Вибротрамбовка (вибрационный пресс) — прибор, оснащенный специальной плитой, которая позволяет проводить уплотнение сыпучих масс (земля, песок, щебень и др.). Такое уплотнение происходит благодаря высоким вибрациям, производимым установкой. Качественная трамбовка позволяет впоследствии не проседать почве от воздействия на нее различных нагрузок и напряжений.
Кроме того, качественное уплотнение грунта позволяет получить максимальную сцепку земли с бетонной заливкой, брусчаткой или тротуарной плиткой. Т. е. на такой почве вероятность того, что произойдет растрескивание или полное разрушение применяемого отделочного материала, крайне мало.
С помощью вибрационной плиты можно выполнить выравнивание земельных участков относительно уровня горизонта или, наоборот, сделать их небольшой уклон. Уклоны могут понадобиться для лучшего стока воды после дождя. Геопланирование грунта с помощью такого оборудования выполняется быстро и качественно.
Виброплиты применяют для уплотнения несвязных и слабосвязных грунтов на ограниченных поверхностях. Грунт уплотняют плитой-поддоном 7 (Рисунок 1), которому сообщаются колебания от двухдебалансного вибратора 2, принцип действия которого показан на Рисунке 2.
Рис. 1. Одномассная (а) и двухмассная (б) виброллиты и схема перемещения виброплиты (в)
Рис. 2. Принцип действия вибратора направленных колебаний
При вращении дисбаланса массой m с угловой скоростью ω и смещении центра масс от оси вращения (эксцентриситете) r центробежная сила составит P= m ω2r. Равнодействующая Q =2Pcosωr центробежных сил двух противоположно вращающихся дисбалансов с одинаковыми другими параметрами будет направлена перпендикулярно оси, соединяющей центры вращения дисбалансов. Из этого следует, что вынуждающая сила изменяется во времени гармонически с наибольшими модульными значениями (амплитудой) Q= 2Р. Вибратор обычно устанавливают на поддоне, а приводящий его двигатель 3 (Рисунок 1, б) или на том же поддоне, или на специальном подрамнике 4, опирающемся на поддон через пружины 5 или резиновые амортизаторы. Первую схему называют одномассной, а вторую — двухмассной. Благодаря мягкой подвеске верхняя часть двухмассной виброплиты не участвует в колебаниях, но воздействует на грунт своей силой тяжести. В результате создаются благоприятные условия для работы двигателя.
При одномассной виброплите вибратор устанавливают на поддоне шарнирно (Рисунок 1, в) с возможностью его отклонения вручную. При наклоне вибратора на угол α от вертикали (в случае работы на горизонтальной поверхности) возникает горизонтальная составляющая вынуждающей силы Qx. Если эта составляющая превзойдет сопротивление сил передвижению, то плита начнет перемещаться в направлении отклонения вибратора от вертикали (когда вектор силы Q, будет направлен вверх — при его нижнем направлении увеличиваются сопротивления передвижению). Управляет виброплитой оператор с помощью рычагов, установленных на дышле, которое соединено с виброплитой также через амортизаторы. Направление самопередвижения виброплиты изменяют поворотом дышла. Современные виброплиты производительностью 300...900 м3/ч массой 150...1400 кг уплотняют грунт на глубину 0,3...1 м.
Основное направление развития рабочего оборудования асфальтоукладчиков: разработка и применение навесного вибротрамбовочного оборудования (Рисунок 3) устанавливаемое на самоходной машине на базе гусеничного трактора. Здесь реализуется ударно-вибрационный способ уплотнения грунтов. Рабочее оборудование состоит из двух виброударных рабочих органов, смонтированных на раме 11, способной перемещаться в поперечном направлении на 0,5...0,7 м от следа базового трактора для уплотнения грунтов вне полосы его движения, например, в бровочной части дорожной насыпи. Вертикальные перемещения трамбующей плиты 10 генерируются вибромолотом 5, приводимым гидромотором-редуктором 3 через двухступенчатую клиноременную передачу 4.
Рис. 3. Ударно-вибрационная машина
Вибромолот устроен подобно вибратору направленных колебаний и отличается от него тем, что его корпус перемещается по вертикальным направляющим 6 с пружинами 7. В процессе этих перемещений, вызванных вынужденной силой вращающихся дисбалансов, вибромолот ударяет бойком 9 в нижней части своего корпуса по наковальне 8, жестко соединенной с трамбующей плитой 10.
Таким образом, трамбующая плита воспринимает ударные нагрузки через наковальню, а вибрационные — через пружины 7 и направляющие 6, сочетая в воздействии на грунт эффект трамбования и виброуплотнения.
Рабочее оборудование устанавливают на раме 1, которую через амортизаторы 12 шарнирно крепят на лонжеронах гусеничных тележек базового трактора. Посредством гидроцилиндра 2 рабочее оборудование может быть установлено в рабочее положение или поднято для передвижения машины в транспортном режиме. Ударно-вибрационную машину комплектуют бульдозерным отвалом 14 и планирующей плитой 13 для разравнивания грунта в полосе перемещаемого следом рабочего органа.
Заключение
В настоящее время производители строительной и дорожной техники стремятся увеличить эффективность рабочего оборудования своих машин за счет различного рода внедрений. Ведь увеличение эффективности ведет к росту объема работ, экономии времени, сроку эксплуатации техники, уменьшает затраты на обслуживание и проведение технического обслуживания. Основными путями повышения эффективности и развития оборудования являются: повышение универсальности рабочего оборудования, так как для выполнения различных видов работ требуется свое оборудование, а быстрая замена оборудования на другое экономит время, и как следствие, ведет к повышению производительности работ; вторым направлением является анализ конструкции оборудования и выделение проблемных мест, либо усовершенствование узла.
Литература:
- Белецкий, Б. Ф. Строительные машины и оборудование: справ. пособие / Б. Ф. Белецкий, И. Г. Булгакова. — 2-е изд., перераб. и доп. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. — 606 с.
- Мартюченко, И. Г. Проблемы развития дорожного машиностроения / И. Г. Мартюченко, Р. Х. Бурханов // Совершенствование конструкций и методов расчета строительных и дорожных машин и технологий производства работ. — Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. — С.6 -15.
- Шестопалов К. К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: учебник для студ. учреждений сред. Проф. Образования / К. К. Шестопалов. — 8-изд., стер. — М.: издательский центр «Акадмеия», 2014. — 320 с
- Дьяков, И. Ф. Строительные и дорожные машины и основы автоматизации: учебное пособие / И. Ф. Дьяков; /Ульян. гос. техн. ун-т. − Ульяновск: УлГТУ, 2007. — 516 с.
- Волков, Д. П. Строительные машины: учебник для вузов / Д. П. Волков, В. Я. Крикун. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: АСВ, 2002. — 375 с.
