Лабораторная работа № 9 Изучение устройства и определение производительности дорожных катков

Задание к лабораторной работе

1. Изучить назначение, классификацию, устройство и рабочий процесс дорожных катков.

2. Вычертить принципиальную схему дорожного катка.

3. Определить эксплуатационную производительность катка по исходным данным согласно варианта (табл. 9.1).

Таблица 9.1

Параметры	Варианты задания
	1	2	3	4	5	6
Тип	трехвальцовый двухосный		двухвальцовый двухосный		трехвальцовый трехосный
Уплотняемый материал	гравий	щебень	асфальто-бетон	гравий	щебень	асфальтобетон
Ширина уплотняемой полосы В, м	6	7	7,5	8	10	12
Число проходов n по одному следу	50	35	25	60	45	30
Средняя скорость движения катка V, км/ч	2,73	1,94	3,25	7	3,25	2,35

Дорожные катки предназначены для уплотнения грунтов, гравийных и щебеночных оснований, а также асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог.

В рабочих органах катков используются укатки и виброуплотнения.

При уплотнении путем укатки по поверхности уплотняемого слоя перекатывается валец. Под действием его силы тяжести слой материала приобретает остаточную деформацию, которая по мере увеличения плотности уменьшается, и к концу укатки приближает­ся к нулю. Дальнейшее увеличение плотности материала может быть достигнуто лишь Увеличением нагрузки на валец.

Сущность виброуплотнения сводится к тому, что колеблющаяся с большой частотой масса сообщает кинетическую энергию части­цам материала, расположенным в зоне действия вибратора, и при­водит их в колебательное состояние. Разные по крупности и массе частицы получают различные ускорения, взаимно перемещаются, и поры между крупными частицами заполняются более мелкими; при этом достигается увеличение плотности материала.

Уплотнение материалов укаткой при устройстве дорожных ос­нований и покрытий осуществляется самоходными кат­ками, которые могут быть с гладкими металлическими вальцами, вальцами в виде пневматических шин или с комбинированными рабочими органами (пневмоколесами, гладким вибровальцом).

По числу осей и вальцов различают катки:

1. одноосные одновальцовые с поддерживающими вальцами (колесами) или без них;

2. двухосные двухвальцовые с одним или двумя ведущими вальцами;

3. двухосные трехвальцовые;

4. двухосные трехвальцовые с дополнительным вальцом малого диаметра;

5. трехосные трехвальцовые с одним или тремя ведущими вальцами.

Дорожный каток трехвальцовый двухосный (рис. 9.1) состоит из следующих сборочных единиц: рамы 1, двигателя 2, трансмиссии, ведущего 3 и ведомого 4 вальцов, рулевого управления 5, систем очистки 6 (скребков) и смачивания рабочей поверхности вальцов 7 (баки с водой).

Трансмиссия катка – гидромеханическая и состоит из компенсирующей муфты 8, гидротрансформатора 9, коробки передач 10 с реверсивным механизмом 11, редуктора, дифференциала и бортовой передачи.

Реверсивный механизм 11 (реверс) служит для быстрого (1...1,5 с) и плавного изменения направления движения катка. Плавность начала движения катка в любом направлении необходима для устранения пробуксовки. Вальцы катка 3 и 4 выполняются цельнолитыми из чугуна или стали, а также сварными, состоящими из обода, дисков и ступицы. Для снижения расхода металла вальцы изготавливают полыми, а увеличение их массы обеспечивается заполнением полостей водой или песком.

Рис. 9.1. Моторный каток трехвальцовый двухосный:

1 – рама; 2 – двигатель; 3 – ведущий валец; 4 – ведомый валец; 5 – рычаг

рулевого управления; 6 – скребки; 7 – бак с водой;8 - компенсирующая муфта;

9 – гидротрансформатор; 10 – коробка передач-; 11 – реверсивный механизм

Передний направляющий валец 4 выполнен разрезным, состоящим из двух одинаковых по длине частей. Это позволяет при поворотах каждой части вращаться со своей скоростью, что уменьшает сдвиги уплотняемого материала, улучшает ровность его поверхности и уменьшает сопротивление повороту.

Передний валец 4 прикреплен к раме продольным шарниром, что позволяет ему наклоняться в вертикальной плоскости на угол до 35° при наездах на неровности.

Диаметр ведущих вальцов 3 в 1,3 раза больше диаметра направляющего вальца 4, поэтому они воспринимают не менее двух третей силы тяжести катка. Большой диаметр ведущих вальцов 3 улучшает качество укатки и дает возможность легко преодолевать встречающиеся сопротивления.

Задние вальцы 3 располагают так, что они перекрывают след переднего вальца примерно на 100 мм с каждой стороны. Для очистки вальцов и предохранения их от налипания уплотняемого материала они имеют скребки 6 и смачивающие устройства 7. Скребки 6 представляют собой стальные пластинки, закрепленные на рычагах, которые пружинами 12 прижимаются к поверхности вальцов. Смачивающая система 7 состоит из двух баков, из которых вода или эмульсия через краны и трубопроводы поступает к трубкам с отверстиями, равномерно распределяющими жидкость по рабочим поверхностям вальцов.

Рулевое управление катка 5 – механическое с ручным приводом.

Кинематическая схема катка с гидромеханической трансмиссией представлена на рисунке 9.2.

Рис. 9.2. Кинематическая схема катка с гидромеханической трансмиссией:

1 – направляющий валец; 2 – гидроцилиндр; 3 – двигатель; 4 – компенсационная муфта; 5 – гидротрансформатор; 6 – коробка передач; 7 – ведущий валец;

8 – бортовая передача; 9 – муфта блокировки дифференциала;

10 – дифференциал; 11 – редуктор; 12 – тормоз; 13 – карданная передача

Эксплуатационную производительность самоходных катков П_э (м²/ч) определяют по формуле

где В – ширина уплотняемой полосы, м;

b.–..ширина перекрытия укладываемой полосы при последующих проходах катка (b = 0,15…0,2 м);

– средняя скорость движения катка, км/ч;

п – необходимое число проходов катка (при уплотнении асфальтобетона n = 25…30; щебеночных оснований n = 40…60).