К атегория:
Машины для укладки асфальта
Назначение и классификация катков
Катки предназначены для уплотнения оснований и покрытий из асфальтобетонных смесей, а также для послойного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных и стабилизированных материалов при сооружении плотин, дамб, аэродромов и дорог.
Рабочими органами этих машин являются металлические вальцы или пневматические колеса.
Рабочие органы катков разделяются на ведущие и ведомые. К ведущим рабочим органам передается крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания. Ведомые рабочие органы самоходных катков являются направляющими и служат для поворота машины.
-
Катки классифицируют по принципу действия, виду рабочего органа, способу передвижения, числу осей и по количеству вальцов (ГОСТ 21994-76).
По принципу действия катки делятся на статические и вибрационные.
На статических катках покрытие уплотняют за счет действия силы тяжести при перекатывании рабочего органа по материалу. На вибрационных катках кроме статического нагружения уплотняемому материалу передается динамическая нагрузка за счет колебательных движений одного вальца. Для создания вибрации в один из вальцов встраивают дебалансный возбудитель колебаний, приводимый в действие от трансмиссии катка.
По виду рабочего органа различают катки с гладкими вальцами и пневмоколесные.
По способу передвижения катки делятся на полуприцепные и самоходные. В полуприцепном катке часть его массы передается на тягач через сцепное устройство. С полуприцепными катками применяют пневмоколесные тягачи или тракторы.
По числу осей катки делятся на одноосные, двухосные и трехосные.
По количеству вальцов различают одновальцовые, двухвальцовые и трехвальцовые катки.
Главным параметром катков является масса. По массе и конструктивному исполнению дорожные самоходные катки с гладкими вальцами изготовляют следующих типов и исполнений:
тип 1-легкие вибрационные массой 0,6; 1,5 и 4 т одноосные одновальцовые (1/1) и двухосные двухвальцовые (2/2);
тип 2 - средние вибрационные и статические массой 6 т двухосные двухвальцовые (2/2) и двухосные трехвальцовые (2/3);
тип 3 - тяжелые статические массой 10 и 15 т двухосные двухвальцовые (2/2); двухосные трехвальцовые (2/3) и трехосные трехвальцовые (3/3).
Пневмоколесные полуприцепные катки разделяют на следующие типы (ГОСТ 16481-70): легкие (15 т), средние (30 т) и тяжелые (45 т).
Пневмоколесные самоходные катки делят на средние (16 т) и тяжелые (30 т).
Многие строительные и дорожные виды работ требуют специальной подготовки грунтового или насыпного основания. При покрытии дорог и разнообразных площадок асфальтом также требуется уплотнение подстилающего и верхнего слоев. Для выполнения операций уплотнения и укатки больших площадей широко используются специальные строительные машины – дорожные самоходные катки.
Если судить по названию, то эти машины должны применяться исключительно на дорожных работах. Но сфера их использования гораздо шире – они работают в карьерах, обустройстве лесопарковых зон, оборудовании спортивных сооружений, строительстве железных дорог и плотин. Условия их эксплуатации очень разнообразны, поэтому созданы различные виды катков для уплотнения грунта. По конструкции рабочей и ходовой части они подразделяются на:
- одновальцовые
- двухвальцовые
- трехвальцовые
- самоходные
- ручные
- прицепные (буксируемые)
Одновальцевые дорожные катки
Среди ручных и самоходных катков малой и средней массы наибольшее распространение получили одновальцовые вибрационные катки. Они маневренны, энергонасыщенные и очень эффективны при проведении работ на объектах небольшой площади. Их производительность довольно высока за счет применения съемных барабанов с гладкими или рельефными рабочими поверхностями и систем виброуплотнения с возможностью регулировки режимов работы.Большинство одновальцовых машин построены по классической конструкционной схеме – моторная часть на пневматическом ходу расположена в задней части машины в комплексе с кабиной управления и гидравлическими насосами. Передняя часть, представляющая собой раму с цилиндрическим массивным барабаном – вальцом, шарнирно соединена с моторной частью.
Привод осуществляется как на колеса, так и на барабан рабочего органа, поэтому дорожные самоходные катки не пробуксовывают даже на влажных поверхностях и их рабочие барабаны не проскальзывают. Система управления поворачивает с помощью гидроцилиндров заднюю и переднюю части, что позволяет эффективно маневрировать и обрабатывать участки дорог с большим числом поворотов допустимого радиуса кривизны.
Для уплотнения дорожного покрытия и подготовки его перед проходом тяжелых двух или трехвальцовых катков, окончательно обрабатывающих поверхность, используется дорожный каток 8т. Это одни из самых легких самоходных катков, обладающих, тем не менее, достаточно мощной уплотняющей нагрузкой. Они гораздо маневренней и экономичней двухвальцовых вибрационных катков и не требуют предварительной подготовки перед проходом.
Они работают сразу же после асфальтоукладчика и подготавливают поверхность для последующего уплотнения. При эксплуатации на грунтах в режиме виброуплотнения самоходные вибрационные катки с гладкими вальцами массой 6-8 тонн могут самостоятельно уплотнить слой грунта или насыпного покрытия толщиной до 40 см.
Кулачковые катки для уплотнения грунтов применяются в случаях неоднородности подстилающего слоя, наличия в нем вкраплений камней, крупных фракций щебня, известняка, песчаника и прочих материалов, которые измельчаются шипами на поверхности вальца и утрамбовываются в основание.
После обработки основания кулачковыми барабанами непременно используются гладкие вальцы, позволяющие выровнять поверхность и добиться однородной плотности по всему объему.
Привод одновальцевых дорожных катков осуществляется с помощью механической или гидравлической передачи, рассчитанной на скорость перемещения не более 13-15 км/час в транспортном режиме и до 8 км/час в рабочем. Для этих машин эффективность работы определяется не скоростью, а возможностью воздействия на грунт с максимальной силой. Трансмиссия позволяет очень быстро изменять направление движения и обеспечивает плавность хода. Рывки и ускорения здесь недопустимы во избежание сдвигов верхних слоев грунта относительно нижних, что приводит к неоднородности структуры уплотненной зоны.
Двухвальцовые дорожные катки
Самоходные дорожные катки с двумя рабочими вальцами представляют собой машины с тандемным расположением барабанов, служащих одновременно и движителями. Как правило, привод осуществляется на оба вальца с помощью механической трансмиссии или гидростатического привода. Некоторые модели работают по схеме статического воздействия на грунт за счет большой собственной массы. Но самоходные гладкие дорожные катки 13 т – это, как правило, машины вибрационного типа.При не столь большой общей массе они очень интенсивно уплотняют грунтовые слои и асфальт дорожного покрытия за счет использования вибросистем, которые могут регулироваться как по амплитуде, так и по частоте колебаний. Вибрация осуществляется посредством вращения внутреннего эксцентрикового вала с механическим или гидравлическим приводом.
Самоходный дорожный каток – это довольно комфортабельная для оператора машина. Кабины современных катков оборудованы кондиционерами, отличаются превосходной шумоизоляцией и специальной подвеской, защищающей оператора от вибрации. Панорамный обзор, мощные осветительные приборы позволяют работать в любое время суток, а безопасность водителя гарантируется специальными системами защиты при опрокидывании.
Грунтовый самоходный дорожный каток оборудуется дизельным двигателем средней мощности. Несмотря на большую массу машины, 100 л.с. вполне достаточно для эффективной работы. Особое устройство трансмиссии преобразует всю мощность в уверенное движение машины на малой скорости и вибрацию вальцов. Коэффициент полезного действия этих машин чрезвычайно высок.
Дорожные катки являются разновидностью спецтехники для выполнения дорожных работ. Строительство дорог включает в себя работы по искусственному уплотнению насыпного грунта и укатыванию асфальтобетонной смеси для достижения ровных дорожных оснований. Для осуществления таких работ используются дорожные катки, большую популярность приобретают китайские катки XCMG.
Классификация дорожных катков
По способу перемещения дорожные катки делятся на три типа. Самым большим спросом при дорожных работах пользуются самоходные катки различных моделей. При работах по укатке гравийно-щебеночных и грунтовых дорог, как правило, используются прицепные катки , производящие уплотнение материала при помощи тяжести своей массы. Полуприцепные катки , относящиеся к третьему типу катков, оснащаются сцепным устройством для обеспечения передачи на тягач части массы техники.
По принципу действия катки для дорожных работ делятся на два типа. При работе статических катков гладкое покрытие дорог производится за счет действующей силы тяжести , уплотняющей материал. Дорожные катки вибрационного типа укатывают дорожное основание с использованием непрерывной работы одного или же нескольких рабочих органов машины.
Такая современная спецтехника, как правило, оснащается вибрационными вальцами, способными совершать колебательные движения. Оборудование дорожных катков вибрационного типа вибровозбудителями способствует увеличению производительности такой спецтехники на пятьдесят-восемьдесят процентов.
Такая производительность машины достигается уменьшением количества проходов дорожного катка и увеличением толщины слоя уплотнения. Степень уплотнения дорожных покрытий определяется массой моделей дорожных катков. Увеличение массы машины осуществляется с помощью дополнительного балласта, в качестве которого используют железобетонные кубы или емкости с песком.
Виды дорожных катков и особенности их конструкции
В зависимости от вида рабочего органа дорожные катки классифицируют на различные группы. Группа катков с гладкими вальцами является наиболее популярным видом дорожной спецтехники. Решетчатые дорожные катки используются для работ по уплотнению комковых грунтов, в состав которых могут входить твердые элементы. Максимальная эффективность уплотнения таких грунтов достигается непрерывным дроблением с помощью металлической решетки, изготовленной из литых элементов и располагающейся на вальце.
Кулачковые
дорожные катки используются для работ по уплотнению рыхлых связных грунтов, толщиной не больше двадцати двух-тридцати сантиметров. Кулачки (шипы), которые установлены на обечайках вальцов, дают возможность легкого входа в грунт в самом начале уплотнения. Во время дальнейших проходов дорожного катка погружение в грунт затрудняется, потому что грунт становится все более уплотненным.
Пневмоколесные дорожные катки способны обеспечивать длительные нагрузки на уплотняемый слой и в первую очередь подходят для работ по укатке свеженасыпанных грунтов. Такие машины используют после выполненных проходов решетчатых и кулачковых дорожных катков при необходимости укатывания каменных и вяжущих материалов.
Катки комбинированного типа оснащаются рабочими органами, имеющими разную комплектацию, которая определяется видом уплотняемых материалов.
Дорожные катки по количеству осей в конструкции
В зависимости от количества осей в конструкции машины дорожные катки бывают трехосные, двухосные и одноосные . По взаимному расположению и числу вальцов дорожные катки разделяются на группы одновальцовых, двухвальцовых и трехвальцовых катков . Например, катки двухвальцовые с двумя осями оснащаются вальцами, имеющими одинаковую ширину. При проходе такого дорожного катка уплотнение материала происходит благодаря расположению вальцов «одного за другим».
Трехвальцовые
катки подразделяются на несколько групп, принадлежность к которым определяется по количеству расположенных осей и вальцов. Трехвальцовые дорожные катки с двумя осями оснащены тремя вальцами, один из которых – ведомый — находится спереди, а два узких вальца – ведущих — сзади. Оборудование техники такими вальцами способствует высокой устойчивости машины. Вальцы обладают большим диаметром и позволяют легко выполнять уплотнение материала на стыках дороги и бордюров или стен.
Особая конструкция дорожных катков дает возможность выполнять перекрытие ведущими вальцами следа переднего рабочего органа на 1-1,2 метра. Трехвальцовые дорожные катки используют для работ по окончательной отделке дорожных оснований. Для такой техники характерна одинаковая ширина вальцов. Качество уплотнения такими дорожными катками не зависит от неровности уплотняемого материала, потому что расположение подвески вальцов способствует обеспечению рационального распределения массы машины и дает возможность выполнять укатывание всех выступов, благодаря высокому давлению.
Критерии выбора
Выбор модели дорожных катков определяется типом и основными характеристиками уплотняемых покрытий (грунтов или асфальтобетона), климатическими условиями места дорожных работ, а также объемом работ. Дорожные катки отечественных производителей обладают более низкой стоимостью в сравнении с подобной импортной спецтехникой. При работе дорожных катков отечественного производства можно использовать любое масло и топливо.
Каток – спецтехника (самоходная или прицепная), используемая в процессе решения самых разных задач для утрамбовки и уплотнения верхних слоев дорожного покрытия (грунт, асфальт, насыпные породы, в том числе и крупно-скальные).
Современный машиностроительный рынок предлагает несколько видов этих машин в зависимости от вида ключевого элемента – вальца, который и выполняет основную функцию уплотнения:
- Гладковальцевые катки уплотняют верхние слои грунта, создавая необходимое давление своим весом.
- Кулачковые катки применяют для уплотнения связного рыхлого грунта, возможно выполнение работ на наклонных и обводненных площадках. Глубина уплотнения связных грунтов может достигать 80 см. Поскольку после обработки участка кулачковыми вальцами поверхность остается несколько взрыхленной, то имеет смысл их применять в комплексе с гладковальцевыми катками или катками на пневмоколесах.
- Решетчатые, кроме основной функции уплотнения, имеют сопутствующую способность дробить крупные фрагменты грунта решеткой, что работает на улучшение конечного результата.
- Пневмоколесные катки применяются для укатки не только грунта, но и насыпных гравия, щебенки, черных смесей и асфальта. Основное преимущество перед другими катками заключено в отсутствии эффекта дробления, что является существенным плюсом при работе с гравийно-щебеночными покрытиями. Толщина слоя оптимального уплотнения зависит от массы катка, которая варьируется в диапазоне 20-50 т (но существуют и более тяжелая техника, например, в аэродромном строительстве 200 т), и соответствует 25-40 см.
Кроме того, существуют катки комбинированные, в которых одновременно участвуют несколько вышеперечисленных видов валец. Обычно это передний – гладкий, а задний – пневмошинный валец.
Максимальное количество валец, устанавливаемых на один каток – три, причем два узких навешиваются на одну ось. В случае одновальцового катка валец устанавливается на переднюю ось, чаще всего такие катки являются прицепными устройствами и выполняют уплотнение грунта, будучи прикрепленными, например, к трактору.
Соответственно, существует разделение на классы по принципу движения: самоходные и несамоходный катки.
Виброкатки
Существенно повышает степень утрамбовки поверхности грунта оснащение катков пневматическими вибрационными системами, создающими управляемую вертикальную вибрацию одного из вальцов, что позволяет уплотнять асфальт за один проход, в то время как остальным каткам для достижения того же качества придется несколько раз прокатывать один участок. Данный вид катков получил общее название вибрационных.
На российском рынке дорожно-строительной технике представлены катки всех видов, как от отечественных, так и от зарубежных производителей. Самыми популярными западными фирмами на нашем рынке являются: немецкие компании BOMAG и HAMM, швейцарская AMMANN, шведская DYNAPAC, японская CATERPILLAR, китайская LIUGONG, американская TEREX, британская JCB. А также: XGMA, Амкодор, Vogele.
Строительство любой дороги требует формирования основы из твердого материала и ровного слоя проезжей части.
Материал основы, ее грунтовый слой, необходимо максимально уплотнить и закрыть его рабочим слоем твердого материала более мелкой фракции (щебеночная дорога) или бетонной, асфальтовой, асфальтово-бетонной смесью (автомагистраль).
Работу по выравниванию, трамбованию и уплотнению слоев проводят при помощи строительной машины, определяемой как дорожный каток. Исполнительным органом агрегата являются пневматические колеса или вальцы, изготовленные из металла.
На ведущие вальцы (колеса) передается крутящее усилие от силовой установки, что обеспечивает передвижение машины. Изменение направления движения обеспечивает управление ведомым вальцом (колесами).
Какими бывают дорожные катки?
Машины разделяют:
- По принципу действия на статический и вибрационный. Статические катки уплотняют слои материала силой собственной тяжести при движении исполнительного органа по рабочему слою. Вибрационные катки к воздействию на материал добавляют динамическую нагрузку от колебаний одного из вальцов.
- По примененному способу движения полуприцепные и самоходные. В полуприцепных устройствах часть весовой нагрузки распределяется на прицепное устройство колесного трактора-тягача. Самоходные машины передвигаются за счет собственного двигателя внутреннего сгорания.
- По количеству осей выделяют одно, двух и трехосные катки.
- Число вальцов определяет одно, двух и трех вальцевые агрегаты.
По величине собственного веса и особенностям конструкции самоходные катки выделяют по типам:
- Машины вибрационные и статические:
- к 1 типу отнесены легкие с весом от 0,6 до 4,0 т с одной осью и одним вальцем, с двумя осями и двумя вальцами;
- к типу 2 относятся средние машины с весом больше 6 т, с двумя осями и вальцами, с двумя осями и тремя вальцами;
- к 3 типу тяжелые машины весом от 10 до 15 т на двух осях с двумя вальцами, на двух осях трехвальцовые, на трех осях с тремя вальцами.
- Катки полуприцепного типа на пневмоколесах выделены по массе:
- до 15 т — легкие машины;
- до 30 т — средние;
- до 45 т — тяжелые машины.
- Катки самоходного типа на пневмоходу разделяют:
- до 16 т — средние агрегаты;
- до 30 т — тяжелые агрегаты.
Как устроен каток?
Рассмотрим несколько вариантов устройств катков.
Статические машины
Наиболее широко используются в дорожном строительстве статические самоходные установки в двухосевом и двухвальцовом исполнении. Машина равномерно утрамбовывает и уплотняет слои строительного материала по всей рабочей полосе одинаковыми по ширине вальцами.
1 — управляемый валец; 2 — фара освещения; 3 — вилка руля; 4 — скребок очистки вальца; 5 — рулевое управление; 6 — органы управления; 7 — место оператора; 8 — валец ведущий; 9, 10 ,11 — рама и узлы трансмиссии
Рама изготавливается из профильного и листового стального проката и является базой для установки всех узлов и механизмов катка. В переднюю часть рамного устройства вваривается стальной оголовник, для крепления оси направляющего катка.
Вальцы изготавливаются литьем или свариваются из нескольких частей. Внутренние полости сварных вальцов заполняются балластом (вода, песок). На асфальтовый каток устанавливаются вальцы с гладкой, без задиров и вмятин рабочей поверхностью.
Кроме того применяются скребки для его очистки и устройства, обеспечивающие смачивание вальца специальными масляными смесями.
Крутящее усилие силовой установки передается на задний ведущий валец трансмиссией механического, гидромеханического и гидрообъемного типа.
В двухосных трехвальцевых катках на задней оси устанавливаются два вальца, общая ширина которых перекрывает рабочую полосу переднего вальца и позволяет увеличить ширину обработки по обеим сторонам. Подобная компоновка позволяет вести работы около стен и бордюров.
В окончательной отделке верхних асфальтовых слоев эффективно используются трехосные трехвальцовые машины. Особенность конструкции подобных агрегатов состоит в установке трех одинаковых по ширине вальцов, два из которых направляющие ведомые.
Ведущий валец по диаметру больше ведомых. Подвеска агрегата перераспределяет весовую нагрузку по осям в соответствии с профилем уплотняемой поверхности — все неровности и выступы обрабатываются повышенным давлением и выравниваются.
Вибрационные машины
Катки легкого и среднего типа изготавливаются с вальцами вибрационного действия. Подобные машины применяются при дорожно-ремонтных работах, а так же при прокладке тротуаров, пешеходных дорожек, выравнивания и асфальтирования ограниченных по площади строительных площадок.
Главное их преимущество — высокая маневренность и удобство транспортировки. При необходимости вибрация катка может быть отключена.
1 — несущая рама; 2 — управляемый валец; 3 — вибрирующий валец; 4 — органы управления; 5 -скребок очищающий и смачивающий узел; 6 — ограждающий тенд.
Уплотняющие колебания в большинстве подобных устройств создает дебалансный возбудитель вибраций — вал с грузом, вращающийся в подшипниковых устройствах ступиц вальца и создающий переменное усилие F.
1 — груз дебаланса; 2 — вал привода; 3 — ступица вальца; 4 — шпоночное крепление
Вальцы дорожных катков
Валец — рабочий орган катка. На машинах устанавливаются:
- гладкие вальцы для работ по укладке асфальта;
- кулачковые — с небольшими выступами по всей поверхности, эффективно работают по рыхлому грунту;
- решетчатые — поверхность покрыта выступами в виде решетки, дробят крупные фрагменты, увеличивая уплотнение;
- пневмоколесный валец – уплотнение ведется набором колес, установленных в определенном порядке.
В сельскохозяйственных предпосевных и посадочных работах применяют для прикатывания почвы, ее уплотнения прицепные многосекционные катки типа ЗККШ 6, КШКУ — 9, имеющие кольчато шпоровый исполнительный орган.
Современные дорожные машины
Немецкая компания BOMAG GmbH на рынке строительной техники предлагает производительные дорожные катки для всех этапов прокладки транспортных магистралей.
- Сочлененные катки в тандемном исполнении для работ по асфальту:
- легкие, с собственным весом от 1,8 т до 5 т;
- тяжелые от 6,5 до 16 т.
- Статические и вибрационного типа катки для работ по уплотнению грунта с весом от 3 до 26 т.
Каток Бомаг — уплотнитель грунта
Каток Бомаг — технические параметры изделий для уплотнения асфальта
| Обозначение модели | Ширина рабочей полосы (мм) | Мощность силовой установки (кВт) | Вес готовой к работе машины (кг) |
| BW 80 AD-5 | 800 | 15,0 | 1550-1800 |
| BW 90 AD-5 | 900 | 15,0 | 1600-2000 |
| BW 100 ADM-5 | 1000 | 15,0 | 1650-2000 |
| BW 90 SC-5 | 900 | -/- | -/- |
| BW 100 SC-5 | 1060 | -/- | 1700-2000 |
| BW 100 ACM-5 | 1000 | 15,1 | -/- |
| BW 141 AD-5 | 1500 | 55,4 | 6900-8700 |
| BW 154 AD-5 | 1680 | -/- | 8300-9900 |
| BW 191 ADO-5 | 2000 | 105,0 | 13100-14300 |
| BW 206 ADO-5 | 2135 | -/- | 13650-15700 |
| BW 27 RH-4i пневмоколесный | 2040 | 95,0 | 8800-27000 |
Завод «РАСКАТ» из г. Рыбинска в 1971 году освоил производство двухосевого двухвальцового вибрационного катка универсального назначения ДУ 47.
