Новости рынка специальной техники
и промышленного оборудования
Тел.
E-mail:
http://
8-800-550-07-58
zavod@mrmz.ru
www.mrmz.ru

Выпуск №91. Статья №1.

ВЫБОР КАТКОВ
для уплотнения грунта

Одновальцевые вибрационные катки (вальценцуг) сегодня являются основными машинами, обеспечивающими уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных и железных дорог, аэродромов, причалов и других транспортных сооружений. От их работы и правильного выбора зависит не только качество уплотнения грунта, надежность (отсутствие просадок и выпучиваний) и долговечность транспортного сооружения, но и величина затрат на единицу земляных работ.




Ведущими производителями катков для уплотнения грунтов (грунтовых катков) являются ведущие мировые производители строительной и дорожной техники: «Bomag», «Hamm», «IR-ABG» (ФРГ) (с этого года входит в компанию «Volvo»), «Dynapac» (Швеция), «Ammann» (Швейцария), «Caterpillar» (США), «JCB-Vibromax» (Великобритания), «Stavostroy» (Словакия) и многие другие. В РФ ведущим производителем грунтовых катков является ЗАО «Раскат»; грунтовые катки массой 20 т и более выпускает в РФ также ОАО «Уралтрак».

В таблице 1 представлены наиболее распространенные в мире типоразмеры одновальцевых вибрационных катков и их основные технические параметры: масса и мощность двигателя, а также обобщенные технологические параметры: глубина уплотняемого слоя и производительность при уплотнении песка и легких супесей. Знаком «*» отмечены технологические параметры катков с кулачковым вальцем, которые имеют значительно больший эффект при уплотнении связных грунтов (суглинков и глин) и практически не имеют преимуществ при уплотнении несвязных и малосвязных грунтов. С учетом того, что при возведении земляного полотна сегодня используются в основном (кроме основания насыпи) малосвязные грунты, параметры уплотнения суглинков и глин в статье не рассматриваются.

Таблица 1.

Технические и технологические параметры "грунтовых" виброкатков
Масса катка, т
Мощность двигателя, кВт
Диаметр вальца, см
Толщина уплотняемого слоя (см)
при уплотнении
Производительность (м3/ч)
при уплотнении
песка
супеси
песка
супеси
5 (4,8-5,35) 52 (45-59,7) 100-107 30 25 (28)* 225 (150-300) 150(100-200) - (180)*
7 (6,6-7,2) 63 (56-70,8) 122-123 35 30 (33)* 260 (175-300) 180 (120-240) - (200)*
9 (8,7-9,2) 75 (74-77) 121-130 40 35 (38)* 300 (200-400) 240 (160-320) - (270)*
11 (10,4-11,5) 90 (82-97) 148-152 50 40 (45)* 380 (260-540) 300 (200-400) - (340)*
14 (13,8-14,4) 120 (114-129) 150-152 60 50 (55)* 500 (340-680) 400 (270-540) - (440)*
16 (15,5-15,98) 138 (129-147) 150-160 70 60 (65)* 580 (390-780) 520 (340-680) - (550)*

* - для виброкатков с кулачковыми вальцами

Основным параметром выбора типоразмера «грунтового» катка является его производительность, однако она очень редко указывается в технических параметрах катков, так как зависит от ряда факторов, и в первую очередь от влажности грунта (наибольшая производительность достигается при «оптимальной» влажности, определяемой лабораторно) и толщины уплотняемого слоя. Приведенные в таблице обобщенные данные по производительности в м3/ч даны с 5-7%-ным запасом и без учета коэффициента использования катков в течение рабочей смены на основе использования результатов фирм «Bomag», «Dynapac» и других.

В таблице 2 приведены результаты подбора типоразмера катков для различных темпов строительства (м3/ч) земляного полотна, характерных для потока земляных работ звеном на основе одноковшового экскаватора «обратная лопата». При подборе типоразмера катков применены два ограничения:

1) количество катков в звене не должно быть более 3
2) если количество катков в звене равно 1 для песка и супеси, то следующий (больший) типоразмер не рассматривается.

Таблица 2.

Масса катка
Количество виброкатков (шт.), необходимое для обеспечения производительности (м3/ч) при укатке песка-супеси
150
300
450
600
750
5
 1-1(1)* 2-2(2)* 2-3(3)*    
7
 1-1(1)* 1-2(2)* 2-3(2)*    
9
   1-1(1)* 2-2(2)* 2-3(3)*  
11
     2-2(2)* 2-2(2)* 2-3(3)*
14
     1-2(1)* 2-2(2)* 2-2(2)*
16
     1-1(1)* 2-2(2)* 2-2(2)*

* - для виброкатков с кулачковым вальцем

Представленные данные показывают, что весь диапазон типоразмеров «грунтовых» катков фактически можно поделить на три зоны применения:

1-я зона для катков массой 5-7 т охватывает диапазон темпов строительства (требуемой часовой производительности) от 150 до 450 м3/ч;
2-я зона для катков массой 9 т - от 300 до 600 м3/ч;
3-я зона для катков массой 11-16 т - от 300 до 600 м3/ч.




Для выявления экономической целесообразности применения катков различных типоразмеров в таблице 3 приведены технико-экономические показатели «грунтовых» катков:

- усредненная мощность двигателя, определяющая расход топлива и основную часть стоимости работы катка;
- усредненная стоимость, определяющая вторую часть стоимости произведенной работы;
- усредненная производительность виброкатков, определяющая знаменатель при определении стоимости единицы произведенной работы (м3 или тыс. м3);
- соотношения изменения мощностей двигателя, стоимостей и производительностей для типоразмеров катков.

На схеме приведены графики изменения соотношений мощностей двигателя, стоимостей и производительностей катков от их основного параметра - массы, т.

Таблица 3.

Наименование показателя грунтовых виброкатков
Величины показателей для катков массой, т
Графики изменения соотношения технико-экономических показателей катков
Графики изменения соотношения технико-экономических показателей катков
5
7
9
11
14
16
Усредненная мощность двигателя, кВт 52 63 75 90 120 138
Соотношение мощностей 1 1,2 1,44 1,73 2,3 2,65
Усредненная стоимость, тыс. евро 60 65 68,6 70,8 78 86,3
Соотношение стоимостей 1 1,1 1,14 1,18 1,3 1,44
Усредненная производительность (м3/ч) при уплотнении песка 225 260 300 380 500 600
супеси 150 180 235 300 400 525
Соотношение производительностей 1/1 1,5/1,2 1,35/1,6 1,7/2 2,2/2,7 2,7/3,5


Данные таблицы 3 и схемы показывают, что:

  • мощность двигателя катка массой 5 т в 1,5 раза (1,44) меньше мощности двигателя катка массой 9 т и в 2,25 (2,3) раза меньше мощности двигателя катка массой 14 т (шаг ~ 1,5);
  • стоимость катка массой 5 т в 1,15 раза (1,14) меньше стоимости катка массой 9 т и в 1,3раза меньше стоимости катка массой 14 т (шаг ~ 1,15);
  • производительность катка массой 5 т в 1,35/1,6 раза меньше производительности катка массой 9 т и в 2,2/2,7 раза меньше производительности катка массой 14 т (шаг ~ 1,4/1,6).

Таким образом, с ростом массы катка приблизительно с одинаковым темпом увеличивается производительность и мощность двигателя катка, т.е. стоимость укатки 1 м3 или 1 тыс. м3 грунта остается практически постоянной или несколько уменьшается за счет второй составляющей (первоначальных затрат) - уменьшения роста стоимости машин. Следовательно, каждый типоразмер «грунтового» виброкатка имеет четко определенный диапазон его применения.

Рекомендуемый типоразмер и количество грунтовых виброкатков, обеспечивающие поток земляных работ с экскаватором «обратная лопата» в различных условиях, приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Типоразмер экскаватора - емкость ковша, м3
Рекомендуемый типоразмер и количество грунтовых катков, обеспечивающее работу экскаватора
в землевоз при уплотнении
в отвал при уплотнении
песка
супеси
песка
супеси
0,6
 5т(гв) -1 5т(гв) -1 5т(гв) -1 5т(кв) -1
0,9
 5т(гв) -1 5т(гв) -1 7т(гв) -1 9т(кв) -1
1,2
 7т(гв) -1 9т(гв) -1 11т(гв) -1 11т(кв) -1
1,5
 9т(гв) -1 11т(гв )-1 14т(гв) -1 14т(кв) -1
1,8
 11т(гв) -1 11т(гв) -1 14т(гв) -1 14т(кв) -1
2,1
 11т(гв) -1 11т(гв) -1 14т(гв) -1 16т(кв) -1
2,4
 11т(гв) -1 14т(гв) -1 16т(гв) -1 16т(кв) -1






Журнал "Строительная техника и технологии" №6/2007
"Выбор катков",
автор статьи Марышев Б. С.