Laenguvõimsuse mõistmine traadi tõmbamisel

Traadi tõmbamine on üks kõige rutiinsemaid, kuid füüsiliselt nõudlikke ülesandeid elektri- ja madalpingepaigaldistes. Iga tõmme - olgu see siis teenindussissepääsu kaabel elamus või kimp kiudoptilisi jooni andmekeskuses - sõltub tõmbeseadmete mehaanilisest terviklikkusest. Koormus, mis on määratletud kui maksimaalne pinge või kaal, mida seade suudab mehaanilise rikketa toime tulla, moodustab ohutu ja tõhusa kaabli rakendamise aluse. Kui koormusmaht on valesti arvutatud, on tagajärjed kulukatest kaablikahjustustest katastroofiliste seadmete rikete ja tõsiste töötajate vigastusteni. Pingel pinge all purunenud tõmmulis köis võib piitsutada surmava jõuga; haarde katkemine võib saata kaabli otsa, mis ulatub tagasi läbi kaabli, mis on ette nähtud tõmbejuhise, mis on ette nähtud igaks, et teha tõmbejuhise, mis on ette nähtud vastavaks, et teha tõmbeks, et teha tõmbeks, et teha tõmbeks vajalikud tõmbeks vajalikud tõmbevahendid, et tõmbeks vajalikud tõmbemehhanismid, et teha vajalikud tõmbeks, et teha vajalikud tõmbeks, et tõmbeks vajalikud tõmbeks vajalikud tõmbeks

Mis on koormusvõime ja miks see oluline on?

Koormusmaht on maksimaalne pinge (tavaliselt naelades (lbs) või kilogrammides (kg)), mida juhtme tõmbamise seade suudab ohutult taluda. Süsteem hõlmab tõmblukku, tõmblukku (näiteks korvi või Kellemsi haardumist), tõmmet ennast ja mis tahes lisavarustust, nagu pöördid, ahelad või tõmblukud. Igal komponendil on tootja määratud hinnang ja süsteemi üldist mahtu reguleerib nõrgim lüli. Nende hinnangute eiramine toob kaasa kolm peamist tõrkerežiimi:

  • Kabikahjustus:] Liigne pinge venitab juhtmeid, pisarate isolatsiooni või eraldab kaablijaki. Kiudoptilistes kaablites võivad tekkida mikropainutuskadud juba enne nähtavate kahjustuste ilmnemist.
  • ]Seadmete rike: ] Ropes murdub, tõmblukud painduvad, vintsi hammasrattad ribad ja haarduvad libisevad või purunevad. Kahjustunud tõmblukk võib võtta päevi, et remontida, viivitades kogu projekti.
  • Ohutusohud:] Salvestatud energia äkiline vabanemine võib põhjustada piitsavigastusi, langevaid seadmeid või redelitelt ja tellingutelt kukkumist.Kaevude või kraavitõmmete tõmmete korral võib katkine komponent tabada lähedal asuvaid töötajaid.

Reguleerivad organid, nagu riiklik elektriseadustik (]NEC[) ja tööohutuse ja töötervishoiu administratsioon (]OSHA) volitavad järgima tootja määratud võimsusi.Struktureeritud kaabelduse puhul määratlevad ]TIA/EIA standardid maksimaalsed tõmbepinged ja nõuetekohased meetodid signaali halvenemise vältimiseks. OSHA standard kraanade ja mastike jaoks hõlmab ka taglaseristamise tavasid, mis kehtivad pingestatud tõmbesüsteemidele.

Koormusmahtu mõjutavad põhitegurid

Enne seadmete valimist tuleb hinnata muutujaid, mis määravad kindlaks tegeliku pinge, mis on vajalik kaabli liikumiseks läbi selle raja. Iga teguri arvessevõtmine võib põhjustada ohtlikult alahinnatud tõmbe.

1. Kaablite kaal ja ehitus

Kaabli kaal jala kohta on väga erinev. Vaskjuhtmed on oluliselt raskemad kui alumiinium; soomuskaabel (AC või MC) on raskem kui mittemetalliline (NM) mantelkaabel. Mitmejuhtkaablid kaaluvad rohkem kui ühe juhtme sama gabariidiga. Kaabli läbimõõt mõjutab ka kontakthõõrdumist kanaliseinte vastu. Mitme kaabli samaaegsel tõmbamisel korrutatakse kogukaal ja suurendatakse kaabelidevahelist hõõrdumist.

]Näide: A 4/0 AWG vask THHN kaabel kaalub umbes 0,633 naela jala kohta. 1000-suu horisontaalne käik on staatiline kaal 633 naela enne hõõrdumist. 500 kcmil vaskkaabel kaalub umbes 1,45 naela jala kohta, muutes 500-suu voolu kaaluks 725 naela. Kiudoptilised kaablid kaaluvad palju madalamad - umbes 0,1 naela jala kohta 12-ahelalise lahtise torukaabli jaoks - kuid pingepiirid on palju rangemad (tavaliselt 200–400 naela maksimaalne tõmme).

2. Käivita pikkus ja kanalite marsruutimine

Pikemad sõidud suurendavad nii kaalu kui ka kumulatiivset hõõrdumist. Raja geomeetria on aga veelgi olulisem. Painduvad (90- kraadised pühkimised, tõmbekastid ja nihked) suurendavad dramaatiliselt tõmbepinget. Iga 90- kraadine kurv lisab 15–20 jala pikkusele otsehõõrdumise. Kogu paindehõõrdumine on eksponentsiaalne, mitu kurvi suurendab kiiresti vajalikku pinget.

Kanali täituvus mõjutab ka hõõrdumist. NEC 9. peatüki täitmistabelid määravad maksimaalse täitumise protsendi, et võimaldada piisavat kliirensit ja vähendada külgseina rõhku. Tihe täite (ligi 40%) suurendab pinnakontakti ja muudab tõmmise raskemaks. Ületäitunud kanalid võivad ületada kaabli pinge piirväärtusi tõmbe keskpaigas.

3. Tõmbepinge arvutamine

Tõmbepinge on kaabli liigutamiseks vajalik kogujõud, mis koosneb järgmistest osadest:

  • Kaalupinge: Kaabli kaal korrutatakse kaabeljaki ja juhtmematerjali vahelise hõõrdeteguriga (μ). Tavalised μ väärtused: määrdeaine PVC = 0,2–0,3, kergsulatamata terasjuhtmestik = 0,5–0,8, RLDPE sisejuha = 0,25–0,4.
  • Käändepinge: Pinge korrutab kurvide ümber vastavalt valemile T2 = T1 × e^(μθ), kus θ on kurvinurk radiaanides. 90° paindenurk (π/2 radiaani) μ=0,3 suurendab pinget umbes 1,6 korda. μ=0,5 korral muutub tegur 2,2.
  • J-pinged (vertikaalsed tõmbed):] Vertikaalsete või kaldjooksude puhul lisab gravitatsioon vertikaalse kaablisektsiooni kaalu otse tõmbepingele. Tõelise vertikaalne tõstuki puhul võrdub ülaosa pinge kaabli kaaluga pluss mis tahes hõõrdumine alumistest sektsioonidest.

Professionaalsed tehnikud kasutavad tõmbe ajal dünamomeetrit (pingemõõtjat), et võrrelda tegelikku pinget arvutatud väärtustega. See reaalajas mõõtmine on kuldstandard ohutute piiride hoidmiseks.

4. Seadmete spetsifikatsioonid ja ohutusvarud

Igal tõmbekomponendil on ] nimitöökoormus (MWL) . Tootjad määravad ka katkestustugevuse, tavaliselt 3–5 korda MWL. ]Ärge kunagi kasutage katkestustugevust tööpiirina.] Standardne tava on 25–50 % kõrgem arvutatud pingest. Raskete või tundmatute tõmbetegurite puhul, näiteks mitme nihke, tihedate kurvidega või libesteta tõmbe puhul, kasutage suuremat marginaali (1,5× või rohkem).

Tavaliste seadmete MWL-seeriad hõlmavad järgmist:

  • käsitsi käitatavad tõmblukud:] 1500–3000 naela
  • Akutoitel tõmblukud: ] 2000–6000 naela
  • Hüdraulilised tõmblukud:] 6000–12 000 naela
  • Hüvitrossid (polüpropüleen, nailon või teras):] 2000–20 000+ naela, sõltuvalt läbimõõdust ja ehitusest
  • Kellems käepidemed (korvikoe):] 1000–8000 naela, varieerub kaabli läbimõõdu ja haarde tüübi järgi
  • Pöörlevad ja ahelad: ] Tavaliselt 1000–12 000 naela; alati sobivad köie või haardega

Alati tuleb valida seadmed, mille MWL on arvutatud nõudlusega võrdne või sellest suurem, pärast ohutusvaru kohaldamist.

Astmeline koormusvõimsuse arvutamine

Alljärgnev meetod annab seadme minimaalse kandevõime konservatiivse hinnangu. Suure riskiga või koodiga varustatud tõmbe puhul kontrollitakse tegeliku pinge mõõtmisega dünamomeetri abil.

1. samm: arvutage kaabel kaal

Saada tootja andmelehelt kaabli kaal jala kohta. Korruta kogu tööpikkusega, sealhulgas teenindussilmused või vabaruumid mõlemas otsas.

Vorm: Kaabelkaal = kaal jala kohta × jooksupikkus

Näide: 500 jalga 500 kcmil vaskkaablit kiirusega 1,45 lbs/ft → 725 lbs staatiline kaal. Kolme 4/0 AWG vaskkaabli (igaüks 0,633 lbs/ft) kimbu puhul: 3 × 0,633 × 500 = 949,5 lbs kaabli kogukaal.

2. etapp: sirgete lõikude hõõrdekindluse hindamine

Hõõrdumine sõltub juhtmematerjalist, kaablijakist ja määrdeaine kasutamisest. Vali sobiv hõõrdetegur (μ). Enamiku PVC määrdeainete puhul kasutatakse μ = 0,3; määrdeterase puhul μ = 0,4; kergsulava terase puhul μ = 0,6 kuni 0,8, kui see pole kindel, siis oletage, et halvim juhtum või mõõt on tõmbelindiga.

]Vorm: Otsetõmbamise pinge = kaabel kaal × μ

Näide (komplekt): 949,5 naela × 0,3 = 284,9 naela sirge tõmbepinge.

3. samm: paindekonto

Iga kurv korrutab siseneva pinge. Kasuta T2 = T1 × e^(μθ), kus θ on kurvinurk radiaanides (90° = 1,57 rad, 45° = 0,785 rad). Mitme kurvi korral korrutage järjestikku.

Näide: [ ] Ühe 90° paindepunktiga sirge lõigu järel, mis kannab 284,9 naela ja μ=0,3: e^(0,3×1,57) ≈ 1,60, nii pinge pärast esimest painet = 284,9 × 1,60 = 455,8 naela. Teise 90° painde korral: 455,8 × 1,60 = 729,3 naela. Kui paindud on eri tasapindadel, kehtib sama arvutus painde kohta.

]Märkus: ] Kui kurvid on üksteise lähedal (mõne jala sees), võib pinge suurenemine olla kaabli lõõgastumise tõttu veidi väiksem, kuid ohutuse tagamiseks soovitatakse konservatiivset korrutusmeetodit.

4. samm: rakendage ohutusvaru

Lõplik arvutatud tõmbepinge korrutatakse 1,25–1,50ga, et saavutada minimaalne nõutav seadmemaht. Vali kõik komponendid, mis sellele väärtusele vastavad või seda ületavad.

Näide: Arvutatud pinge = 729,3 naela. 40%-lise ohutusvaruga: 729,3 × 1,4 = 1,021 naela. Seetõttu kasutage seadmeid, mille MWL on vähemalt 1100 naela. 1500-lb käsitõmbaja, 1500-lb köis ja 1200-lb-haare oleks kõik sobivad.

5. samm: kontrollige komponentide reitinguid

Süsteem on ainult nii tugev kui selle nõrgim komponent. Kui köis on hinnatud 2000 naela, kuid Kellemsi haare on ainult 1000 naela, on süsteem piiratud 1000 naelaga. Veenduge, et arvutatud nõudlus (koos ohutusvaruga) on alla iga tõmbeliini tüki MWL.

Valige õiged tõmbeseadmed oma koormuse jaoks

Kui olete vajaliku võimsuse hinnanud, sobitage seadmete tüübid tõmbeprofiiliga.

Köied

Polüpropüleentrossid on kerged ja ujuvad, kuid neil on väiksem kulumiskindlus. Nülontrossid on tugevamad ja paindlikumad, kuid venitavad koormuse all – see võib olla problemaatiline täpsete tõmbetõmmiste korral. Teraskaablitrossid on äärmiselt tugevad, kuid raskemad ja vähem painduvad; neid kasutatakse suurimate pingetõmmiste jaoks. Kasutage alati piisava MWL- ga köit ja arvestage painderaadiust ümber keri või rihmarataste.

Grips

Kellemide käepidemed (võrgusilma korvkoe) jaotavad pinget pikale kaablile, vähendades külgseina rõhku. Neid on võimalik kasutada suuruses, mis mahutab kaabli diameetrid vahemikus 0, 25 kuni üle 4 in. Alati vali kaablitüübile vastav haardumine (nt mittejuhtiv kiud, korrosioonikindel väljas). Mitme kaabeltõmmise korral kasuta tõmblukumispöörist või mitmeharulist tõmblukumishaarat, mis on mõeldud jõu ühtlaseks jaotamiseks ilma kaableid ületamata.

Pullers

Käsitsi juhitavad tõmblukud sobivad kergemateks koormusteks (alla 3000 naela) ja lühisõitudeks. Akutoitel tõmblukud pakuvad järjepidevat pingete kontrolli keskmiste koormuste puhul. Hüdraulilised tõmblukud pakuvad suurimat jõudu rasketele tööstuslikele tõmbejõududele ja sisaldavad sageli sisseehitatud pingepiiranguid. Kontrollige, kas tõmbluku MWL sobib või ületab süsteemi piire.

Reaalmaailma kaalutlused

Määrdeainete kasutamine

Kaabli tõmbamine määrdeainetega vähendab hõõrdetegurit 30– 60%, vähendades oluliselt vajalikku pinget. Veepõhised määrdeained on PVC- kanalite puhul tavalised; geelmäärdeained töötavad paremini terase või tihedate täidiste puhul. Kasuta alati määrdeainet vastavalt tootja juhistele – liiga vähe jääb kasust ilma, liiga palju võib tekitada segadust või põhjustada kaabli kleepumise. Arvutage pinge pärast määrdeaine lisamist vähendatud μ- ga. Näiteks μ vähendamine 0,5- lt 0,2- le võib vähendada tõmbepinget rohkem kui poole võrra.

Vertikaalsed ja kaldus käigud

Vertikaalsete tõusude korral lisab kaabli kaal otseselt pinget üleval. 200 jala pikkuse 4/ 0 kaabli (0,633 naela/ jala) vertikaalsel sõidul on puhas kaal 126,6 naela. Lisa see mis tahes hõõrdumisele madalamatelt horisontaallõikudelt. Kallakuga sõitude puhul aitab kaasa ainult kaabli kaalu vertikaalne komponent. Täpsete arvutuste tegemiseks kasuta vektormate arvutuste tegemiseks vektormatemaatikat.

Mitme kaabli üheaegne tõmbamine

Mitme kaabli kokkutõmbamine suurendab kogukaalu ja kaablitevahelist hõõrdumist. Kasuta mitme kaabeltõmmise haardumist või tõmmates hälbi, et hoida kaablid ühtlasena ja vähendada sassiminekut. Mõned koodid (nt NEC 392. 22) piiravad kombineeritud täitumist 40%-ni mitme kaabli ristlõikest. Kui tõmmata mitu kaablit, võib efektiivne hõõrdetegur suureneda, sest kaablid suruvad üksteise vastu. Levinud tava on lisada 10–20% väljaarvutatud pingele, mis on seotud kaabeli vahelise hõõrdumisega.

Temperatuurimõjud

Külmad temperatuurid muudavad kaablijakid jäigemaks – PVC mantelkaabel muutub hapraks ja nõuab rohkem jõudu. Külmumistingimustes vähenda tõmbepikkusi, võimalusel soojenda kaablit eelnevalt ja kasuta madala temperatuuriga määrdeaineid. Kõrge temperatuur võib mõningaid määrdeaineid pehmendada ja suurendada hõõrdumist. Kontrolli alati tootja soovitusi töötemperatuuride vahemiku kohta.

Tavalised vead koormusmahtude arvutustes

  • ] Nõrgima lüli ignoreerimine: ] Kasutades suure mahutavusega tõmmet, millel on alamõõduline köis või haare. 6000-lb tõmblukut on kasutu, kui haardumine on hinnatud 800 naela.
  • ] Katketugevuse kasutamine töökoormusena: ] Katkestustugevus on ainult katastroofilise rikke korral. Kasutage alati tootja poolt määratud MWL-i.
  • ]Käände hõõrdumisest loobumine: ] Lihtne kaaluarvutus võib mitme kurviga jooksude puhul pinget 2–4 või rohkem alahinnata.
  • ]Ülevaade kaabli rullinertsile: [ ] Paigalseisvalt rullilt tõmmise alustamine nõuab lisajõudu staatilise hõõrdumise ja rullimpulsi ületamiseks. See hetkeline „lõhkumisjõud võib olla 2–3 korda suurem püsiseisundi pingest. Kasuta aeglast, kontrollitud käivitust ja ehita kiirust järk-järgult.
  • ]Kui sa ei arvuta ümber pärast muutusi: ] Kui lisad määrdeainet, muudad kanali tüüpi või lisad kurvi, arvuta pinge ümber. Tõmme, mis oli ohutu ilma määrdeaineta, võib olla ületapmine, kuid marginaalne võib muutuda ohtlikuks, kui määrdeaine kuivab.
  • Kõrvalseina rõhku arvesse võtmata: Liigne pinge kurvide ümber võib purustada kaabli vastu juhtme seina. Külgseina rõhk arvutatakse pinge jagamisena painderaadiusega. Vaskkaablite puhul hoia külgseina rõhk alla 500 naela/ft; kiudainete puhul alla 300 naela/ft.

Tööriistad tõmbepinge mõõtmiseks

Iga suure riskiga tõmbe puhul – suur pinge, pikad sõidud, õrnad kaablid – kasuta tõmbetrossi ja kaablihaardumise vahel dünamomeetrit (pingekoormuse kambrit). Need seadmed annavad reaalajas pingeandmeid ja omavad sageli tippmälu. Mõned mudelid on integreeritud vintsi juhtseadistega, mis peatavad automaatselt tõmmise, kui pinge ületab määratud piiri. Paljudes professionaalsetes tõmbeseadmetes on nüüd sisseehitatud pingemõõturid, mis näitavad jõudu digitaalsel näidul.

Grainger pakub laia valikut pingemõõtureid ja tõmmates seadmeid, mis sobivad erinevateks rakendusteks.]EC&M Magazine'i juhend kaabli tõmbamise arvutuste kohta] pakub täiustatud valemeid, sealhulgas külgseina rõhku ja maksimaalset tõmbepikkust. Dünamomeetri kasutamine kõrvaldab äraarvamise ning annab usaldusväärseid andmeid dokumentatsiooni ja ohutusnõuete täitmiseks.

Tööstusstandardid ja -eeskirjad

Mitmed tööstusharu standardid annavad otseselt teavet koormusmahtude arvutuste ja seadmete valiku kohta:

  • NEC artikkel 300 (juhtmemeetodid) ja ]Artikkel 392[ (kaablialused): Esitage üldised nõuded kaabli paigaldamisele ja tõmbepinge piiridele.
  • TIA/EIA-568: Määrab maksimaalse tõmbepinge keerdpaari vase (25 naela paari kohta) ja kiudoptiliste kaablite (200–400 naela sõltuvalt ehitusest) jaoks. Nende piiride ületamine võib halvendada jõudlust.
  • OSHA 29 CFR 1926.251 (Riigimine): Nõuab seadmete kasutamist oma nimivõimsuse piires ja nende kontrollimist enne iga kasutamist. See kehtib köite, trosside ja tõmbesüsteemides kasutatavate riistvara kohta.
  • ]NECA/FOA 301: kiudoptiliste kaablite paigaldamise standard, sealhulgas tõmbekatse ja maksimaalse pinge soovitused.

Nende standardite tundmine aitab tagada nii ohutuse kui ka kontrolli läbitavuse.]OSHA ehitusohutuse juhend] pakub täiendavat konteksti taglase ja tõmmake ohutuse kohta.

Turvanipid traadi tõmbamiseks

  • Kontrollige enne iga tõmmist kõiki köisi, käepidemeid, tõmmesid ja riistvara kulumiseks, korrosiooniks või kahjustusteks. Asendage nähtavate kahjustustega osad.
  • Kanda korralikke isikukaitsevahendeid: kindaid lõigete eest kaitsmiseks, kaitseprille tagasilöökide eest ja kõvasid kübaraid. Kõrgepingeliste tõmbetugevuste korral hoia tulejoonest eemale.
  • Ärge kunagi ületage ühegi komponendi MWL-i. Võimaluse korral kasutage jõul töötavatel tõmbeseadmetel tõmbepingepiirajat või sidurit.
  • Loob selge side tõmbe- ja etteandeotste vahel. Kasuta käesignaale, raadioid või eelnevalt korraldatud kõnesid. Kui visuaalne kontakt kaob, peata tõmme kohe.
  • Tuuleluukidesse või õhuliini tõmbamisel tuleb tagada, et taglaseid (näiteks talaklambrid, laotuslatid või portaugurullid) hinnatakse kogukoormuse järgi. Kasuta ainult koormaga seotud ahelaid ja karabeerijaid, ära kunagi kasuta lipsujuhet ega reitinguta riistvara.
  • Vertikaalsete tõstukite puhul kinnitage kaabel allosas, et see ei libiseks pinge vabanemisel tagasi. Kasuta kaabli peatusi või lahtimurdvaid klambreid.
  • Kui tõmme muutub oodatust raskemaks, peatuge ja uurige. Ärge kasutage tooret jõudu, sest see näitab ummistumist, pingelist painet või kahjustatud haaret.
  • Töökohad tuleb hoida puhtad ja mitte puutuda kokku komistamisohtudega.Tööpinnad ja köied põrandal tuleb korraldada nii, et vältida sassiminekut.

Järeldus

Traadi tõmbamise seadmete koormusmahu arvutamine ei ole pelgalt matemaatiline harjutus - see on ohutu, professionaalse kaabli paigaldamise alus.Kaabluse kaalu, hõõrdumise, paindeefektide süstemaatilise hindamise ja tugevate ohutusvarude rakendamisega saate valida seadmed, mis toimivad usaldusväärselt ilma rikkeriskita.Reaalajas mõõtmine dünamomeetriga lisab kindluse kihi, mida arvutused üksi ei suuda pakkuda. Iga tõmbeahela komponent peab olema kinni peetud ja ükski otsetee ei ole väärt ebaõnnestunud tõmbe või vigastatud töötaja maksumus. Relvastatud samm-sammulise meetodiga ja käesolevas juhendis toodud kaalutlustega, saate läheneda igale kaabli tõmbamisele usaldusega, et nii teie seadmed kui ka teie meeskond on kaitstud, hõõrdumine, paind ja tugeva ohutusvarud.FCALT: FCALT: , FLT ja ohutusnõuded.