RU2822790C1 - Two-section drum of vibration roller - Google Patents
Two-section drum of vibration roller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2822790C1 RU2822790C1 RU2024101773A RU2024101773A RU2822790C1 RU 2822790 C1 RU2822790 C1 RU 2822790C1 RU 2024101773 A RU2024101773 A RU 2024101773A RU 2024101773 A RU2024101773 A RU 2024101773A RU 2822790 C1 RU2822790 C1 RU 2822790C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pair
- roller
- covers
- drum
- shafts
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к дорожно-строительной технике и предназначено для уплотнения материалов, из которых возводят грунтовые и бетонные сооружения, такие как плотины, дороги, аэродромы, обратные засыпки котлованов, насыпи и т.п.The invention relates to road construction equipment and is intended for compacting materials from which soil and concrete structures are erected, such as dams, roads, airfields, backfilling of pits, embankments, etc.
Известен валец вибрационного катка, содержащий обечайку с набором упругих шин, заполненных водой, снабженную двумя оппозитно расположенными дебалансными валами, вращающимися в одном направлении, со смещенными на 180° эксцентриковыми массами и центральным дебалансным валом со смещенной на 90° по отношению к двум первым эксцентриковой массой (патент ПМ РФ №121260, МПК: Е01С 19/28, опубл. 20.10.2012 г.). В этой конструкции в одном вальце размещены возбудители круговых и крутильных колебаний. Причем круговые колебания генерируются центральным дебалансным валом, ось которого совпадает с осью вальца приводимым во вращение гидромотором, а крутильные колебания возбуждаются двумя дебалансными валами, закрепленными на ребрах вальца симметрично его оси. На концах этих валов закреплены одинаковые зубчатые колеса, входящие в зацепление с таким же зубчатым колесом, закрепленным на центральном валу.A known vibratory roller drum contains a shell with a set of elastic tires filled with water, equipped with two opposed unbalance shafts rotating in the same direction, with eccentric masses offset by 180° and a central unbalance shaft with an eccentric mass offset by 90° relative to the first two. (patent PM RF No. 121260, IPC: E01C 19/28, published 10/20/2012). In this design, the exciters of circular and torsional vibrations are located in one roller. Moreover, circular vibrations are generated by a central unbalance shaft, the axis of which coincides with the axis of the roller driven by a hydraulic motor, and torsional vibrations are excited by two unbalance shafts mounted on the edges of the roller symmetrically to its axis. At the ends of these shafts there are identical gears attached, which mesh with the same gear mounted on the central shaft.
К недостаткам аналога относится то, что круговые колебания вальца и его крутильные колебания, воздействуют на уплотняемый материал поочередно, кроме того при ориентации круговой возбуждающей силы близкой к горизонту возможно ослабление касательных усилий на контакте вальца с уплотняемым материалом, степень которого зависит от направления вращения вальца и скорости его перемещения. К тому же оснащение вальца упругими резиновыми шинами приводит к демпфированию колебаний, т.е. к снижению уплотняющей способности. Анализ поведения реологической модели материала, свойства которого определяются в основном коэффициентом внутреннего трения показывает, что максимальное снижение внутреннего трения под действием вибрации, благодаря которому происходит переукладка частиц уплотняемого материала и образование более плотной структуры, происходит при совместном воздействии на уплотняемый материал сдвиговых и нормальных напряжений динамическая и статическая составляющие которых находятся между собой в определенных соотношениях (В.Е. Кондаков. О вибрационном разжижении бетонной смеси при плоском напряженном состоянии. - Известия вузов, Строительство и архитектура, 1984 г., С. 55-60).The disadvantages of the analogue include the fact that the circular vibrations of the roller and its torsional vibrations act on the compacted material alternately, in addition, when the circular exciting force is oriented close to the horizon, it is possible to weaken the tangential forces at the contact of the roller with the compacted material, the degree of which depends on the direction of rotation of the roller and the speed of its movement. In addition, equipping the drum with elastic rubber tires leads to vibration damping, i.e. to a decrease in compaction ability. Analysis of the behavior of the rheological model of the material, the properties of which are determined mainly by the coefficient of internal friction, shows that the maximum reduction in internal friction under the influence of vibration, due to which the particles of the compacted material are re-arranged and a more dense structure is formed, occurs when the compacted material is jointly exposed to shear and normal dynamic stresses and the static components of which are in certain relationships with each other (V.E. Kondakov. On vibration liquefaction of a concrete mixture in a plane stressed state. - News of universities, Construction and architecture, 1984, pp. 55-60).
Известен валец вибрационного катка (патент РФ №2654892, МПК: Е01С 19/28, опубл. 23.05.2018 БИ №15), содержащий вал, соединенный с возможностью вращения с вальцом и скрепленный с помощью резиновых амортизаторов с рамой катка, на валу вальца с возможностью вращения закреплены две пары дебалансных валов, оси которых перпендикулярны оси вальца таким образом, что оси первой пары дебалансных валов расположены в вертикальной плоскости, а оси второй пары симметричны линии проходящей по середине между осями первой пары дебалансных валов, концы которых оснащены одинаковыми большими зубчатыми колесами, входящими в зацепления друг с другом, концы дебалансных валов второй пары оснащены малыми зубчатыми колесами вдвое меньшего диаметра, чем в первой паре, одно из зубчатых колес второй пары входит в зацепление с зубчатым колесом нижнего дебалансного вала первой пары выше его оси, а другое входит в зацепление с зубчатым колесом верхнего дебалансного вала ниже его оси, при одинаковой горизонтальной ориентации дебалансов первой пары валов, дебалансы второй пары валов направлены вертикально вверх, дополнительно на внешней поверхности обечайки вальца выполнены кольцевые выступы.A known vibratory roller roller (RF patent No. 2654892, IPC: E01S 19/28, publ. 05.23.2018 BI No. 15), containing a shaft connected for rotation to the roller and fastened with rubber shock absorbers to the roller frame, on the roller shaft with two pairs of unbalance shafts are fixed with the possibility of rotation, the axes of which are perpendicular to the axis of the roller in such a way that the axes of the first pair of unbalance shafts are located in a vertical plane, and the axes of the second pair are symmetrical to the line passing in the middle between the axes of the first pair of unbalance shafts, the ends of which are equipped with identical large gears , engaging with each other, the ends of the unbalance shafts of the second pair are equipped with small gears of half the diameter of those in the first pair, one of the gears of the second pair meshes with the gear of the lower unbalance shaft of the first pair above its axis, and the other engages in engagement with the gear wheel of the upper unbalance shaft below its axis, with the same horizontal orientation of the unbalances of the first pair of shafts, the unbalances of the second pair of shafts are directed vertically upward, additionally there are annular projections on the outer surface of the roller shell.
По числу сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого технического решения.Based on the number of similar features and the achieved result, this technical solution was chosen as a prototype of the proposed technical solution.
К недостаткам прототипа относится то, что горизонтальная составляющая колебаний вальца передается на раму вибрационного катка и должна поглощаться амортизаторами, с помощью которых вал вальца соединяется с рамой вибрационного катка. Кроме того, плоскость, в которой лежат дебалансные валы второй пары, обеспечивающие вертикальные колебания вальца, расположена под некоторым углом к горизонту, величина которого зависит от отношения высоты зубьев к диаметру зубчатых колес, что приводит к появлению горизонтальной составляющей вертикальных колебаний направленной в одну сторону и требует постоянной коррекции направления движения вибрационного катка, что ухудшает его управляемость.The disadvantages of the prototype include the fact that the horizontal component of the vibration of the drum is transmitted to the frame of the vibrating roller and must be absorbed by shock absorbers, with the help of which the drum shaft is connected to the frame of the vibrating roller. In addition, the plane in which the unbalance shafts of the second pair lie, providing vertical vibrations of the drum, is located at a certain angle to the horizon, the magnitude of which depends on the ratio of the height of the teeth to the diameter of the gears, which leads to the appearance of a horizontal component of vertical vibrations directed in one direction and requires constant correction of the direction of movement of the vibrating roller, which impairs its controllability.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение состоит в повышении эффективности работы вибрационного катка, за счет снижения вибрации передаваемой от вальца на раму вибрационного катка и улучшении его управляемости.The technical result to which the present invention is aimed is to increase the operating efficiency of the vibrating roller by reducing the vibration transmitted from the drum to the frame of the vibrating roller and improving its controllability.
Для достижения указанного технического результата двухсекционный валец вибрационного катка, содержащий вал, соединенный с возможностью вращения с вальцом и скрепленный с помощью резиновых амортизаторов с рамой вибрационного катка, две пары дебалансных валов, оси которых перпендикулярны оси вальца, оси первой пары дебалансных валов расположены в вертикальной плоскости, концы дебалансных валов первой пары оснащены одинаковыми большими зубчатыми колесами, входящими в зацепления друг с другом, концы дебалансных валов второй пары оснащены малыми зубчатыми колесами вдвое меньшего диаметра, чем в первой паре, при одинаковой горизонтальной ориентации дебалансов первой пары дебалансных валов, дебалансы второй пары валов направлены вертикально вверх, оси дебалансных валов второй пары расположены в горизонтальной плоскости ниже оси двухсекционного вальца, малые зубчатые колеса входят в зацепление друг с другом и одно из них входит в зацепление с нижним большим зубчатым колесом, обе пары дебалансных валов размещены с возможностью вращения в приливах полого вала, соединенного с крышками секций вальца с помощью радиально-упорных подшипников, валец вибрационного катка, разделен на две одинаковые секции симметричные относительно плоскости перпендикулярной оси вальца, соединенные с центральным валом с возможностью вращения и осевого смещения посредством подшипников скольжения, закрепленных на крышках секций вальца, при этом секции упруго связаны друг с другом с помощью пружин расположенных между соседними крышками и с противоположной стороны этих крышек посредством резьбовых шпилек, пропущенных сквозь отверстия в крышках.To achieve the specified technical result, a two-section vibratory roller roller containing a shaft connected for rotation to the roller and fastened with rubber shock absorbers to the frame of the vibrating roller, two pairs of unbalance shafts, the axes of which are perpendicular to the axis of the roller, the axes of the first pair of unbalance shafts are located in the vertical plane , the ends of the unbalance shafts of the first pair are equipped with identical large gears that mesh with each other, the ends of the unbalance shafts of the second pair are equipped with small gears of half the diameter of those in the first pair, with the same horizontal orientation of the unbalances of the first pair of unbalance shafts, the unbalances of the second pair shafts are directed vertically upward, the axes of the unbalance shafts of the second pair are located in a horizontal plane below the axis of the two-section roller, small gears engage with each other and one of them engages with the lower large gear, both pairs of unbalance shafts are placed with the possibility of rotation in tides of a hollow shaft connected to the covers of the roll sections using angular contact bearings, the drum of the vibrating roller is divided into two identical sections symmetrical relative to the plane perpendicular to the axis of the roller, connected to the central shaft with the possibility of rotation and axial displacement by means of plain bearings mounted on the section covers roller, while the sections are elastically connected to each other using springs located between adjacent covers and on the opposite side of these covers by means of threaded rods passed through holes in the covers.
Отличительными признаками предлагаемой конструкции двухсекционного вальца от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, являются:Distinctive features of the proposed two-section roller design from the above known one, which is closest to it, are:
- расположение осей дебалансных валов второй пары в горизонтальной плоскости ниже оси двухсекционного вальца;- location of the axes of the second pair of unbalance shafts in the horizontal plane below the axis of the two-section roller;
- зацепление малых зубчатых колес друг с другом и одного из них с нижним большим зубчатым колесом,- engagement of small gears with each other and one of them with the lower large gear,
- размещение дебалансных валов с возможностью вращения в приливах полого вала, соединенного с крышками двухсекционного вальца с помощью радиально-упорных подшипников,- placement of unbalance shafts with the possibility of rotation in the bosses of a hollow shaft connected to the covers of a two-section roller using angular contact bearings,
- разделение вальца на две одинаковые секции симметричные относительно плоскости перпендикулярной оси вальца,- division of the roller into two identical sections symmetrical relative to the plane perpendicular to the axis of the roller,
- соединение секций вальца с центральным валом с возможностью вращения и осевого смещения с помощью подшипников скольжения, закрепленных на крышках секций вальца,- connection of the roller sections with the central shaft with the possibility of rotation and axial displacement using plain bearings mounted on the covers of the roller sections,
- упругое соединение секций вальца друг с другом с помощью пружин расположенных между соседними крышками и с противоположной стороны этих крышек с помощью резьбовых шпилек пропущенных сквозь отверстия в крышках.- elastic connection of the roller sections to each other using springs located between adjacent covers and on the opposite side of these covers using threaded rods passed through holes in the covers.
Благодаря наличию этих признаков секции вальца совершают оппозитные колебательные движения, в результате чего на раму вибрационного катка передаются только вертикальные колебания, что снижает общий уровень вибрации рамы и улучшает управляемость вибрационного катка. Дополнительно, за счет изменения жесткости пружин соединяющих секций вальца, можно подобрать режим колебаний близкий к резонансному, что повышает эффективность работы вибрационного катка.Due to the presence of these features, the drum sections perform opposed oscillatory movements, as a result of which only vertical vibrations are transmitted to the frame of the vibrating roller, which reduces the overall level of vibration of the frame and improves the controllability of the vibrating roller. Additionally, by changing the spring stiffness of the connecting sections of the drum, it is possible to select a vibration mode close to resonant, which increases the operating efficiency of the vibrating roller.
Предлагаемый двухсекционный валец вибрационного катка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.The proposed two-section vibratory roller drum is illustrated by the drawings shown in Fig. 1-3.
На фиг. 1 показан разрез двухсекционного вальца вертикальной плоскостью, параллельной его оси.In fig. Figure 1 shows a cross-section of a two-section roller with a vertical plane parallel to its axis.
На фиг. 2 - разрез двухсекционного вальца плоскостью проходящей через оси дебалансных валов первой пары.In fig. 2 - section of a two-section roller with a plane passing through the axes of the unbalance shafts of the first pair.
На фиг. 3 - положение дебалансов в разных фазах вращения и направление, возникающее при этом сил (стрелками показано направление вынуждающих сил):In fig. 3 - the position of the unbalances in different phases of rotation and the direction of the forces arising (arrows indicate the direction of the driving forces):
а - встречное движение секций,a - counter movement of sections,
б - противоположное движение секций.b - opposite movement of sections.
Двухсекционный валец вибрационного катка содержит первую пару дебалансных валов 1, вторую пару дебалансных валов 2, центральный вал 3, радиально-упорные подшипники 4, подшипники скольжения 5, крышки 6, резиновые амортизаторы 7, раму 8 вибрационного катка, большие зубчатые колеса 9, малые зубчатые колеса 10, полый вал 11, пружины 12, резьбовые шпильки 13.The two-section vibratory roller drum contains a first pair of unbalance shafts 1, a second pair of unbalance shafts 2, a central shaft 3, angular contact bearings 4, plain bearings 5, covers 6, rubber shock absorbers 7, a vibratory roller frame 8, large gears 9, small gears wheels 10, hollow shaft 11, springs 12, threaded rods 13.
Предлагаемый двухсекционный валец вибрационного катка работает следующим образом.The proposed two-section vibratory roller drum operates as follows.
При вращении дебалансных валов 1 и 2 первой и второй пар в обеих секциях вальца с одинаковой скоростью возникают оппозитные горизонтальные колебания секций, которые сопровождаются синхронными вертикальными колебаниями обеих секций. Причем при максимальных значениях горизонтальных вынуждающих сил, вертикальные вынуждающие силы направлены вверх, что способствует переукладке частиц уплотняемого материала в основном за счет их горизонтального смещения. При минимальных значениях горизонтальных вынуждающих сил вертикальные вынуждающие силы имеют максимальное значение и направлены вниз, благодаря чему происходит уплотнение материала в основном за счет вертикального смещения частиц.When unbalance shafts 1 and 2 of the first and second pairs rotate in both sections of the roller at the same speed, opposite horizontal vibrations of the sections occur, which are accompanied by synchronous vertical vibrations of both sections. Moreover, at maximum values of the horizontal driving forces, the vertical driving forces are directed upward, which promotes the re-arrangement of particles of the compacted material mainly due to their horizontal displacement. At minimum values of horizontal driving forces, vertical driving forces have a maximum value and are directed downward, due to which the material is compacted mainly due to the vertical displacement of particles.
Благодаря упругому соединению секций вальца друг с другом с помощью пружин 12 и резьбовых шпилек 13 с возможностью осевого смещения секций относительно центрального вала 3 обеспеченного подшипниками скольжения 5 закрепленными на крышках 6 происходит самосинхронизация скоростей вращения дебалансных валов 1 в обеих секциях вальца. Связь между парами дебалансных валов 1 и 2 с помощью зубчатых колес 9 и 10 обеспечивает необходимый сдвиг фаз. Закрепление обеих пар дебалансных валов 1 и 2 на полом валу 11 соединенном с помощью радиально-упорных подшипников 4 с крышками 6 создает возможность расположения дебалансных валов 2 второй пары в горизонтальной плоскости за счет смещения центра тяжести ниже оси центрального вала 3.Thanks to the elastic connection of the roller sections to each other using springs 12 and threaded rods 13 with the possibility of axial displacement of the sections relative to the central shaft 3 provided by sliding bearings 5 mounted on the covers 6, self-synchronization of the rotation speeds of the unbalance shafts 1 in both sections of the roller occurs. The connection between pairs of unbalance shafts 1 and 2 using gears 9 and 10 provides the necessary phase shift. Fixing both pairs of unbalance shafts 1 and 2 on a hollow shaft 11 connected by means of angular contact bearings 4 with covers 6 makes it possible to locate the unbalance shafts 2 of the second pair in a horizontal plane due to the displacement of the center of gravity below the axis of the central shaft 3.
Предлагаемая конструкция двухсекционного вальца исключает передачу горизонтальных колебаний на раму 8 и снижает массу резиновых амортизаторов 7. Также благодаря подбору жесткости пружин 12 возможно снижение дебалансных масс валов 1 первой пары.The proposed design of a two-section roller eliminates the transmission of horizontal vibrations to the frame 8 and reduces the mass of rubber shock absorbers 7. Also, thanks to the selection of the stiffness of the springs 12, it is possible to reduce the unbalanced masses of the shafts 1 of the first pair.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2822790C1 true RU2822790C1 (en) | 2024-07-12 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1225685B (en) * | 1962-03-22 | 1966-09-29 | Alfred Hagelstein Maschinenfab | Road roller with hydraulic drive motor |
| RU2405881C1 (en) * | 2009-03-16 | 2010-12-10 | Владимир Никитич Тарасов | Method for dynamic compaction of soils and materials with rollers (versions) and device for its realisation |
| RU2654892C1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" | Roller of vibrating roller |
| RU2746773C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Vibrating drum for a road roller |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1225685B (en) * | 1962-03-22 | 1966-09-29 | Alfred Hagelstein Maschinenfab | Road roller with hydraulic drive motor |
| RU2405881C1 (en) * | 2009-03-16 | 2010-12-10 | Владимир Никитич Тарасов | Method for dynamic compaction of soils and materials with rollers (versions) and device for its realisation |
| RU2654892C1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" | Roller of vibrating roller |
| RU2746773C1 (en) * | 2020-10-06 | 2021-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Vibrating drum for a road roller |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4647247A (en) | Method of compacting a material layer and a compacting machine for carrying out the method | |
| JP2915863B2 (en) | Drum washing machine | |
| RU2822790C1 (en) | Two-section drum of vibration roller | |
| KR102615372B1 (en) | Vibration generator capable of adjusting amplitude of vibration sorting screen | |
| CN201565419U (en) | Vibrator of three-shaft elliptical vibrating screen | |
| RU2681032C1 (en) | Combined roll of vibrating roller | |
| RU2654892C1 (en) | Roller of vibrating roller | |
| RU181993U1 (en) | Drum Roller | |
| SU1245641A1 (en) | Self-propelled vibration road roller | |
| CN206937632U (en) | A kind of shaft vibration forced mixer | |
| KR200167406Y1 (en) | Hydraulic vibro-hammer | |
| RU203785U1 (en) | Road Roller Vibrator | |
| SU1049607A1 (en) | Vibrated road roller | |
| RU2174445C2 (en) | Inertial cone crusher | |
| RU202965U1 (en) | Vibrating mechanism for road roller drum | |
| JP2010538810A (en) | Crusher with double forced motion of grinding media | |
| JPH046805B2 (en) | ||
| RU2735316C1 (en) | Road vibrating roller | |
| RU2405881C1 (en) | Method for dynamic compaction of soils and materials with rollers (versions) and device for its realisation | |
| RU2805708C1 (en) | Vibration mechanism of road roller drum with adjustable driving force | |
| RU31113U1 (en) | Vibration source | |
| CN1039441C (en) | Jolt oscillating rammer for building | |
| RU2081962C1 (en) | Method for compaction of road-building materials | |
| RU2194114C1 (en) | Device for soil compaction | |
| RU2753291C1 (en) | Vibrating drum for road roller |