Каток

(51)01 19/26 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Геращенко Александр Васильевич Башаримова Валентина Николаевна Кургузиков Александр Михайлович Геращенко Василий Васильевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Каток, содержащий гидравлический привод, включающий в себя гидроконтуры привода хода, в каждом из которых общим является гидронасос и каждый из которых включает в себя гидромотор привода вальцов, работающие по замкнутой схеме, а гидронасос является аксиально-поршневым переменной производительности, снабженный механизмом управления производительностью насоса, включающим в себя силовой вал, установленные между валами гидромоторов и вальцами планетарные редукторы, каждый из которых включает в себя первый и второй полукорпусы, зубчатый венец с внутренним зубом, соединенные через прокладки болтами, крышку, к которой болтами крепится гидромотор,на выходном валу которого установлена первая вал-шестерня с первым и вторым зубчатыми венцами, второй из которых выполняет роль ведущей солнечной шестерни, три 7800 1 2006.02.28 блок-шестерни сателлита с первым и вторым зубчатыми венцами, вращающиеся на подшипниках в водиле, находящихся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней, центральную муфту с первым и вторым зубчатыми венцами, находящуюся в зацеплении со вторым венцом сателлита, вторую вал-шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатой муфтой, кронштейн, закрепленный гайками на шлицевом конце, второй вал-шестерни, установленный на подшипники и соединенный с вальцом, отличающийся тем, что на кронштейне одного из планетарных редукторов установлен металлический диск с прорезями и выступами, на полукорпусе этого же планетарного редуктора установлен преобразователь импульсный щелевой с обеспечением возможности свободного вхождения в щель преобразователя металлического диска, при этом каток снабжен последовательно соединенными дифференцирующей цепью, выпрямителем, интегрирующей цепью, при этом дифференцирующая цепь подсоединена к выводам преобразователя импульсного щелевого, источником постоянного тока, сравнивающим элементом, выполненным в виде регулятора напряжения и резистора, причем регулятор напряжения соединен с источником постоянного тока, а резистор соединен с выходом интегрирующей цепи, фазочувствительным усилителем мощности, соединенным с выходом сравнивающего элемента,микроэлектродвигателем постоянного тока с обмотками управления, соединенными по дифференциальной схеме и подключенными к выходу фазочувствительного усилителя,редуктором, входной вал которого соединен с валом микроэлектродвигателя, а выходной вал редуктора кинематически соединен с силовым валом механизма управления производительностью насоса. Изобретение относится к машинам для уплотнения покрытий, преимущественно из асфальтобетонных смесей, и позволяет повысить качество укатки дорожного полотна. Известен каток, содержащий гидравлический привод, включающий в себя аксиальнопоршневой насос, фильтр, гидрораспределители, бак, два вальца, каждый из которых состоит из двух полувальцов, имеющих гидромотор и редуктор 1. Недостатком известного катка является то, что при его работе не обеспечивается достаточное качество укатки дорожного полотна. Объясняется это тем, что достаточно высокое качество укатки дорожного полотна катком обеспечивается при постоянной скорости движения катка, в то время как при укатке дорожного полотна момент сопротивления движению катка может увеличиваться, скорость катка при этом снижается, а также момент сопротивления может уменьшаться, скорость движения катка в этом случае возрастет. Так как момент сопротивления является случайной величиной, то скорость движения катка является также переменной случайной величиной. Таким образом, в процессе эксплуатации машины при изменении момента сопротивления непрерывно происходит изменение скорости движения машины. Машинист вручную управляет скоростью движения машины для поддержания ее на определенном уровне, что отличается малой эффективностью, так как машинист не может точно определять моменты времени для начала и окончания времени регулирования скорости движения катка, а также не может точно определять величины изменения скорости движения катка при ее регулировании вручную. Из-за этого качество укатки дорожного полотна не является достаточным. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является каток, содержащий гидравлический привод, включающий в себя гидроконтуры привода хода, каждый из которых включает в себя гидронасос, гидромоторы привода вальцов, при этом гидронасос выполнен в виде блок-модуля, включающего в себя аксиально-поршневой насос переменной производительности, снабженный сервоклапаном с рычагом управления, установленные между валами гидромоторов и вальцами планетарные редукторы, каждый из которых включает в себя полукорпус и кронштейн, установленный на подшипники 2. 2 7800 1 2006.02.28 Недостатком известного катка является то, что при его работе не обеспечивается достаточное качество укатки дорожного полотна. Объясняется это тем, что достаточно высокое качество укатки дорожного полотна катком обеспечивается при постоянной скорости движения катка, в то время как при укатке дорожного полотна момент сопротивления движению катка может увеличиваться, скорость катка при этом снижается, а также момент сопротивления может уменьшаться, скорость движения катка в этом случае возрастет. Так как момент сопротивления является случайной величиной, то скорость движения катка является также переменной случайной величиной. Таким образом, в процессе эксплуатации машины при изменении момента сопротивления происходит изменение скорости движения машины. Машинист вручную управляет скоростью движения машины для поддержания ее на определенном уровне, что является малоэффективным, так как машинист не может точно определять моменты времени для начала и окончания времени регулирования скорости движения катка, а также не может точно определять величины изменения скорости движения катка при ее регулировании вручную, так как величины изменений момента сопротивления ему неизвестны. Из-за этого качество укатки не является достаточным. Задачей изобретения является повышение качества укатки за счет обеспечения постоянной скорости движения катка путем снижения погрешности определения моментов времени регулирования скорости движения машины при изменении момента сопротивления движению, а также путем снижения погрешности определения величин изменения скорости движения машины в зависимости от величины изменения момента сопротивления путем обеспечения непрерывного соответствия изменению момента сопротивления и скорости передвижения. Сущность изобретения заключается в том, что каток, содержащий гидравлический привод, включающий в себя гидроконтуры привода хода, в каждом из которых общим является гидронасос и каждый из которых включает в себя гидромотор привода вальцов, работающие по замкнутой схеме, а гидронасос является аксиально-поршневым переменной производительности, снабженный механизмом управления производительностью насоса,включающем в себя силовой вал, установленные между валами гидромоторов и вальцами планетарные редукторы, каждый из которых включает в себя первый и второй полукорпусы, зубчатый венец с внутренним зубом, соединенные через прокладки болтами, крышку,к которой болтами крепится гидромотор, на выходном валу которого установлена первая вал-шестерня с первым и вторым зубчатыми венцами, второй из которых выполняет роль ведущей солнечной шестерни, три блок-шестерни сателлита с первым и вторым зубчатыми венцами, вращающиеся на подшипниках в водиле, находящихся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней, центральную муфту с первым и вторым зубчатыми венцами, находящуюся в зацеплении со вторым венцом саттеллита, вторую вал-шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатой муфтой, кронштейн, закрепленный гайками на шлицевом валу второй вал-шестерни, установленный на подшипники и соединенный с вальцом, согласно изобретению на кронштейне одного из планетарных редукторов установлен металлический диск с прорезями и выступами, на полукорпусе этого же планетарного редуктора установлен преобразователь импульсный щелевой с обеспечением возможности свободного вхождения в щель преобразователя металлического диска, при этом каток снабжен последовательно соединенными дифференцирующей цепью, выпрямителем, интегрирующей цепью, при этом дифференцирующая цепь подсоединена к выводам преобразователя импульсного щелевого, источником постоянного тока, сравнивающим элементом,выполненным в виде регулятора напряжения и резистора, причем регулятор напряжения соединен с источником постоянного тока, а резистор соединен с выходом интегрирующей цепи, фазочувствительным усилителем мощности, соединенным с выходом сравнивающего элемента, микроэлектродвигателем постоянного тока с обмотками управления, соединенными по дифференциальной схеме и подключенными к выходу фазочувствительного 3 7800 1 2006.02.28 усилителя, редуктором, входной вал которого соединен с валом микроэлектродвигателя, а выходной вал редуктора кинематически соединен с силовым валом механизма управления производительностью насоса. На фиг. 1 изображен планетарный редуктор вальца с установленными на нем металлическим диском с прорезями и преобразователем импульсным щелевым, на фиг. 2 - схема управления частотой вращения вальца катка, на фиг. 3 - электрические сигналы на входе дифференцирующей цепи, на фиг. 4 - электрические сигналы на выходе дифференцирующей цепи, на фиг. 5 - электрические сигналы на выходе выпрямителя, на фиг. 6 электрические сигналы на выходе интегрирующей цепи. Каток содержит гидравлический привод, включающий в себя гидроконтуры привода хода, в каждом из которых общим является гидронасос 1 и каждый из которых включает в себя гидромотор 2 привода вальцов 3, работающие по замкнутой схеме, а гидронасос 1 является аксиально-поршневым переменной производительности, снабженный механизмом 4 управления производительностью насоса, включающим в себя силовой вал 5, установленные между валами гидромоторов 2 и вальцами 3 планетарные редукторы, каждый из которых включает в себя первый 6 и второй 7 полукорпусы, зубчатый венец 8 с внутренним зубом, соединенные через прокладки 9 болтами 10, крышку 11, к которой крепится гидромотор 2, на выходном валу 12 которого установлена первая вал-шестерня 13 с первым и вторым зубчатыми венцами, второй из которых выполняет роль солнечной ведущей шестерни 14, три блок-шестерни сателлита 15 с первым и вторым зубчатыми венцами, вращающиеся на подшипниках в водиле 16, находящихся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней 14, центральная муфта 17 с первым и вторым зубчатыми венцами,находящуюся в зацеплении со вторым венцом сателлита 15, вторую вал-шестерню 18, находящуюся в зацеплении с зубчатой муфтой 17, кронштейн 19, закрепленный гайками на шлицевом валу второй вал-шестерни 18, установленный на подшипники 20 и соединенный с вальцом 3, при этом на кронштейне 19 одного из планетарных редукторов установлен металлический диск 21 с прорезями и выступами, на втором полукорпусе 7 этого же планетарного редуктора установлен преобразователь 22 импульсный щелевой с обеспечением возможности свободного вхождения в щель преобразователя 22 металлического диска 21, последовательно соединенные дифференцирующую цепь 23, выпрямитель 24,интегрирующую цепь 25, при этом дифференцирующая цепь 23 подсоединена к выводам преобразователя 22 импульсного щелевого, источник 26 постоянного тока, сравнивающий элемент 27, выполненный в виде регулятора 28 напряжения и резистора 29, при этом регулятор 28 напряжения соединен с источником 26 постоянного тока, а резистор 29 соединен с выходом интегрирующей цепи 25, фазочувствительный усилитель 30 мощности,соединенный с выходом сравнивающего элемента 27, микроэлектродвигатель 31 постоянного тока с обмотками 32 и 33 управления, соединенными по дифференциальной схеме и подключенными к выходу фазочувствительного усилителя 30, редуктор 34, входной вал которого соединен с валом микроэлектродвигателя 31, а выходной вал редуктора кинематически соединен с силовым валом 5 механизма 4 управления производительностью насоса 1. Дифференцирующая цепь 23 состоит из резисторов 35 и 36, конденсатора 37. Выпрямитель 24 состоит из импульсных диодов 38, 39, 40, 41. Интегрирующая цепь 25 состоит из резистора 42, конденсатора 43. Фазочувствительный усилитель 30 состоит из двух транзисторов 44, 45 и пяти резисторов 46, 47, 48, 49, 50, источника питания 51. Каток работает следующим образом. При работе машины вращение передается от двигателя внутреннего сгорания посредством гидравлического привода и планетарного редуктора вальцам. Металлический диск 21 с прорезями и выступами проходит в щель преобразователя 22, в результате чего на резисторе 35 формируются прямоугольные импульсы (фиг. 3), они дифференцируются цепью 23 (дифференцированные импульсы показаны на фиг. 4), выпрямляются выпрямителем 24(выпрямленные импульсы показаны на фиг. 5), интегрируются цепью 25 (фиг. 6). На резисторе 29 появляется сигнал, пропорциональный частоте вращения вальца катка. 4 7800 1 2006.02.28 В процессе укатки с увеличением момента сопротивления движению катка частоты вращения вала гидромотора, а следовательно, и вальца снижаются, уменьшается сигнал на резисторе 29, который сравнивается с сигналом, подаваемым от регулятора 28 напряжения. Из-за уменьшения сигнала на резисторе 29 на выходе сравнивающего элемента 27 формируется сигнал рассогласования определенной полярности. Этот сигнал усиливается усилителем 30 мощности и поступает на обмотку 32 управления, микроэлектродвигатель 31 и редуктор 34 приходят в движение, редуктор 34 передает вращение силовому валу 5 механизма 4 управления производительностью насоса, производительность насоса 1 возрастает до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю и микроэлектродвигатель 31 не остановится. Частоты вращения вала 12 гидромотора 2, а следовательно и вальца 3 восстанавливаются, при этом процесс регулирования частоты вращения вальца происходит без запаздывания, поэтому исключена погрешность в определении времени начала регулирования, величина изменения частоты вращения вальца определяется также без погрешностей, так как регулирование происходит до наступления равенства фактической и заданной частот вращения вальца. Из-за этого повышается качество укатки. С уменьшением момента сопротивления движению катка частоты вращения вала гидромотора 2, а следовательно, и вальца 3 увеличиваются, увеличивается сигнал на резисторе 29, который сравнивается с сигналом, подаваемым от регулятора 28 напряжения. Из-за увеличения сигнала на резисторе 28 на выходе сравнивающего элемента 27 формируется сигнал рассогласования противоположной полярности. Этот сигнал усиливается усилителем 30 и поступает на обмотку 33 управления, микроэлектродвигатель 31 и редуктор 34 начинают вращаться в противоположную сторону, чем это было при увеличении момента сопротивления. Редуктор 34 вращает силовой вал 5 в противоположном направлении,производительность насоса снижается до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю и микроэлектродвигатель 31 не остановится. Частоты вращения вала 12 гидромотора 2, а следовательно, и вальца 3 восстанавливаются. Этим обеспечивается постоянная скорость движения катка, качество укатки повышается. Таким образом, применением предлагаемого катка обеспечивается повышение качества укатки дорожного полотна, а следовательно, и качества дороги, что дает экономический эффект, так как снижаются расходы на эксплуатацию дороги. Источники информации 1. Артемьев К.А., Алексеева Т.В., Белокрылов В.Г. и др. Дорожные машины. Ч. 11. Машины для устройства дорожных покрытий. - . Машиностроение, 1982. - С. 302-303,рис. 12.22. 2. Раннев А.В., Полосин М.Д. Устройство и эксплуатация дорожно-строительных машин. - М. Академия, 2000. - С. 236-241, рис. 134. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.