RU2681032C1 - Combined roll of vibrating roller - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is intended for the compaction of materials from which soil and concrete structures are erected. In the combined roll of the vibratory roller, containing a central unbalance shaft 1 with a gear wheel fixed on it, which engages with gear wheels of twice the diameter and fixed on two satellite unbalance shafts 3, whose axes are symmetrical to the axis of the drum, on the central unbalance shaft 1 there are two unbalance sleeves 2 placed symmetrically to the center of this shaft, with gears attached to them, connected by chain gears with gears twice the diameter, fixed on the satellite unbalance shafts 3 so that with multidirectional orientation of the unbalances of satellite shafts 3, the unbalances of sleeves 2 and central unbalance shaft 1 are oriented vertically upwards.

EFFECT: invention is aimed at reducing energy consumption for material compaction, at increasing productivity and reducing the weight of the vibrating roller.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к дорожно-строительной технике и предназначено для уплотнения материалов, из которых возводят грунтовые и бетонные сооружения, такие как плотины, дороги, аэродромы, обратные засыпки котлованов, насыпи и т.п.The invention relates to road-building equipment and is intended for compaction of materials from which soil and concrete structures are erected, such as dams, roads, airfields, backfill pits, embankments, etc.

Известен осцилляторный тип вибрационного катка, содержащий пневмоколесный тягач с которым шарнирно соединена рама с прикрепленным к ней посредством резиновых амортизаторов вибровальцом, выполненным в форме цилиндрической стальной обечайки, внутри которой расположены два дебалансных вала симметричных относительно оси вибровальца вращающихся в одну сторону со смещением дебалансов одного вала на 180° относительно дебалансов второго вала, в катке вибровалец совершает крутильные колебания вокруг геометрической оси, в результате чего на контакте поверхности вибровальца с уплотняемым материалом возникают горизонтально направленные касательные напряжения, более эффективно способствующие его уплотнению (М.П. Костельов. Новый способ уплотнения дорожно-строительных материалов. - Автомобильные дороги. 1991 г., №6, С. 13-15).The oscillator type of a vibratory roller is known, which contains a pneumatic wheel tractor with which the frame is articulated with rubber shock absorbers, made in the form of a cylindrical steel shell, inside of which there are two unbalanced shafts symmetrical relative to the axis of the vibratory roll, rotating in one direction with one shaft unbalanced by one 180 ° relative to the unbalances of the second shaft, in the roller the vibrocrank performs torsional vibrations around the geometric axis, resulting in the contact of the surface of the vibrating roll with the material being compacted results in horizontally directed tangential stresses that more effectively contribute to its compaction (MP Kostelov. A new method of compaction of road-building materials. - Roads. 1991, No. 6, P. 13-15).

Недостатком осцилляторного вибрационного катка является меньшая уплотняющая способность по сравнению с наиболее распространенными вибрационными катками, у которых валец совершает круговые колебания, так как интенсивность воздействия на уплотняемый материал ограничивается недопущением проскальзывания поверхности вальца по уплотняемому материалу и быстрым затуханием динамических касательных напряжений по глубине, вследствие чего осцилляторные вибрационные катки применяют в основном для укладки дорожных покрытий толщиной до 20 см.The disadvantage of an oscillating vibratory roller is its lower compaction ability compared to the most common vibration rollers, in which the roller performs circular vibrations, since the intensity of the impact on the material being compacted is limited by preventing the surface of the roller from slipping along the material being compacted and by rapid attenuation of dynamic tangential stresses in depth, as a result of which the oscillator vibratory rollers are used mainly for laying road surfaces up to 20 cm thick .

Известен валец дорожного катка комбинированного действия по патенту РФ на ПМ №160645, содержащий обод (цилиндрическую обечайку), покрытый слоем резины толщиной 10-15 мм с центральным дебалансным валом и двумя сателлитными дебалансными валами, соединенными с центральным дебалансным валом посредством зубчатых колес, диаметр которых в два раза больше диаметра зубчатого колеса сидящего на центральном де-балансном валу, при разнонаправленной ориентации дебалансов сателлитных валов дебаланс центрального вала смещен от вертикального нижнего направления на 120°.Known roller road roller combined action according to the patent of the Russian Federation on PM No. 160645, containing a rim (cylindrical shell), covered with a layer of rubber 10-15 mm thick with a central unbalanced shaft and two satellite unbalanced shafts connected to the central unbalanced shaft by gears, the diameter of which two times the diameter of the gear sitting on the central de-balance shaft, with the misaligned orientation of the unbalances of the satellite shafts, the unbalance of the central shaft is shifted from the lower vertical by board at 120 °.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.By the greatest number of similar features and achieved by using the result, this technical solution is selected as a prototype of the claimed invention.

Недостатки прототипа связаны в первую очередь с тем, что сдвиг фаз между максимальными значениями нормальных и касательных напряжений на контакте поверхности вальца с уплотняемым материалом значительно отличается от оптимального, полученного путем анализа поведения реологической модели уплотняемого материала, основные свойства которого характеризуются коэффициентом внутреннего трения, (В.Е. Кондаков. О вибрационном разжижении бетонной смеси при плоском напряженном состоянии. - Известия вузов, Строительство и архитектура, 1984 г., С. 55-60). В первом приближении, как следует из упомянутой работы, максимум касательных напряжений должен соответствовать минимуму нормальных напряжений при верхнем вертикально направленном движении вальца. Кроме того покрытие поверхности вальца резиной демпфирует колебания в вертикальном направлении.The disadvantages of the prototype are primarily associated with the fact that the phase shift between the maximum values of normal and tangential stresses at the contact of the drum surface with the material being compacted differs significantly from the optimal one obtained by analyzing the behavior of the rheological model of the material being compacted, the main properties of which are characterized by the coefficient of internal friction, (V .E. Kondakov, On Vibratory Liquefaction of Concrete Mixes under Plane Stress Condition - University Bulletin, Construction and Architecture, 1984, pp. 55-60 ) In a first approximation, as follows from the aforementioned work, the maximum tangential stresses should correspond to the minimum of normal stresses with the upper vertically directed movement of the drum. In addition, coating the roll surface with rubber dampens vibrations in the vertical direction.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, состоит в снижении энергозатрат на уплотнение материала, в повышении производительности и снижении веса вибрационного катка.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, consists in reducing energy consumption for compaction of the material, in increasing productivity and reducing the weight of the vibratory roller.

Для достижения указанного технического результата в комбинированном вальце вибрационного катка, содержащем центральный дебалансный вал с закрепленным на нем зубчатым колесом, входящим в зацепление с зубчатыми колесами вдвое большего диаметра закрепленными на двух сателлитных дебалансных валах, оси которых симметричны оси вальца, на центральном дебалансном валу размещены симметрично центру этого вала две дебалансных втулки, с закрепленными на них зубчатыми колесами соединенными цепными передачами с зубчатыми колесами вдвое большего диаметра, закрепленные на сателлитных дебалансных валах так, что при разнонаправленной ориентации дебалансов сателлитных валов дебалансы втулок и центрального дебалансного вала ориентированы вертикально вверх.To achieve the specified technical result, in a combined roller of a vibratory roller containing a central unbalanced shaft with a gear wheel fixed thereto, engaged in gears of twice the diameter fixed on two satellite unbalanced shafts, the axes of which are symmetrical to the axis of the drum, symmetrically placed on the central unbalanced shaft the center of this shaft is two unbalanced bushings, with gears fixed to them connected by chain gears with gears twice as large about the diameter, mounted on the satellite unbalanced shafts so that when the unbalanced orientation of the unbalances of the satellite shafts, the unbalances of the bushings and the central unbalanced shaft are oriented vertically upwards.

Отличительными признаками предлагаемой конструкции вальца от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, является оснащение центрального дебалансного вала двумя дебалансными втулками, установленными с возможностью вращения симметрично относительно центра вальца и соединенными цепными передачами с сателлитными валами, зубчатые колеса закрепленные на сателлитных валах имеют в двое больший диаметр, чем зубчатые колеса закрепленные на дебалансных втулках, ориентирование центров тяжести дебаланса центрального дебалансного вала и дебалансных втулок вертикально вверх при разнонаправленной ориентации дебалансов сателлитных валов.Distinctive features of the proposed design of the drum from the above known, closest to it, is to equip the central unbalanced shaft with two unbalanced bushings mounted rotatably symmetrically relative to the center of the drum and connected by chain gears with satellite shafts, gears mounted on satellite shafts have two larger diameter than gears fixed on unbalanced bushings, orientation of the centers of gravity of the unbalance of the central unbalanced shaft and unbalanced bushings vertically upward with multidirectional orientation of the unbalance of the satellite shafts.

Благодаря наличию этих признаков, валец вибрационного катка подвергается совместному воздействию крутильных и вертикально направленных колебаний, что наиболее эффективно способствует формированию наиболее плотной структуры уплотняемого материала.Due to the presence of these signs, the roller of the vibratory roller is subjected to the combined action of torsional and vertically directed vibrations, which most effectively contributes to the formation of the most dense structure of the material being compacted.

Предлагаемый комбинированный валец вибрационного катка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-5.The proposed combination roller of the vibratory roller is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-5.

На фиг. 1 показан горизонтальный разрез по оси центрального дебалансного вала при разнонаправленной ориентации дебалансов сателлитных валов.In FIG. 1 shows a horizontal section along the axis of the central unbalanced shaft with the multidirectional orientation of the unbalanced satellite shafts.

На фиг. 2-4 показаны вертикальные разрезы вальца, показывающие взаимное расположение зубчатых колес.In FIG. 2-4 are vertical sections of the roller showing the relative position of the gears.

На фиг. 5 - расположение дебалансов, соответствующее нулевой величине вертикальной вынуждающей силы.In FIG. 5 is an arrangement of unbalances corresponding to a zero value of a vertical driving force.

Комбинированный валец вибрационного катка содержит центральный дебалансный вал 1, дебалансные втулки 2, сателлитные дебалансные валы 3, зубчатое колесо 4, зубчатые колеса 5, зубчатые колеса 6, зубчатые колеса 7, цепная передача 8.The combined roller of the vibratory roller contains a central unbalanced shaft 1, unbalanced bushings 2, satellite unbalanced shafts 3, gear 4, gears 5, gears 6, gears 7, chain transmission 8.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом.The proposed design works as follows.

Вращение центрального дебалансного вала 1 через зубчатое колесо 4, входящее в зацепление с зубчатыми колесами 5, передается сателлитным дебалансным валам 3, вращающимся в одном направлении. Благодаря тому, что дебалансы валов 3 смещены по фазе на 180°, при их вращении возникает переменный по направлению крутящего момента, который передается обечайке вальца. Суммарный момент дебалансов втулок 2 равен моменту дебаланса центрального вала 1. Дебалансные втулки 2 приводятся во вращение с помощью цепной передачи 8 у которой ведущие зубчатые колеса 7, закрепленные на сателлитных дебалансных валах 3, в два раза больше ведомых зубчатых колес 6 закрепленных на втулках 2.The rotation of the central unbalanced shaft 1 through the gear 4, which engages with the gears 5, is transmitted to the satellite unbalanced shafts 3, rotating in one direction. Due to the fact that the unbalances of the shafts 3 are 180 ° out of phase, when they rotate, an alternating direction of torque appears, which is transmitted to the side of the drum. The total moment of unbalance of the bushings 2 is equal to the moment of the unbalance of the central shaft 1. The unbalanced bushings 2 are driven by a chain gear 8 in which the driving gears 7, mounted on the satellite unbalanced shafts 3, are two times larger than the driven gears 6 mounted on the bushings 2.

Благодаря соединению зубчатых колес 6 и зубчатых колес 7 с помощью цепной передачи 8 вращение втулок 2 происходит в противоположном направлении по отношению к вращению центрального дебалансного вала 1, вследствие чего обечайке вальца передаются вертикально направленные колебания, взаимодействие которых с крутильными колебаниями наиболее эффективно с точки зрения энергозатрат и веса уплотняющих машин.Due to the connection of the gears 6 and gears 7 using a chain gear 8, the rotation of the bushings 2 occurs in the opposite direction with respect to the rotation of the central unbalanced shaft 1, as a result of which vertically directed vibrations are transmitted to the drum shell, the interaction of which with torsional vibrations is most effective from the point of view of energy consumption and the weight of the sealing machines.

Claims (1)

Комбинированный валец вибрационного катка, содержащий центральный дебалансный вал 1 с закрепленным на нем зубчатым колесом 4, входящим в зацепление с зубчатыми колесами 5 вдвое большего диаметра и закрепленными на двух сателлитных дебалансных валах 3, оси которых симметричны оси вальца, отличающийся тем, что на центральном дебалансном валу 1 размещены симметрично центру этого вала две дебалансных втулки 2, с закрепленными на них зубчатыми колесами 6, соединенными цепными передачами с зубчатыми колесами 7 вдвое большего диаметра, закрепленные на сателлитных дебалансных валах 3 так, что при разнонаправленной ориентации дебалансов сателлитных валов 3 дебалансы втулок 2 и центрального дебалансного вала 1 ориентированы вертикально вверх.A combined roller of a vibratory roller containing a central unbalanced shaft 1 with a gear wheel 4 fixed therein, engaged in gears of twice the diameter and fixed on two satellite unbalanced shafts 3, the axes of which are symmetrical to the roller axis, characterized in that on the central unbalanced shaft two unbalanced bushings 2 are placed symmetrically to the center of the shaft 1, with gears 6 fixed to them, connected by chain transmissions with gears 7 twice the diameter, fixed s on satellite unbalanced shafts 3 so that the multidirectional orientation of the shaft 3, the unbalance of the unbalance satellite sleeves 2 and central unbalance shaft 1 are oriented vertically upwards.

Images