Вибротрамбовки
Применение, принцип работы, выбор

Назначение и область применения

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

Хочется напомнить, что уплотнение грунта – это искусственное изменение его свойств в строительных целях, не несущее коренных преобразований его физико-химического состояния. 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 устанавливаются как на гусеничные экскаваторы, так и на экскаваторы-погрузчики. Они применяются для уплотнения и выравнивания грунта и строительных материалов с различным размером фракций, 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

Если говорить кратко, принцип работы вибротрамбовки заключается в передаче крутящего момента с гидромотора на вал дебаланса (эксцентрика), который жестко закреплен на трамбующей плите. Далее вибрация передается с плиты на уплотняемую поверхность. Рассмотрим подробнее, как это все работает.

Большинство современных вибрационных машин работает в режимах вынужденных колебаний. Источником принудительного возбуждения в нашем случае является центробежный возмущатель (вибровозбудитель) дебалансного типа, изображенный на схеме.

Центробежный возмущатель – это инерционный возбудитель с вращательным движением инерционного элемента. 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 (см. схему).

При вращении инерционного элемента с угловой скоростью w развивается центробежная сила Fц=Dw2=m0rw2. 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. 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 значимый параметр навесных трамбовок – это удельный импульс силы, или, как его еще называют, импульс напряжения P, кН.с/cм². Стоит заметить, что деформация уплотнения грунта при частоударном приложении нагрузки является функцией не только величины напряжения (удара), но и времени его действия. Короче – уплотнение пропорционально удельному импульсу силы P. Эмпирическим путем были установлены наиболее эффективные значения предельных импульсов напряжения, кН.с/cм², 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) – 1,2–2,0;
• – грунты весьма связные (глинистые) – 2,0–2,7.

Надо сказать, что при уплотнении связных грунтов часто­ударные нагрузки должны быть повышены примерно в 1,5 раза. Все эти величины удельных импульсов определены для грунтов оптимальной влажности. Для недоувлажненных грунтов рекомендуемые импульсы практически недостаточны. Стоит обратить 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. Намного чаще используется объем трамбования (м³), исходя из которого легко можно рассчитать глубину трамбования грунта, зная площадь трамбующей плиты.

Надо отметить, что ООО «Компания «Традиция-К» предлагает максимально широкий ассортимент вибротрамбовок для всех основных классов экскаваторов. 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.

Для более четкого представления характеристик вибротрамбовок Delta и Impulse прилагается таблица с основными характеристиками, влияющими на выбор вибротрамбовки.

По всем вопросам, связанным с выбором, приобретением, обслуживанием вибротрамбовок Delta и Impulse, можно обращаться в Компанию «Традиция-К», или к ее дилерам, или в филиалы в регионах, число которых уже достигло тридцати.

Кроме того, для осуществления строительных работ широкого спектра часто требуются вибропогружатели Delta или Impulse, которые могут оснащаться трамбующей плитой и работать как вибропогружатель и как вибротрамбовка. Переключение с одного вида работ на другой происходит менее чем за одну минуту.

Технические характеристики трамбовок Delta и Impulse