ПОДБОЙКА ШПАЛОПОДБИВОЧНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к устройствам для строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности, к конструкциям подбоек подбивочных блоков шпалободбивочных машин.
Подбойка шпалоподбивочной машины является виброинструментом, который осуществляет обработку балласта в псевдоожиженном состоянии, и представляет собой стержень, нижний конец которого выполнен в виде лопатки, сдвигающей балласт под шпалы при горизонтальном перемещении лопатки подбойки поперек межшпального пространства. Основным видом усилия, которые воспринимает стержень подбойки при ее эксплуатации, является изгибающее усилие, возникающее как от сжима-разжима подбойки при ее горизонтальном перемещении поперек межшпального пространства, так и от вибрации. Большая часть этого усилия воспринимается теми участками поперечного сечения стержня, которые непосредственно примыкают к лопатке и далее всего отстоят от лопатки, считая по направлению толщины лопатки.
Известна шпалоподбойка со стержнем, имеющим ромбическое поперечное сечение, причем ромб ориентирован так, что одна из его осей симметрии параллельна плоскости лопатки, т.е. лопатка закреплена на одном из углов ромба (см. проспект фирмы «BTI»).
Недостатком такой подбойки является малая прочность стержня, обусловленная следующим. Максимальные напряжения, испытываемые стержнем при его изгибе, приходятся на вершины ромба, т.е. на минимальную площадь поперечного сечения стержня. Кроме этого, вершины ромба испытывают и максимальный износ от абразивного воздействия среды. Это снижает ресурс работы подбойки.
Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранной в качестве прототипа является подбойка шпалоподбивочной машины, в виде стержня со съемной лопаткой, причем стержень имеет в поперечном сечении овальную форму (см. п. РФ на изобретение №2049841 по кл. Е01В 27/16 заявл. 01.07.1993, опубл. 10.12.1995 «Подбойка шпалоподбивочной машины»).
Недостатком этой подбойки также является малый ресурс работы, обусловленный недостаточной прочностью стержня. Как и у подбойки, указанной выше, на минимальную площадь поперечного сечения стержня приходится зона максимальных напряжений, испытываемых стержнем при его изгибе, и повышенный абразивный износ.
Задачей настоящей полезной модели является повышение ресурса работы подбойки.
Техническим результатом, получаемым при реализации полезной модели, является повышение сопротивляемости стержня излому и износу при эксплуатации подбойки.
Указанная задача решается за счет того, что в известной подбойке шпалоподбивочной машины, содержащей стержень с уплотнительной лопаткой, согласно полезной модели, поперечное сечение стержня представляет собой фигуру с закругленными углами и/или с углами без закруглений, выбранную из группы, включающей прямоугольник, треугольник, двутавр; фигуру, подобную прямоугольнику, треугольнику, двутавру, имеющую выпуклые наружу стороны; причем каждая из перечисленных фигур ориентирована так, что одна из сторон прямоугольника, треугольника или полка двутавра параллельны плоскости лопатки.
Выпуклые стороны прямоугольника, и/или треугольника, и/или двутавра могут иметь уклоны не превышающие 10°.
Стенка двутавра может быть выполнена решетчатой или полой, причем площадь отверстий в решетчатой или полой стенке двутавра не превышает 90% от площади стенки.
Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая подбойка неизвестна, т.е. соответствует критерию новизна.
Подбойка может быть изготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, и широко использована для уплотнения балласта железнодорожного пути, т.е. является промышленно применимой.
Выполнение подбойки в заявляемом виде позволяет усилить стержень за счет увеличения площади его поперечного сечения в тех местах сечения, которые испытывают максимальное напряжение при изгибе от вибрации и сжима-разжима подбойки. Немаловажным является и то, что испытывающая при эксплуатации подбойки значительное абразивное воздействие часть стержня, которая выступает относительно задней плоскости лопатки, стирается и утончается, что может привести к излому стержня подбойки. Заявляемое же решение позволяет сосредоточить значительную часть площади поперечного сечения стержня около лопатки, приводя к тому, что эта значительную часть площади поперечного сечения стержня составляет часть габарита лопатки. Это позволяет уменьшить габарит стержня, выступающий относительно задней плоскости лопатки и, следовательно, уменьшить площадь поперечного сечения стержня испытывающее истирающееся при эксплуатации подбойки, что уменьшает риск излома стержня.
Таким образом, заявляемая конструкция подбойки позволяет повысить сопротивляемость стержня излому при эксплуатации подбойки и, следовательно, повысить ресурс работы подбойки.
Выполнение поперечного сечения стержня в виде фигур со скругленными углами и выпуклыми наружу стенками позволяет технологически упростить изготовление подбоек и уменьшить концентрацию разрушающих напряжений.
Выполнение двутавра с решетчатой или полой стенкой позволяет получить облегченную подбойку, уплотнение балласта при помощи которой требует меньших энергозатрат.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 Подбойка, общий вид.
Фиг.2 Вид по А-А на фиг.1.
Фиг.3 Виды поперечного сечения стержня подбойки - прямоугольник, треугольник, двутавр, выполненные с острыми углами; прямоугольник, треугольник, двутавр, выполненные со скругленными углами; прямоугольник, треугольник, двутавр, выполненные с выпуклыми наружу стенками.
Подбойка шпалоподбивочной машины содержит стержень 1 с уплотнительной лопаткой 2. Поперечное сечение стержня 1 представляет собой фигуру со закругленными углами и/или с углами без закруглений, выбранную из группы, включающей прямоугольник, треугольник, двутавр; фигуру, подобную прямоугольнику или треугольнику, двутавру, имеющую выпуклые наружу стороны; причем каждая из перечисленных фигур ориентирована так, что стороны прямоугольника, треугольника или полка двутавра параллельны плоскости лопатки 1. Конкретный вид фигуры зависит от условий эксплуатации подбойки. Так при обработке более тяжелых уплотненных видов балласта используют более массивный стержень с прямоугольным поперечным сечением, на легких видах балласта используют облегченные подбойки со стержнем, имеющим поперечное сечение в виде двутавра с решетчатой или полой стенкой.
Работу с помощью подбойки осуществляют следующим образом.
Используя механизмы шпалоподбивочной машины, вибрирующую подбойку, стержень 1 которой при этом испытывает изгибающую нагрузку в плоскости перпендикулярной плоскости лопатки 2, принудительно заглубляют в балласт. Это приводит балласт в псевдоожиженное состояние. После достижения лопаткой 2 подбойки нужной глубины погружения осуществляют горизонтальное перемещение лопатки 2 поперек шпального ящика, подгребая балласт под шпалу, и возврат подбойки в исходное положение. При этом стержень 1 подбойки испытывает дополнительную изгибающую нагрузку в той же плоскости. Учитывая, что стержень 1, имея форму поперечного сечения, например в виде прямоугольника, ориентированного своей стороной вдоль плоскости лопатки 2, может выдержать значительные изгибающие нагрузки, а также и то, что стержень 1, имея незначительный выступ относительно задней плоскости лопатки 2, в меньшей степени разрушается от абразивной нагрузки, явно, что по сравнению с прототипом сопротивляемость стержня 1 излому выше и, следовательно, выше ресурс работы подбойки.