2. Машины статического действия

К машинам статического действия относят прицепные, по- луприцепные и самоходные катки. Рабочими органами катков являются металлические вальцы (гладкие, кулачковые, решетча­тые) или колеса с пневматическими шинами. Вследствие просто­ты и экономичности эти машины получили наибольшее распро­странение.

Катки с гладкими вальцами применяют давно, начиная со средних веков, главным образом для уплотнения несвязных грун­тов. Однако в настоящее время вследствие малой глубины уплот­нения (до 20 см) эти катки применяют в основном в качестве ра­бочих органов вибрационных машин.

Рабочий процесс катков с гладкими вальцами состоит в многократном перекатывании вальцов по поверхности уплотняе­мого грунта, т.е. цикличном воздействии на него. Деформации и связанное с ними уплотнение происходят в результате давления, создаваемого силой тяжести вальцев.

Э ффективным средством уп­лотнения связных грунтов явля­ются кулачковые катки. В отли­чие от катков с гладкими вальцами на их поверхности имеются бандажи с укрепленны- ми на них кулачками (рис.3.29). Каждый бандаж состоит из 2-3 частей, соединяемых болтами. Кулачки размещают на ловерхно- Рис.3.29. Кулачковый каток _сти катка в шахматном порядке.

В начале работы кулички полностью погружаются в грунт, в связи с чем в контакт с его поверхностью может входить и валец катка. При погружении ку­лачков под каждым из них образуется уплотненное ядро, как бы упирающееся в плотное основание. Так как на поверхности валь­ца имеется много кулачков (20-25 шт. на 1 м²), после прохода катка по поверхности грунта на нем остается соответствующее число ядер, расположенных в шахматном порядке.

При последующих проходах катка грунт уплотняется в промежутках между ядрами. При каждом проходе кулачки по­гружаются в грунт на меньшую глубину, и между поверхностью грунтового слоя и вальцем катка образуется увеличивающийся просвет, указывающий на уплотнение укатываемого слоя. Харак­терные углубления, создаваемые кулачками на поверхности грун­та, способствуют сдавливанию укатываемых слоев в единый мас­сив и повышают качество его уплотнения.

Прицепные кулачковые катки используют как по одному, так и в сцепе нескольких. При сцепе из двух катков иногда пер­вым устанавливают кулачковый, а вторым — гладкий. Для дос­тижения необходимого уплотнения грунта кулачковые катки пе­ремещаются по одному месту обычно до шести-восьми раз.

Кулачковыми катками уплотняют только связные грунты. Для уплотнения как связных, так и несвязных грунтов использу­ют катки на пневматических шинах, имеющие несколько колес, установленных в один ряд (рис.3.30).

Предусматривают жесткие и независимые подвески колес. У катков с жесткой подвеской ось колес укрепляют на продольных балках рамы, которую размещают обычно над колесами. На раме устанавливают кузов для балласта. Основной недостаток катков такой конструкции — перегрузка отдельных колес при движении

катков по неровной по­верхности. В результате укатываемая полоса не­равномерно уплотняется по ширине, а отдельные элементы катка перегру­жаются. Этих недостатков не имеют катки с незави­симой подвеской колес, при которой каждое коле­со может перемещаться в вертикальной плоскости независимо от остальных. Каждая секция таких катков жестко

с

Рис.3.30. Каток на пневмошинах: 1 — сцепное устройство;

2 — балластные ящики; 3 — рама; 4 — пневмоколеса

вязана с балластным ящиком или платформой. Балластом могут служить грунт или бетонные блоки.

Контактные давления на поверхности грунта, а следова­тельно, и характер напряженного состояния под колесами опре­

деляются размерами шин, давлением воздуха в них и нагрузкой на колесо. Эти параметры и являются главными.

Пневматические шины имеют сравнительно небольшую ши­рину, поэтому при уплотнении грунт под ними отжимается в сто­рону. Воспрепятствовать отжатию может боковая пригрузка, ко­торую создают соседние колеса, причем тем эффективнее, чем будет меньшим зазор между ними. Поэтому колеса нужно ставить ближе друг к другу. Однако при слишком частом расположении колес увеличивается их количество при постоянной ширине поло­сы уплотнения. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на каждое колесо.