ДЮБЕЛЬ ПУТЕВОЙ

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно - к устройствам для крепления рельсов к железнодорожным железобетонным шпалам.
Известно, что на практике одним из распространенных способов скрепления рельс со шпалами является шурупно-дюбельное скрепление.
В настоящее время известна целая гамма конструкций дюбеля путевого, однако, подавляющее большинство представленных на рынке дюбелей путевых не выдерживают предусмотренную требованиями РЖД нагрузку на растяжение в 5 кН и не соответствуют критерию ремонтопригодности шпалы. Испытания при этом проводят по схеме, представленной на фиг. 1. При проведении испытаний в дюбель с 2-х сторон заворачиваются шурупы, один из которых подвергается жесткой заделке, а ко второму прилагается осевая растягивающая нагрузка. Испытания считаются пройденными, если разрушение дюбеля происходит при нагрузке не менее 5,0 кН.
В частности, известна конструкция дюбеля, обладающая повышенной стойкостью дюбеля к самоотвинчиванию шурупа с обеспечением ремонтопригодности узла [Никитин Д.А., Васильев А.Е., Кривошеев А.В., Кузнецов Г.М., Дюбель крепежного узла рельсового укрепления, патент на полезную модель №127755 по заявке №2012136735 от 29.08.2012 г.], фиг. 2.
Основным недостатком данной конструкции дюбеля следует считать неравномерную в силу изменения по высоте дюбеля площадь поперечного сечения и, соответственно, недостаточную прочность дюбеля на растяжение, что делает практически невыполнимым обеспечение требуемой прочности дюбеля на растяжение (фиг. 2).
Так же известна конструкция дюбеля [Акимов В.П. Дюбель рельсового скрепления, патент на полезную модель №113743 по заявке №2011143052 от 25.10.2011 г.] (фиг. 3), в которой с целью повышения прочности при растяжении дополнительно введены продольные ребра. К недостаткам этой конструкции дюбеля следует отнести по прежнему недостаточную прочность при растяжении, нарушение возможности ремонтопригодности, обусловленное невозможностью корректного выворачивания дюбеля из шпалы из за наличия продольных ребер на наружной поверхности, и высокую концентрацию напряжений в верхних слоях тела шпалы (фиг. 4), что способствует повышенной предрасположенности к разрушению шпалы и вырыванию шурупа из тела шпалы в процессе эксплуатации.
Целью настоящей полезной модели является обеспечение требуемой прочности дюбеля при растяжении при сохранении ремонтопригодности шпалы и исключении способствованию возникновения концентрации напряжений в поверхностных слоях шпалы.
Для обеспечения ремонтопригодности шпалы дюбель не должен иметь ребер на наружной поверхности.
Для исключения концентрации напряжений в поверхностных слоях тела шпалы необходимо исключить наличие на наружной поверхности дюбеля в верхней его части элементов, способных передавать вертикальную нагрузку телу шпалы, т.е. верхняя часть дюбеля должна иметь форму гладкого цилиндра либо усеченного конуса.
Для обеспечения прочности при растяжении, достаточной для выдерживания предусмотренной нагрузки необходимо, чтобы возникающие в теле дюбеля напряжения от воздействия нагрузки не превышали предела прочности материала (допускаемой величины напряжений напряжения): σ≤[σ]. Учитывая, что возникающие в теле дюбеля под воздействием растягивающей силы N напряжения зависят от площади поперечного сечения дюбеля F и определяются как отношение: σ=N/F, минимально необходимая площадь сечения дюбеля определится по следующей формуле: F=N/[σ].
Таким образом, поставленная цель достигается тем, что дюбель предлагаемой конструкции (фиг. 5) содержит резьбу как на наружной, так и на внутренней поверхности, верхняя часть наружной поверхности дюбеля выполнена в виде гладкого цилиндра либо усеченного конуса с большим основанием вверху, при этом резьба на внутренней поверхности соответствует ответной резьбе шурупа, а минимальная площадь поперечного сечения дюбеля определяется как отношение 5кН к пределу прочности материала дюбеля при растяжении (5кН/[σ])