RU203785U1

RU203785U1 - Road Roller Vibrator

Info

Publication number: RU203785U1
Application number: RU2020140302U
Authority: RU
Inventors: Виктор Сергеевич Серебренников
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2021-04-21

Abstract

Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожно-строительных материалов. Задачей полезной модели является повышение эффективности работы вибрационного катка и снижение энергоемкости процесса уплотнения дорожно-строительных материалов за счет возможности регулирования в широком диапазоне величины и направления результирующего вектора вынуждающей силы. Указанный технический результат достигается тем, что крутящий момент от двигателя или гидромотора передается через шестерню бортовую 1 и резинометаллические амортизаторы 2 вальцу 3, обеспечивая поступательное движение катка. Одновременно через шкив 4, установленный на приводном валу 5, через муфту упругую 6 крутящий момент передается вибрационным валам 7 со съемными дебалансами 8, которые установлены на подшипниках 9 в цапфах внешнего 10 и внутреннего 11 диска и соединены между собой шестернями приводными 12. Вибрационные валы равномерно расположены по периметру вальца под углом 120° относительно друг друга, вращаются с одинаковой частотой в направлении, противоположном направлению вращения центрального дебалансного вала.Изменяя взаимное расположение дебалансов, их количество и частоту вращения, можно регулировать величину и направление результирующего вектора вынуждающей силы. Эта конструктивная особенность позволяет интенсифицировать процесс уплотнения дорожно-строительных материалов, снизить его энергоемкость и существенно расширить границы применения предлагаемого вибровальца дорожного катка. 3 ил.The utility model relates to road-building equipment and is intended for compacting road-building materials. The task of the utility model is to increase the efficiency of the vibratory roller and reduce the energy consumption of the compaction process of road building materials due to the possibility of regulating in a wide range of the magnitude and direction of the resulting vector of the driving force. The specified technical result is achieved by the fact that the torque from the engine or hydraulic motor is transmitted through the side gear 1 and rubber-metal shock absorbers 2 to the drum 3, providing the translational movement of the roller. At the same time, through the pulley 4, mounted on the drive shaft 5, through the elastic coupling 6, the torque is transmitted to the vibration shafts 7 with removable unbalances 8, which are mounted on bearings 9 in the journals of the outer 10 and inner disc 11 and are interconnected by the drive gears 12. The vibration shafts are evenly are located along the perimeter of the drum at an angle of 120 ° relative to each other, rotate with the same frequency in the direction opposite to the direction of rotation of the central unbalanced shaft. By changing the relative position of the unbalances, their number and rotation frequency, it is possible to adjust the magnitude and direction of the resulting vector of the driving force. This design feature makes it possible to intensify the process of compaction of road-building materials, reduce its energy consumption and significantly expand the scope of application of the proposed vibratory drum of a road roller. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к дорожно-строительной технике и предназначена для уплотнения дорожно-строительных материалов.The utility model relates to road construction equipment and is intended for compacting road construction materials.

Известен дорожный виброкаток [Пат. RU 2724157 С1], содержащий переднюю полураму, цилиндрический валец, валы внутри вальца, расположенные соосно, два основных дебаланса общей радиальной вибрации, закрепленные на валах, оси которых совпадают с геометрической осью вальца, дебалансы идентично ориентированы для синхронной работы, подшипники качения, резинометаллические амортизаторы, в которых согласно изобретению валец снабжен дополнительной парой дебалансов, закрепленных соответственно на валах, при этом дополнительные дебалансы синхронно ориентированы друг относительно друга и установлены относительно основной пары дебалансов с углом рассогласования 90°. Недостатком устройства является сложность конструкции и недостаточно высокая энергоемкость.Known road vibratory roller [US Pat. RU 2724157 C1], containing a front half-frame, a cylindrical drum, shafts inside the drum, located coaxially, two main unbalances of the total radial vibration, fixed on shafts, the axes of which coincide with the geometric axis of the drum, the unbalances are identically oriented for synchronous operation, rolling bearings, rubber-metal shock absorbers , in which, according to the invention, the drum is equipped with an additional pair of weights, respectively fixed on the shafts, while the additional weights are synchronously oriented relative to each other and installed relative to the main pair of weights with a misalignment angle of 90 °. The disadvantage of the device is the complexity of the design and insufficiently high energy consumption.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является осцилляторно-вибрационный валец дорожного катка [Пат. RU 160645 U1], в котором валец дорожного катка комбинированного действия, содержащий обод, покрытый слоем резины толщиной 10-15 мм снабжен двумя оппозитно расположенными дебалансными валами со смещенными на 180° эксцентриковыми массами, и третьим дебалансным валом, при этом эксцентриковая масса центрального дебалансного вала смещена на 120° по отношению к эксцентриковым массам оппозитно расположенных дебалансных валов, частота вращения центрального вала в два раза выше частоты вращения крайних дебалансных валов. Таким образом, в момент максимальных крутильных силовых импульсов создается максимальная загрузка вальца от вынуждающей силы, создаваемой центральным дебалансным валом, что позволяет повысить эффективность уплотнения дорожно-строительных материалов.Of the known technical solutions, the closest in technical essence is the oscillatory-vibration drum of a road roller [US Pat. RU 160645 U1], in which the drum of a road roller of combined action, containing a rim covered with a layer of rubber 10-15 mm thick, is equipped with two opposed unbalance shafts with eccentric masses shifted by 180 °, and a third unbalance shaft, while the eccentric mass of the central unbalance shaft displaced by 120 ° with respect to the eccentric masses of oppositely located unbalanced shafts, the rotational speed of the central shaft is two times higher than the rotational speed of the extreme unbalanced shafts. Thus, at the moment of maximum torsional force impulses, the maximum loading of the drum is created from the driving force created by the central unbalanced shaft, which makes it possible to increase the efficiency of compaction of road building materials.

Однако в конструкции вальца нет возможности изменять величину и направление результирующего вектора вынуждающей силы вибровозбудителя, что имеет большое значение при уплотнении слоев дорожно-строительных материалов различной плотности и толщины.However, in the design of the roller it is not possible to change the magnitude and direction of the resulting vector of the driving force of the vibration exciter, which is of great importance when compaction of layers of road-building materials of different density and thickness.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы вибрационного катка и снижение энергоемкости процесса уплотнения дорожно-строительных материалов за счет возможности регулирования в широком диапазоне величины и направления результирующего вектора вынуждающей силы вибровозбудителя. The task of the utility model is to increase the efficiency of the vibratory roller and reduce the energy consumption of the compaction process of road-building materials due to the possibility of regulating in a wide range of the magnitude and direction of the resulting vector of the driving force of the vibration exciter.

Указанный технический результат достигается тем, что вибровалец дорожного катка, содержащий внутренний и внешний диск, в цапфах которого на подшипниках установлены вибрационные валы с съемными дебалансами, соединенные зубчатой передачей, равномерно расположенные по периметру вальца под углом 120° относительно друг друга, вращающиеся с одинаковой частотой, но в противоположных направлениях. Такая конструкция позволяет регулировать направление и величину результирующего вектора вынуждающей силы путем изменения взаимного расположения дебалансов, их количества и частоты вращения. Возможность наклонять результирующий вектор вынуждающей силы от 0 до 90° относительно вертикали играет особую роль при уплотнении тонких слоев дорожно-строительных материалов, а также при работе виброкатка на мостах, путепроводах, вблизи жилых домов и подземных коммуникаций. Кроме того, изменяя наклон вектора вынуждающей силы, можно регулировать силовое воздействие на уплотняемый материал, устанавливая максимальное (вертикально направленное) значение на начальной стадии и минимальное (близкое к горизонтальному) – в конце уплотнения, когда материал становится достаточно плотным и возникает риск разрушения его минеральных компонентов чрезмерными усилиями. Известно также, что дорожно-строительный материал легче деформируется при приложении нагрузки под углом, равным или близким к углу его внутреннего трения. Таким образом, грамотно управляя результирующим вектором вынуждающей силы вибровозбудителя, можно снижать энергоемкость уплотнения материалов.The specified technical result is achieved by the fact that a vibratory drum of a road roller, containing an inner and an outer disk, in the trunnions of which vibrating shafts with removable unbalances are mounted on bearings, connected by a gear transmission, evenly spaced along the perimeter of the drum at an angle of 120 ° relative to each other, rotating at the same frequency but in opposite directions. This design allows you to adjust the direction and magnitude of the resulting vector of the driving force by changing the relative position of the unbalances, their number and rotation frequency. The ability to tilt the resulting vector of the driving force from 0 to 90 ° relative to the vertical plays a special role when compacting thin layers of road-building materials, as well as when operating a vibratory roller on bridges, overpasses, near residential buildings and underground utilities. In addition, by changing the slope of the driving force vector, it is possible to regulate the force effect on the compacted material, setting the maximum (vertically directed) value at the initial stage and the minimum (close to horizontal) at the end of the compaction, when the material becomes dense enough and there is a risk of destruction of its mineral components by excessive efforts. It is also known that road building material deforms more easily when a load is applied at an angle equal to or close to its internal friction angle. Thus, by competently controlling the resulting vector of the driving force of the vibration exciter, it is possible to reduce the energy consumption of materials compaction.

Полезная модель поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 приведено продольное сечение вальца А-А, на фиг. 2 – вид вальца сбоку Б, на фиг. 3 – взаимное расположение съемных дебалансов на вибрационных валах в широком диапазоне 0-360°. The utility model is illustrated by the following description and the accompanying drawings, where FIG. 1 shows a longitudinal section of the roller A-A, FIG. 2 is a side view of the roller B, FIG. 3 - mutual arrangement of removable weights on vibration shafts in a wide range of 0-360 °.

Рабочий режим вибрационного механизма вальца осуществляется следующим образом. Крутящий момент от двигателя или гидромотора передается через шестерню бортовую 1 и резинометаллические амортизаторы 2 вальцу 3, обеспечивая поступательное движение катка. Одновременно через шкив 4, установленный на приводном валу 5, через муфту упругую 6 крутящий момент передается вибрационным валам 7 со съемными дебалансами 8, которые установлены на подшипниках 9 в цапфах внешнего 10 и внутреннего 11 диска и соединены между собой шестернями приводными 12. Вибрационные валы равномерно расположены по периметру вальца под углом 120° относительно друг друга, вращаются с одинаковой частотой в направлении, противоположном направлению вращения центрального дебалансного вала 13. The operating mode of the vibration mechanism of the drum is as follows. The torque from the engine or hydraulic motor is transmitted through the side gear 1 and rubber-metal shock absorbers 2 to the drum 3, providing the forward movement of the roller. At the same time, through the pulley 4, mounted on the drive shaft 5, through the elastic coupling 6, the torque is transmitted to the vibration shafts 7 with removable unbalances 8, which are mounted on bearings 9 in the journals of the outer 10 and inner disc 11 and are interconnected by the drive gears 12. The vibration shafts are evenly are located along the perimeter of the drum at an angle of 120 ° relative to each other, rotate with the same frequency in the direction opposite to the direction of rotation of the central unbalanced shaft 13.

В результате суммарного взаимодействия вынуждающих сил от вибрационных валов образуется результирующий вектор силового воздействия вибровальца на уплотняемый материал. При этом, изменяя количество и взаимное расположение дебалансов 8 (фиг. 3) на вибрационных валах в диапазоне 0-360°, можно менять направление результирующего вектора, а величина вынуждающей силы регулируется частотой вращения приводного вала 5 и количеством установленных дебалансов 8.As a result of the total interaction of the driving forces from the vibrating shafts, the resulting vector of the force action of the vibratory drum on the compacted material is formed. At the same time, by changing the number and relative position of the unbalances 8 (Fig. 3) on the vibration shafts in the range of 0-360 °, it is possible to change the direction of the resulting vector, and the magnitude of the driving force is regulated by the rotational speed of the drive shaft 5 and the number of installed unbalances 8.

Предложенная конструкция вибровальца дорожного катка позволяет интенсифицировать процесс уплотнения дорожно-строительных материалов, снизить его энергоемкость, а также существенно расширить границы эффективного применения вибрационных режимов уплотнения при строительстве объектов транспортной инфраструктуры.The proposed design of the vibratory drum of a road roller allows to intensify the process of compaction of road-building materials, to reduce its energy consumption, and also to significantly expand the boundaries of the effective use of vibration modes of compaction in the construction of transport infrastructure facilities.

Claims

Vibratory drum of a road roller, containing inner and outer disks, in the trunnions of which vibration shafts with removable weights are mounted on bearings, connected by a gear transmission, characterized in that it contains vibration shafts evenly spaced along the perimeter of the drum at an angle of 120 ° relative to each other, and a central unbalance shaft, while the central unbalance shaft and vibration shafts are made rotating at the same frequency, but in opposite directions, while it is possible to change the number and relative position of unbalances on the vibration shafts.