Катки самоходные. Гладкие и кулачковые дорожные самоходные катки Самоходный каток статического действия схема

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.

Дорожные катки являются разновидностью спецтехники для выполнения дорожных работ. Строительство дорог включает в себя работы по искусственному уплотнению насыпного грунта и укатыванию асфальтобетонной смеси для достижения ровных дорожных оснований. Для осуществления таких работ используются дорожные катки, большую популярность приобретают китайские катки XCMG.

Классификация дорожных катков

По способу перемещения дорожные катки делятся на три типа. Самым большим спросом при дорожных работах пользуются самоходные катки различных моделей. При работах по укатке гравийно-щебеночных и грунтовых дорог, как правило, используются прицепные катки , производящие уплотнение материала при помощи тяжести своей массы. Полуприцепные катки , относящиеся к третьему типу катков, оснащаются сцепным устройством для обеспечения передачи на тягач части массы техники.

По принципу действия катки для дорожных работ делятся на два типа. При работе статических катков гладкое покрытие дорог производится за счет действующей силы тяжести , уплотняющей материал. Дорожные катки вибрационного типа укатывают дорожное основание с использованием непрерывной работы одного или же нескольких рабочих органов машины.

Такая современная спецтехника, как правило, оснащается вибрационными вальцами, способными совершать колебательные движения. Оборудование дорожных катков вибрационного типа вибровозбудителями способствует увеличению производительности такой спецтехники на пятьдесят-восемьдесят процентов.

Такая производительность машины достигается уменьшением количества проходов дорожного катка и увеличением толщины слоя уплотнения. Степень уплотнения дорожных покрытий определяется массой моделей дорожных катков. Увеличение массы машины осуществляется с помощью дополнительного балласта, в качестве которого используют железобетонные кубы или емкости с песком.

Виды дорожных катков и особенности их конструкции

В зависимости от вида рабочего органа дорожные катки классифицируют на различные группы. Группа катков с гладкими вальцами является наиболее популярным видом дорожной спецтехники. Решетчатые дорожные катки используются для работ по уплотнению комковых грунтов, в состав которых могут входить твердые элементы. Максимальная эффективность уплотнения таких грунтов достигается непрерывным дроблением с помощью металлической решетки, изготовленной из литых элементов и располагающейся на вальце.

Кулачковые дорожные катки используются для работ по уплотнению рыхлых связных грунтов, толщиной не больше двадцати двух-тридцати сантиметров. Кулачки (шипы), которые установлены на обечайках вальцов, дают возможность легкого входа в грунт в самом начале уплотнения. Во время дальнейших проходов дорожного катка погружение в грунт затрудняется, потому что грунт становится все более уплотненным.

Пневмоколесные дорожные катки способны обеспечивать длительные нагрузки на уплотняемый слой и в первую очередь подходят для работ по укатке свеженасыпанных грунтов. Такие машины используют после выполненных проходов решетчатых и кулачковых дорожных катков при необходимости укатывания каменных и вяжущих материалов.

Катки комбинированного типа оснащаются рабочими органами, имеющими разную комплектацию, которая определяется видом уплотняемых материалов.

Дорожные катки по количеству осей в конструкции

В зависимости от количества осей в конструкции машины дорожные катки бывают трехосные, двухосные и одноосные . По взаимному расположению и числу вальцов дорожные катки разделяются на группы одновальцовых, двухвальцовых и трехвальцовых катков . Например, катки двухвальцовые с двумя осями оснащаются вальцами, имеющими одинаковую ширину. При проходе такого дорожного катка уплотнение материала происходит благодаря расположению вальцов «одного за другим».

Трехвальцовые катки подразделяются на несколько групп, принадлежность к которым определяется по количеству расположенных осей и вальцов. Трехвальцовые дорожные катки с двумя осями оснащены тремя вальцами, один из которых – ведомый — находится спереди, а два узких вальца – ведущих — сзади. Оборудование техники такими вальцами способствует высокой устойчивости машины. Вальцы обладают большим диаметром и позволяют легко выполнять уплотнение материала на стыках дороги и бордюров или стен.

Особая конструкция дорожных катков дает возможность выполнять перекрытие ведущими вальцами следа переднего рабочего органа на 1-1,2 метра. Трехвальцовые дорожные катки используют для работ по окончательной отделке дорожных оснований. Для такой техники характерна одинаковая ширина вальцов. Качество уплотнения такими дорожными катками не зависит от неровности уплотняемого материала, потому что расположение подвески вальцов способствует обеспечению рационального распределения массы машины и дает возможность выполнять укатывание всех выступов, благодаря высокому давлению.

Критерии выбора

Выбор модели дорожных катков определяется типом и основными характеристиками уплотняемых покрытий (грунтов или асфальтобетона), климатическими условиями места дорожных работ, а также объемом работ. Дорожные катки отечественных производителей обладают более низкой стоимостью в сравнении с подобной импортной спецтехникой. При работе дорожных катков отечественного производства можно использовать любое масло и топливо.

Многие строительные и дорожные виды работ требуют специальной подготовки грунтового или насыпного основания. При покрытии дорог и разнообразных площадок асфальтом также требуется уплотнение подстилающего и верхнего слоев. Для выполнения операций уплотнения и укатки больших площадей широко используются специальные строительные машины – дорожные самоходные катки.

Если судить по названию, то эти машины должны применяться исключительно на дорожных работах. Но сфера их использования гораздо шире – они работают в карьерах, обустройстве лесопарковых зон, оборудовании спортивных сооружений, строительстве железных дорог и плотин. Условия их эксплуатации очень разнообразны, поэтому созданы различные виды катков для уплотнения грунта. По конструкции рабочей и ходовой части они подразделяются на:

1. одновальцовые
2. двухвальцовые
3. трехвальцовые
4. самоходные
5. ручные
6. прицепные (буксируемые)

Одновальцевые дорожные катки

Большинство одновальцовых машин построены по классической конструкционной схеме – моторная часть на пневматическом ходу расположена в задней части машины в комплексе с кабиной управления и гидравлическими насосами. Передняя часть, представляющая собой раму с цилиндрическим массивным барабаном – вальцом, шарнирно соединена с моторной частью.

Привод осуществляется как на колеса, так и на барабан рабочего органа, поэтому дорожные самоходные катки не пробуксовывают даже на влажных поверхностях и их рабочие барабаны не проскальзывают. Система управления поворачивает с помощью гидроцилиндров заднюю и переднюю части, что позволяет эффективно маневрировать и обрабатывать участки дорог с большим числом поворотов допустимого радиуса кривизны.

Для уплотнения дорожного покрытия и подготовки его перед проходом тяжелых двух или трехвальцовых катков, окончательно обрабатывающих поверхность, используется дорожный каток 8т. Это одни из самых легких самоходных катков, обладающих, тем не менее, достаточно мощной уплотняющей нагрузкой. Они гораздо маневренней и экономичней двухвальцовых вибрационных катков и не требуют предварительной подготовки перед проходом.

Они работают сразу же после асфальтоукладчика и подготавливают поверхность для последующего уплотнения. При эксплуатации на грунтах в режиме виброуплотнения самоходные вибрационные катки с гладкими вальцами массой 6-8 тонн могут самостоятельно уплотнить слой грунта или насыпного покрытия толщиной до 40 см.

Кулачковые катки для уплотнения грунтов применяются в случаях неоднородности подстилающего слоя, наличия в нем вкраплений камней, крупных фракций щебня, известняка, песчаника и прочих материалов, которые измельчаются шипами на поверхности вальца и утрамбовываются в основание.
После обработки основания кулачковыми барабанами непременно используются гладкие вальцы, позволяющие выровнять поверхность и добиться однородной плотности по всему объему.

Привод одновальцевых дорожных катков осуществляется с помощью механической или гидравлической передачи, рассчитанной на скорость перемещения не более 13-15 км/час в транспортном режиме и до 8 км/час в рабочем. Для этих машин эффективность работы определяется не скоростью, а возможностью воздействия на грунт с максимальной силой. Трансмиссия позволяет очень быстро изменять направление движения и обеспечивает плавность хода. Рывки и ускорения здесь недопустимы во избежание сдвигов верхних слоев грунта относительно нижних, что приводит к неоднородности структуры уплотненной зоны.

Двухвальцовые дорожные катки

При не столь большой общей массе они очень интенсивно уплотняют грунтовые слои и асфальт дорожного покрытия за счет использования вибросистем, которые могут регулироваться как по амплитуде, так и по частоте колебаний. Вибрация осуществляется посредством вращения внутреннего эксцентрикового вала с механическим или гидравлическим приводом.

Самоходный дорожный каток – это довольно комфортабельная для оператора машина. Кабины современных катков оборудованы кондиционерами, отличаются превосходной шумоизоляцией и специальной подвеской, защищающей оператора от вибрации. Панорамный обзор, мощные осветительные приборы позволяют работать в любое время суток, а безопасность водителя гарантируется специальными системами защиты при опрокидывании.

Грунтовый самоходный дорожный каток оборудуется дизельным двигателем средней мощности. Несмотря на большую массу машины, 100 л.с. вполне достаточно для эффективной работы. Особое устройство трансмиссии преобразует всю мощность в уверенное движение машины на малой скорости и вибрацию вальцов. Коэффициент полезного действия этих машин чрезвычайно высок.

К атегория:

Дорожные машины 2

Самоходные катки с гладкими вальцами (статические и вибрационные)

Самоходные катки с гладкими вальцами являются традиционными Дорожными катками и различаются по массе, удельному (линейному) давлению, по числу и взаимному расположению вальцов, по способу привода вальцов (трансмиссии) и по типу двигателей. В мировой практике существует многообразие типов катков, которые можно сгруппировать следующим образом: тротуарные и ремонтные катки массой 0,5-2 т с удельным давлением 10- 20 кгс/см; легкие катки 3-5 т, 20-40 кгс/см; средние катки 6- 9 т;40-60 кгс/см; тяжелые катки 10-15 т, 60-80 кгс/см; сверхтяжелые катки 17-20 т, 80-120 кгс/см.

По числу вальцов, их взаимному расположению и приводу различают катки, одно-, двух- и многовальцовые (рис. 3.12). Одновальцовые тротуарные и ремонтные катки (обычно вибрационные) бывают без поддерживаемых вальцов малой массы, с поддерживающими вальцами или пневмоколесами. Двухвальцовые двухосные (тандем) статические и вибрационные катки могут быть легкие, средние и тяжелые с двумя или одним ведущими вальцами. Трехвальцовые двухосные катки статические бывают средние и тяжелые. В некоторых случаях на этих катках дополнительно монтируют четвертый валец, расположенный между осями или позади катка. Дополнительный валец с гидравлическим опусканием может принимать на себя значительную часть веса катка и служит для ликвидации волнообразования на укатываемой поверхности асфальтобетона. Трехвальцовые трехосные катки статические тяжелые и сверхтяжелые (триплекс) с тремя или одним ведущими вальцами применяют для окончательной укатки асфальтобетонных покрытий. Для этих же целей используют статические сверхтяжелые пятивальцовые трехосные катки. По типу привода ведущие вальцы катка могут иметь механическую, гидромеханическую (гидродинамическую) и гидростатическую (гидрообъемную) трансмиссии.

Рис. 3.12. Схемы расположения вальцов у самоходных катков с гладкими вальцами (знаком X отмечены ведущие вальцы)

По типу двигателя катки разделяются на дизельные, бензиновые, газогенераторные и паровые. В настоящее время катки выпускают преимущественно с наиболее экономичными дизельными двигателями.

Самоходные катки с гладкими вальцами (статические и вибрационные) требованиям ГОСТ 5576-74 (табл. 3.10), который предусматривает три типа катков: I - легкие вибрационные, II - средние вибрационные и статические и III - тяжелые статические. Катки типа I могут быть одноосные одновальцовые массой 0,6 т, двухосные двухвальцовые массой 1,5 и 4 т.

Таблица 3.10
Техническая характеристика самоходных дорожных катков с гладкими вальцами, статических и вибрационных (по ГОСТ 5576-74)

Эти катки предназначены для укатки тротуаров, небольших производственных площадей, проездов и для ремонтных целей. Катки типа II массой 6 т - двухосные двухвальцовые вибрационные и двухосные трехвальцовые статические широко применяют для уплотнения оснований и различных покрытий. Катки типа III двухосные и двухвальцовые и двухосные трехвальцовые массой 10 т и трехосные трехвальцовые массой 15 т применяют, для заключительного уплотнения дорожных оснований и асфальтобенных покрытий.

В соответствии с ГОСТом выпускается гамма самоходных катков с гладкими вальцами, характеристика которых приведена в табл. 3.11.

Двухвальцовые, двухосные виброкатки с механическим приводом ДУ-10А и ДУ-47А (рис. 3.13) состоят из следующих основных узлов и механизмов: рамы, двигателя, муфты сцепления, механической трансмиссии, включающей коробку передач с реверсивным механизмом фрикционного типа и конечную передачу, направляющего‘и ведущего вибрационного вальцов.

На рис. 3.14 показана кинематическая схема катка ДУ-47А. Вращение коленчатого вала двигателя через муфту сцепления передается на ведущую коническую шестерню коробки передач. Эта шестерня соединяется с ведомыми коническими шестернями реверса. На реверсивном валу, несущем на себе фрикционные муфты, неподвижно закреплена цилиндрическая ше-

Таблица 3.11
Техническая характеристика самоходных катков с гладкими вальцами

Рис. 3.14.
Кинематическая схема катка ДУ-47А:
1 - двигатель; 2, 4, 5, 23, 24 - цилиндрические шестерни; 3, 9, 10, 12 - шкивы клино-ременной передачи; 6, 7, 21 - блок-шестерен; 8 - муфта; 11 - клиноременная передача; 13 - вибровозбудитель; 14 - амортизатор; 15 - ведущий валец; 16 - рама катка; 17 - шестерня бортовой передачи с внутренним зацеплением; 18 - приводная шестерня бортовой передачи; 19 - редуктор; 20 - тормозной шкив; 22 - карданный вал; 25 - фрикционная муфта реверса; 26 - ведомая коническая шестерня реверса; 27 - коробка передач; 28 - ведущая, коническая шестерня; 29 - сцепление

Рис. 3.15. Самоходный статический трехвальцовый двухосный каток ДУ-50 с механической трансмиссией:
1 - валец; 2 - скребок и смачивающее устройство; 3 - шкворень; 4 ~ капот; 5 - двигатель; 6 - бачок для смачивающей жидкое; 7 - топливо: 8 – тент 9 – Рычаг подачи топлива; 10 – рукоятка управления поворотом; 11 – рычаг переключения

Они соответствуют трем скоростям движения катка. На промежуточном валу коробки передач на шлицах одновременно передвигаются блок-шестерни. Первая передача, соответствующая наименьшей скорости движения катка, получается при зацеплении шестерен, вторая - при зацеплении шестерен и третья - при зацеплении шестерен. С помощью карданного вала, редуктора и бортовой передачи происходит вращение заднего ведущего вальца.

Привод вибровозбудителя, встроенного внутри вальца, клиноременный и осуществляется муфтой включения. Виброизоляция рамы катка с установленными на ней агрегатами трансмиссии, рабочим местом машиниста и рычагами управления обеспечивается путем упругой подвески вибровальца к раме 16 катка с использованием резинометаллических амортизаторов. Для обеспечения полной виброизоляции рабочего места машиниста в соответствии с санитарными нормами предусматривается дополнительная виброизоляция сиденья.

Каток ДУ-50 (рис. 3.15) имеет механическую трансмиссию, которая объединяет в одном блоке реверсивный механизм, коробку передач, дифференциал с блокирующим устройством и тормозное устройство. Передний валец - ведомый, для облегчения поворота катка разделен на две одинаковые секции, вращающиеся‘независимо на общей оси. Задние вальцы - ведущие, вращаются на общей оси; каждый валец имеет самостоятельный привод. Вальцы литые чугунные. Управление поворотом переднего вальца осуществляется гидравлическим приводом (рис. 3.16).

Кинематическая схема катка показана на рис. 3.17. Вращение коленчатого вала двигателя через муфту сцепления и компенсационную муфту передается на ведущую коническую шестерню блока трансмиссии, которая соединяется с ведомыми коническими шестернями реверса. На реверсивном валу, несущим на себе фрикционные муфты, неподвижно закреплена цилиндрическая шестерня, находящаяся в зацеплении с шестерней ведомого вала коробки передач, на котором имеются еще две неподвижно посаженные шестерни. Они соответствуют двум скоростям движения катка.

На промежуточном валу коробки передач на шлицах передвигаются блок-шестерни, входящие в зацепление с шестернями. Первая передача получается при зацеплении шестерен, вторая передача - при зацеплении шестерен. Через цилиндрическую шестерню, сидящую на промежуточном валу, вращение передается находящейся постоянно‘в зацеплении с ней венцовой шестерне дифференциала. На полуосях дифференциала расположены цилиндрические шестерни бортовой передачи, которые передают вращение цилиндрическим шестерням включении муфты каток движется вперед, при включении муфты - назад. Далее крутящий момент через карданный вал передается на пару конических шестерен редуктора. В редукторе расположены еще одна пара цилиндрических шестерен и дифференциал. Полуоси редуктора заканчиваются ведущими цилиндрическими шестернями бортовой передачи. На одной из полуосей смонтирована муфта 6 блокировки дифференциала. Тормозной шкив расположен на входном валу редуктора.

Рис. 3.16. Гидравлический привод рулевого управления катка ДУ-50: 1 -а гидроцилиндр двустороннего действия; 2 - коромысло поворота шкворня; 3 - стеренный насос; 4 - бачок для масла; 5 - распределитель двухзолотайковыи; 6 - рукоятка управления

Рис. 3.17. Кинематическая схема катка ДУ-50:
1 - двигатель; 2 - компенсационная, муфта; 6, 4 - конические шестерни; 5 - фрик-иконная муфта; 6, 7, В, 10., 12 - цилиндрические шестерни; 9, 11 - блок-шестерни; 13- венцовая шестерня дифференциала; 14 - сателлиты; 15 - муфта блокировки дифференциала; 16, 17 - бортовые шестерни; 18 - тормозной шкив

Рис. 3.18. Гидромеханическая трансмиссия самоходного статического трехвальцового трехосного катка ДУ-48А:
1 - боковой кронштейн крепления двигателя; 2 - двигатель; 3 - задняя опора двигателя; 4 - роликовая муфта; 5 - гидромеханическая коробка передач; 6 - рычар переключения коробки передач; 7 - карданный вал; 8 - редуктор

Рис. 3.19. Кинематическая схема катка ДУ-48А:
1 -двигатель; 2-- компенсационная муфта; 3 - гидромеханическая коробка передачу; 4 - карданный вал; 5 - редуктор; 6 - муфта блокировки дифференциала; 7 - диффе ренциал; 8 - ведущая шестерня бортовой передачи; 9 - задний валец; 10 - тормозной шкив; 11 - ось задник вальцов

Рис. 3.20. Схема гидросистемы катка ДУ-48А;
1 - гидроцилиндр поворота; 2 - гидромеханическая коробка; 3 - гидроцилиндр тормоза; 4 - манометр; 5 .- золотниковая коробка; 6 - редукционный клапан; 7 - магистральный фильтр; 8, 9 - насос; 10, 13 - регуляторы давления; 11 - указатель давления масла; 12 - датчик давления масла; 14 - масляный радиатор; 15 - датчик температуры масла; 16 - указатель температуры масла; 17 - бак; 18 - заборный фильтр; 19 - гидравлический распределитель

Гидросистема (рис. 3.20) объединяет в себе управление коробкой передач, поворотом катка и тормозом. Рабочая жидкость из бака 17 насосом 8, установленным на гидротрансформаторе, пройдя через распределитель 19 и магистральный фильтр, подается в регулятор давления 10. Один поток направляется к золотниковой коробке, где собраны два золотника: реверса и принудительной нейтрали. Золотник реверса направляет поток в муфты реверса, находящиеся в корпусе коробки передач (КП), т. е. рычагом реверса задается передний и задний ход катку. Конструкция золотниковой коробки исключает возможность включения двух фрикционных муфт одновременно. Наличие в системе золотника нейтрали позволяет резко затормозить машину при любой скорости двигателя без дополнительных манипуляций рычагами управления КП, так как можно мгновенно отсечь поток масла на фрикционные муфты, т. е. снять давление на диски муфт и тем отключить их от ведущего вала. Слив от золотника нейтрали осуществляется в КП. Масло после муфт тоже поступает в корпус К.П. Другой поток через гидротрансформатор, подпорный клапан и радиаторы попадает в масляный бак.

Регулятор давления поддерживает давление в системе гидротрансформатора и фрикционных муфт 8 кгс/см2. При увеличении давления свыше 8 кгс/см2 регулятор направляет рабочую жидкость на слив и таким образом предохраняет фрикционные муфты, фильтр и питающий насос 8 от поломки. Подпорный клапан служит для поддержания давления на выходе из гидротрансформатора в пределах 2 кгс/см2, а также предохраняет гидротрансформатор и масляный радиатор от разрыва.

Рис. 3.21. Ведущий задний валец ватка ДУ-48А:
1 - регулировочные гайки; 2 - ось; 3 - вендовая шестерня бортовой передачи; 4 - стопор; 5 - рама катка; 6 - подшипники

Ведущие задние вальцы (рис. 3.21) представляют собой сварную конструкцию, полость которой заполняется баластом - водой или песком. Оба вальца сидят на общей оси, закрепленной на кронштейнах стопорами. Кронштейны приварены к раме катка. К внутренней стороне вальцов крепятся венцовые шестерни 3 бортовой передачи. Регулирование подшипников производится при помощи гаек.

Ведомый передний валец (рис. 3.22) разрезной, его полости также служат для балласта. Для самоустановки переднего вальца в соответствии с неровностями пути его ось при помощи вилки шарнирно, посредством пальцев соединена с рамкой, а вилка со шкворнем составляют одну деталь. Вращение шкворня осуществляется с рабочего места машиниста при помощи гидравлической системы. Регулировка роликоподшипников осуществляется гайками 9, а роликоподшипников - болтами.

По конструктивной компоновке трехвальцовый трехосный каток ДУ-49А (рис. 3.23) значительно отличается от трехвальцового Двухосного катка ДУ-48А.

Рис. 3.22. Ведомый передний валец катка ДУ-48А:
1 - болт; 2, 5 - подшипники; 3 - ось; 4 - регулировочная прокладка; 6 - шкворень; 7 - вилка; 8 - рамка; 9 - гайки, крепящие шкворень и коромысло поворотного устройства; 10 - сальник; 11- стопорный палец; 12 - цапфа

Рис. 3.23. Самоходный статический трехвальцовый трехосный каток с гидромеханической трансмиссией ДУ-49А:
1 - рама; 2 - шкворень; 3 - устройство для смачивания вальцов; 4 - гидроцилиндр поворотного устройства; 5 - топливный бак; 6 - сигнал; 7 - тент; 8 - рычаги управления; 9 - сиденье; 10 - двигатель; 11 - подмоторная рама; 12 - гидромеханическая коробка передач; 13 - редуктор; 14 - задний валец; 15 - средний валец; 16 - передний валец; 17 - рамка; 18 - скребок; 19 - вилка

Двигатель и коробка передач смонтированы на подмоторной раме. Крутящий момент от двигателя через коробку передается на двухступенчатый бортовой редуктор с помощью карданного вала. Редуктор с ведущим вальцом связан с бортовыми шестернями. Тормозной шкив расположен на входном валу редуктора. Поворот катка осуществляется одним гидроцилиндром 4, соединенным с коромыслами, сидящими на шкворнях управляемых вальцов. Для синхронности поворота переднего и среднего вальцов, идущих по разным радиусам, каждое коромысло имеет соответствующую длину. Коромысла соединены шарнирной тягой.

Каток ДУ-42А (рис. 3.24) имеет гидростатическую трансмиссию привода на оба ведущих и поворотных вальца, состоящих из двух секций. Привод каждой секции индивидуальный, осуществляется от гидромотора типа 210 через конический редуктор и закрытую бортовую передачу. Изменение направления движения катка и бесступенчатое регулирование скорости движения устанавливаются в зависимости от направления потока рабочей жидкости и подачи насоса.

Гидростатический привод выполнен по закрытой схеме с подпиткой. В качестве регулируемого насоса установлен аксиально-поршневой насос типа 207 со встроенным гидроусилителем следящего типа. Питание гидроусилителя осуществляется от шестеренного насоса. Для обеспечения нейтрального положения и рабочего режима гидропривода применен двухпозицнонный гидрораспределитель. При нейтральном положении полости гидронасоса и гидромоторов соединяются, что облегчает пуск двигателя, обеспечивает остановку катка и его буксировку. Управление поворотом каждого вальца осуществляется гидроцилиндрами с помощью двухпозиционного гидрораспределителя.

Применение гидростатического привода позволило увеличить ширину уплотняемой полосы и поднять производительность при некотором перекрытии следа за счет поступательного движения с одновременным поворотом вальцов и сохранении параллельности их осей; упростить управление катком и осуществить привод к обеим ведущим вальцам; повысить маневренность и проходимость, улучшить качество уплотнения и отделки поверхности.

Все самоходные катки оборудованы тентами и мягкими сиденьями, рычагами управления двигателем и механизмами, управляемыми с места машиниста, электроосвещением автомобильного типа, звуковым сигналом, тормозом, устройством для очистки и смачивания вальцов и контрольными приборами, расположенными на щитке перед машинистом.

Каток – спецтехника (самоходная или прицепная), используемая в процессе решения самых разных задач для утрамбовки и уплотнения верхних слоев дорожного покрытия (грунт, асфальт, насыпные породы, в том числе и крупно-скальные).


Современный машиностроительный рынок предлагает несколько видов этих машин в зависимости от вида ключевого элемента – вальца, который и выполняет основную функцию уплотнения:

• Гладковальцевые катки уплотняют верхние слои грунта, создавая необходимое давление своим весом.
• Кулачковые катки применяют для уплотнения связного рыхлого грунта, возможно выполнение работ на наклонных и обводненных площадках. Глубина уплотнения связных грунтов может достигать 80 см. Поскольку после обработки участка кулачковыми вальцами поверхность остается несколько взрыхленной, то имеет смысл их применять в комплексе с гладковальцевыми катками или катками на пневмоколесах.
• Решетчатые, кроме основной функции уплотнения, имеют сопутствующую способность дробить крупные фрагменты грунта решеткой, что работает на улучшение конечного результата.
• Пневмоколесные катки применяются для укатки не только грунта, но и насыпных гравия, щебенки, черных смесей и асфальта. Основное преимущество перед другими катками заключено в отсутствии эффекта дробления, что является существенным плюсом при работе с гравийно-щебеночными покрытиями. Толщина слоя оптимального уплотнения зависит от массы катка, которая варьируется в диапазоне 20-50 т (но существуют и более тяжелая техника, например, в аэродромном строительстве 200 т), и соответствует 25-40 см.

Кроме того, существуют катки комбинированные, в которых одновременно участвуют несколько вышеперечисленных видов валец. Обычно это передний – гладкий, а задний – пневмошинный валец.

Максимальное количество валец, устанавливаемых на один каток – три, причем два узких навешиваются на одну ось. В случае одновальцового катка валец устанавливается на переднюю ось, чаще всего такие катки являются прицепными устройствами и выполняют уплотнение грунта, будучи прикрепленными, например, к трактору.

Соответственно, существует разделение на классы по принципу движения: самоходные и несамоходный катки.

Виброкатки

Существенно повышает степень утрамбовки поверхности грунта оснащение катков пневматическими вибрационными системами, создающими управляемую вертикальную вибрацию одного из вальцов, что позволяет уплотнять асфальт за один проход, в то время как остальным каткам для достижения того же качества придется несколько раз прокатывать один участок. Данный вид катков получил общее название вибрационных.

На российском рынке дорожно-строительной технике представлены катки всех видов, как от отечественных, так и от зарубежных производителей. Самыми популярными западными фирмами на нашем рынке являются: немецкие компании BOMAG и HAMM, швейцарская AMMANN, шведская DYNAPAC, японская CATERPILLAR, китайская LIUGONG, американская TEREX, британская JCB. А также: XGMA, Амкодор, Vogele.