Катки статичної і вібраційної дії

МАШИНИ ДЛЯ УЩІЛЬНЕННЯ ГРУНТІВ

Лекція 14

Штучне ущільнення — ефективний і дешевий спосіб ста­білізації механічних властивостей насипних ґрунтів. Його якості оцінюються коефіцієнтом ущільнення, що визначається як відношення досягнутої щільності до найбільшої стандартної. Ґрунти можна ущільнювати укочуванням, трамбуванням, вібру­ванням або сполученням цих способів. Ущільнення укочуванням відбувається у результаті тиску, що створюється вальцями або колесами, які перекочуються по поверхні ґрунту. За таким прин­ципом працюють котки. Ущільнення трамбуванням здійсню­ється ударами робочих органів трамбувальних машин. Спосіб ущільнення вібруванням полягає у передачі ґрунту коливальних рухів, внаслідок яких відбувається взаємне переміщення твердих частинок, що призводить до ущільнення ґрунту. При вібруванні, як правило, робочий орган не відривається від поверхні. Якщо збурююча сила перевищує визначену межу, робочий орган від­ривається від поверхні ґрунту, при цьому вібрування переходить у вібротрамбування.

Укочування відбувається за допомогою причіпних, напівпричіпних та самохідних котків, призначених для шарового ущіль­нення ґрунтів та інших сипких матеріалів (гравію, щебеню тощо) при спорудженні дамб, дорожніх насипів, гребель, засипанні канав.

Розрізняють котки статичної дії і вібраційні.

Котки ефективні на лінійних об'єктах значної протяжності або на великих площах.

За типом робочого органу котки бувають з рівними, кулачко­вими, ребристими вальцями або пневмоколісні.

Рівні котки ущільнюють ґрунт шарами 0,16—0,2 м без розпу­шування його поверхні або з незначним розпушуванням завглибшки 1—3 см (у незв'язних ґрунтах). Їх застосовують переважно для прокочування в один-два проходи поверхні ґрунту, ущіль­неної іншими котками, для укочування щебеню та ущільнення дорожнього покриття. Роботу виконують човниковим способом або з розворотом в кінці проходки. На котках передбачають скребки для знімання налиплого матеріалу. При укочуванні ас­фальтобетону вальці змащують.

Кулачкові котки виготовляють причіпними (рис. 14.1, а). Вони мають робочі органи у вигляді кулачків 2 спеціальної форми, які прикріплюються до бандажів, надягнутих на порож­нистий барабан 1. Останній заповнюють баластом (найчастіше піском). Поверхня від налиплого ґрунту очищується штирями, встановленими між рядами кулачків. Котки виготовляють масою 6 - 30 т та розрізняють за розмірами барабанів, кількістю, фор­мою і висотою кулачків. Вони ефективні для роботи на грудочку­ватих і зв'язних ґрунтах. Можуть ущільнювати шар ґрунту завтов­шки 0,4 м, недоліком є розпушування поверхні цього шару.

Робочі поверхні ребристих котків виготовляють з кількох співвісних кільцевих бандажів з хвилеподібними зовнішніми поверхнями, виступи яких розміщені в шаховому порядку.

Обичайка ґратчастого котка виготовлена з прутків і має квад­ратні чарунки. Подібно до кулачкових ребристі й ґратчасті котки здійснюють глибинне ущільнення ґрунту, заглиблюючись у нього ребрами або прутками. Для укочування ґрунту на невеликих площах використовують комплектз кількох (до п'яти)котків,об'єднаних спільними траверсами.

Пневмоколісні котки можуть бути причіпними (рис. 14.1, б), напівпричіпними (рис. 14.1,в) й самохідними (рис. 14.1, г). Грунт ущільнюється пневматичнимиколесами 4, на які передається навантаження від баластних ящиків 3. Причіпні й напівпричіпні котки мають незалежну підвіску кожного колеса з баластним ящиком, що сприяє рівномірному ущільненню неза­лежно від нерівності фунту, їх застосовують для шарового ущіль­нення зв'язних і незв'язних ґрунтів шаром понад 0,45 м. Не­обхідна щільність ґрунту досягається за 6 - 8 проходів у зв'язних та 3 - 4 — у незв'язних ґрунтах. Самохідні пневмокотки виготов­ляють з міцно закріпленими на рамі осями пневмоколіс і засто­совують в основному для ущільнення дорожніх основ та покриттів. Їх перевага порівняно з рівновальцювальнимикотками полягає в тому, що при укочуванні вони не давлять щебінь. Робочий орган самохідних пневмоколісних котків — передні керовані 5 та задні ведучі 6 пневмоколеса, взаємне розташування яких дозволяє одержати суцільну смугу ущільненого матеріалу. При роботі самохідні котки переміщуються човниковим способом.

Причіпні й самохідні вібраційні котки застосовують для ущільнення незв'язних і малозв'язних ґрунтів та матеріалів, оскільки вони у 8 - 10 разів ефективніші, ніж котки статичної дії. Під дією вібрації значно зменшується сила тертя та зчеплення між частинками, що сприяє їх щільнішому вкладанню.

Причіпні котки бувають зі змінними і ґратчастими вальцями. Всередині порожнистого вальця 9 (рис. 14.1, д) причіпного котка встановлюють віброзбудник, який приводиться у рух від двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) 7 через клинопасову передачу 8.

Самохідні віброкотки випускають дво- і тривальцьовими. Вмонтовані віброзбудники мають ведучі вали, а привод виготов­ляють механічним або гідравлічним.

Рис. 14.1 – Схеми ушільнювальних котків а, б, д — причіпного відповідно кулачкового,пневмоколісного і вібраційного;в—напівпричіпного пневмоколісного; г — самохідного пневмоколісного;1 —барабан; 2—кулачок; 3 — баластнийящик; 4 —пневмоколесо; 5,6— відповідно переднікеровані й задніведучі пневмоколеса; 7—двигун внутрішнього згоряння; 8—клинопасова пере­дача; 9 — валецьз віброзбудником

Самохідні комбіновані котки обладнують ведучим вальцем з пневматичних шин та керованим рівним металевим вальцем. Висока ефективність таких котків досягається за рахунок по­слідовного впливу вібрації і статичного навантаження. Привод ведучих вальців та віброзбудників переважно гідравлічний. Збу­рююча сила віброзбудника регулюється в широкому діапазоні і становить 150 - 200 кН. При виконанні незначних обсягів роботи щодо ущільнення незв'язних грунтів, щебеню, гравію у тісних умовах застосовують самопересувні вібраційні плити (рис.14.2). На робочому органі — плиті / шарнірне кріпиться віброзбудник 2 спрямованої дії. Він фіксується у трьох положеннях: вертикально і в нахилі, вліво та вправо. Віброзбудник генерує збурюючу силу 12,5 - 63,0 кН, що в кілька разів перевищує масу плити, тому така плита працює в режимі вібротрамбування, з відривом від ущіль­нювальної поверхні. З цієї ж причини при нахилі віброзбудника плита починає самопересуватися. Вали віброзбудника приво­дяться в дію вад ДВЗ або електродвигуна через клинопасову передачу. Найчастіше плита обладнана довгою віброізольованою ручкою, яка дозволяє спрямовувати її переміщення і здійснювати повороти. Віброплити мають продуктивність 300 - 900 м²/год, масу 150 - 1400 кг, глибина ущільнення ґрунту 0,3- 1,0 м.

Дата добавления: 2014-01-04