2. ВИБРАЦИОННЫЕ ТРАМБОВКИ

Совместное влияние вынуждающего воздействия и силы тяжести или силы упругости специальных пружин приводит исполнительный орган этих машин в вибрационное движение, сопровождающееся периодическими ударами о поверхность среды, в результате чего происходит ее уплотнение.

Рис. 1. Схемы ручных трамбовок: а — в — пружинного типа с кривошипно-шатунным механизмом; е, д - компрессионно-вакуумного типа с кривошипио-шатунным механизмом; взрывного типа

Ручные трамбовки подразделяют на легкие массой до которые можно вручную переставлять с одного места на другое, и тяжелые массой от 30 до которые во время уплотнения удерживают руками в рабочем положении. Схемы ручных трамбовок приведены на рис. 1 [5]. На рис. показаны схемы легких ручных трамбовок с кривошипно-шатунным механизмом 1, из них на рис. трамбовки пружинного типа, а на рис. компрессионно-вакуумного типа. В схеме на рис. 1, а нижняя головка шатуна шарнирно соединена с подвижным стаканом 2, в котором между двумя пружинами 3 зажат фланец трамбующего органа 4. Направление движения стакана обеспечено внутренней поверхностью корпуса 5,

а штока — отверстиями в нижних крышках стакана и корпуса. Вращение кривошипа вызывает колебания стакана относительно корпуса, удерживаемого за рукояти. Через пружины колебания передаются трамбующему органу, башмак которого периодически ударяется о поверхность уплотняемого материала.

Схема на рис. 1, б отличается от схемы на рис. 1, а только наличием четырех пружин 3, которые попарно расположены на шпильках 7 между траверсой 6 сверху и упорными шайбами снизу. В рассмотренных двух схемах использованы пружины сжатия, а в схеме на рис. 1, в установлена одна пружина растяжения-сжатия 3, расположенная между ползуном 8 и фланцем штока трамбующего органа.

Ручные трамбовки компрессионно-вакуумного типа часто выполняют по схеме, изображенной на рис. где кривошипно-шатунный механизм приводит в колебательное движение подвижный цилиндр 9, в котором перемещается поршень трамбующего органа.

Рис. 2. Схемы трамбовок с центробежными вибровозбудителями направленного действия: с ударами поддона по грунту; с ударами бойка ударной части по наковальне поддона

При ходе цилиндра вверх в его полости над поршнем возникает вакуум, тянущий трамбующий орган. При ходе цилиндра вниз в этой полости возникает компрессия, толкающая трамбующий орган вниз. Отсутствие пружин облегчает машину и повышает ее надежность, но такую трамбовку необходимо непрерывно поддерживать во избежание оседания вплоть до соприкосновения крышки подвижного цилиндра со штоком.

Все рассмотренные трамбовки могут быть самопередвигающимися: благодаря подпрыгиванию трамбующего органа после каждого удара они перемещаются в сторону наклона корпуса. Это свойство отсутствует у трамбовки (рис. 1,5), у которой поршень 10 не связан со штоком трамбующего органа, а выполнен в виде бойка, периодически ударяющего по штоку. Эту трамбовку надо вручную переставлять на новое место.

У тяжелых ручных трамбовок взрывного типа (рис. 1, е) для запуска поршень 14 рукоятью 15 несколько приподнимают в цилиндре 11 и опускают. Благодаря этому в полость поршня через клапан 12 поступает горючая смесь. Вспышку (взрыв) горючей смеси вызывает электрическая искра. Образующиеся газы посылают поршень вниз, а цилиндр, выполненный заодно с корпусом трамбовки, — вверх; при этом пружина 17 штока 18 трамбующего органа увлекает последний также вверх. Затем трамбовка падает, уплотняя грунт В это время пружина 16 подбрасывает поршень вверх; последний выталкивает отработанные газы через клапан 13 и, падая, снова засасывает горючую смесь.

По указанному принципу работают и гораздо более тяжелые самопсредвигающиеся трамбовки массой от 0,1 до Удельный ударный импульс таких трамбовок частота ударов — от 120 до 80 в минуту, глубина уплотнения связных грунтов — от 0,4 до 0,7 м (нижние пределы относятся к легким машинам, верхние — к тяжелым). Высота прыжков трамбующего органа, зависящая от плотности и других свойств грунта, обычно составляет от 0,25 до Постоянный наклон оси цилиндра обеспечивает продвижение на при каждом прыжке [4].

В вибротрамбовках большой группы используют центробежные вибровозбудители (см. гл. XIV). Известно много схем таких машин. Схемы трамбовок с двухваль-ным центробежным вибровозбудителем приведены на рис. 2, из них на рис. буксируемые вибротрамбовки и на рис. буксируемые навесные [1]. При надлежащем конструктивном исполнении трамбовки (см. рис. могут быть самопередвигающимися. На рис. поддон 2 периодически подпрыгивает над грунтом 3 и, падая, уплотняет его. На рис. 2, а вибровозбудитель 1 жестко соединен с поддоном; трамбовка сцепным устройством 4 присоединена к тягачу. На рис. 2, б дополнительный груз 5 связан с поддопом пружинами 6. Этим грузом может быть Двигатель вибровозбудителя, и тогда назначают низкую жесткость пружин для обеспечения виброизоляции. В иных случаях жесткость выбирают из условий максимизации размахов колебаний поддона. Этим же критерием руководствуются при проектировании схемы, изображенной на рис. 2, в, где к поддону прикреплен груз 7, а вибровозбудитель связан с поддоном пружинами.

На рис. поддон с присоединенным к нему вибровозбудителем навешен на кронштейне 9 тягача 8 с помощью пружин 6, призванных увеличить ударные импульсы поддона. Сила тяги передается через сцепное устройство 10. На рис. указанные пружины соединяют поддон с грузом, а последний соединен с кронштейном тягача податливыми виброизолирующими пружинами 11.

На рис. поддон непрерывно сохраняет контакт с поверхностью грунта, а уплотнения достигают ударами бойка 12 по наковальне 13 поддона. Боек связан с вибровозбудителем (рис. или с грузом, который расположен между поддоном и вибровозбудителем (рис. 2, ж) либо над вибровозбудителем (рис. 2, з). В последнем случае боек проходит сквозь отверстие в вибровозбудителе.

Навесные многосекционные виброуплотнителп применяют для уплотнения несвязных грунтов и гравийно-щебеночных оснований. Они состоят из четырех, шести или 12 виброплит, представляющих собой поддоны с жестко присоединенными к ним Двухвальными дебалансными вибровозбудителями со встроенными электродвигателями. При числе виброплит четыре или шесть их устанавливают в один ряд, а при 12 — в два ряда. Такие виброуплотнители при работе на гравийно-щебеночных дорожных основаниях показывают более высокие производительность и качество уплотнения, чем самоходные катки. К тому же в отличие от катков они не дробят уплотняемый материал.

Помимо двухвальных дебалансных вибровозбудителей направленного действия, на трамбовках иногда устанавливают трехвальные, четырехвальные и маятниковые вибровозбудители. На самопередвигающихся вибротрамбовках в отдельных случаях монтируют одновальные вибровозбудители кругового действия, но обычно используют вибровозбудители направленного действия, причем направление вынуждающей силы наклонено в сторону движения машины. Как правило, предусматривают возможность на ходу изменять угол наклона с целью изменения скорости самопередвижения и для осуществления реверса. В некоторых конструкциях обеспечена возможность плавного изменения статического момента массы дебалансов и их угловой скорости.

Самопередвигающиеся вибрационные трамбовки с дебалансным виброприводом чаще применяют по одиночке, но иногда в сцепе от двух до четырех трамбовок, расположенных параллельно. Масса таких трамбовок частота вибровозбудителей 400—700 кол/мин, амплитуда вынуждающей силы максимальная скорость передвижения

Известна конструктивная схема буксируемой вибротрамбовки, похожая на схему, представленную на рис. 1, а, и отличающаяся тем, что отсутствуют пружины 3, а нижняя головка шатуна шарнирно соединена непосредственно с трамбующим

органом 4. При соударении башмака трамбующего органа с поверхностью грунта ударные импульсы передаются шатуну, маховику кривошипа и корпусу трамбовки. В результате этого шатун и маховик кривошипа воспринимают ударные воздействия.

Поддоны вибротрамбовок в плане обычно имеют прямоугольную форму, причем ширина В поддона должна быть больше требуемой толщины уплотняемого слоя. Длина поддона [3, 6]

где скорость передвижения поддона; частота вращения дебалансов; число оборотов дебалансов за период ударов; число ударов по одному месту, необходимое для достижения требуемого уплотнения; для несвязных грунтов н- 5000. Масса машины

где ускорение свободного падения; статическое давление поддона трамбовки на грунт, которое принимают равным для очень влажных песков, для песков средней влажности и для супесчаных грунтов средней влажности.