Віброкатки
Машини цього класу впливають на грунт вібрацією, т. Е. Частими коливаннями з малою амплітудою і значним прискоренням, достатнім для переміщення частинок грунту в найбільш стійке положення. Збудником цих коливань є вібратор (один або кілька), який, будучи змонтований в корпусі машини, здатний викликати коливання її робочого органу - плити, колеса, вальца і т. д..
На вібраційних машинах, призначених для ущільнення грунту, найбільш широкого поширення набули механічні вібратори ексцентрикового типу, у яких обурює силою є відцентрова сила енерціі. Під обурює силою розуміється сума вертикальних складають відцентрових сил інерції, що розвиваються при обертанні неврівноважених мас (дебалансов), укріплених на валу вібраторів.
Кінетична енергія, що передається вібратором, призводить в коливальний рух частинки грунту, розташовані в зоні дії вібратора. У тих, хто вагається частках виникають сили інерції, прямо пропорційні їх масам. При досить великій різниці сил інерції частинок зв'язок між ними порушується, відбувається відрив часток один від одного, їх відносне переміщення. При цьому дрібні частинки, переміщаючись, заповнюють порожнечі між великими зернами, збільшуючи тим самим щільність грунту і рівномірність його ущільнення по глибині шару. Теоретично найбільший ефект ущільнення грунту вібрацією досягається при роботі вібраційного машини в резонансі з грунтом.
Ущільнення грунтів вібрацією відбуватиметься тим інтенсивніше, чим більше буде різниця в розмірах їх часток і чим менше будуть сили зв'язків між ними. Тому ефективно ущільнюються вібруванням незв'язні піщані і галечники-ші грунти, а також гравій та щебінь, що містять в своєму складі частинки різної крупності зі слабкими зв'язками між ними.
Для поверхневого ущільнення грунтів найбільш широкого поширення набули вібраційні катки з гладкими вальцями (рідше пневмоколісні) і самопередвигающееся; вібраційні плити - глибинні віброущільнювачі для ущільнення грунтів в шарах потужністю кілька метрів.
Вібраційні катки за способом переміщення поділяють на самохідні та причіпні. Ефективність вібраційних котків по глибині і ступеню ущільнення ґрунтів перевищує ефективність ковзанок статичного дії в 8-10 разів. У зв'язку з цим вібраційні катки набули великого поширення в ряді країн.
Випускаються катки мають великий діапазон застосовуваних частот (1000-4500 коливань в хвилину) і амплітуд коливань.
Вібраційні катки створювалися на базі ковзанок статичного дії, тому за зовнішнім виглядом, компонуванні і конструктивному рішенню ряду вузлів виброкатки мають багато спільного з катками з гладкими вальцями. Специфічною особливістю всіх віброкатків є наявність вібратора і системи підвіски рами до вібровальцу. У більшості випадків в вібраційних ковзанках застосовують дебалансние вібратори з круговими коливаннями, які зазвичай монтуються всередині вальца.
Вібратор працює при великій кількості оборотів, тому привід дебалансного вала здійснюється через клиноременную передачу. У трансмісії від двигуна до вібратора обов'язково застосовується муфта, призначена для включення і виключення вібратора в процесі роботи ковзанки.
Рис. 6. Схеми вібраторів:
а - спрямованої дії; б - ненаправленного дії; 1 - дебаланс; 2 - корпус; 3 – вал
Самохідні вібраційні катки за способом управління поділяються на катки, керовані дишлом, і катки, керовані напрямних вальцом. Ковзанки, керовані дишлом, можуть бути одновальцовий (з підтримуючим роликом і без нього) і двовальцові, а катки, керовані напрямних вальцом, - двовальцові і трьохвальцьові (двухоснимі і тривісними).
Самохідні катки, керовані дишлом, в основному являють собою легкі катки масою зазвичай 125-700 і рідше 1000-2000 кг. Легкі катки мають невеликі габарити і мають високу маневреність. Їх застосовують на роботах невеликого обсягу, а також для ущільнення грунту в обмежених умовах. Двигун і трансмісія однавальцових легких віброкатків розташовуються над вальцом. При цьому развеска рами з двигуном і трансмісією проводиться з таким розрахунком, щоб центр їх ваги знаходився на одній вертикалі з віссю вальца. Важелі управління трансмісією на легких ковзанках розташовуються безпосередньо на рамі катка, а на більш важких виносяться за допомогою тяг на дишло.
Причіпний виброкаток з індивідуальним двигуном (рис. 7 а) масою 3000 кг є валец, всередині якого вбудований дебалансние вібратор. На вальці через амортизирующую підвіску укріплена жорстка рама з дишлом зі зчіпним пристроєм, за допомогою якого каток чіпляється до буксируючому трактора. Для приводу вібратора на рамі Встановлений двигун (зазвичай дизель), який передає обертання валу вібратора клиноремінною передачею. Двигун з трансмісією поміщаються на рамі над вальцом або позаду вальца. В останньому випадку для балансування рами катка на дишлі зміцнюється противагу. Для полегшення повороту катка валец часто виконується розрізним (у вигляді двох барабанів).
Деякі конструкції віброкатків пристосовані для роботи на схилах каналів з ухилом до 45 °. Такі катки переміщуються за допомогою лебідки екскаватора або стрілового крана, які пересуваються по верхній кромці укосу.
Оскільки для переміщення віброкатка не потрібно великого тягового зусилля, доцільно застосовувати зчепи з декількох ковзанок з одним трактором, домагаючись повного ущільнення за один прохід.
Рис 7. Пріаепной вібраційний каток
Досвідом експлуатації встановлено, що для ущільнення внбро-катками насипів і, зворотних засипок в земляних спорудах необхідно бульдозерами розрівнювати грунт рівними шарами товщиною від 05 до 115 м. У літніх умовах грунти, що підлягають ущільненню віброкатків, зволожують поливом 100-150 м'води на 1000 ж3 грунту. Взимку грунт коткують негайно, не допускаючи його промерзання.
Типажем на нові машини передбачається серійний випуск віброкатків масою від 3 до 12 т з обурює силою, що дорівнює відповідно 8-10 ь 35-40 тс. Для гідротехнічного будівництва передбачається виготовлення катків масою до 24 т з обурює силою відповідно до 70 тс і продуктивністю від 200 до 4000 ж3 /ч.