RU2724157C1 - Vibrating pavement roller - Google Patents

Vibrating pavement roller Download PDF

Info

Publication number
RU2724157C1
RU2724157C1 RU2019116221A RU2019116221A RU2724157C1 RU 2724157 C1 RU2724157 C1 RU 2724157C1 RU 2019116221 A RU2019116221 A RU 2019116221A RU 2019116221 A RU2019116221 A RU 2019116221A RU 2724157 C1 RU2724157 C1 RU 2724157C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unbalances
roller
shafts
pair
main
Prior art date
Application number
RU2019116221A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Никитич Тарасов
Ирина Владимировна Бояркина
Виктор Сергеевич Серебренников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)"
Priority to RU2019116221A priority Critical patent/RU2724157C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2724157C1 publication Critical patent/RU2724157C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/282Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows self-propelled, e.g. with an own traction-unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: vibrating pavement roller comprises a front half-frame, a cylindrical roller, shafts inside the roller, two main unbalance units of common radial vibration, fixed on shafts, axes of which coincide with geometrical axis of roll, unbalances are identically oriented for synchronous operation, rolling bearings, rubber-metal shock-absorbers. In addition, the vibrator is equipped with a second pair of eccentric masses, respectively fixed on coaxial shafts, connected by cardan shaft, additional unbalances are synchronously oriented relative to each other and installed relative to the main pair of eccentric masses with mismatch angle of 90 degrees.EFFECT: invention relates to rollers for compaction of soils and materials during road construction.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и аэродромов, а именно к дорожным вибрационным каткам для уплотнения грунтов и материалов.The invention relates to the construction of roads and airfields, namely, road vibratory rollers for compaction of soils and materials.

Известен дорожный виброкаток [см., например, патент RU №2301861 МПК Е01С 19/28, опубликованный 27.06.2007, Бюл. №18] [1], который содержит переднюю полураму, валец, разделенный на три секции, расположенные на одном коленчатом валу. Три секции вальца реализуют сложенный режим уплотнения грунта. Крайние и средняя секции вальца работают в противофазе, т.е. с углом рассогласования 180 градусов. Когда средняя секция вальца движется вниз, т.е. уплотняет материал, крайние секции движутся вверх, совершают холостой процесс. Таким образом, осуществляется уплотнение материалов и грунтов тремя согласованно работающими секциями. Недостатком устройства [1] является сложная конструкция вальца и недостаточная производительность катка.Known road vibratory roller [see, for example, patent RU No. 2301861 IPC E01C 19/28, published on 06.27.2007, Bull. No. 18] [1], which contains a front half frame, a roller divided into three sections located on one crankshaft. Three sections of the roller realize a complex mode of compaction of the soil. The extreme and middle sections of the drum operate in antiphase, i.e. with a mismatch angle of 180 degrees. When the middle section of the drum moves down, i.e. compacts the material, the extreme sections move upwards, complete the idle process. Thus, the compaction of materials and soils by three coordinated working sections. The disadvantage of the device [1] is the complex design of the drum and insufficient performance of the roller.

Известен также виброкаток [патент RU №2405881, Кл. Е01С 19/28, опубликованный 10.12.2010, Бюл. №34] [2], в котором валец выполнен в виде двух секций с возможностью* вращения на коленчатом валу, что дает возможность совершать каждой секцией вибровальца вертикальные движения в противофазе. При движении одной секции вниз совершается рабочий ход уплотнения материала, вторая секция совершает холостое перемещение вверх. Недостатком устройства [2] является сложная конструкция коленчатого вала привода вращений секций вибровальца.Also known vibratory rollers [patent RU No. 2405881, CL. ЕСС 19/28, published on December 10, 2010, Bull. No. 34] [2], in which the roller is made in the form of two sections with the possibility of * rotation on the crankshaft, which makes it possible to make vertical movements in antiphase with each section of the vibratory roller. When one section moves downward, a working course of compaction of the material takes place, the second section idles upward. The disadvantage of the device [2] is the complex design of the crankshaft drive rotations of the sections of the vibratory roll.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство [патент RU №2647537 С1, опубл. 16.03.2018, Бюл. №8] [3], содержащее переднюю полураму, валец, вал внутри вальца с закрепленными на нем тремя небалансами общей радиальной вибрации. Два крайних дебаланса, расположенных слева и справа, ориентированы относительно друг друга с углом рассогласования 180 градусов, а средний дебаланс ориентирован относительно других дебалансов с углом 90 градусов. Устройство [3] совершает вертикальные колебания, чередующиеся последовательно с поперечными колебаниями вальца.Closest to the proposed invention is a device [patent RU No. 2647537 C1, publ. 03/16/2018, Bull. No. 8] [3], containing a front half frame, a roller, a shaft inside the roller with three unbalances of general radial vibration fixed on it. The two extreme unbalances located left and right are oriented relative to each other with a mismatch angle of 180 degrees, and the average unbalance is oriented relative to other unbalances with a 90 degree angle. The device [3] performs vertical oscillations, alternating sequentially with transverse vibrations of the roller.

Общим недостатком современных виброкатков является использование дебалансов общей радиальной вибрации, рабочий цикл которых содержит рабочую и холостую фазы периода одного цикла.A common drawback of modern vibratory rollers is the use of unbalances of total radial vibration, the duty cycle of which contains the working and idle phases of the period of one cycle.

В течение одного полупериода цикла вибрации совершается рабочий процесс - уплотнение материала, а вторая часть полупериода является холостой. Поэтому только половина рабочего времени дорожного катка используется для совершения полезной работы уплотнения материала.During one half-cycle of the vibration cycle, a working process is performed - compaction of the material, and the second half of the half-cycle is idle. Therefore, only half of the working time of the road roller is used to perform the useful work of compaction of the material.

Технический результат предложенного изобретения заключается в использовании дополнительных дебалансов, которые выполняют рабочий процесс с фазовым рассогласованием 90 градусов одновременно с основными дебалансами и уменьшают временя холостой фазы процесса основных дебалансов.The technical result of the proposed invention consists in the use of additional unbalances, which perform a work process with a phase mismatch of 90 degrees simultaneously with the main unbalances and reduce the idle time of the process of the main unbalances.

Задачей изобретения является повышение интенсивности колебательного процесса вибровальца за счет совмещения в одном рабочем цикле вибровозбудителя возбуждения, создаваемого основными дебалансами и дополнительными дебалансами, установленными на валах с фазовым рассогласование на угол 90 градусов с основными дебалансами.The objective of the invention is to increase the intensity of the oscillatory process of the vibratory roll due to combining in one working cycle of the vibration exciter generated by the main unbalances and additional unbalances installed on the shafts with phase mismatch at an angle of 90 degrees with the main unbalances.

Поставленная задача изобретения решена тем, что дорожный виброкаток, 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 градусов.The object of the invention is solved in that the road vibratory roller comprising a front half frame, a cylindrical roller, shafts inside the roller, located coaxially, two main unbalances of the total radial vibration, mounted on shafts whose axes coincide with the geometric axis of the roller, the unbalances are identically oriented for synchronous operation, rolling bearings, rubber-metal shock absorbers, in which, according to the invention, the roller is equipped with an additional pair of unbalances mounted respectively on the shafts, while the additional unbalances are synchronously oriented relative to each other and installed relative to the main pair of unbalances with a 90 degree mismatch angle.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид дорожного катка, на фиг. 2 показан разрез вибровальца, на фиг. 3 представлена работа основного и дополнительного дебалансов на левом валу в режиме совместного уплотнения грунта и материала на 1/4 периода вращения дебалансов; на фиг. 4 представлена работа основного и дополнительного дебалансов на правом валу в режиме совместного уплотнения грунта и материала на 1/4 периода вращения дебалансов.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the road roller; FIG. 2 shows a section of a vibratory roll; FIG. 3 shows the work of the main and additional unbalances on the left shaft in the mode of joint compaction of soil and material for 1/4 of the period of rotation of the unbalances; in FIG. 4 shows the work of the main and additional unbalances on the right shaft in the mode of joint compaction of soil and material for 1/4 of the period of rotation of the unbalances.

На фиг. 1, 2, 3, 4 показаны следующие позиции дорожного виброкатка: 1 - передняя полурама; 2 - задняя полурама; 3 - ходовой механизм; 4 - валец; 5, 6 - соответственно левый и правый вибровал; 7, 8 - подшипник вибровальца; 9 - карданный вал; 10, 11 - основная пара дебалансов, 12, 13 - дополнительная пара дебалансов; 14 - гидромотор привода вращения вибровалов с дебалансами; 15 - гидромотор поступательного движения вальца; 16 - резинометаллические амортизаторы; 17 - соединительная муфта привода вальца.In FIG. 1, 2, 3, 4 the following positions of the road vibratory roller are shown: 1 - front half frame; 2 - back half frame; 3 - running gear; 4 - drum; 5, 6 - respectively, the left and right vibrated; 7, 8 - vibration roll bearing; 9 - driveshaft; 10, 11 - the main pair of unbalances, 12, 13 - an additional pair of unbalances; 14 - a hydraulic motor for rotating vibration shafts with unbalances; 15 - hydraulic motor translational movement of the drum; 16 - rubber-metal shock absorbers; 17 - coupling drive roller.

Валы 5, 6 расположены на геометрической оси вибровальца 4 и опираются на подшипники качения. На фиг. 2 гидромотор 15 передает крутящий момент через резинометаллические амортизаторы 16 вальцу 4, обеспечивая поступательное перемещение катка. Одновременно гидромотор 14 осуществляет вращение вала 5 с дебалансами 10, 12 и при помощи карданного вала 9 обеспечивает вращение вала 6 с дебалансами 11, 13.The shafts 5, 6 are located on the geometric axis of the vibratory roll 4 and are supported by rolling bearings. In FIG. 2, the hydraulic motor 15 transmits torque through the rubber-metal shock absorbers 16 of the roller 4, providing translational movement of the roller. At the same time, the hydraulic motor 14 rotates the shaft 5 with unbalances 10, 12 and, with the help of the cardan shaft 9, rotates the shaft 6 with unbalances 11, 13.

При поступательном перемещении катка и одновременном вращении основных дебалансов 10, 11 возникают динамические возбуждающие силы Р∂1 (фиг. 3) и Р∂2 (фиг. 4).With the translational movement of the roller and the simultaneous rotation of the main unbalances 10, 11, dynamic exciting forces P ∂1 (Fig. 3) and P ∂2 (Fig. 4) arise .

Все дебалансы закреплены на валах 5, 6 и вращаются с одинаковой угловой скоростью ω. В положении, указанном на фиг. 3 и фиг. 4, силы Р∂1, Р∂2 вертикальные и имеют максимальное значение проекции на вертикальную ось z (см. фиг. 3). При повороте небаланса из указанного положения проекции сил Р∂1, Р∂2 на ось z уменьшаются Р∂1z≤Р∂1; Р∂2z≤Р∂2 от номинального значения до нуля. На фиг. 3 показаны силы

Figure 00000001
Figure 00000002
которые являются динамическими силами дебалансов при повороте валов на угол ϕ.All unbalances are mounted on shafts 5, 6 and rotate with the same angular velocity ω. In the position indicated in FIG. 3 and FIG. 4, the forces P ∂1 , P ∂2 are vertical and have a maximum projection value on the vertical z axis (see Fig. 3). When the unbalance is rotated from the indicated position of the projection of the forces P ∂1 , P ∂2 onto the z axis, P ∂1z ≤P ∂1 decreases ; P ∂2z ≤P ∂2 from the nominal value to zero. In FIG. 3 shows forces
Figure 00000001
Figure 00000002
which are the dynamic forces of unbalances when the shafts rotate through an angle ϕ.

Одновременно возбуждающие силы Р∂3 и Р∂4 второй пары дебалансов 12, 13 (фиг. 3) входят в рабочую зону и их проекции Р∂3z, Р∂4z, направленные вниз, увеличиваются от нулевого значения до номинального при повороте валов 5, 6 на 90 градусов.At the same time, the driving forces P ∂3 and P ∂4 of the second pair of unbalances 12, 13 (Fig. 3) enter the working area and their projections P ∂3z , P ∂4z , directed downward, increase from zero to the nominal value when turning the shafts 5, 6 to 90 degrees.

Таким образом, силы вертикального уплотняющего воздействия дебалансов Р∂1z и P∂3z снижаются, а рабочее уплотняющее воздействие Р∂3z, P∂4z возрастают при повороте валов на угол 90 градусов. Суммарное вертикальное силовое воздействие направленное вниз практически остается постоянным. Именно это является новизной предложенного изобретения и техническим результатом. Таким образом, рассмотренные две пары дебалансов осуществляют практически постоянное вертикальное воздействие вниз в течение 1/4 периода вращения дебаланса.Thus, the forces of the vertical sealing effect of the unbalances P ∂1z and P ∂3z are reduced, and the working sealing effect of P ∂3z , P ∂4z increases when the shafts rotate through an angle of 90 degrees. The total vertical downward force practically remains constant. This is precisely the novelty of the proposed invention and the technical result. Thus, the considered two pairs of unbalances carry out an almost constant vertical downward impact during 1/4 of the unbalance rotation period.

Используя фиг. 3 определим повышение производительности виброкатка, в течение 1/4 периода вращения дебаланса происходит суммирование вертикальных уплотняющих сил. Кроме этого дебалансы 10, 12 и 11, 12 одновременно в течение 1/4 периода вращения создают вертикальную уплотняющую силу, направленную вниз и обеспечивают уплотнение материала и увеличение важного фактора времени действия уплотняющей вертикальной силы. Предложенное изобретение позволяет увеличить полезное время уплотнения материала за один период до значения времени 3/4 периода вращения дебалансов за счет уменьшения времени холостого хода.Using FIG. 3 we determine the increase in the performance of the vibratory roller, during the 1/4 period of the unbalance rotation, the sum of the vertical sealing forces occurs. In addition, the unbalances 10, 12 and 11, 12 simultaneously during 1/4 of the rotation period create a vertical sealing force directed downward and provide compaction of the material and increase the important time factor of the sealing vertical force. The proposed invention allows to increase the useful time of compaction of the material in one period to a value of 3/4 of the period of rotation of the unbalance due to the reduction of idle time.

Традиционный каток имеет одинаковое время уплотнения и холостого хода равное половине периода вращения дебаланса. Следовательно, время полезной работы - уплотнения за один оборот вала увеличивается с 1/2 периода до 3/4 периода, т.е. в 1,5 раза.A traditional roller has the same compaction time and idle time equal to half the unbalance rotation period. Therefore, the useful life of the seal in one revolution of the shaft increases from 1/2 period to 3/4 period, i.e. 1.5 times.

Таким образом, предложенное изобретение увеличивает производительность катка в 1,5 раза. Технический результат изобретения достигнут тем, что использование дополнительных дебалансов позволяет в 1,5 раза повысить эффективность работы катка за счет увеличения времени вертикального возбуждающего воздействия на уплотняемый материал и одновременно повысить производительность дорожного катка за счет уменьшения числа проходов, необходимых для уплотнения материалов и грунтов.Thus, the proposed invention increases the performance of the roller by 1.5 times. The technical result of the invention is achieved by the fact that the use of additional unbalances allows 1.5 times to increase the efficiency of the roller by increasing the time of the vertical exciting action on the compacted material and at the same time to increase the performance of the road roller by reducing the number of passes required for compaction of materials and soils.

Claims (1)

Дорожный виброкаток, содержащий переднюю полураму с цилиндрическим вальцом, в котором на его геометрической оси расположены и оперты на подшипники качения два соосно расположенных вала с парой дебалансов общей радиальной вибрации, закрепленные на валах, оси которых совпадают с геометрической осью вальца, дебалансы идентично ориентированы для синхронной работы, резинометаллические амортизаторы, отличающийся тем, что валец снабжен второй парой дополнительных дебалансов, соответственно закрепленной на соосных валах, соединенных карданным валом, при этом дополнительные дебалансы установлены относительно основной пары дебалансов с углом рассогласования 90 градусов.A road vibratory roller containing a front half frame with a cylindrical roller, in which two coaxial shafts with a pair of unbalanced general radial vibrations located and supported on shafts whose axes coincide with the geometrical axis of the roller are located and supported on rolling bearings, the unbalances are identically oriented for synchronous rubber-metal shock absorbers, characterized in that the roller is equipped with a second pair of additional unbalances, respectively mounted on coaxial shafts connected by a cardan shaft, while additional unbalances are set relative to the main pair of unbalances with a 90 degree mismatch angle.
RU2019116221A 2019-05-27 2019-05-27 Vibrating pavement roller RU2724157C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116221A RU2724157C1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Vibrating pavement roller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116221A RU2724157C1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Vibrating pavement roller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724157C1 true RU2724157C1 (en) 2020-06-22

Family

ID=71135784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116221A RU2724157C1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Vibrating pavement roller

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724157C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5934824A (en) * 1995-08-08 1999-08-10 Wacker Werke Gmbh & Co. Kg Vibration roller with at least one roll tire and a double shaft vibration generator arranged therein
CN1524633A (en) * 2003-02-24 2004-09-01 酒井重工业株式会社 Vibrator and vibrating roller
RU2301861C1 (en) * 2005-10-31 2007-06-27 Владимир Никитич Тарасов Method and device for ground and material compaction with rollers (variants)
CN202107975U (en) * 2011-05-27 2012-01-11 长沙中联重工科技发展股份有限公司 Vibration wheel of vibration roller and vibration roller
US9039324B2 (en) * 2009-11-27 2015-05-26 Hamm Ag Compaction device and method for compacting ground
RU2647537C1 (en) * 2016-12-27 2018-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Vibrating self-propelled roller

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5934824A (en) * 1995-08-08 1999-08-10 Wacker Werke Gmbh & Co. Kg Vibration roller with at least one roll tire and a double shaft vibration generator arranged therein
CN1524633A (en) * 2003-02-24 2004-09-01 酒井重工业株式会社 Vibrator and vibrating roller
US7213479B2 (en) * 2003-02-24 2007-05-08 Sakai Heavy Industries, Ltd. Vibratory mechanism and vibratory roller
RU2301861C1 (en) * 2005-10-31 2007-06-27 Владимир Никитич Тарасов Method and device for ground and material compaction with rollers (variants)
US9039324B2 (en) * 2009-11-27 2015-05-26 Hamm Ag Compaction device and method for compacting ground
CN202107975U (en) * 2011-05-27 2012-01-11 长沙中联重工科技发展股份有限公司 Vibration wheel of vibration roller and vibration roller
RU2647537C1 (en) * 2016-12-27 2018-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Vibrating self-propelled roller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6487684B2 (en) Vibration generator for vibration compaction machine and construction machine having the vibration generator
JP4131433B2 (en) Tamping machine
CA2845181C (en) Vibration exciter, in particular for a construction machine
US1819866A (en) Tamping and rolling machine operated by vibration
RU2724157C1 (en) Vibrating pavement roller
CN102454151B (en) Road roller combining vibration, oscillation and complex excitation as whole
RU2647537C1 (en) Vibrating self-propelled roller
RU160645U1 (en) Oscillating vibratory roller of the road roller
RU94033300A (en) Self-propelled vibration roller with combination-action vibration exciter
RU2735316C1 (en) Road vibrating roller
CN201843056U (en) Road roller integrating vibration, oscillation and complex excitation
RU2301861C1 (en) Method and device for ground and material compaction with rollers (variants)
USRE20663E (en) Tamping and rolling machine oper
JPH0931912A (en) Vibration tire roller
RU121261U1 (en) COMBINED ACTION ROLLER ROLLER
RU2647538C1 (en) Vibrating self-propelled compaction roller for materials and soils
RU166447U1 (en) VIBRATION ROLLER CAM DRUM
RU146104U1 (en) Drum Roller
RU121260U1 (en) Drum Roller
RU151654U1 (en) OSCILLATOR ROLLER OF ROAD ROLLER WITH VARIABLE VALUE OF Torsional Oscillations
RU2684258C1 (en) Self-propelled vibratory roller
RU52006U1 (en) ROAD VIBRATOR
RU203785U1 (en) Road Roller Vibrator
SU1049607A1 (en) Vibrated road roller
CN116043641B (en) Multi-frequency superposition vibration steel wheel and vibratory roller