ЛОПАТКА ПОДБОЙКИ ШПАЛОПОДБИВОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2005 года по МПК E01B27/12 E01B27/16 

Изобретение относится к шпалоподбивочным машинам, осуществляющим уплотнение балласта железнодорожного пути.

Технический уровень заявляемого изобретения известен (Патент RU №2061816) из устройства лопатки, нижняя часть передней поверхности которой оснащена твердосплавными пластинами (вставками).

Недостатком решения является относительно низкая работоспособность подбойки при значительном расходе твердого сплава на изготовление пластин. Толщина такой пластины выбрана из условия обеспечения прочности при взаимодействии с балластом пути и случайных ударах о шпалы, а также исходя из ресурса при абразивном изнашивании об балласт. Но конфигурация пластин не оптимизирована с позиций рационального использования дорогостоящего твердого сплава.

Наиболее близким к заявляемому объекту является решение (Беляев С.А. Какие подбойки лучше // Путь и путевое хозяйство, - 1999, №8, с.14-16), в котором твердосплавными пластинами оснащена часть или вся площадь передней и задней поверхностей лопатки. Толщина пластин, расположенных в нижней части (передней поверхности) лопатки с позиций обеспечения прочности, значительно больше толщины остальных пластин.

Недостатком решения является то же, что и для указанного выше решения.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение работоспособности подбойки либо ее сохранение при снижении затрат на твердый сплав.

Технический результат достигается за счет конфигурации нижних на лопатке пластин, к которым в наибольшей мере предъявляются требования прочности и трещиностойкости, исходя из тяжелых условий взаимодействия лопатки с балластом и случайным ударам о шпалу или рельс. Конфигурация выбрана из условия использования известного эффекта твердосплавных материалов: прочность на сжатие выше, чем прочность на изгиб.

В предлагаемой лопатке нижние ее пластины, как воспринимающие основную нагрузку при работе подбойки, выполнены с отгибом, закрывающим частично коническую часть задней поверхности лопатки. Форма отгиба, его опирание на материал лопатки способствуют обеспечению условий нагружения отгиба напряжениями сжатия. В значительно меньшей степени присутствуют напряжения изгиба. Это позволяет иметь толщину отгиба, примерно равную толщине пластины в прототипе. Толщина самой пластины в предлагаемом решении может быть значительно меньше. Это обеспечивает экономию твердого сплава при прежней равной работоспособности либо позволяет при прежнем расходе твердого сплава значительно повысить работоспособность и ресурс подбойки.

На фиг.1 показан вид на подбойку спереди, на фиг.2, 3, 4, 5, 6 и 7 - форма и расположение пластин с отгибом.

Плита 1 лопатки прикреплена к корпусу 2 подбойки и оснащена на части (правая часть фиг.1) или всей (левая часть фиг.1) площади передней 3 и задней 4 поверхностей твердосплавными пластинами 5, в том числе и на конической части 6 задней поверхности. Нижние со стороны передней поверхности, пластины 7, как воспринимающие основную нагрузку от балласта 8 при рабочем ходе (вниз) подбойки, выполнены с отгибом 9, частично закрывающим (при виде снизу) коническую часть задней поверхности лопатки.

Формы и размеры отгиба 9 могут быть любыми, но с целью упрощения это может быть (фиг.2, 4, 5) Г-образная форма с радиусными округлениями. Толщина t пластин по их высоте убывает и при обеспечении (прежней как в прототипе) прочности позволяет снизить (на величину заштрихованного на фиг.2 участка по отношению к прототипу) потребность в твердом сплаве.

Работает лопатка следующим образом. При ходе подбойки вниз (погружение в балласт) нагрузка Р в нижних пластинах 7 и отгибе 9 создает напряжения сжатия, которые убывают по высоте пластины (убывание напряжений позволяет уменьшать толщину пластины по ее высоте). Основная нагрузка воспринимается отгибом. Г-образная округленная форма отгиба, его опирание на материал плиты лопатки обеспечивают благоприятные условия работы (твердый сплав на сжатие имеет более высокую прочность, чем на изгиб). Отгиб в том числе снижает нагрузку на пластины 10, расположенные на конусной части задней поверхности лопатки, что способствует их ресурсу.

При качательном движении подбойки (сжим балласта под шпалой) нагрузка F создает напряжения сжатия в пластинах на передней поверхности и относительно невысокие напряжения изгиба (значительно меньшие, чем при консольном расположении пластин в прототипе) в отгибе.

Аналогичным отгибом 11 могут быть снабжены пластины, расположенные на периферии (фиг.7) передней или передней и задней поверхностей по боковым и верхней сторонам лопатки. Это защитит металл плиты лопатки от контакта с балластом, снизит абразивный износ этих сторон и тем самым повысит ресурс подбойки.

Отгиб в том числе может иметь Т-образную (фиг.3) форму. Характер работы такой подбойки аналогичен, но прочность выше.

Повышение прочности нижней пластины 7 и прочности пластины 10, расположенной на конусной части задней поверхности лопатки, можно достичь, если пластину 10 также оснастить отгибом с нижней стороны лопатки.

Силовое замыкание отгибов на сопрягаемых пластинах при разных вариантах (фиг.4, 5, 6) их размещения различно. Это влечет за собой различный ресурс подбоек. Более благоприятно расположение отгиба пластины 10 в сторону передней поверхности (фиг.5 и 6).

Изобретение относится к шпалоподбивочным машинам, осуществляющим уплотнение балласта железнодорожного пути. Передняя поверхность лопатки подбойки шпалоподбивочной машины оснащена твердосплавными пластинами, выполненными с отгибами. Задняя поверхность имеет коническую часть, оснащенную твердосплавными пластинами с отгибом. Толщина всех пластин значительно меньше толщины отгиба. При этом отгиб пластин, расположенных на передней поверхности, направлен в сторону задней поверхности, а отгиб пластин, расположенных на задней поверхности, направлен в сторону передней поверхности. Отгиб пластин выполнен Г-образной или Т-образной формы. Техническим результатом данного изобретения является повышение работоспособности подбойки либо ее сохранение при снижении затрат на твердый сплав. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Лопатка подбойки шпалоподбивочной машины, передняя поверхность которой оснащена твердосплавными пластинами, выполненными с отгибами, отличающаяся тем, что задняя поверхность имеет коническую часть, оснащенную твердосплавными пластинами с отгибом, толщина всех пластин значительно меньше толщины отгиба, при этом отгиб пластин, расположенных на передней поверхности, направлен в сторону задней поверхности, а отгиб пластин, расположенных на задней поверхности, направлен в сторону передней поверхности.2. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что отгиб пластин выполнен Г-образной формы.3. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что отгиб пластин выполнен Т-образной формы.