ЛОПАТКА ПОДБОЙКИ И ЕЁ НАКОНЕЧНИКИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к железнодорожной технике и представляет собой лопатку подбойки для шпалоподбивочных машин, служащих для уплотнения щебня под шпалами при укладке и ремонте железнодорожных путей.
Известна конструкция лопатки подбойки (см., например, описание к патенту РФ на изобретение №2226581 по классам Е01В 27/12, Е01В 27/16 с приоритетом от 22.05.2003 г.). Лопатка подбойки содержит укрепленную на нижнем конце штока плиту с выемкой, выполненной в виде продольного вертикального паза, для крепления пластин нижнего ряда с закругленными по радиусу нижними концами. Нижняя часть плиты с находящимся в ней пазом имеет форму клина, на поверхностях которого укреплены рабочие пластины, укрепленные также на выступающих из упомянутого паза пластинах нижнего ряда. Причем пластины нижнего ряда имеют в поперечном сечении форму трапеции или прямоугольника.
К недостаткам известной конструкции можно отнести неоптимальную форму поперечного сечения плиты, что приводит к повышенному сопротивлению заглубления и извлечения подбойки.
Известна конструкция лопатки шпалоподбойки шпалоподбивочной машины (см., например, описание к патенту РФ на изобретение №2407845 по классам Е01В 27/12, Е01В 27/16 с приоритетом от 01.09.2009 г.) Лопатка шпалоподбойки шпалоподбивочной машины содержит твердосплавной элемент, закрепленный на нижней части лопатки и огибающий ее нижнюю кромку, переднюю и заднюю поверхности. Твердосплавной элемент выполнен V-образной формы с углом между передней и задней поверхностями лопатки, составляющим 25-45 градусов.
К недостаткам этой конструкции можно отнести низкий ресурс твердосплавных элементов V-образной формы, а также сложность их изготовления. При износе или сколе рабочей кромки тело лопатки остается незащищенным.
Целью разработки является повышение таких характеристик лопаток подбоек и их элементов, как долговечность и технологичность, а также уменьшения сопротивления заглублению и извлечению подбойки.
Для этого предлагается конструкция лопатки подбойки содержащая укрепленную на нижнем конце штока плиту треугольного поперечного сечения, с установленными в его острых углах износостойкими наконечниками, причем плита имеет в поперечном сечении форму треугольника с тупым углом ос, величина которого лежит в пределах 110°-160°, а для установки износостойких наконечников в его острых углах выполнены пазы. Плита лопатки подбойки может иметь в плане прямоугольную, пятиугольную или шестиугольную форму. Износостойкие наконечники могут иметь в поперечном сечении каплевидную, копьевидную, треугольную, трапециевидную, прямоугольную, ромбическую или грибовидную формы, а также могут иметь скругления как на рабочем конце, так и на конце устанавливаемом в продольные пазы плиты. Также, износостойкие наконечники могут быть снабжены хвостовиками для установки в продольных пазах плиты, причем хвостовики в поперечном сечении могут иметь форму трапеции или прямоугольника. Так, в частности, износостойкие наконечники с хвостовиками могут иметь в плане грибовидную форму.
Выполнение плиты лопатки подбойки с поперечным сечением в форме треугольника с тупым углом, позволяет добиться уменьшения сопротивления заглублению и извлечению. Исполнение плиты лопатки подбойки в плане пятиугольной или шестиугольной формы, также позволяет добиться уменьшения сопротивления заглублению и извлечению. Плита лопатки подбойки может быть выполнена и традиционной прямоугольной формы, что при ее треугольном поперечном сечении позволяет добиться достаточного уменьшения сопротивления заглублению и извлечению.
Размещение в пазах острых углов поперечного профиля плиты износостойких наконечников позволяет повысить ее долговечность, поскольку достаточно большое количество износостойкого материала находится в теле плиты и, даже при интенсивной работе, не позволяет произойти износу тела плиты лопатки. Скругления рабочих концов износостойких наконечников позволяет повысить их ресурс.
Выполнение износостойких наконечников каплевидного, копьевидного, треугольного или трапециевидного поперечного сечения, в случае их изготовления из твердого сплава, позволит использовать простые пресс-формы и, соответственно, наконечники будут иметь невысокую цену. Также такие формы поперечного сечения износостойких наконечников позволят использовать простую технологию изготовления паза в плите лопатки подбойки, а также обеспечат оптимальное распределение нагрузки в соединении лопатки и наконечника.
Выполнение износостойких наконечников прямоугольного поперечного сечения позволяет добиться их высокой технологичности и низкой себестоимости.
Грибовидное поперечное сечение износостойких наконечников хотя и является более сложным для изготовления, но позволяют полностью закрыть износостойким материалом режущую кромку лопатки, что приводит к повышению износостойкости и общего ресурса лопатки подбойки.
Ромбовидная форма поперечного сечения износостойких наконечников отличается простой конструкцией, а также большим объемом износостойкого материала, чем в вышеупомянутых формах. За счет большого объема износостойкого материала, оптимального распределения нагрузки и острой нижней кромки, достигается высокая износостойкость и уменьшается сопротивление заглублению, что повышает производительность путевой машины.
Необходимо отметить, что выполнение износостойких наконечников всех описанных выше форм поперечных сечений более технологично, по сравнению с твердосплавными элементами имеющими в поперечном сечении V-образную форму.
на фиг.1 - общий вид лопатки подбойки (прямоугольная плита);
на фиг.2 - общий вид лопатки подбойки (пятиугольная плита);
на фиг.3 - общий вид лопатки подбойки (шестиугольная плита);
на фиг.4 - сечение А-А на фиг.1;
на фиг.5 - вид Б на фиг.4 (грибовидная форма поперечного сечения износостойкого наконечника с хвостовиком);
на фиг.6 - вид Б на фиг.4 (грибовидная форма поперечного сечения износостойкого наконечника (хвостовик скруглен));
на фиг.7 - вид Б на фиг.4 (каплевидная форма поперечного сечения износостойкого наконечника (хвостовая часть скруглена));
на фиг.8 - вид Б на фиг.4 (копьевидная форма поперечного сечения износостойкого наконечника (хвостовая часть скруглена));
на фиг.9 - вид Б на фиг.4 (треугольная форма поперечного сечения износостойкого наконечника (углы скруглены));
на фиг.10 - вид Б на фиг.4 (трапециевидная форма поперечного сечения износостойкого наконечника (углы скруглены));
на фиг.11 - вид Б на фиг.4 (прямоугольная форма поперечного сечения износостойкого наконечника (углы скруглены));
на фиг.12 - вид Б на фиг.4 (ромбическая форма поперечного сечения износостойкого наконечника (углы скруглены));
Лопатка подбойки содержит укрепленную на нижнем конце штока 1 плиту 2. Плита 2 имеет в поперечном сечении форму треугольника с тупым углом α, величина которого лежит в пределах 110°-160°, и в острых углах которого выполнены пазы 3 для установки в них наконечников 4 из износостойкого материала, например, твердого сплава. Плита лопатки подбойки может иметь в плане прямоугольную, пятиугольную или шестиугольную форму. Износостойкие наконечники 4 имеют в поперечном сечении каплевидную, копьевидную, треугольную, трапециевидную, прямоугольную и ромбическую формы, а также могут иметь скругления на концах. Износостойкие наконечники 4 могут иметь хвостовики 5 для установки в продольных пазах 3 плиты 2, причем хвостовики могут иметь в плане форму трапеции или прямоугольника. Также, для повышения стойкости лопаток на их рабочих поверхностях могут быть установлены пластины 6 из износостойкого материала, например, из твердого сплава.
Лопатка подбойки шпалоподбивочной машины работает следующим образом.
После установки шпалоподбивочной машины в положение подбивки балласта под шпалами (не показано) при заглублении лопатки в балласт усилия сопротивления последнего воздействуют на нижнюю часть лопатки и, соответственно, на износостойкий наконечник 4, который установлен в пазу 3 между передней и задней поверхностями плиты 2. Благодаря оптимизации поперечного сечения плиты 2 и ее геометрии в плане, а также рабочего конца износостойкого наконечника 4, уменьшается сопротивление заглублению, повышается эффективность работы машины и ресурс работы подбоек. При сжиме балласта под шпалами и при подъеме лопаток из балласта, после окончания рабочего цикла машины, одновременно с износом нижней части лопатки происходит износ и верхней ее части. Установка износостойких наконечников 4 в этой зоне также повышает ресурс работы подбоек.
Таким образом, описанная выше варианты конструкции лопаток подбоек позволяют существенно повысить их долговечность и технологичность износостойких наконечников, а также уменьшить сопротивление заглублению и извлечению подбоек за счет оптимизации форм как самой плиты лопатки подбойки, так и ее износостойких наконечников.