Вибротрамбовки. Применение, принцип работы, выбор

Назначение и область применения

Всем известно, что качественное выполнение дорожных работ невозможно без предварительного выравнивания и уплотнения грунтов.

Говоря научным языком, уплотнение грунта заключается во взаимном перемещении его частиц, результатом которого является возрастание числа контактов частиц между собой вследствие их перераспределения под воздействием приложенных механических усилий.

Благодаря этой подготовительной работе обеспечивается надежность сцепления, ровный рельеф и долговечность укладываемого покрытия. При прокладке новых автотрасс или ремонте больших участков дорожного покрытия, при подготовке траншей для трубопроводов и уплотнении откосов на помощь приходят гидравлические навесные вибротрамбовки, которые устанавливают как на гусеничные экскаваторы, так и на экскаваторы-погрузчики (JCB, Hyundai и др). Они предназначены для уплотнения и выравнивания грунта и строительных материалов с различным размером фракции, включая камень, щебень и песок.

Огромным плюсом навесных вибротрамбовок является возможность их использования под любым углом и в условиях стесненного пространства, в труднодоступных и удаленных зонах в радиусе копания рабочего оборудования экскаватора.

Принцип работы и основные параметры

Вкратце, принцип работы вибротрамбовки заключается в передаче крутящего момента с гидромотора на вал дебаланса (эксцентрика), который жёстко закреплён на трамбующей плите.

Далее вибрация передаётся с плиты на уплотняемую поверхность. Рассмотрим подробнее, как это всё работает.

Большинство современных вибрационных машин работает в режимах вынужденных колебаний. Источником принудительного возбуждения в нашем случае является центробежный возмущатель (вибровозбудитель) дебалансного типа (рис. 1).

Вынуждающая сила, развиваемая при движении инерционного элемента, содержит преимущественно нормальную составляющую силы инерции, то есть центробежную силу Fц, кН.

У дебалансного центробежного возмущателя инерционный элемент, называемый в этом случае дебалансом (эксцентриком), установлен в подшипниках, связанных с корпусом возмущателя вибротрамбовки, и не уравновешен относительно оси вращения, определяемой подшипниками. Вращение дебаланса осуществляется шестеренчатым гидромотором.

Эксцентрик может иметь статическую или моментальную неуравновешенность либо одновременно ту и другую. Статическая неуравновешенность возникает, когда инерционный элемент вращается вокруг оси, параллельной одной из его главных центральных осей инерции.

Мерой статической неуравновешенности считают статический момент массы D, кг•м, (в балансировочной технике его называют дисбалансом). Он выражается как D=m0r. Здесь m0 — масса инерционного элемента, кг; r — радиус-вектор центра этой массы относительно оси вращения, м (рис. 1).

При вращении инерционного элемента с угловой скоростью ω развивается центробежная сила Fц=Dω2=m0rω2. Это один из основных параметров, который необходимо учитывать при подборе вибротрамбовки для экскаватора-погрузчика или экскаватора. Это выражение довольно-таки «прозрачно». Обратите внимание, что центробежная сила Fц прямо пропорциональна угловой скорости (частоте вращения) эксцентрика и статическому моменту D.

То есть, проще говоря, чем больше масса инерционного элемента, чем дальше смещен его центр масс от оси вращения, тем больше центробежная сила. Помимо центробежной силы мерилом мощности удара основания трамбовки о поверхность грунта является также общая амплитуда A, мм.

Она выражается как A=2D/mобщ. Здесь mобщ — общая масса рабочего органа навесной трамбовки.

В нашем случае это рама конструкции, на которой крепится центробежный возмущатель. Стоит обратить внимание, что чем легче рама трамбовки, тем больше значение амплитуды. Это немаловажный параметр.

Существует еще немаловажный параметр навесных трамбовок — это удельный импульс силы или, как его еще называют, импульс напряжения P, кН•с/см2.

Следует заметить, что деформация уплотнения грунта при частоударном приложении нагрузки является функцией не только величины напряжения (удара), но и времени его действия. Одними словами, уплотнение пропорционально удельному импульсу силы P.

Эмпирическим путем были установлены наиболее эффективные значения предельных импульсов напряжения, кН•с/см2, для насыпных грунтов до плотности 0,95:

• грунты малосвязанные (песчаные) — 0,5...0,7;
• грунты средней вязкости (суглинистые) — 0,7...1,2;
• грунты высокосвязные (тяжелосуглинистые) — 0,2...2,0;
• грунты весьма связные (глинистые) — 0,0...2,7.

Все эти величины удельных импульсов определены для грунтов оптимальной влажности. Для недоувлажненных грунтов рекомендуемые импульсы практически недостаточны.

Обращаем внимание, что данный параметр является не расчетным, а экспериментальным.

Еще одна важная характеристика, которую учитывают при выборе вибротрамбовки — это глубина уплотнения t, см. Экспериментальным путем было установлено, что глубина уплотняемого грунта зависит от площади основания нижней рамы навесной трамбовки.

Под глубиной (толщиной) уплотнения подразумевают такую глубину, на которой достигается требуемая плотность. По исследованиям и практическим данным, чем менее связный грунт, тем больше его глубина уплотнения.

Значительно чаще используется объем трамбования (м3), из которого легко можно рассчитать глубину трамбования грунта, зная площадь трамбующей плиты. Стоит отметить, что Группа Компаний «Традиция» предлагает максимально широкий ассортимент вибротрамбовок Impulse и Delta на экскаваторы любых типоразмеров.

Данные вибротрамбовки характеризуются высоким усилием трамбования (один из лучших показателей среди конкурентов) и высокой частотой импульсов (на некоторых моделях частота до двух раз выше в сравнении с аналогами), что позволяет выполнять работы по трамбованию значительно быстрее и без потери качества.

По всем вопросам, связанным с выбором, приобретением, обслуживанием вибротрамбовок Delta и Impulse вы можете обращаться к нашим специалистам. Наша сервисная служба также осуществляет монтаж навесного оборудования на объекте заказчика в любом регионе РФ.

Кроме того, если вы осуществляете широкий спектр строительных работ, вас заинтересуют вибропогружатели Delta или Impulse, которые могут оснащаться трамбующей плитой и работать как вибропогружатель и как вибротрамбовка. Переключение с одного вида работ на другой осуществляется менее чем за одну минуту!