dorozhnostroit

х уменьшают пусковой момент двигателя. Принципиальная схема их уст-

§виброэлемента.

•390

391 •

Наличие дебалансного ролика позволяет получить поличастотный режим вибрации. Низкая частота равна частоте вращения вала привода, высокая - частоте обкатываний бегунка. При заданной частоте вращения приводной штанги пд число обкатываний бегунка с внешней обкаткой равно:

- а при обкатке ролика вокруг центрального стержня (внутренняя обкатка)

•392

Поэтому при выборе мощности двигателя, определении амплитуд колебаний и т. п. лучше всего руководствоваться опытными данными. Вместе с т е м в настоящее время разработаны методы расчета, основанные на предположении, что уплотняемый материал обладает только упругим или только вязким сопротивлением, а иногда учитываются как упругие, так и вязкие свойства. Однако во всех случаях исходные зависимости упрощаются, так как иначе задача становится неразрешимой. Результатами решения таких задач можно пользоваться главным образом для относительного сопоставления различных вариантов при проектировании вибрационных машин.

Предполагая колебания гармоническими, а уплотняемую среду - абсолютно упругой и имеющей вязкое сопротивление, находят ту мощность двигателя, которая необходима для работы вибратора. Эта мощность расходуется на сообщение колебательного движения уплотняемой среде, а также на преодоление трения в подшипниках виброэлементов.

Мощность, необходимая для сообщения уплотняемому материалу колебательных движений при наличии вязкого сопротивления и направленных колебаний вибратора, в общем виде может быть определена по

где а - амплитуда колебаний вибромашины, со - круговая частота колебаний, с - коэффициент вязкого сопротивления уплотняемой среды, Р -

393

Для вибромашины с ненаправленными колебаниями, например для глубинного вибратора, необходимо суммировать мощность, расходуемую на колебания во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Мощность, расходуемая на преодоление сил трения в опорах, определится как

где d — диаметр вала подшипника, п - частота вращения вала, / — условный (приведенный к валу) коэффициент трения подшипников. При расчетах можно принять для всех типов подшипников качения / = 0,005-0,010.

Общая мощность привода виброэлемента

При уплотнении гравийных, щебеночных и асфальтобетонных покрытий широкое применение нашли самоходные вибрационные катки. Виброкатки имеют меньшую металлоемкость и энергоемкость, большую маневренность и транспортабельность по сравнению с невибрационными катками и в то же время обеспечивают требуемую степень уплотнения и необходимую ровность покрытия.

Асфальтобетон, уплотненный виброкатками, при правильном подборе параметров катка и режимов вибрации имеет большую плотность и механическую прочность, а следовательно, меньшую водонасыщаемость, чем при уплотнении обычными катками. Важным является и то, что при виброуплотнении не происходит дробления скелетного материала, что позволяет использовать местные слабые горные породы.

Однако при уплотнении виброкатками верхнего слоя асфальтобетонного покрытия происходит выдавливание битума на поверхность, что недопустимо при устройстве шероховатых покрытий. Для самоходных катков наблюдается явление потери тяговой способности или управляемости, что налагает определенные ограничения на выбор параметров. Значительный шум, возникающий при работе катка, и передача вибраций окружающим сооружениям и коммуникациям ограничивают применение вибрационных катков в городских условиях и на промышленных площадках. Важную роль играет также амортизация механизмов катка и рабочего места оператора. Все эти причины ограничивают использование вибрационных катков.

Виброкатки для уплотнения дорожных покрытий выполняются самоходными одновальцовыми, двухвальцовыми и трехвальцовыми. В послед-

•394

нем случае третий валец является дополнительным (прицепным или навесным). Наибольшее распространение получили двухвальцовые самоходные вибрационные катки. Вибрационным может быть как ведущий, так и управляемый валец. При наличии вибрации резко уменьшаются условные коэффициенты трения и спепления вальца с уплотняемой смесью, что резко снижает определяемую по сцеплению силу тяги катка в тех случаях, когда вибровалец является ведущим. Если вибровалец ведомый, то это явление приводит к потере управления. Для ликвидации этих недостатков в некоторых случаях в качестве вибрационного применяется третий (навесной или прицепной) валец.

Самоходный вибрационный каток показан на рис. 14.9. Вибрационный каток отличается от обычного моторного наличием дебалансного вибратора ненаправленного действия, установленного в заднем приводном вальце, упругой подвески вибровальца и механизма привода вибратора, выполняемого обычно в виде клиноременной передачи.

В настоящее время теория уплотнения дорожных покрытий виброкатками еще не разработана, поэтому выбор основных параметров следует производить, исходя из опытных данных.

395

При проектировании катков следует обеспечивать возможность регулирования частоты колебаний и величины возмущающей силы в более или менее широких пределах. Это позволит применять каток для уплотнения различных материалов и каждый раз выбирать наиболее выгодный режим работы.

За последнее время имеет место тенденция к повышению частот колебаний. Для самоходных виброкатков рекомендуется частота 50-70 гц. Дальнейшее увеличение частоты ограничивается техническими возможностями создания надежной и долговечной конструкции вибратора катка.

Характер колебаний не оказывает существенного влияния на степень уплотнения. Поэтому в виброкатках, за редким исключением, используются вибраторы с круговыми колебаниями. Возмущающая сила выбирается в пределах

самоходного катка находится в пределах 0,3-0,7 мм. Следует заметить, что при а = 0,3-0,4 мм вибровалец работает практически без отрыва от уплотняемой среды, а при большей амплитуде наблюдается отрыв катка и переход в режим вибротрамбования. При излишне больших амплитудах колебаний наблюдается потеря тяговой способности и боковой устойчивости.

Рекомендуемые рабочие скорости перемещения находятся в пределах 1,2-2,2 км/ч. В некоторых случаях рабочая скорость движения катка достигает 6 км/ч. При этом необходимое число проходов по одной полосе несколько повышается. Предварительная подкатка уплотняемого материала производится обычным катком или виброкатком с выключенным вибратором.

Выбор геометрических параметров, тяговый и прочностные расчеты, определение мощности и т. д. производятся теми же методами, что и для обычных прицепных и самоходных катков.

Глубинные вибраторы применяются для уплотнения бетонных смесей при строительстве дорожных и аэродромных покрытий повышенной толщины, а также при изготовлении железобетонных изделий и массивных бетонных строительных конструкций.

По частоте различают вибраторы нормальной (50 Гц) и повышенной (150-300 Гц) частоты.

В качестве привода используются асинхронные двигатели нормальной и повышенной частоты, портативные двигатели внутреннего сгора-

396

ния, пневматические и гидравлические двигатели. По передаче мощности от двигателя к вибромеханизму различают вибраторы со встроенным двигателем и вибраторы с гибким валом. По характеру перемещения глубинные вибраторы можно разделить на ручные и перемещаемые в пакетах с помощью кранов или других транспортных средств.

В странах СНГ производятся электромеханические и пневматические вибраторы. Конструкция электромеханического вибратора представлена на рис. 14.10, а. Внутри круглого корпуса на подшипниках качения установлен дебалансный вал. Привод вала осуществляется от асинхронного двигателя, вмонтированного в тот же самый корпус. Мощные подвесные глубинные вибраторы со встроенным двигателем имеют планетарный бесподшипниковый вибромеханизм с внутренней обкаткой.

4

Т Г Г

•8)

397

Вибраторы с гибким валом (рис. 14.10, б) применяются при уплотнении бетонной смеси в густоармированных конструкциях. В этих вибраторах двигатель соединяется с вибромеханизмом гибким валом длиной около 3,6 м. В качестве возбудителя колебаний используются дебалансные и планетарные вибромеханизмы с внешней и внутренней обкаткой. Конструкция рабочей части (наконечника) с внутренней обкаткой приведена на рис. 14.10, в.

Планетарный пневматический вибратор показан на рис. 14.10, г. Он состоит из цилиндрического наконечника, внутри которого смонтирован планетарный возбудитель с внутренней обкаткой. Сжатый воздух поступает к двигателю по внутреннему шлангу. Изменением давления воздуха производится регулирование частоты колебаний. Применение дебалансного бегунка позволяет получать поличастотный режим вибрирования с частотой до 350 Гц.

Производительность глубинного вибратора можно определить по

t2 = 5 - 1 0 с; kn - коэффициент перекрытия уплотняемой зоны, при перестановке вибратора в шахматном порядке k = 0,82; ke - коэффициент использования вибратора по времени.

Радиус действия вибратора определяется опытным путем или на основе закона распространения кольцевых волн в среде с вязким сопротивлением.

При проектировании ручных глубинных вибраторов следует обратить внимание на размещение вибромеханизма в корпусе вибратора. Оно должно быть таким, чтобы обеспечивать равномерную амплитуду колебаний по длине виброэлемента. Вместе с тем рукоять вибратора не должна подвергаться колебательным движениям.

•398

Глава 15. МАШИНЫ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ

15.1. Машины для летнего содержания автомобильных дорог

ипокрытий аэродромов

15.1.1.Поливочно-моечные машины

Поливочно-моечные машины предназначены для поливки и мойки дорожных покрытий, поливки зеленых насаждений, тушения пожаров, подвоза воды и других специальных видов работ. В зимнее время поли- вочно-моечные машины используют в качестве базовых для навески плужно-щеточного оборудования снегоочистителей.

По назначению поливочно-моечные машины разделяют (рис. 15.1) на специализированные поливочные и моечные и наиболее распространенные универсальные поливочно-моечные. Поливочно-моечные машины базируются на автомобильных шасси, а также на грузовых полуприцепах и прицепах. По типу насосной установки поливочно-моечные машины можно разделить на машины с низким (до 1,0 МПа) и с высоким давлением воды (более 1,0 МПа). Повышенное давление воды при мойке дорожных покрытий позволяет уменьшить ее расход на единицу площади покрытия вследствие более высокой кинетической энергии водяных струй, однако требует дополнительных конструктивных мер, предупреждающих преждевременное дробление этих струй и их аэродинамическое торможение.

Поливочно-моечные машины оборудованы сменными рабочими органами в виде щелевых поливочных и моечных насадок. Поливочные насадки обычно устанавливают симметрично относительно продольной оси машины, повернутыми вверх под углом 15-20° и более к горизонту и разворачивают в стороны на угол 10°.

Моечные насадки обычно устанавливают повернутыми вниз под углом 10-12° к горизонту (рис.15.2) и несимметрично повернутыми вправо относительно продольной оси машины для перемещения смываемых загрязнений с проезжей части дороги в сторону дорожного лотка, откуда загрязнения удаляются с помощью подметально-уборочных машин. Поли- вочно-моечные машины снабжают двумя передними или двумя передними и одной боковой моечными насадками; последний вариант позволяет значительно увеличить ширину мойки дорожного покрытия.

Кроме того, к основным видам рабочих органов относится водяная моечная рампа в виде горизонтальной трубы с форсунками, установленной под углом в плане, равным 70-80°, к продольной оси машины.

399