Лопатка подбойки

Лопатка подбойки
Полезная модель относится к железнодорожной технике и представляет собой лопатку подбойки для использования в выправочно-подбивочно-рихтовочных машинах, лопатка является элементом конструкции подбойки (рабочего органа шпалоподбивочной машины), которая применяется для подбивки балласта железнодорожного пути, уплотнения щебня под шпалами при укладке и ремонте железнодорожных путей.
Подбойки используются в абразивной среде при больших вибрационных нагрузках, в результате чего быстро изнашиваются. Подбойки состоят из штока (стержня) и лопатки. Проблемой в области производства и применения подбоек является поиск решений, позволяющих увеличить износостойкость подбойки, а, следовательно, и срок ее службы. Износостойкость подбойки зависит как от конструкции штока, так и от конструкции ее лопатки. Для увеличения прочности и износостойкости лопатки ее упрочняют в основном с помощью закрепления на ней износостойкого материала, чаще всего в виде твердосплавных пластин. Таких решений множество. Так, известны конструкции подбоек по патенту US5261763, опубликованному 16.11.1993г., по заявке РСТ/US 1990/002370, опубликованной 15.11.1990г.,  по патенту на изобретение RU 2232839 опубликованному 20.07.2004г. Указанные подбойки содержат шток, укрепленную на нем лопатку, оснащенную в разных ее частях упрочняющими элементами в виде износостойкого материала или твердосплавных пластин.
Известна конструкция подбойки по патенту на изобретение RU 2329346, опубликованному 20.07.2008г. Подбойка шпалоподбивочной машины содержит стержень с расположенной на его нижнем конце лопаткой, которые на всей или части своей поверхности оснащены упрочняющими элементами, по крайней мере, часть из упрочняющих элементов выполнена в виде комбинированной детали, представляющей собой изготовленную из материала, обладающего свариваемостью с материалом подбойки, подложку, на которой жестко закреплен один или более твердосплавных элементов, причем комбинированная деталь закреплена на подбойке посредством сварки.
Известна конструкция лопатки подбойки по патенту на изобретение RU 2270284, опубликованному 20.02.2006г. Лопатка подбойки содержит укрепленную на нижнем конце штока, облицованную по передней, задней поверхностям и нижнему краю износостойкими пластинами плиту, на верхней, свободной от износостойких пластин части передней поверхности плиты укреплены расположенные в виде, по крайней мере, одного горизонтального ряда защитные штыри из твердого материала.
Известна конструкция лопатки подбойки по патенту на полезную модель RU 86194, опубликованному 27.08.2009г. Лопатка подбойки содержит твердосплавные пластины на ее передней и задней поверхностях, корпус выполнен из легированной стали, твердосплавные пластины, расположенные на передней и задней поверхностях корпуса, выполнены прямоугольной формы, при этом профиль пластин на передней поверхности имеет каплевидную форму, широкая нижняя часть которого образует замок с твердосплавными пластинами задней поверхности лопатки, причем твердосплавные пластины одинаковой ширины расположены на поверхностях лопатки рядами, не выходя за кромки лопатки, боковые и верхние поверхности лопатки упрочнены наплавкой, задняя сторона лопатки имеет свободную от твердосплавных пластин и наплавки поверхность.
Недостатками указанных устройств является ненадежное крепление упрочняющих элементов к телу лопатки подбойки.
Устройство по патенту RU 2270284 является наиболее близким аналогом  полезной модели и принято в качестве прототипа.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является создание лопатки подбойки увеличенной износостойкости с целью снижения интенсивности износа и увеличения срока ее службы.
Техническим результатом полезной модели является увеличение прочности крепления твердосплавных пластин на лопатке подбойки.
Дополнительным техническим результатом является улучшение технологичности конструкции подбойки.
Для достижения технического результата в лопатке подбойки, состоящей из тела лопатки, облицованного твердосплавными пластинами, согласно полезной модели твердосплавные пластины дополнительно прикреплены к телу подбойки с помощью винтов, установленных в отверстия твердосплавных пластин и углубленных в тело лопатки.
Также для достижения технического результата в отверстия твердосплавных пластин могут устанавливаться штифты. Винты или штифты выполняются из стали.
Применение винтов или штифтов для закрепления твердосплавных пластин к телу подбойки дополнительно к стандартным операциям пайки позволяет в процессе работы избегать сдвига пластин, а в случае крепления винтами также смещения вдоль оси отверстия, в результате чего крепление пластин к телу подбойки получается более прочным.
Кроме того, пластины, прикрепленные к телу подбойки на винт или штифт, не сдвигаются с тела лопатки и припоя в процессе пайки. Удержание пластин на нужном месте упрощает процесс пайки и делает конструкцию более технологичной.
Патентные исследования не выявили технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Лопатка подбойки может быть изготовлена с помощью стандартного оборудования и технологий, и найдет применение в железнодорожной технике для использования в 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 сбоку, на фиг. 2 – лопатка подбойки, вид А (лицевая сторона), на фиг. 3 – сечение лопатки Б-Б (крепление винтом), на фиг. 4 – сечение лопатки Б-Б (крепление штифтом).
Лопатка подбойки состоит из тела лопатки 1, облицованного упрочняющими элементами в виде твердосплавных пластин 2. Под твердосплавными пластинами 2 расположен слой припоя 3, с помощью которого пластины 2 крепятся к телу лопатки 1. Дополнительное крепления твердосплавных пластин 2 к телу лопатки 1 обеспечивается с помощью винтов 4 или штифтов 5, которые устанавливаются в отверстия с метрической резьбой М в случае применения винта 4, и в отверстия диаметром ø в случае применения штифта 5. Указанные отверстия расположены в твердосплавных пластинах 2. Винты 4 или штифты 5 углублены в тело лопатки 1. Винты 4 или штифты 5 могут быть выполнены из стали. Каждая пластина 2 может быть закреплена как минимум на один винт 4 или штифт 5.
Пример выполнения полезной модели приведен на фиг. 2, 3.
Лопатка подбойки состоит из тела лопатки 1, облицованного твердосплавными пластинами 2. Под пластинами 2 расположен слой припоя 3, с помощью которого пластины 2 крепятся к телу лопатки 1. Для дополнительного крепления твердосплавных пластин 2 к телу лопатки 1 на лицевой стороне лопатки имеются отверстия с метрической резьбой М (например М4), в которые установлены путем вкручивания винты 4. Винты 4 углублены в тело лопатки 1. Винты 4, имеющие резьбу, закрепляют пластину не только от сдвига, но и от смещения вдоль оси отверстия М. Каждая пластина 2 закреплена одним винтом 4.
Работа лопатки 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 со щебнем подшпального балласта. При эксплуатации подбоек с лопатками, на которых твердосплавные пластины были закреплены дополнительно винтами или штифтами, наблюдалось снижение интенсивности износа лопаток и увеличение срока их службы за счет более прочного крепления твердосплавных пластин к телу лопатки.
Использование предлагаемой лопатки подбойки позволяет повысить ресурс лопаток подбоек, а, следовательно, и подбоек в целом, увеличить протяженность подбитого пути за счет повышения износостойкости, прочности лопатки подбойки, и, в результате  повысить качество путевых работ.