где lзахв – длина захвата, lзахв = 100 м; vII – скорость на II передаче, vII = 1,1

м/с2; tп – время на разворот, tп = 20 с.

3.2.Кулачковые катки

Кулачковые катки предназначены для уплотнения рыхлых связных грунтов. В отличие от гладких металлических, они имеют специальные ку-

лачки, выступающие над поверхностью в шахматном порядке на высоту до

20см. Уплотнение грунта кулачками происходит снизу вверх площадью опоры кулачка, при этом верхняя часть слоя грунта разрыхляется кулачка-

ми на выходе из него. Под каждым кулачком образуются уплотненные яд-

ра, которые при правильном выборе толщины уплотняемого слоя упира-

ются в нижележащий плотный слой. Высота ядер ориентировочно равна

2,5b (b – минимальный размер опорной торцовой поверхности кулачка).

Кулачковые катки на сыпучих материалах и несвязных грунтах не исполь-

зуются.

Кулачковые катки классифицируют по расчетному контактному дав-

лению (только на один ряд кулачков по ширине вальца) на: легкие –

40...200Н/см2; средние – 200...400Н/см2; тяжелые – 400...1000Н/см2.

Наращивание плотного слоя ведут до значения4b, что определяет выбор минимального размера опорной торцовой поверхности кулачка

b > 0,25 H0,

где: H0 – толщина уплотняемого слоя грунта в плотном теле.

При данном условии определяют длину кулачкаL для расчетной толщины слоя грунта в рыхлом состоянииHр и глубины возможного раз-

рыхления ранее уплотненного слоя hр. Величина поверхностного слоя раз-

рыхления зависит от контактного давления типа катка: – для легких катков

80

(4...6 см); – средних катков (6...10 см); – тяжелых катков (10...15 см).

Длина кулачка L определяется по зависимости

L = Hр + hр - 2,5b .

Когда требуемая плотность грунта составляет около0,85 δmax. от максимальной плотности, определяемой прибором стандартного уплотне-

ния, оптимальная толщина слоя грунта в плотном телеH0 = 0,7 Hр, а длина кулачков определяется по формуле

L = 1,4H0 + hр - 2,5b .

Длина кулачков L и диаметр вальцовD находятся в пределах опти-

мальных соотношений D/L=5,5...7,0, а ширина вальцов B=(1,0...1,2) D.

Общая сила тяжести кулачкового катка

Q = p × F × z ,

где p – выбранное удельное давление на опорной поверхности кулачка; F –

опорная поверхность кулачка; z – число кулачков в ряду, расположенном по образующей линии вальца.

Рассчитаем необходимое число проходов(n) кулачкового катка при плотности расчетного слоя грунта0,95 δmax от максимальной плотности,

определяемой прибором стандартного уплотнения, n = Sп × k (F × m)

где: Sп –поверхность вальца катка,см2, k – коэффициент, учитывающий не-

равномерность перекрытия поверхности кулачками, в среднем k=1,1; F –

опорная поверхность кулачка, см2; m – общее число кулачков.

При требуемой плотности грунта0,98...1,0 от максимальной число проходов кулачкового катка должно быть увеличено в 2...3 раза.

Необходимое тяговое усилие (Tсц) для работы кулачкового катка по условиям сцепления определяется по формуле:

Tсц = Q × jсц ,

81

где: Q – сила тяжести кулачкового катка, кН; φсц – коэффициент сцепления

ведущих пневмошинных колес φ = 0,5...0,6 (для гусеничных f=0,6...0,8)

сц

тягача с грунтом.

Необходимое тяговое усилие (TN) для работы кулачкового катка по мощности двигателя тягача

TN = N × η , v

где: N – мощность двигателя тягача, кВт; η – КПД трансмиссии, η = 0,9; v –

рабочая скорость кулачкового катка, м/с; v = 0,5 м/с.

Сопротивление перемещению (W, кН) кулачкового катка по грунто-

вой поверхности определяется по формуле:

W = Q × (μ + i),

где μ – коэффициент сопротивления перекатыванию катка по грунту, при первых проходах (μ =0,15...0,25); при последних проходах (μ = 0,10...0,15); i – уклон поверхности, ‰; Q – сила тяжести кулачкового катка, кН.

Производительность кулачкового катка (м²/ч)

где В – ширина вальца, м; l – длина участка уплотнения, м; kв – коэффици-

ент использования рабочего времени, k в = 0,85; v – рабочая скорость, м/с; tпов – время поворота, с; n – число проходов по одному следу.

3.2.1 Пример 9. Уплотнение послойно грунта прицепным кулачко-

вым катком Д–614.

Таблица 3.3

Техническая характеристика прицепного кулачкового катка ДУ–601

82

Определим толщину уплотняемого слоя (H0)

H0 = 0,65 × (L+2,5 ×b - hр ),

где: L –высота кулачка, см; b – минимальный размер опорной площади ку-

лачка, см; hр –толщина разрыхленной верхней части уплотняемого слоя,

см.

H 0 = 0,65 ×(20+2,5 × 4,5 - 4) = 17,7 см.

Определим число проходов (n) кулачкового катка по одному следу:

n = k × S(F × m),

где: k – коэффициент, учитывающий неравномерность перекрытия поверх-

ности кулачками, в среднем , k=1,1; S – поверхность вальца катка, см²; F –

опорная площадь кулачка, F = 40 см²; m – общее число кулачков, m = 150.

Рабочая поверхность вальца

S = π × Dв × Bв = π ×120 ×160 = 60319 см²;

n =1,1× 60319(30 ×150)= 14,7 , принимаем n = 15.

Необходимое тяговое усилиеTсц для работы кулачкового катка по условиям сцепления гусениц тягача с грунтом

Tсц = Q ×jсц ,

где Q – сила тяжести тягача, Q = 100 кН; φсц – коэффициент сцепления гу-

сениц катка с грунтом, φсц = 0,15.

Tсц =100 ×0,9 = 90 кН.

Необходимое тяговое усилие по мощности тягача TN

83