Устройство вырезное щебнеочистительной машины

Устройство вырезное щебнеочистительной машины.
Полезная модель относится к устройствам щебнеочистительных машин, используемых для вырезки и очистки щебня балластной призмы железнодорожного пути.
Из уровня развития техники известно (1. Беляев С. А. Повышение Долговечности баровых цепей/Шуть и путевое хозяйство, - 1999, №2, с. 18-19; 2. Проспект «Систематическая очистка балластной призмы фирмы «Plasser & Theurer, нужные страницы прилагаются. Приложение 1), что в вырезном устройстве щебнеочистительной машины элементы имеют различную эксплуатационную стойкость. Так стойкость рыхлителей (пальцев) баровой цепи составляет 7-10 км железнодорожного пути, на котором произведена выемка щебня щебнеочистительной машиной. Стойкость заходного листа восходящего желоба транспортирования щебня составляет 6-15 км. Стойкость футеровки (нижнего листа облицовки) восходящего желоба составляет 20-30 км. Стойкость футеровки нисходящего желоба составляет 30-40 км.
Различие в стойкости указанных элементов связано с их конструкцией, материалом и его физико-механическими характеристиками. Так, оснащение корпуса рыхлителя твердосплавным наконечником, имеющим диаметр меньше диаметра корпуса, ограничивает его стойкость и ведет к его выламыванию из корпуса. Исполнение заходного листа и футеровок их сталей (даже такой износостойкой стали, как сталь Гатфильда) при совершенно разных условиях их износа перемещаемым щебнем не дает одинакового периода стойкости. В совокупности это приводит к череде остановов машины для замены одних элементов, затем других и т.д.
Недостатком такого вырезного устройства щебнеочистительной машины является низкая производительность машины в связи с низкой и не одинаковой стойкостью его элементов, это ведёт к частым остановам машины для замены элементов.
Техническим результатом предлагаемого решения является управление периодом эксплуатационной стойкости указанных элементов вырезного устройства щебнеочистительной машины с целью повышения её производительности за счёт сокращения простоев на замену вышедших из строя элементов. Управление периодом стойкости подразумевает выравнивание стойкости элементов, т.е. равенство или кратность периодов.
Технический результат достигается за счет соответствующего выбора конструкции (цельный, сборный, со сменной наиболее изнашиваемой частью и т.д.) элементов, соответствующего выбора материала (конструкционная или легированная сталь, твердый сплав и т.д.), обеспечения его физико-механических свойств (термообработка, поверхностное легирование и т.д.), толщины (объёма, площади, диаметра) элемента.
Технический результат достигается тем, что в устройстве вырезной щебнеочистительной машины, содержащей в качестве своих элементов рыхлители баровой цепи, заходной лист, футеровку нисходящего и восходящего желобов, причем корпус рыхлителя армирован твердосплавным наконечником, заходной лист и футеровки выполнены из стали, диаметр наконечника соизмерим или превышает диаметр корпуса рыхлителя, заходной лист армирован пластинами из твердого сплава на заходной части и боем или некондиционными изделиями из твердых сплавов на рабочей поверхности, футеровка оснащена в местах максимального износа
наплавками, выполненными из износостойкого материала, при этом наконечник рыхлителя выполнен наклонным к оси корпуса, заходной лист на рабочей поверхности оснащен наплавками, выполненными из износостойкого материала, толщина футеровки восходящего желоба выполнена превышающей толщину футеровки нисходящего желоба, при этом наплавки расположены рядами в направлении перемещения щебня по элементам, при этом наплавки расположены наклонно к перемещению щебня по элементам.
На фиг.1 показана графическая иллюстрация зависимости относительной интенсивности износа элементов от пути, пройденного щебнеочистительной машиной, пи условии равной стойкости элементов; на фиг. 2 - то же при условии
разной стойкости элементов; на фиг. 3 - схема футеровки; на фиг. 4 - схема заходного листа; на фиг. 5 и 7 - схемы рыхлителей; на фиг. 6 - то же, что ка фиг-. 2 при условии кратной стойкости; на фиг. 7 - вид сверху на заходной лист; на фиг. 8 - вид сверху на футеровку.
Положим, что вырезное устройство содержит в качестве наиболее изнашиваемых элементов рыхлители, заходной лист, футеровку восходящего желоба и фз геровку нисходящего желоба. Положим, что максимальная стойкость у футеровки 1 нисходящего желоба и она составляет 40 км пути. При этом футеровка выполнена в виде облицовочного листа толщиной ti из стали 110Г13Л (сталь Гатфильда, её физико-механические характеристики, например, прочность OB, износостойкость Kh, трещиностойкость К|с, известны). Положим для себя этот период стойкости LI постоянным, при этом интенсивность износа во времени изменяется по некоторой закономерности, описанной кривой 1 на фиг. 1.
Максимально технический результат достигался бы, если бы стойкость остальных элементов была такой же, т.е. L. Это позволяло бы останавливать щебнеочистительную машину только через каждые 40 км пути и производить замену всех элементов одновременно. Но каждый из этих остальных элементов имеет свою конструкцию, следовательно, интенсивность их износа будет во времени протекать по другой зависимости. При этом важно, чтобы их периоды стойкости совпали с LI. Достичь это можно изменяя конструкцию элементов, материал, его физико-механические свойства, толщину. Так, например, простое увеличение (было tj) толщины t2 футеровки восходящего желоба (по ней, в отличие от нисходящего желоба, перемещаются мелкие фракции и засорители балласта, т.е. её износ более интенсивен) приведёт, кривая 2 на фиг. 1, к нужному техническому результату. Результат можно достичь заменив сталь 110Г13Л на другую (термообработанную), обладающую более высокими физико-механическими характеристиками, например, абразивной стойкостью.
Чтобы достичь требуемый технический результат стойкость заходного листа (она обычно не превыщает 15 км) можно повысить до LI путём изменения его конструкции (армировать твёрдым сплавом всю или часть поверхности, оснастить износостойкими наплавками и т.д.), материала (применить сложнолегированную или инструментальную сталь и т.д.), его физико-механических характеристик (износостойкость и трещиностойкость), толщины. Так, например, исполнение корпуса 5 заходного листа из конструкционной стали, армирование его заборной части пластинами 6 из твёрдого сплава и рабочей поверхности отходами (ломом) 7 твёрдого сплава повысит его стойкость. Выбор марки (физико-механических характеристик) твёрдого сплава, его толщины 1з (или доли площади, армированной отходами) позволит достичь требуемого периода LI стойкости (кривая 3 на фиг.
Аналогично стойкость (7-10 км) рыхлителей баровой цепи, особенно расположенных в её нижней ряду, можно повысить путём армирования корпуса 8 рыхлителя твердосплавным наконечником 9, выполненным из соответствующей марки твёрдого сплава и имеющим определённую форму и определённое (толщину) отношение диаметра dj к диаметру d2 корпуса (кривая 4 на фиг. 1).
балласта по нисходящему желобу обратно под путь все указанные элементы устройства подвергаются износу. Он протекает по своим (кривые 1, 2, 3 и 4 на фиг. 1) закономерностям и в некоторый момент (L,) времени достигает критического (предельнодопустимого) значения сразу для всех элементов. Щебнеочистительную машину останавливают и проводят замену сразу всех изношенных элементов, т.е. (вместо нескольких остановок, как в прототипе) сокращается количество (и суммарное время) простоев машины, что доказывает достижение технического результата.
Частным случаем управления периодом стойкости элементов может быть пример такого исполнения (конструкция, материал и т.д.) элементов, когда их стойкость будет кратна стойкости наименее изнашиваемого элемента, фиг. 2.
Так на фиг. 2 сплошными линиями показана закономерность (их нумерация та же, что на фиг. 1) изнашивания реально существующих элементов. Видно, что их стойкости LI, L2, Ьз и L4 не кратны, т.е. щебнеочистительную машину за время LI изнашивания футеровки нисходящего желоба придётся остановить три раза (точки 10, 11, 12) для замены рыхлителей, три раза (точки 13, 14 и 15) для замены заходного листа, один раз (точка 16) для замены футеровки восходящего желоба и один раз (точка LI) для замены футеровки нисходящего желоба. Для достижения технического результата можно выбрать несколько вариантов решения. Самый простой для случая, показанного на фиг. 2, очевидно будет состоять в том, чтобы выровнять стойкость () рыхлителей и заходного листа, выровнять стойкость () футеровок восходяшего и нисходяшего желобов, сделать их кратными (Li/Lj K) и выбрать размер кратности (например, ). Такой пример показан на фиг. 6. Достичь такого можно разными конструктивными решениями. Например, можно рыхлитель оснастить наклоннорасположенной твердосплавной пластиной 17, а рабочую поверхность заходного листа 5 снабдить продольными (вдоль хода щебня) износостойкими наплавками 18 и поперечными (либо наклонными) 19. Наплавки могут иметь разную высоту, ширину BI и В2, быть расположены на разных С и 2 расстояниях (в зависимости от мест интенсивного изнашивания). Аналогичными наплавками 18 и 19 (и/или армирующими твердосплавными вставками 20) может быть снабжена футеровка 21 восходящего желоба.
Такое (по фиг. 6) вырезное устройство работает следующим образом. После достижения (Lj) предельного износа производят одну замену (точка 1 на фиг. 6) рыхлителей и заходного листа, затем через такой же период (2L{) меняют их повторно (точка 2 на фиг. 6) и в некоторый момент времени  одновременно меняют рыхлители, заходной лист, футеровки восходящего и нисходящего желобов. Количество остановов машины меньше, чем в случае, отражённом на фиг. 2. что подтверждает достижение технического результата.
Приведенные примеры являются частными случаями исполнения устройства в целом и его элементов в частности. Таким же частным случае является например исполнение наконечника рыхлителя, пластин из твердого сплава, боя или некондиционных изделий полыми или с отверстиями, исполнение заходного листа и футеровок одновременно с наплавками и с твердым сплавом, в том числе расположенными рядами, в частности с разной шириной рядов, высотой и расстоянием друг от друга.