Подбойка

Полезная модель относится к железнодорожной технике и представляет собой подбойку для использования в выправочно-подбивочно-рихтовочных машинах, применяется для подбивки балласта железнодорожного пути, уплотнения щебня под шпалами при укладке и ремонте железнодорожных путей.
Известна конструкция подбойки по патенту на полезную модель RU 149089, опубликованному 20.12.2014 г., содержащая укрепленную на нижнем конце штока лопатку, при этом шток в поперечном сечении имеет сложную форму, которая может быть представлена в виде сочетания сегмента круга и трапеции, причем большее основание трапеции является одновременно хордой сегмента круга, либо шток в поперечном сечении имеет сложную форму, которая может быть представлена в виде сочетания сегмента круга и треугольника, причем основание треугольника является одновременно хордой сегмента круга.
Известна конструкция подбойки по патенту на изобретение RU 2265101, опубликованному 27.11.2005 г., содержащая укрепленную на нижнем конце штока плиту, при этом шток в поперечном сечении имеет форму ромба, одна из диагоналей которого перпендикулярна, а другая параллельна плите, и боковые стороны которого сопряжены по линиям перехода. Указанная подбойка является наиболее близким аналогом полезной модели, принята в качестве прототипа.
Одним из существенных недостатков известных подбоек является сравнительно низкая прочность штока, причина которой в значительной степени определяется неоптимальной формой его поперечного сечения.
Наиболее близкий аналог полезной модели имеет ромбическую форму штока. Недостатком ромбического сечения является тот факт, что при изгибающих нагрузках максимальные напряжения возникают на наиболее удаленных точках сечения, там, где у ромба расположен острый угол (хотя и притупленный либо скругленный).
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является создание подбойки с оптимальной формой штока с целью обеспечения технологичности при ее изготовлении и увеличения прочности в процессе эксплуатации.
Техническим результатом полезной модели является увеличение прочности штока подбойки в процессе ее эксплуатации и улучшение технологичности при ее изготовлении.
Для достижения технического результата в подбойке, состоящей из штока и лопатки, согласно полезной модели шток в поперечном сечении имеет форму восьмиугольника.
Также для достижения технического результата шток выполнен таким образом, что его поперечное сечение является восьмиугольником с разной длиной сторон, а толщина штока уменьшается в направлении лопатки.
При восьмиугольной форме штока изгибающие нагрузки распределяются равномерно во всех точках штока, что позволяет избежать увеличенного напряжения в отдельных точках и быстрого выхода штока из рабочего состояния. Распределение нагрузки на шток восьмиугольной формы в сечении позволяет повысить прочность штока, и, следовательно, прочность всей подбойки и обеспечить ее более длительный рабочий ресурс. Кроме того, для изготовления штока восьмиугольной формы в сечении требуется простая заготовка - кованая деталь, что упрощает процесс изготовления и обеспечивает улучшение технологичности процесса.
Патентные исследования не выявили технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Подбойка может быть изготовлена с помощью стандартного оборудования и технологий и найдет применение железнодорожной технике для использования выправочно-подбивочно-рихтовочных (шпалоподбивочных) машинах для подбивки балласта железнодорожного пути, уплотнения щебня под шпалами при укладке и ремонте железнодорожных путей, а следовательно соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена подбойка, вид сзади, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - сечение штока А-А, на фиг. 4 - сечение штока Б-Б.
Подбойка состоит из лопатки 1 и штока 2. Верхний конец штока 2 имеет посадочную часть для закрепления в шпалоподбивочной машине. Шток 2 в поперечном сечении имеет форму восьмиугольника. При этом восьмиугольник может иметь разную длину сторон. Восьмиугольник может иметь четыре одинаковые более длинные стороны 3 и четыре одинаковые более короткие стороны 4 и 5. Более короткие стороны 4 и 5 могут быть расположены вдоль лицевой (передней) стороны подбойки, тыльной (задней) стороны подбойки и боковых сторон подбойки. Более длинные стороны 3 могут быть расположены между лицевой и боковой стороной справа, между лицевой и боковой стороной слева, между тыльной и боковой стороной справа, между тыльной и боковой стороной слева. Шток 2 может иметь переменную толщину, при этом толщина может уменьшаться в направлении лопатки 1. В нижней части шток 2 может иметь в сечении форму в виде восьмиугольника с разной длиной сторон, при этом четыре стороны 3 могут быть более длинными и другие четыре стороны 4 и 5 более короткими. Более длинные стороны 3 могут быть одинаковыми. Более короткие стороны 4 и 5 могут иметь между собой разную длину, при этом длина противоположных коротких сторон может быть одинаковой, то есть две стороны 4 могут иметь одинаковую длину и две стороны 5 могут иметь одинаковую длину, а длина сторон 4 и 5 может быть разной.
В частном случае выполнения подбойка состоит из лопатки 1 и штока 2. Верхний конец штока 2 имеет посадочную часть для закрепления в шпалоподбивочной машине. Шток 2 в поперечном сечении имеет форму восьмиугольника. При этом восьмиугольник имеет разную длину сторон: четыре одинаковые более короткие стороны 4 и 5, и четыре одинаковые более длинные стороны 3. Шток 2 имеет переменную толщину, при этом толщина уменьшается в направлении лопатки 1. В верхней части шток 2 имеет в сечении форму в виде восьмиугольника, как показано на фиг. 3, в нижней части шток 2 имеет в сечении форму в виде восьмиугольника, как показано на фиг. 4. Указанная конструкция подбойки прошла испытания и реализована на предприятии.
Работа подбойки осуществляется следующим образом. Во время работы подбивочный блок машины с рычагами и закрепленными на нем подбойками заглубляется в балласт на заданную глубину. В процессе подбивки балласта подбойки перемещаются выправочно-подбивочно-рихтовочной (шпалоподбивочной) машиной. Во время работы подбойки происходит контактирование лопатки 1 со щебнем подшпального балласта. При эксплуатации подбоек со штоками восьмиугольной формы не наблюдалось их преждевременных изломов, кроме естественного износа. Использование предлагаемой подбойки позволяет повысить ресурс подбоек, увеличить протяженность подбитого пути за счет повышения износостойкости, прочности штока подбойки, а следовательно и повысить качество путевых работ.