Уплотнитель грунта - качественное уплотнение, как залог долговечного дорожного покрытия


В статьях и материалах, относящихся к теме строительства автомобильных дорог, много внимания уделяется вопросам укладки и уплотнения асфальтобетонного покрытия. Вместе с тем, достаточно проехать по МКАД, чтобы лично удостовериться в том, что закладка прочного фундамента имеет такое же значение для качества дорог, как укладка и уплотнение земляного полотна и щебеночного основания

Уплотнитель грунта Caterpillar CР 553E

Одной из основных «фигур» во время укладки и уплотнения дорожного покрытия является уплотнитель грунта. Его используют при уплотнении базового слоя из привозного или природного грунта, который предварительно подвергается стабилизации и гомогенизации органическими и минеральными вяжущими. Благодаря этим мерам несущая способность базового слоя существенно увеличивается, что ведет к уменьшению высоты земляного полотна и объемов работ по его сооружению. После этого уплотнитель грунта интенсивно работает, уплотняя земляное полотно, щебеночное основание и длинные пологие откосы, которые нужны для улучшения стока воды. Уплотнитель грунта на своем пути встречает много трудностей, так как работает с разными по влажности, связанности, прочности и гранулометрическому составу грунтами. Он вынужден применять уловки: менять форму вальца, собственную массу, скорость, количество проходов, использовать вибрацию.

Уплотнители грунта выделены в отдельный класс машин из-за специфической компоновки грунтового катка, сформированной особенностями работы машины. Самая важная них – это значительное сопротивление качению. Уплотнитель грунта – это шарнирно-сочлененная машина с неизменной массой. На валец с вибровозбудителем и гидростатическим приводом опирается передняя полурама. На задней полураме машины находятся кабина, ведущий мост с двумя колесами и силовой агрегат, соединенный с одним или двумя гидронасосами хода.

Уплотнитель грунта может быть оснащен шинами с неглубоким протектором и гладким вальцом, что позволяет уплотнять несвязанные грунты. С двух сторон поверхность вальца очищается скребками. Кулачковые вальцы предназначены для работы по связанным грунтам (в том числе стабилизированным). Если попытаться уплотнить связанный грунт гладким вальцом, то он только накатает на поверхности корку и оставит под ней рыхлый грунт. Прочность на сдвиг и несущая способность такого основания не выдержат никакой критики. Грунт уплотняется на большую глубину при продавливании его кулачком, при этом корка не образуется.

Используемая в недалеком прошлом механическая трансмиссия ведущих колес уже заменена гидростатической с бесступенчатым изменением скорости и тяги. Это означает повышение качества уплотнения. Возможности компоновки также расширяются. Так как уплотнитель грунта должен обладать значительным тяговым усилием и не должен буксовать на уклоне и рыхлом грунте, используют либо автоматическую систему перераспределения тяги с одним насосом, либо раздельные гидравлические контуры привода вальца и колес с отдельными насосами. Благодаря мощной тяге конструкторы могут предложить в качестве дополнительной опции отвал, который расширяет возможности машины. Исходя из норм безопасности, большой популярностью пользуется гидравлический контур рулевого управления.

Кулачок имеет трапецеидальный профиль, чтобы не разрыхлять края отпечатка при выходе из него. Исключение составляют уплотнители  грунта Caterpillar, кулачки которых имеют эвольвентный профиль. Система узких скребков очищает валец от налипшего грунта. Шины с глубоким протектором и цельный кулачковый валец устанавливают на заводе. Однако смена вальцов возможна на рабочем месте благодаря сменным наборам, которые предлагают производители. В набор входят опоры, валец, элементы крепежа и гидравлики, передний бампер. Процесс смены вальцов достаточно трудоемкий, поэтому используется более дешевый и простой вариант: покупка к гладкому вальцу бандажей (обечаек) с кулачками. На них кулачки меньше, что позволяет несущественно менять диаметр вальца и, соответственно, его угловую скорость. Механизм вибрации, который увеличивает уплотняющее действие машины, находится внутри вальца.

Казалось бы, создание уплотнителей грунта не требует работы дизайнера – это же не производство Lexus. Однако, согласно последним тенденциям моды, конструкции уплотнителей грунта наделяют радующими глаз плавными очертаниями, которые не только соответствуют требованиям к эргономике и функциональности, но и даже улучшают их. Водитель ощущает себя по-другому на красивой машине, у него возникает чувство ответственности и гордости за себя и за технику, меняется эстетическое восприятие стройплощадки. А это, в свою очередь, положительным образом отражается на производительности труда. Цельный узкий скошенный капот имеет элегантный внешний вид и не мешает видимости сзади. Если его поднять, то откроется доступ к агрегатам гидросистемы и силовому агрегату. Круговой обзор обеспечивает панорамное остекление кабины. Оператор может перемещать и поворачивать кресло поперек кабины таким образом, чтобы контролировать край вальца.

Уплотнитель грунта Hamm 3411 P

Линейки уплотнителей грунта от разных производителей имеют сходные характеристики. Например, модельные ряды компаний Bomag, Hamm и Caterpillar насчитывают по 10 моделей массой от 3 до 25 т. У Bomag расклад по грузоподъемности с шагом почти в 1 т –3, 5, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 25 и 26 т. У Hamm – это машины массой 5, 7, 11, 12, 14, 16, 18, 20 и 25 т. У Caterpillar - 5, 7, 11, 12, 14, 15, 17 и 19 т. Определяющее значение на формирование серий уплотнителей грунта оказывают требования рынка, другими словами - объемы продаж. Нет смысла иметь полный модельный ряд для дорожника.

Оптимальным вариантом является формирование парка из соответствующих выполняемым работам машин, при одновременном учете необходимости унификации парка.

У внешне похожих и близких по характеристикам уплотнителей грунта разных компаний-производителей имеются свои особенности. Это больше всего заметно по их опционному оснащению. Корпорация Caterpillar отличается подходом, который можно охарактеризовать как «эффективно, надежно и эксклюзивно». Видимая простота конструкции является результатом тщательного отбора наиболее надежных и эффективных решений, которые иногда бывают дороже в производстве, но при интенсивной эксплуатации быстро окупаются. Проверенные и отработанные решения, защищенные собственными патентами, используются при обновлении модельного ряда.

Визитные карточки уплотнителей грунта Caterpillar в серии Е, которая постепенно заменяет предшествующую ей серию D, – оригинальный вибрационный механизм и двухконтурная гидростатическая трансмиссия – продолжают совершенствоваться. Независимые потоки рабочей жидкости подаются к моторам заднего моста и вальца двухконтурной гидоросистемой. Соответственно, тяга на колесах не меняется при пробуксовке вальца, что позволяет уплотнителю  грунта продолжать движение. Дифференциал повышенного трения блокируется при пробуксовке одного колеса, при этом полная тяга на другом колесе сохраняется. Два эксцентрика, находящихся на центральной оси, запускаются вибрационным механизмом. В эксцентрике во внутреннюю полость, который еще называют «стручковым эксцентриком» за то, что он похож на стручок, помещена дробь. Дробь при вращении перекатывается в сторону, обратную грузу, что сокращает амплитуду колебаний до минимальной и частично компенсирует его массу.

Когда дробь перекатывается к грузу при вращении в обратном направлении, то это увеличивает массу дебаланса и амплитуду колебаний. В отличие от дебалансов с взаимно перемещаемыми грузами, в этой системе нечему выходить из строя, поэтому она отличается высокой надежностью. В стандартной комплектации вибрационный механизм Caterpillar работает с постоянной частотой. По особому заказу на уплотнитель грунта могут быть установлены три варианта систем динамического контроля степени уплотнения и система плавного регулирования частоты с тахометром вибратора. По результатам работы системы динамического контроля имеется возможность составления компьютерной карты степени уплотнения рабочего участка, полученные данные могут быть переданы по радиоканалу на удаленный компьютер и распечатаны. Механизм не требует к себе повышенного внимания, так как интервал замены масла – 3 года независимо от наработки, или 3000 машино-часов. Центробежная сила в новой серии Е возросла за счет увеличения амплитуды или частоты (в зависимости от модели). Для простоты обслуживания продуман удобный доступ к агрегатам. Как и на фронтальных погрузчиках Caterpillar, цельный скошенный капот, сделанный из стеклопластика, поднимается электроприводом вместе с выхлопной трубой. Также вперед откидывается кабина, что открывает доступ к гидронасосам.

Кулачковые уплотнители грунта от компании Caterpillar оснащены вальцами особой формы. Овальный в поперечном сечении и эвольвентный в направлении качения профиль запатентован. По сравнению с трапецеидальным, этот профиль обеспечивает большее тяговое усилие и меньшее налипание грунта. По шевронному принципу расположены кулачки уплотнителей. Высокая продавливающая способность и значительное контактное давление при высокой равномерности качения обеспечиваются благодаря постоянному распределению контактного усилия на 2, 5 кулачка.

Уплотнитель грунта 3625 HT

В отличие от гнутых из полосы или штампованных кулачков других производителей, кулачки уплотнителей грунта Caterpillar являются литыми. В кулачковых обечайках для гладковальцовых уплотнителей Caterpillar используются кулачки меньшей высоты, но аналогичной формы. «Каменными» бандажами оборудованы модели CS-683E и CS-663E. Бандажи сделаны из высокопрочной стали, толщина которой – 4,2 см. Все гладковальцовые модели могут быть оснащены кулачковыми обечайками. Имеется возможность установки планировочных отвалов на уплотнители с массой от 5 до 12 т.

Самым высоким эргономическим стандартам соответствуют рабочее место и кабина водителя. Низкий уровень шума на рабочем месте оператора обеспечивается эффективной шумо- и виброизоляцией.

Также в нескольких комплектациях представлены уплотнители грунта Hamm AG серии 3000. У этих уплотнителей шарнирное сочленение – трехточечное, а цельный капот открывается в сторону от кабины. Отличается компоновка моторного отсека: радиаторный блок скомпонован в форме куба, а силовой агрегат расположен стандартно – продольно от кабины.

В стандартную комплектацию включена обычная гидросистема. Гидроприводы вибровозбудителя и хода, которые входят в более развитую комплектацию, управляются посредством микропроцессорной системы Hammtronic. По узлам уплотнителя располагаются множество сенсоров, которые передают данные для автоматического определения системой скорости движения, частоты и амплитуды вращения эксцентриков, регулирования частоты вращения силового агрегата, распределения потоков рабочей жидкости между моторами вальца и моста. По сравнению со стандартной комплектацией экономичность машины, оснащенной такой системой, выше на 30 процентов. Входящие в систему модули контроля тяги и скольжения не допускают пробуксовку вальца и колес. Кроме того, система может преодолевать подъемы.

Расширенная комплектация, обозначаемая аббревиатурой VIO – для моделей 3414, 3412 и 3307 – включает в себя механизм, который может работать в режиме осцилляции и режиме вибрации. Вертикальное результирующее воздействие (вибрация) создается вращающимися противоположно друг другу эксцентриками, которые находятся на двух валах. После переключения эксцентриков на вращение в одном направлении результирующая сила приобретает переменное горизонтальное направление, тем самым вызывая вращение вальца в одну или другую сторону.

Данный метод прекрасно себя зарекомендовал при уплотнении покрытий, которым противопоказаны вертикальные вибрационные воздействия (например, покрытия мостов) и во время работы на дорогах, под которыми на незначительной глубине находятся коммуникации (например, на городских улицах).

Почти вся линейка уплотнителей немецкой компании Bomag - от 7 до 26 т – оснащена моделями четвертого, последнего усовершенствованного поколения. Благодаря тому, что силовой агрегат развернут радиатором к кабине, появилась возможность сделать капот сильно скошенным, а также сместить к корме центр тяжести, что улучшило развесовку по осям. Выполненный из прочного и легкого пластика капот может подниматься к кабине на 90 градусов, при этом полностью открывая силовой агрегат, соединенный с насосом. Два эксцентрика, которые вращаются на центральной оси в одном направлении, составляют механизм вибрации в наиболее простой комплектации D-4/ PD-4 (гладкий/ кулачковый валец). Изменение амплитуды при смене направления вращения возможно за счет перемещения подвижного груза. Пропорциональный гидравлический клапан на моторе ведущего моста добавляется в комплектации DH-4/ PDH-4. Преодоление больших уклонов возможно благодаря перераспределению потоков рабочей жидкости между моторами вальца и моста при пробуксовке.

Уплотнитель грунта Bomag PDH-4

Аббревиатурой BVC обозначается самая усовершенствованная комплектация с системой Variocontrol. Ее главный компонент – это поворотный эксцентриковый блок, который находится на центральной оси вальца. Два боковых эксцентрика, которые вращаются в одну сторону, находятся на центральной оси. На осях, вынесенных за центральную ось, находятся два средних эксцентрика, которые вращаются в противоположном направлении. Вибрационное воздействие вальца имеет только вертикальную составляющую в том случае, когда оси средних эксцентриков находятся одна над другой. Горизонтальная составляющая появляется при их отклонении от вертикали. Валец переходит в режим осцилляции, когда оси достигают горизонтального положения.

Механизм вибрации управляется в автоматическом режиме. Водитель задает параметры уплотнения с пульта управления (Bomag Operating Panel). На основании данных о погружении вальца в грунт на каждом из циклов вращения эксцентриков электронная система задает скорость уплотнителя и оптимальное положение механизма. Информация выводится в реальном времени на монитор пульта управления. Перенесение данных на бумажную ленту возможно с установкой дополнительного модуля. Данные о степени уплотнения грунта поступают с сенсоров, которые находятся на внутренней стороне вальца. В комплектацию уплотнителя грунта, кроме пульта управления, включен большой ЖК-монитор, который находится на панели управления машиной. С рулевого колеса на колесико на левой консоли перенесено управление поворотом.

Компания Bomag в качестве опций также предлагает «скальный» валец, дробящий и уплотняющий крупнокусковой каменный материал, полигональный валец для уплотнения связных и несвязных грунтов, навесной блок вибротрамбовок, который увеличивает уплотняющее воздействие машины за один проход.

Таким образом, имеются технологии уплотнения грунтов и техника, которая может это сделать. Дело за малым – делать качественные дороги.

По материалам журнала "Основные средства"

Дорожные катки в Торговой системе спецтехники

Читайте: Обсуждайте:





Заметили ошибку? Выделите участок текста и нажмите Ctrl+Enter, чтобы оповестить редакцию сайта.

Читайте также:

Новое в Торговой системе. Узнайте об изменениях в личном кабинете
Новое в Торговой системе. Узнайте об изменениях в личном кабинете Для повышения удобства и эффективности работы в Торговой системе Экскаватор Ру были обновлены дизайн и функционал личного кабинета
ОНЛАЙН ЭКСПО Экскаватор Ру. Полный обзор стендов участников
ОНЛАЙН ЭКСПО Экскаватор Ру. Полный обзор стендов участников В этом году в выставке принимают участие представители российских и зарубежных брендов, которые представляют как популярные, так и совсем новые модели. Изучаем актуальные разработки из разных сегментов
Рост до 133%. Об импорте дорожной техники в I квартале 2021 года
Рост до 133%. Об импорте дорожной техники в I квартале 2021 года В январе–марте текущего года наибольший рост показали асфальтоукладчики, наименьший — вибрационные катки. Анализируем данные за I квартал 2021 года, предоставленные исследовательской компанией ID-Marketing
От виброплит до стационарных АБЗ. Фоторепортаж с bauma CTT RUSSIA 2021
От виброплит до стационарных АБЗ. Фоторепортаж с bauma CTT RUSSIA 2021 В этом году на московской выставке была представлена продукция из самых разных сегментов: можно было увидеть и китайские автобетоносместители, и российские дорожные катки, и американские бордюроукладчики. Обо всех моделях расскажем в данном обзоре