Двухосные трехвальцовые катки снабжены двумя узкими ведущими задними вальцами и широким ведомым вальцом. Широко расставленные ведущие вальцы обеспечивают хорошую поперечную устойчивость катка. Кроме того, ведущие вальцы большого диаметра выходят за габариты катка и дают возможность легко преодолевать сопротивление движению, подходить вплотную к стенкам, высоким бордюрам и другим препятствиям. Вальцы этих катков в плане расположены так, что задние перекрывают на 100—120 мм след переднего вальца.

Трехосные трехвальцовые катки используют для окончательной отделки асфальтобетонных покрытий и выравнивания уплотняемого покрытия. Эти катки снабжены тремя вальцами одинаковой ширины, два из них — ведомые направляющие. Диаметр ведущего вальца больше диаметров ведомых. Конструкция подвески вальцов позволяет перераспределять массу катка Q по осям в зависимости от неровностей поверхности покрытия (рис. 31). Все выступы на поверхности укатываются с повышенным давлением и выравниваются.

Двухосный трехвальцовый каток ДУ-50 представлен на рис. 32.

Основными сборочными единицами и механизмами катка являются рама, вальцы, трансмиссия, двигатель, устройства для очистки и смачивания вальцов, электрооборудование, рулевое управление.

Рис. 31. Схема перераспределения массы на вальцы трехосного трехвальцового катка в зависимости от неровностей укатываемой поверхности

Рама (рис. 33) является базой для монтажа сборочных единиц и механизмов катка. Рама— сварной конструкции из листового и фасонного проката. Основу рамы составляют две боковины. Их изготовляют из листовой стали и скрепляют одну с другой поперечными связями в виде швеллеров.

Передний конец рамы заканчивается консолью с вваренным в него литым стальным оголовником, который опирается на направляющий валец.

Рамы подобной конструкции применены на двухосных трехваль-цовых катках ДУ-48А.

Вальцы изготовляют литыми или сварными. При уплотнении асфальтобетонных смесей вальцы под действием собственного веса погружаются в уплотняемый материал и своими кромками режут уплотняемую поверхность. Для предупреждения этого явления кромки на всех вальцах закруглены. Рабочая поверхность вальцов должна быть гладкой, без задиров и вмятин. Это достигается механической обработкой.

Для поворота и предотвращения сдвига уплотняемого материала направляющие вальцы катков состоят из двух секций, свободно вращающихся на одной оси в подшипниках. Зазор между секциями составляет не более 3 мм. При повороте катка каждая секция имеет возможность вращаться с р-азной скоростью.

На рис. 34 показан ведущий валец катка ДУ-50. Этот валец отличается от ведомого вальца большим диаметром и относительно небольшой шириной. Валец, изготовленный из чугунного литья, показан на рис. 34, а. К внутренней стороне ступицы вальца крепят венцовые шестерни 3 бортовой передачи, находящейся в зацеплении с цилиндрическими шестернями коробки передач. Каток имеет два ведущих вальца. Оба вальца сидят на общей оси 2, закрепленной в кронштейнах рамы стопорами 4, и вращаются на конических роликоподшипниках. Ведущий валец сварной конструкции показан на рис. 34, б.

Рис. 32. Двухосный трехвальцовый каток ДУ-50:
1, 8 — ведомый и ведущий вальцы, 2 — электроосвещение, 3 — вилка, 4 — устройство для очистки вальцов, 5 — рычаг рулейого управления, 6 — рычаги управления, 7 — сиденье, 9 — коробка передач, 10 — рама, 11 — двигатель

Рис. 33. Рама катка ДУ-50: 1 — боковина, 2 — поперечная связь, 3 — оголовник

На рис. 35 представлен ведомый валец катка ДУ-50. Валец, показанный на рис. 35, а, также изготовлен из чугунного литья. Для облегчения поворота валец разделен на две одинаковые секции, которые вращаются вокруг оси на конических роликоподшипниках. При повороте ведомого вальца на требуемый угол в ту или иную сторону в зависимости от направления пути осуществляется управление движением катка. Для самоустановки переднего вальца в соответствии с неровностями пути его ось с помощью вилки шарнирно соединена со шкворнем. Валец может поворачиваться в вертикальной плоскости на 10 ° в ту или другую сторону. Вращение шкворня достигается с помощью механизма поворота катка.

Вальцы сварной конструкции (рис. 35, б) отличаются меньшей массой. Полость сварных вальцов используют для заполнения балластом, чем достигается увеличение массы катка и линейного давления.

Эти показатели в основном определяют качество уплотнения материала. В качестве балласта применяют воду или песчаный грунт.

Для хорошей приспособляемости к неровностям уплотняемой поверхности подвеска передних и задних вальцов на катках должна допускать взаимное их смещение (поворот) вокруг продольной оси машины.

Рис. 34. Ведущий валец катка ДУ-50:
а — литой конструкции, б — сварной конструкции; 1— регулировочная гайка, . 2 — ось, 3 — венцовая шестерня, 4 — стопор, 5, 10, 15 — гайки, 6, 21 — шайбы, 7, 8 — шпильки, 9 — обечайка, 16 —уплотнения, 12 — прокладка, 13 — шарикоподшипник, 14 — крышка, 15 — масленка, 18 — отгибная шайба, 19 — соединительная шайба, 20 — крышка, 22 — болт

Рис. 35. Ведомый валец катка ДУ-50:
а — литой конструкции, б — сварной конструкции; 1 — ось, 2 — шкворень, 3 — роликоподшипник, 4-— вилка, 5 — прокладка, 6 — втулка, 7 — палец, 8 — шайбы, 9 — болты, 10 — контргайка, 11 — отгибная шайба; 12 — шарикоподшипники

В данном случае создаются условия для равномерного распределения весовой нагрузки по всей ширине вальцов и лучшего качества уплотнения. Это достигается тем, что ось задних ведущих вальцов катка ДУ-50 закрепляется неподвижно на раме катка, а ось переднего вальца поворачивается относительно продольной оси катка. Неподвижно закрепленная на раме ось дает возможность с помощью открытой зубчатой пары легко осуществлять привод задних вальцов катка.

Рис. 35. Продолжение

Подвеска переднего вальца выполнена без применения горизонтальной охватывающей рамки. Ось переднего разрезного вальца неподвижно закрепляется в вилке, которая охватывает сверху валец. На оси с помощью конических роликоподшипников устанавливают обе секции разрезного вальца. Верхняя средняя часть вилки имеет прилив с отверстием, направленным своей осью вдоль оси машины.

В отверстие прилива неподвижно вставлен палец шарнирного крепления шкворня. Шкворень устанавливается с помощью роликовых конических подшипников в гнезде рамы катка. Выступающая над гнездом часть шкворня выполнена со шлицевым концом, на котором закреплен рычаг поворота вальца.

Крутящий момент от коленчатого вала двигателя передается ведущим вальцам катка через совокупность агрегатов и механизмов, составляющих трансмиссию катка. Агрегаты и механизмы трансмиссии изменяют крутящий момент и частоту вращения двигателя по величине и направлению.

На катках могут быть применены механические, гидромеханические и гидрообъемные трансмиссии.

Механическая трансмиссия использована на катках ДУ-50.

Взаимосвязь элементов трансмиссии изображается на чертежах в виде кинематической схемы.

Рис. 36. Кинематическая схема двухосного трехвальцового катка ДУ-50:
1—двигатель, 2 — соединительная цепная муфта, 3,4 — конические шестерни, 5, 6, 14, 16 — блок-шестерни, 7, П — цилиндрические шестерни, 8 — вен-цовая шестерня, 9 — солнечная шестерня, 10 — шестерня-сателлит, 11 — ведущая шестерня бортовой передачи, 12 — шестерня заднего вальца, 13 — тормоз, 15 — вал-шестерня, 18 — фрикционная муфта

Кинематическая схема катка ДУ-50 приведена на рис. 36. Крутящий момент двигателя передается через муфту сцепления на ведущую коническую шестерню приемного валика коробки передач. Шестерня соединена с ведомыми коническими шестернями. В случае неточной сборки или деформации рамы возможны незначительные перекосы осей валов, муфты сцепления и коробки передач. Эти перекосы устраняют с помощью соединительной муфты. На реверсивном валу, несущем фрикционную муфту, неподвижно закреплена цилиндрическая шестерня, находящаяся в зацеплении с блок-шестерней ведомого вала коробки передач. На этом валу неподвижно посажены вал-шестерня и блок-шестерня. Они обеспечивают две скорости движения катка.

На промежуточном валу коробки передач на шлицах перемещаются блок-шестерни, входящие в зацепление с валом-шестерней и блок-шестерней.

Первая передача, соответствующая наименьшей скорости движения катка, получается при зацеплении вала-шестерни и блок-шестерни, вторая передача — при зацеплении блок-шестерен. Через цилиндрическую шестерню, сидящую на промежуточном валу, вращение передается находящейся постоянно в зацеплении с ней венцовой шестерне 8 дифференциала.

На полуосях дифференциала расположены цилиндрические шестерни бортовой передачи, которые передают вращение цилиндрическим шестерням 12 задних вальцов.

Двухскоростная механическая коробка передач обеспечивает ступенчатое изменение частоты вращения и передаваемого крутящего момента, а реверсивный механизм — плавное и быстрое изменение направления вращения.

При повороте катка (рис. 37) внешний валец по отношению к центру поворота проходит за одинаковый промежуток времени больший путь, чем внутренний валец. Поэтому внешний валец должен вращаться быстрее внутреннего, для чего в привод к ведущим вальцам вводят дифференциал. Без дифференциала вальцы при повороте в одно и то же время делали бы одинаковое количество оборотов, что привело бы к пробуксовыванию одного из вальцов и портило бы поверхность укатываемого материала.

Рис. 37. Схема поворота двухосного трехвальцового катка:
1 — ведомый направляющий валец, 2, 3 — ведущие вальцы; R1, R2 — радиусы поворота ведущих вальцов

Во время движения катка бывают случаи попадания под один из ведущих вальцов камней, наезда на возвышения или чрезмерной просадки одного из вальцов. При работе на рыхлых материалах нередко один из ведущих вальцов начинает буксовать, за счет чего второй валец перестает вращаться и каток не может сдвинуться с места. Чтобы предотвратить это, предусмотрена блокировка дифференциала, которая обеспечивает одинаковую частоту вращения обоих вальцов.

Для очистки рабочего полотна вальцов от налипшего укатываемого материала предусмотрены скребки (рис. 38), основными деталями которых являются ножи, рычаги и пружины, прижимающие ножи к поверхности вальца с большим или меньшим усилием в зависимости от регулирования.

Рабочее полотно вальцов предохраняется от налипания горячей массы с помощью смачивающего устройства. Смачивающую жидкость (воду или эмульсию) заливают в два бака.

Рис. 38. Скребки и смачивающая система катка: 1, 9 — ножи, 2,8 — пружины, 3, 6 — передний и задний баки, 4 — рычаг, 5 — кран, 7 — вентиль

Бак установлен под капотом катка на съемных кронштейнах, бак расположен в передней части рамы. Из баков смачивающая жидкость самотеком поступает к крану и вентилю, далее по шлангам к смачивающим трубкам, в которых сделаны отверстия для равномерного распределения жидкости по всей ширине полотна вальцов.

На рабочем месте машиниста установлено одно сиденье. Сиденье (рис. 39) представляет собой сварной каркас, на который установлены подушка и спинка сиденья.

На площадку машиниста выведены все рычаги управления катком, а именно двигателем, коробкой передач, тормозом, реверсивным механизмом, системой смачивания вальцов, поворотом катка, освещения, а для катка с гидрообъемной трансмиссией — рычаги управления насосом.

Двухосный трехвальцовый каток ДУ-48А имеет аналогичную конструкцию. В трансмиссии катка ДУ-48А применена гидромеханическая коробка передач; дифференциал расположен в отдельном корпусе.

Рис. 39. Сиденье машиниста статического катка

Гидромеханической коробкой передач снабжены также тяжелые трехосные трехвальцовые катки ДУ-9В и ДУ-49А.

На катках ДУ-48А в конструкции подвески переднего вальца (рис. 40) использована охватывающая рамка 8. По боковым сторонам рамки неподвижно закреплена ось переднего вальца, на которой с помощью подшипников качения устанавливают обе половинки переднего разрезного вальца. На передней и задней стороне рамки размещены проушины для шарнирного крепления вилки, которая охватывает выступающую над рамкой часть вальца. Оси шарнирного крепления вилки и сама вилка совпадают с продольной плоскостью катка. Верхняя часть вилки заканчивается поворотным шкворнем, которым вилка с помощью двух роликовых конических подшипников устанавливается в гнезде рамы катка. Выступающая над гнездом часть шкворня имеет шлицевой конец, на котором закреплен рычаг для поворота вальца.

Трехосный трехвальцовый каток ДУ-9В (рис.41) состоит из двигателя с системами, обеспечивающими его работу, и коробки передач, редуктора, рамы, ведущего вальца, ведомых вальцов, электроосвещения, гидроуправления, устройства для очистки и смачивания вальцов, рычагов управления катком, тента, сиденья, масляного и топливного 8 баков.

Рис. 40. Подвеска переднего вальца катка с охватывающей рамкой:
1 — валец, 2 — подшипник, 3 — ось, 4 — регулировочная прокладка, 5 — подшипник, 6— шкворень, 7 —вилка, 8 — охватывающая рамка, 9 — гайка, 10,11 — болты, 12 — цапфа

В отличие от рамы двухосных трехвальцовых катков рама катка ДУ-9В не имеет поперечных связей, выступающих за боковины.

В одной из боковин рамы сделаны ступеньки. Для доступа к двигателю, коробке передач, редуктору в боковинах рамы предусмотрены окна, закрывающиеся дверцами, а для заливки топлива, масла, смачивающей жидкости в верхнем листе рамы устроены окна, закрываемые крышками.

Как и на всех средних и тяжелых катках, на катке ДУ-9В устанавливают двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. Двигатель с его системами крепят на раме. Сверху и с боков двигатель защищен ограждениями.

На рис. 42 показан ведущий валец сварной конструкции катка ДУ-9В. Валец представляет собой цилиндр, свернутый из листового проката и сваренный по образующей. С торцов цилиндр заварен стальными ступицами. К одной из ступиц с помощью болтов крепят зубчатый венец конечной передачи катка. В гнездах ступиц устанавливают конические роликоподшипники, которыми валец опирается на ось, закрепленную в опорах, приваренных

Рис. 41. Трехосный трехвальцовый каток ДУ-9В:
1 — устройство для очистки и смачивания вальцов, 2, 13 — ведомые вальцы, 3— гидроуправление, 4— рама, 5 — рычаги управления катком 6 — тент, 7,8 — масляный и топливный баки, 9 — ведущий валец, 10 — электроосвещение, 11 — редуктор, 12 — коробка передач, 14 — управление дополнительным вальцом

Рис. 42. Ведущий валец катка ДУ-9В:
1 — втулка, 2 — ступица, 3 — крышка, 4 — зубчатый венец, 5 — конический роликоподшипник, 6 — ось, 7 — опора, 8 — цилиндр

к швеллерам рамы. Полость вальца заполняется песком. Для засыпки песка в ступице предусмотрено отверстие, закрываемое крышкой 3.

На рис. 43 показан ведомый валец катка ДУ-9В. Валец состоит из двух одинаковых секций, сидящих на общей оси. Секции могут свободно вращаться, благодаря чему облегчается поворот катка и предотвращается сдвиг уплотняемого материала.

Для разгрузки шкворневого узла на вилке среднего вальца установлены ролики, передающие нагрузку на раму. Ролики установлены с небольшим зазором относительно рамы. Они ограничивают возможность качания среднего ведомого вальца вместе с вилкой на пальце шкворня. Благодаря такой конструкции линия контакта ведущего и среднего ведомого вальца с уплотняемым покрытием всегда находятся практически в одной плоскости.

Зазор между роликами и дорожкой качения на раме не должен превышать 1 мм и регулируется прокладками, устанавливаемыми под кронштейны роликов.

Рис. 43. Ведомый средний валец катка ДУ-9В:
1 — обод секций, 2, 16 — секции вальца, 3 — диск, 4 — ось, 5 — ступица, 6 — роликоподшипник, 7 —торцевая шайба, 8 — втулка, 9 — крышка, 10 — труба,
11 — вилка, 12 — шкворень, 13 — подшипник, 14 — гайка, 15 — ролик

На катке установлен дополнительный (передний) направляющий валец. Он предназначен для достижения безволновой укатки покрытий дорожного полотна. Конструкция его аналогична конструкции среднего вальца. Отличие состоит в шкворневом узле (рис. 44) — шкворень вальца имеет замок. При запертом положении замка оси вальцов расположены в одной плоскости, если вилка дополнительного вальца не повернулась на пальце. В этом случае линии контакта всех трех вальцов с покрытием находятся в одной плоскости, что обеспечивает получение ровной поверхности уплотняемого покрытия. Если каток одним из вальцов наезжает на бугорок, то при запертом положении шкворня дополнительного вальца масса катка воспринимается этим вальцом и вторым вальцом, соприкасающимся с уплотняемым покрытием, а третий валец не касается покрытия. В результате возросшего линейного удельного давления, приходящегося на бугорок, уплотняемое покрытие выравнивается.

Рис. 44. Шкворневой узел дополнительного вальца катка ДУ-9В:
1,3 — втулки, 2 — шкворень, 4 — опора шкворня

Таким образом, в процессе укатки происходит перераспределение массы, приходящейся на вальцы катка. Масса катка перераспределяется на вальцы в зависимости от того, какие из них соприкасаются с поверхностью уплотняемого покрытия.

При открытом положении замка происходит вертикальное перемещение дополнительного вальца (плавающее положение). Шкворень перемещается по втулкам, запрессованным в опору шкворня на раме. Это положение осуществляется при транспортировании катка. Валец свободно копирует поверхность дороги, не создавая нагрузки на раму катка.

Управление дополнительным вальцом показано на рис. 45. Для получения безволнового покрытия дополнительный валец запирается от осевого вертикального перемещения кулаком, который с помощью тяги соединен с рукояткой, выведенной к машинисту с левой стороны катка.

Рис. 45. Управление дополнительным вальцом катка ДУ-9В:
1 — кулак, 2 -~ тяга, 3 ~ рукоятка

Конструкция крепления переднего (ведомого) вальца к раме снабжена балансирным устройством (рис. 46), обеспечивающим постоянное соприкосновение вальцов с уплотняемым материалом по всей ширине образующей вальца вне зависимости от неровностей поверхности покрытия.

Принцип работы балансирного устройства заключается в том, что рама / катка опирается на направляющий валец через шарнир 2 в вилке 3 вальца.

Статические катки оборудованы гидравлическим рулевым управлением. На шкворень (см. рис. 43) надевают рычаг-водило, который шарнирно соединен со штоком гидроцилиндра, также шарнирно укрепленным на раме катка.

Рис. 46. Балансирное устройство направляющего вальца катка:
1 — рама, 2 — шарнир, 3 — вилка

Гидромеханическая трансмиссия тяжелых катков отличается от механической трансмиссии катка ДУ-50 тем, что в ней использован гидротрансформатор. В гидротрансформаторе энергия передается потоком рабочей жидкости от насосного колеса (ведущего) к турбинному (ведомому).

Установка гидротрансформатора в трансмиссии самоходных катков обеспечивает: – работу двигателя на более экономичном режиме; улучшение условий работы фрикционов реверса и снижение динамических нагрузок в элементах трансмиссии; – бесступенчатое плавное изменение и стабилизацию скорости движения катка вне зависимости от сопротивлений, возникающих при его работе, что позволяет уменьшать число ступеней в коробке передач катка; – повышение качества уплотняемой поверхности; автоматическое увеличение мощности, снимаемой с двигателя, при увеличении нагрузки; – улучшение условий работы машиниста и повышение производительности труда.

Кинематическая схема катка ДУ-9В приведена на рис. 47. Крутящий момент от коленчатого вала двигателя через компенсационную муфту передается ведущему вальцу через силовую передачу, состоящую из гидромеханической коробки передач с реверсивным механизмом фрикционного типа, карданного вала, бортового редуктора и зубчатой передачи для привода ведущего вальца.

Рис. 47. Кинематическая схема катка ДУ-9В:
1— двигатель, 2 — компенсационная муфта, 3 — коробка передач, 4 — карданный вал, 5 — ведущий валец, 6 — зубчатая передача, 7 — бортовой редуктор

Данные о катках приведены в табл. 8.

Таблица 8. Технические характеристики самоходных статических катков с гладкими вальцами