленения уменьшает радиус поворота, а также обеспечивает проход рабочих органов машины след в след на криволинейных участках.
Каток оснащен централизованной пневматической системой, гидравлическими тормозами и смачивающей системой.
Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на ведущую шестерню первичного вала раздаточного редуктора. На выходных валах раздаточного редуктора через зубчатые муфты установлены реверсивные аксиально-поршневые гидронасосы и два шестеренных гидронасоса.
На катке применен гидрообъемный привод вибровальца и пневмоколес, унифицированный с гидроприводом самоходного вибрационного катка. Отличие состоит в том, что у комбинированного катка для привода пневмоколес используются два гидромотора, а не один, как у вибрационного катка.
Рабочие гидролинии регулируемого насоса в транспортном режиме постоянно подключены к гидромоторам привода пневмоколес силового агрегата. Вращение на пневмоколеса передается от гидромоторов через балансирные редукторы.
В рабочем режиме к насосу подключают гидромотор привода вибровальца. Вибровалец приводится в движение через конический редуктор и зубчатый венец.
Гидролинии регулируемого насоса постоянно подключены к гидромотору привода вибровозбудителя. Дебалансы жестко закреплены на вибровалу и приводятся во вращение вместе с ним от гидромотора через зубчатую муфту. Вокруг каждого из закрепленных на валу дебалансов могут поворачиваться наружные дебалансы, которые состоят из двух дисков, соединенных между собой сегментной пластиной.
Наружные дебалансы установлены на цилиндрических шейках вибровалов свободно и при изменении направления его вращения поворачиваются на, изменяя вынуждающую силу вибровозбудителя от минимального значения до максимального. Шестеренный насос используется для подпитки рабочей жидкостью силовых контуров и подачи жидкости в гидроусилители гидронасосов. Насос подает рабочую жидкость в гидроруль. Рулевое управление и гидравлическая система поворота катка принципиально не отличаются от подобного механизма и системы самоходного вибрационного катка.