RU2534685C1

RU2534685C1 - Ballast tamper hammer blade

Info

Publication number: RU2534685C1
Application number: RU2013117660/11A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Шилкин
Original assignee: Анатолий Николаевич Шилкин
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2014-12-10
Also published as: RU2013117660A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: blade is equipped with hard-alloy elements (3), made with a cross section in the form of a fork having at least three teeth. At the same time the middle tooth or teeth (4) of the fork are submerged in a slot (2) or slots of the blade, and side teeth (5) cover the front (6) and rear (7) surfaces of the blade so that they are partially submerged into the blade body relative to these surfaces.

EFFECT: increased resistance to blade damage, its increased reliability.

10 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожной технике и представляет собой лопатку подбойки для шпалоподбивочных машин, служащих для уплотнения щебня балластной призмы железнодорожных путей.The invention relates to railway equipment and is a tamper blade for tamping machines, which are used to compact the ballast ballast of the railroad tracks.

Лопатки подбойки, работая в абразивной среде при больших вибрационных нагрузках, быстро изнашиваются. Для увеличения срока службы лопаток их упрочняют посредством закрепления на лопатке твердосплавных элементов различной формы.Hammer blades, working in an abrasive environment under high vibration loads, wear out quickly. To increase the service life of the blades, they are strengthened by fixing carbide elements of various shapes on the blade.

Известна, например, лопатка шпалоподбойной машины, на нижней части которой закреплен твердосплавный элемент, имеющий U-образную форму, огибающий его переднюю, нижнюю и задние поверхности (см. п. РФ №2232840 по кл. Е01В 27/12, Е01В 27/16 заявл. 10.12.2002, опубл. 20.07.2004 «Лопатка подбойки шпалоподбойной машины»). Недостатком такой лопатки является низкий ресурс работы из-за большой вероятности отрыва и/или скола твердосплавного элемента при взаимодействии с балластом.For example, a tamper blade is known, on the lower part of which there is a carbide element having a U-shape, enveloping its front, lower and rear surfaces (see RF No. 2232840 according to CL 01/27, EB 27/16). Declared December 10, 2002, published July 20, 2004, “Shovel of the Lining of the Sleeper Machine”). The disadvantage of such a blade is a low service life due to the high probability of separation and / or cleavage of the carbide element when interacting with ballast.

Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому результату и выбранной в качестве прототипа является лопатка подбойки шпалоподбивочной машины, нижняя часть которой снабжена закрепленными в продольном вертикальном пазу центральными твердосплавными элементами с закругленными по радиусу нижними концами. Нижняя часть лопатки с находящимся в ней пазом имеет форму клина, на поверхностях которого укреплены твердосплавные пластины, укрепленные также на выступающих из упомянутого паза твердосплавных элементах (см. п. РФ №2226581 по кл. Е01В 27/12, Е01В 27/16, заявл. 22.05.2003, опубл. 10.04.2004 «Лопатка подбойки»). Закрепление центральных твердосплавных элементов в пазу лопатки снижает вероятность их отрыва при взаимодействии с балластом. Но для твердосплавных пластин, закрепленных поверх этих элементов на клиновидной части лопатки, велика вероятность отрыва под действием динамических нагрузок и деформаций, т.к. они держатся только за счет пайки. После отрыва твердосплавных пластин обнажаются тонкие стенки клиновидной части лопатки, удерживающие центральный твердосплавный элемент. При взаимодействии с балластом они быстро разрушаются, а элемент выпадает. Это снижает ресурс работы подбойки шпалоподбивочной машины.The closest in technical essence, the achieved result and selected as a prototype is the tamping paddle of the tamping machine, the lower part of which is equipped with central carbide elements fixed in a longitudinal vertical groove with radially rounded lower ends. The lower part of the blade with the groove located in it has the shape of a wedge, on the surfaces of which carbide plates are fastened, also mounted on the carbide elements protruding from the said groove (see paragraphs of the Russian Federation No. 2226581 according to CL 01/27, EB 27/16, declared May 22, 2003, published April 10, 2004, “Shovel of the Lining”). Fixing the central carbide elements in the groove of the blade reduces the likelihood of their detachment when interacting with ballast. But for carbide plates mounted on top of these elements on the wedge-shaped part of the blade, the probability of separation under the action of dynamic loads and deformations is high, since they are held only by soldering. After the carbide plates are torn off, the thin walls of the wedge-shaped part of the scapula holding the central carbide element are exposed. When interacting with ballast, they quickly collapse, and the element drops out. This reduces the life of the tamping of the tamping machine.

Задачей настоящего изобретения является повышение ресурса работы подбойки шпалоподбивочной машины.The objective of the present invention is to increase the service life of the tamping of the tamping machine.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности за счет улучшения сопротивляемости разрушению.The technical result of the proposed solution is to increase reliability by improving the fracture resistance.

Поставленная задача решается за счет того, что в известной лопатке подбойки шпалоподбивочной машины, снабженной твердосплавными элементами, закрепленными в пазу нижней части лопатки, согласно изобретению, по меньшей мере, один из твердосплавных элементов выполнен с поперечным сечением в виде вилки, имеющей не менее чем три зуба, причем средний или средние зубья вилки утоплены в пазу или пазах лопатки, а боковые зубья охватывают переднюю и заднюю поверхности лопатки так, что частично заглублены в тело лопатки относительно этих поверхностей.The problem is solved due to the fact that in the known blade of the tamping of the tamping machine, equipped with carbide elements fixed in the groove of the lower part of the blade, according to the invention, at least one of the carbide elements is made with a cross section in the form of a fork having at least three teeth, with the middle or middle teeth of the fork recessed in the groove or grooves of the scapula, and the lateral teeth cover the front and rear surfaces of the scapula so that they are partially recessed into the body of the scapula relative to these surfaces her.

Лопатка может быть дополнительно снабжена твердосплавными элементами с поперечным сечением в виде вилки, закрепленными в пазах боковых и/или верхних кромок лопатки.The blade can be additionally equipped with carbide elements with a cross section in the form of a fork, fixed in the grooves of the side and / or upper edges of the blade.

Боковые зубья твердосплавного элемента лопатки могут возвышаться над задней и/или передней поверхностями лопатки не менее чем на 1/20 глубины своего заглубления в тело лопатки.The lateral teeth of the carbide element of the scapula can rise above the rear and / or front surfaces of the scapula by at least 1/20 of the depth of its penetration into the body of the scapula.

По меньшей мере, один из зубьев твердосплавного элемента может быть выполнен так, что разница между его высотой и высотой прочих зубьев составляет не менее 0,5 мм.At least one of the teeth of the carbide element can be made so that the difference between its height and the height of the other teeth is at least 0.5 mm.

Высота зубьев твердосплавного элемента может не превышать 0,65 общей высоты твердосплавного элемента.The height of the teeth of the carbide element may not exceed 0.65 of the total height of the carbide element.

Концы зубьев твердосплавного элемента могут быть скруглены или выполнены с треугольным или трапециевидным заострением, а впадины между зубьями твердосплавного элемента могут иметь скругленную форму, или форму в виде треугольника, трапеции, прямоугольника.The ends of the teeth of the carbide element can be rounded or made with a triangular or trapezoidal sharpening, and the hollows between the teeth of the carbide element can have a rounded shape, or a shape in the form of a triangle, trapezoid, rectangle.

Одна вершина зуба или одна из впадин между зубьями твердосплавного элемента может быть установлена беззазорно в упор к соответствующей ей поверхности лопатки, при этом зазор между остальными поверхностями твердосплавного элемента и предназначенными для контакта с ними поверхностями лопатки может составлять не менее 0,05 мм. Средний или средние зубья твердосплавного элемента могут представлять собой сплошную или прерывистую стенку, расположенную вдоль длины твердосплавного элемента, или ряд отдельных выступов.One tooth apex or one of the cavities between the teeth of the carbide element can be positioned gaplessly against the corresponding surface of the blade, while the gap between the remaining surfaces of the carbide element and the surfaces of the blade intended for contact with them can be at least 0.05 mm. The middle or middle teeth of the carbide element may be a continuous or discontinuous wall located along the length of the carbide element, or a series of individual protrusions.

Твердосплавный элемент может быть дополнительно снабжен, по меньшей мере, одной поперечной стенкой, соединяющей между собой зубья твердосплавного элемента.The carbide element may be further provided with at least one transverse wall connecting the teeth of the carbide element to each other.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая лопатка подбойки неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.Studies conducted on the sources of patent and scientific and technical information have shown that the claimed paddle blade is unknown and does not follow explicitly from the studied prior art, i.e. meets the criteria of novelty and inventive step.

Лопатка может быть изготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, и широко использована при уплотнении балласта железнодорожного пути, т.е. является промышленно применимой.The blade can be made at any enterprise specializing in this industry, because this requires well-known materials and standard equipment, and is widely used in compaction of ballast of a railway track, i.e. is industrially applicable.

Выполнение лопатки подбойки в заявляемом виде имеет такие преимущества. Упрочняющий твердосплавный элемент с поперечным сечением в виде вилки представляет собой единую деталь. Нагрузки, возникающие от взаимодействия с балластом, в этой детали перераспределяются по всему сечению детали. В отличие от прототипа, где нагрузки воспринимаются отдельно закрепленным в пазу лопатки центральным элементом и отдельно припаянными поверх нижней части лопатки пластинами. Это позволяет выполнить поперечное сечение вилкообразного твердосплавного элемента минимальным без потери прочности и, следовательно, позволяет понизить сопротивление погружению лопатки подбойки в уплотняемый балласт или увеличить прочность и ресурс твердосплавного элемента и лопатки. Вилкообразное сечение позволяет осуществить также взаимную анкеровку тела лопатки и всего твердосплавного элемента, включая как его средний зуб, так и его боковые зубья, которые образуют единое целое со всем твердосплавным элементом, снижая деформацию в зане пайки. В отличие от прототипа, где анкеровку имеет только центральный элемент, а боковые пластины такой анкеровки не имеют, а удерживаются на лопатке посредством паяного соединения, которое, испытывая деформацию, весьма подвержено разрушению. Кроме того, закрепление вилкообразного элемента так, что он частично утоплен в тело лопатки, что позволяет следующее. Внедрение боковых зубьев твердосплавного элемента в материал лопатки увеличивает прочность соединения тела лопатки и твердосплавного элемента. Возвышение боковых зубьев элемента над поверхностью тела лопатки позволяет установить на лопатке твердосплавный элемент с необходимым для данного вида уплотняемого балласта размером поперечного сечения и, в то же время, минимально уменьшить поперечное сечение самого тела лопатки для сохранения его прочностных характеристик. При этом возвышение боковых зубьев над поверхностью тела лопатки позволяет также опереть на него, как на уступ, дополнительное упрочнение лопатки, если его выполняют. Таким упрочнением может служить, например, наплавка или дополнительные твердосплавные пластины, которые припаивают выше вилкообразного твердосплавного элемента.The implementation of the blades of the hammer in the present form has such advantages. The reinforcing carbide element with a cross section in the form of a fork is a single part. The loads arising from interaction with the ballast in this part are redistributed throughout the entire section of the part. In contrast to the prototype, where the loads are perceived by a central element separately secured to the blade groove and by plates separately soldered over the bottom of the blade. This allows the cross-section of the fork-shaped carbide element to be minimized without loss of strength and, therefore, allows to reduce the resistance to immersion of the hammer blades in the sealed ballast or to increase the strength and resource of the carbide element and the blade. The fork-shaped section also allows mutual anchoring of the body of the scapula and the entire carbide element, including both its middle tooth and its lateral teeth, which form a single whole with the entire carbide element, reducing deformation in the soldering area. In contrast to the prototype, where only the central element has anchoring, and the side plates do not have such anchoring, they are held on the blade by means of a solder joint, which, undergoing deformation, is very susceptible to destruction. In addition, the fastening of the fork-shaped element so that it is partially recessed into the body of the scapula, which allows the following. The incorporation of the lateral teeth of the carbide element into the material of the blade increases the bond strength of the body of the blade and the carbide element. The elevation of the lateral teeth of the element above the surface of the body of the blade allows you to install a carbide element with the required cross-sectional size for this type of ballast to be sealed and, at the same time, minimize the cross section of the body of the blade to maintain its strength characteristics. Moreover, the elevation of the lateral teeth above the surface of the body of the scapula also allows you to lean on it, as on a ledge, additional hardening of the scapula, if it is performed. Such hardening can be, for example, surfacing or additional carbide plates, which are soldered above the fork-shaped carbide element.

Вилкообразные твердосплавные элементы могут располагаться не только по нижней кромке лопатки, но и по ее боковым кромкам, и по ее верхним кромкам для их упрочнения.Fork-shaped carbide elements can be located not only along the lower edge of the blade, but also along its lateral edges, and along its upper edges to strengthen them.

Конкретный выбор соотношения размеров средних и боковых зубьев относительно друга, выступов и углублений зубьев относительно тела лопатки, а также форма выполнения среднего зуба (или зубьев, если вилкообразный элемент выполняют не с тремя зубьями, а например, с четырьмя и т.д. зубьями) зависит от предполагаемых условий эксплуатации лопатки подбойки (вида абразивного воздействия обрабатываемого грунта, степени его уплотнения; разновидности машины, для которой предназначена лопатка подбойки и пр.). Исходя из этих же условий, выбирают и форму сечения паза, в котором закрепляют средний зуб вилкообразного элемента. Дополнительное снабжение твердосплавного элемента поперечной стенкой, объединяющей все зубья элемента в единое целое, позволяет увеличить устойчивость элемента к разрушению. Такая стенка может быть выполнена только у торца (или торцов) элемента и/или в средней части элемента.A specific choice of the ratio of the sizes of the middle and lateral teeth relative to each other, the protrusions and recesses of the teeth relative to the body of the scapula, as well as the shape of the middle tooth (or teeth, if the fork-shaped element is performed not with three teeth, but with four, etc. teeth) depends on the anticipated operating conditions of the blades (the type of abrasive impact of the treated soil, the degree of compaction; the type of machine for which the blades are intended, etc.). Based on the same conditions, the shape of the groove section is chosen, in which the middle tooth of the fork element is fixed. An additional supply of a carbide element with a transverse wall, combining all the teeth of the element into a single whole, allows to increase the resistance of the element to destruction. Such a wall can be made only at the end (or ends) of the element and / or in the middle part of the element.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых изображены:The claimed technical solution is illustrated by drawings, which depict:

Фиг.1 Общий вид лопатки подбойки.Figure 1 General view of the paddle blades.

Фиг.2 Разрез по А-А.Figure 2 is a section along aa.

Фиг.3 Общий вид твердосплавного элемента, снабженного поперечной стенкой.Figure 3 General view of the carbide element provided with a transverse wall.

Лопатка подбойки представляет собой укрепленную на нижнем конце штока (на чертеже не обозначен) плиту 1 с пазом 2 для крепления твердосплавных элементов 3. Твердосплавные элементы 3 выполнены с поперечным сечением в виде вилки, причем средний зуб 4 вилки утоплен в пазу 2 плиты 1, а боковые зубья 5 охватывают переднюю 6 и заднюю 7 поверхности плиты 1. Твердосплавный элемент 3 может быть снабжен поперечной стенкой 8. Боковые зубья 5 частично заглублены в тело плиты 1 относительно этих поверхностей 6, 7. Лопатка может быть дополнительно снабжена твердосплавными элементами 3 с поперечным сечением в виде вилки, закрепленными в пазах боковых и/или верхних кромок плиты 1 лопатки. Боковые зубья 5 твердосплавного элемента 3 возвышаются над задней 7 и/или передней 6 поверхностями плиты 1 так, что отношение величины a₁ (возвышение бокового зуба над поверхностью лопатки) составляет не менее 1/20 от величины а₂ (глубина заглубления зуба в тело лопатки). Предпочтительно выполнение зубьев твердосплавного элемента разновысотными, т.е. так, что, например, боковой зуб, охватывающий переднюю поверхность лопатки, выполняется наиболее высоким. Боковой зуб, охватывающий заднюю поверхность лопатки, имеет наименьшую высоту, а средний зуб выполнен с промежуточным значением высоты. Это позволяет максимально защитить переднюю поверхность лопатки и одновременно обеспечить хорошую глубину анкеровки всего твердосплавного элемента относительно тела лопатки. Предпочтительно также выполнение зубьев твердосплавного элемента с высотой h, которая не превышает 0,65 общей высоты Н твердосплавного элемента. Это позволяет обеспечить баланс прочностных и защитных свойств как всего твердосплавного элемента, так и отдельных его элементов. Зазор δ между вершиной зуба твердосплавного элемента и дном паза лопатки, в котором утоплен зуб, составляет не менее 0,05 мм. Это обеспечивает получение качественного без наличия пустот и дефектов паяного соединения между телом лопатки и твердосплавным элементом. Но при этом одна вершина зуба или одна из впадин между зубьями твердосплавного элемента должна быть установлена беззазорно в упор к соответствующей ей поверхности лопатки для обеспечения качественной передачи нагрузки с твердосплавного элемента на тело лопатки. Форма выполнения кончика зуба твердосплавного элемента и форма впадин между зубьями выбирается в зависимости от конкретных условий использования лопатки.The trowel blade is a plate 1 mounted on the lower end of the stem (not shown in the drawing) with a groove 2 for fastening carbide elements 3. The carbide elements 3 are made with a cross section in the form of a fork, the middle tooth 4 of the fork is recessed into the groove 2 of the plate 1, and the lateral teeth 5 cover the front 6 and rear 7 surfaces of the plate 1. The carbide element 3 can be provided with a transverse wall 8. The lateral teeth 5 are partially buried in the body of the plate 1 relative to these surfaces 6, 7. The blade can be additionally provided with a solid 3 smooth elements having a cross section in the form of a plug embodied in the grooves of the side and / or upper edges of the plate 1 of the blade. The lateral teeth 5 of the carbide element 3 rise above the rear 7 and / or front 6 surfaces of the plate 1 so that the ratio of a ₁ (elevation of the lateral tooth above the surface of the scapula) is at least 1/20 of the a ₂ value (the depth of the tooth into the body of the scapula ) It is preferable that the teeth of the carbide element have different heights, i.e. so that, for example, the lateral tooth covering the front surface of the scapula is the highest. The lateral tooth covering the posterior surface of the scapula has the smallest height, and the middle tooth is made with an intermediate height value. This allows maximum protection of the front surface of the blade and at the same time ensure a good anchoring depth of the entire carbide element relative to the body of the blade. It is also preferable to perform the teeth of the carbide element with a height h that does not exceed 0.65 of the total height H of the carbide element. This allows you to balance the strength and protective properties of the entire carbide element and its individual elements. The gap δ between the top of the tooth of the carbide element and the bottom of the groove of the scapula in which the tooth is recessed is at least 0.05 mm. This ensures a high-quality without the presence of voids and defects of the solder joint between the body of the blade and the carbide element. But at the same time, one vertex of the tooth or one of the cavities between the teeth of the carbide element must be set up gaplessly against the corresponding surface of the blade to ensure high-quality transfer of load from the carbide element to the body of the blade. The shape of the tooth tip of the carbide element and the shape of the cavities between the teeth are selected depending on the specific conditions of use of the scapula.

Таким образом, заявляемая конструктивная форма выполнения лопатки подбойки позволяет повысить надежность за счет улучшения сопротивляемости разрушению и тем самым обеспечить повышение ресурса работы подбойки шпалоподбивочной машины.Thus, the claimed constructive form of execution of the blades of the tampers allows you to increase reliability by improving the resistance to destruction and thereby provide an increase in the service life of the tamping of the tamping machine.

Claims

1. The blade of the tamping of the tamping machine, equipped with carbide elements fixed in the groove of the lower part of the blade, characterized in that at least one of the carbide elements is made with a cross section in the form of a fork having at least three teeth, with middle or middle the teeth of the fork are recessed in the groove or grooves of the scapula, and the lateral teeth cover the front and rear surfaces of the scapula so that they are partially buried in the body of the scapula relative to these surfaces.

2. The blade according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with carbide elements with a cross section in the form of a fork, fixed in the grooves of the side and / or upper edges of the blade.

3. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that the lateral teeth of the carbide element rise above the rear and / or front surfaces of the blade at least 1/20 of the depth of its penetration into the body of the blade.

4. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the teeth of the carbide element is made so that the difference between its height and the height of the other teeth is at least 0.5 mm.

5. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that the height of the teeth of the carbide element does not exceed 0.65 of the total height of the carbide element.

6. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that the ends of the teeth of the carbide element are rounded or made with a triangular or trapezoidal sharpening.

7. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that the depressions between the teeth of the carbide element have a rounded shape, or a shape in the form of a triangle, trapezoid, rectangle.

8. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that one vertex of the tooth or one of the depressions between the teeth of the carbide element is installed gaplessly against the corresponding surface of the blade, while the gap between the remaining surfaces of the carbide element and surfaces intended for contact with them the blade is at least 0.05 mm.

9. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that the middle or middle teeth of the carbide element are a continuous or discontinuous wall located along the length of the carbide element, or a series of individual protrusions.

10. The blade according to claim 1 or 2, characterized in that the carbide element is additionally provided with at least one transverse wall connecting the teeth of the carbide element.