Принцип действия машин для уплотнения грунтов, дорожных оснований и покрытий. Катки с пневматическими шинами. Классификация, общее устройство, конструкция и принцип действия.
Уплотнения можно осуществлять: 1-укаткой; 2-вибрированием;
3
-вибротрамбованием;
4-трамбованием.
1. Для уплотнения укаткой используют различные виды катков. 2.Виброуплотнение с помощью виброплит. Виброплиты могут работать без отрыва от уплотняемой среды, амплитуда колебаний 0,3-0,4мм.
3. Вибротрамбование с помощью вибрирующей плиты, которая работает с отрывом от уплотняемой среды. Создается наиболее эффектный режим уплотнения (большая глубина обработки). Амплитуда колебаний свыше 0,7 мм.
4. Трамбование с помощью трамбовки.
Уплотнение стройматериалов характеризуется коэф. уплотнения КУ.
КУ – коэф. уплотнения;
- плотность
уплотняемого материала;
-
максимально возможная плотность
материала определенная по стандарту.
Катки статического действия делятся на:
- самоходные; полуприцепные; прицепные.
По виду уплотняющего органа делятся на:
-с пневмошинами; решетчатые; кулачковые; гладковальцевые.
Катки на пневмошинах используются для уплотнения грунта и асфальтобетонных покрытий. Они делятся на прицепные и полуприцепные. В количестве базовой машины для полуприцепных катков используют тягачи на пневмошинах или с гусеничным движителем.
1-рама, 2-емкость для балласта, 3-пневматические шины, 4-дышло.
Также катки делятся по грузоподъемности: 10 т, 25 т, 50 т.
Достоинство таких катков: простота конструкции обеспечивает достаточно эффективное уплотнение.
Недостаток: допускает неравномерное уплотнение.
Для обеспечения более равномерного уплотнения грунтов используют прицепные пневмокатки с независимой подвеской каждого колеса.
1.Бетонный блок.
Количество проходов пневмокатка по одному следу и давление в шинах зависит от типа уплотняемого материала.
Для песка требуется 2-3 прохода по одному следу при давлении в шинах 2 атмосферы.
Для супеси – давление в шинах 3-4 атм., количество проходов – 3-4 по одному следу.
При уплотнении суглинка необходимо 5-6 проходов при давлении в шинах 5-6 атмосфер.
Наиболее рациональным является чтобы расстояние между шинами было равно:
Это связано с обеспечением необходимой плотности.
2. Тяговый расчет прицепного пневматического катка.
Для перемещения прицепного пневмокатка необходимо приложить следующее тяговое усилие:
-
сила трения.
m – масса пневмокатка.
g – ускорение свободного падения.
f - коэф. трения (0,12 … 0,24). Меньшее значение принимается для уплотненного грунта.
i – величина уклона.
V – скорость перемещения.
t – время разгона
-
сила
инерции.
3. Расчет производительности прицепного пневмокатка.
где: L – длинна укатанного участка;
В – ширина уплотнения;
А – величина перекрытия проходов катка;
V – скорость движения катка;
tP – время разворота катка; tP = (0,02 … 0,03) часа;
n – число проходов катка по одному следу.
4. Самоходные пневматические катки. Определение тягового усилия и расчет производительности.
Самоходные пневмокатки применяются для уплотнения нижнего и верхнего слоев асфальтобетонной смеси. Перекрытие шин обеспечивается не менее чем на 100 мм.
Катки делятся на: сверхлегкие (тротуарные) – до 3 т, легкие – от 3 до 5 т, средние – от 6 до 9 т, тяжелые – от 10 до 15 т.
Тяговое усилие:
- масса
приходящаяся на приводные пневмоколеса.
- масса
катка.
f = (0,045 … 0,12) – коэф. трения.
Производительность:
В – ширина пневмокатка;
А – величина перекрытия;
V – скорость движения пневмокатка;
- коэф.
использования по времени;
При первых проходах скорость составляет около 2,5 км/час.
5. Кулачковые катки. Определение тягового усилия и расчет производительности.
Кулачковые катки используются только для уплотнения грунта. Их выпускают прицепными, полуприцепными и самоходными.
Кулачки могут иметь самую разнообразную форму. Однако наибольшее распространение получили кулачки в форме усеченной призмы. Как правило кулачки располагаются в шахматном порядке.
Эти катки обеспечивают эффективное уплотнение несвязных грунтов (песок, супесь).
Для определения тягового усилия используется следующая зависимость:
- масса приходящаяся на приводные вальцы.
- масса катка.
F = (0,24 … 0,32) – коэф. трения.
Производительность:
В – ширина катка;
А – величина перекрытия;
V – скорость движения катка;
- коэф. использования по времени;
6. Тяговый расчет гладковальцевых катков.
- максимальная
сила сопротивления перемещению катка.
- сила
сопротивления перекатыванию катка.
- угол
уклона полотна дороги.
G – вес всего катка.
f – приведенный коэф. трения.
- сила
сопротивления перемещения катка по
наклонной поверхности (сила скатывания).
- сила
инерции возникающая при пуске машины.
- масса
виброкатка;
V – максимальная скорость движения катка;
t =2 … 5 с. - время разгона катка.
- учитывает
инерционную силу поступательно движущейся
массы катка.
- учитывает
инерционную составляющую, возникающую
на время разгона вращающихся масс катка.
I – приведенный момент инерции вальца;
r – радиус вальца;
z1 – количество вальцев;
-
угловое ускорение.
- сила
сопротивления возникающая при повороте
катка.
Должно выполнятся условие:
- сила
тяги на ведущем вальце.
G1 – вес катка приходящийся на ведущую ось вальца.
- коэф.
сцепления между ведущим вальцем и
уплотняемым полотном.
К – коэф. запаса.