ЛОПАТКА ПОДБОЙКИ ШПАЛОПОДБИВОЧНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к железнодорожной технике и представляет собой лопатку подбойки для шпалоподбивочных машин, служащих для уплотнения щебня балластной призмы железнодорожных путей.
Лопатки подбойки, работая в абразивной среде при больших вибрационных нагрузках, быстро изнашиваются. Для увеличения срока службы лопаток их упрочняют посредством закрепления на лопатке твердосплавных элементов различной формы.
Известна, например, лопатка подбойки шпалоподбивочной машины, нижняя часть которой снабжена закрепленными в продольном вертикальном пазу центральными твердосплавными элементами с закругленными по радиусу нижними концами. Нижняя часть лопатки с находящимся в ней пазом имеет форму клина с углом наклона боковых поверхностей клиновой части к плоскости лопатки 5÷35°. На поверхностях клина укреплены твердосплавные пластины, укрепленные также на выступающих из упомянутого паза твердосплавных элементах (см. патент РФ № 2226581 по кл. E01B 27/12, E01B 27/16 заявл. 22.05.2003, опубл. 10.04.2004 «Лопатка подбойки»). Для твердосплавных пластин, закрепленных на клиновидной части лопатки, велика вероятность отрыва под действием динамических нагрузок и деформаций, т.к. они держатся только за счет пайки. После отрыва твердосплавных пластин обнажаются тонкие стенки клиновидной части лопатки, удерживающие центральный твердосплавный элемент. При взаимодействии с балластом они быстро разрушаются, а элемент выпадает. Это снижает ресурс работы подбойки шпалоподбивочной машины. Кроме того, выполнение лопатки с покрытием из твердосплавных пластин ведет к увеличению стоимости подбойки.
Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому результату и выбранной в качестве прототипа является лопатка подбойки шпалоподбивочной машины, оснащенная зафиксированными в ее теле зубьями из твердосплавного материала (см. патент РФ № 2293155 по кл. E01B 27/16, E01B 27/12, заявл. 25.07.2005, опубл. 10.02.2007 «Подбойка шпалоподбивочной машины»). Выполнение лопатки без покрытия из твердосплавных пластин снижает стоимость подбойки. Увеличение срока службы лопатки в данном случае обеспечивают зубья из твердосплавного материала. Однако при эксплуатации подбойки происходит абразивный износ материала лопатки на участках, не защищенных твердосплавными зубьями. Это приводит к срыву некоторой части зубьев вместе с разрушенным материалом лопатки, что снижает ресурс подбойки.
Задачей настоящей полезной модели является увеличение ресурса подбойки.
Техническим результатом, получаемым при осуществлении данной полезной модели, является повышение сопротивляемости лопатки разрушению.
Поставленная задача решается за счет того, что в известной лопатке подбойки шпалоподбивочной машины, оснащенной зафиксированными в ее теле зубьями из твердосплавного материала, согласно полезной модели нижняя кромка лопатки снабжена дополнительными вставками из материала, превосходящего по прочности материал лопатки, которые зафиксированы в теле лопатки между ее зубьями и выполнены так, что по высоте они не возвышаются над смежными с ними зубьями лопатки, при этом нижние торцы дополнительных вставок относительно нижней кромки лопатки возвышены, а сами вставки погружены в тело лопатки на меньшую глубину, чем глубина погружения в тело лопатки смежных с ними зубьев лопатки.
Дополнительные вставки могут быть выполнены из твердосплавного материала.
Дополнительные вставки могут быть выполнены в виде трубчатых элементов, охватывающих зубья лопатки снаружи, причем трубчатые элементы смежных зубьев могут быть выполнены так, что их наружные боковые поверхности, обращенные друг к другу, конгруэнтны по конфигурации.
Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая лопатка подбойки неизвестна, т.е. соответствует критерию новизна.
Лопатка может быть изготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, и широко использована при уплотнении балласта железнодорожного пути, т.е. является промышленно применимой.
Эксперименты показали, что снабжение нижней кромки лопатки дополнительными упрочняющими вставками, высота которых не превосходит высоту смежных с ними зубьев лопатки, с одной стороны, позволяет эффективно разрыхлить балласт перед внедрением в него лопатки подбойки и облегчить погружение лопатки в балласт, с другой стороны, обеспечивает уменьшение разрушения лопатки за счет практического предотвращения контакта балласта с материалом кромок лопатки, который наиболее подвержен абразивному износу. В качестве материала для дополнительной вставки может быть использован любой материал, превосходящий по прочности и твердости материал лопатки, например закаленная инструментальная сталь или твердосплавный материал. Количество дополнительных вставок, их форма, размер, расположение на лопатке, материал из которого они выполнены, выбираются исходя из конструктивных и технологических соображений с учетом вероятных условий эксплуатации подбойки, для которой они предназначены.
Таким образом, заявляемая лопатка подбойки имеет повышенную сопротивляемость разрушению по сравнению с прототипом, что обеспечивает увеличение ресурса подбойки.
Техническое решение поясняется чертежами, на которых изображены
фиг. 1 - лопатка, общий вид,
фиг. 2 - фрагмент нижней кромки лопатки (показано расположение дополнительной вставки относительно нижней кромки: нижний торец вставки расположен возвышено; вставка погружена на глубину, меньшую, чем глубина погружения в тело лопатки смежных со вставкой зубьев),
фиг. 3 - вариант выполнения дополнительной вставки в виде трубчатого элемента,
фиг. 4 - вариант выполнения дополнительных вставок смежных зубьев в виде трубчатых элементов с конгруэнтными боковыми поверхностями, обращенными друг к другу.
Лопатка 1 подбойки шпалоподбивочной машины оснащена зафиксированными в ее теле зубьями 2 из твердосплавного материала и дополнительными вставками 3, выполненными также из твердосплавного материала, т.е. из материала, превосходящего по прочности материал лопатки 1. Зубья 2 и дополнительные вставки 3 могут быть запрессованы или впаяны в материал лопатки. На чертеже показана лопатка 1, которая снабжена зубьями 2 и дополнительными вставками 3 по нижней кромке. Вставки 3 зафиксированы в теле лопатки между ее зубьями 2 так, что по высоте они не возвышаются над смежными с ней зубьями 2 лопатки 1. Дополнительные вставки 3 могут быть установлены так, что нижний торец вставки 3 относительно нижней кромки лопатки 1 расположен возвышенно. Дополнительные вставки 3 могут быть погружены в тело лопатки 1 на меньшую глубину, чем глубина погружения в тело лопатки 1 смежных с ними зубьев 2 лопатки 1. Дополнительные вставки 3 могут быть выполнены и в виде трубчатых элементов, охватывающих зубья 2 лопатки 1 снаружи. Трубчатые элементы смежных зубьев 2, если они близко примыкают друг к другу, могут быть выполнены так, что их наружные боковые поверхности, обращенные друг к другу, имеют совпадающую форму, т.е. конгруэнтны по конфигурации.
Работу с помощью заявляемой лопатки подбойки шпалоподбивочной машины осуществляют следующим образом. Используя механизмы шпалоподбивочной машины, подбойку принудительно заглубляют в балласт и производят виброуплотнение балласта. При использовании лопатки с дополнительными вставками уменьшается ее разрушение за счет практического предотвращения контакта балласта с материалом кромок лопатки, который наиболее подвержен абразивному износу.
Таким образом, заявляемая лопатка за счет повышения сопротивляемости лопатки разрушению позволяет увеличить ресурс подбойки.