Tentsioaren eta Indarraren oinarrizko fisika Wire tiratzean

Haria tiratzea eragiketa kritikoa da eraikuntza elektrikoan, industria-fabrikazioan eta telekomunikazio-azpiegituran zehar. Gidari bat kablea edo kablea sartzen den bakoitzean, tentsio- eta indar-printzipioek erabakitzen dute instalazioa ongi atera ala huts egin. Teknika txarrak alanbrea, isolamendua edo langileentzako kaltea eragiten du. Artikulu honek tentsio eta indarraren atzean dagoen fisika aztertzen du alanbrea tiratzean, ingeniariei, elektrizistari eta proiektu-kudeatzaileei segurtasuna hobetzeko, hondakin materialak murrizteko eta lan-fluxua optimizatzeko oinarri tekniko bat emanez.

Tension alanbrean zehar garatzen den barneko indar axiala da, karga tiratzaile baten menpe dagoenean. Uniformeki jarduten du zuzendariaren zeharkako sekzioan zehar eta materiala elastikoki hedatzen du, harik eta etekinaren puntuak deformazio iraunkorra eragiten duen arte; gainera, lepoa eta haustura eragiten du.

Hari estatikoan edo lausengatzean azelerazioa ezinezkoa den tokian, indar aplikatu netoak erresistentzia-indar guztien baturaren berdina da. Newtonen lehen legeak dio objektu bat geldi dagoela indar desorekatu batek eragin ezean. Beraz, tiratzaileak marruskaduratik, grabitazio-osagaietatik eta maldatik, eta mugimenduari hasiera eta sostengatzeko erresistentzia gainditu behar duela. Harian zehar mugitzen den tentsioa puntu batetik bestera mugitzen denean, erresistentzia horien emaitza metatua da, ulermenaren oinarritik tiratzeko, eta puntu horretara tiratzeko neurriei tiraka, tentsioak eta puntu prebentiboak hartzeko aukera ematen dien neurrian, puntu prebentiboak hartzeko, adibidez, puntu prebentiboak eta puntu prebentiboak hartzeko.

Oinarrizko printzipio fisikoak, hariak tiratzea

Newtonen bigarren legea eta hariaren azelerazioa

Kablearen tirada abiadura baxuan egiten den arren, oinarrizko erlazioa aplikatzen da: tiratzaileak karga erresistenteak eta hari-masaren azelerazioa gainditu behar ditu. Praktikan, azelerazioa txikia da, beraz, erresistentzia-indarra da nagusi. Hala ere, gainerakotik abiatzean, marruskadura estatikoa frikzio zinetikoa baino handiagoa da, une batez bultzada behar baitu. Esfera hau esanguratsua izan daiteke zuzendari luze edo astunentzat. Adibidez, lehenengo kargak, 20.500 kb/cft-ko frika baino gehiago izan behar du, eta gutxi gora egin behar du.

Estresa eta estolda-mugak

Tentsioak stress sortzen du, unitateen eremuaren indar gisa definituta ( ⁇ = F/A). Hari bakoitzak gehienezko tentsio onargarri bat du, azken trakzio-indarraren ehuneko gisa zehaztua. Kobre eroaleen kasuan, tentsioak % 40tik % 60ra jaisten dira, aluminioaren balio baxuagoak, bere moteltasun baxuagatik eta suszeptibilitate handiagoagatik. Strain, perpentsibatze-unitate luzea, linealki handitzen da, eta tentsio elastikoa sortzen da Kako eskualdean, adibidez, isolamendua murrizten bada, % 10eko isolamendua murrizten da.

Capstan efektua: tentsio-anplifikazioa Bends-en

Kable bat bihurgune batetik pasatzen denean, irteerako tentsioa sarrerako aldean baino handiagoa da. Erlazio esponentzial hau kapstano ekuazioak ematen du: T2 = T1 · e^( ⁇ ), non μ marruskadura-koefizientea den eta θ radianeko bihurgune osoko angelua den. Adibidez, 90° bihurgune bat (π/2 radian) μ = 0,3 biderketa-plierekin, 1,6ko tentsioarekin. Efektu hau nabarmenki konposatuko da. 90°-ko angelua eta fakzio-koefiziente bera duen bat, beraz, t(T) 3, 360 ×3,3 {\displaystyle {0} -3} -3} -3} -3,3} -ren multiplplplplplplplplplpl-ko muga bat da, 3, {\displaystyle {3}-ren arteko muga, {3}-n,3}-ren luzera, {\displaystyle {3}-n,3}-n, {3}-n, {3}-n, {3}-n,3}-n,3}-n,3}-n,3}-

Frikzioa eta bere papera hari tiratzaile erresistentzian

Hoztu egiten da alanbre-kisketa batean zehar, eta alanbre-geruzaren eta hodiaren barneko azaleraren arteko kontaktutik sortzen da. F f = μ · N f f f f f f f f f f f f f f f frikzio-indarra, non N indar normalak kablea hormaren kontra estutzen duen. Indar normala hariaren pisutik dator, grabitatearen ondorioz eta alboko indarretatik, alanbrea bihurgune edo desplazamenduen aurka behartzen denean.

Frikzioa balioen koefizientea

μ koefizientea kontaktuan dauden materialen araberakoa da. Baldintza lehorren ohiko balioak hauek dira:

  • PVCzko kablearekin egindako hodia: μ ⁇ 0.4-0,6
  • Altzairuzko kanala PVCzko jakarekin: μ ⁇ 0.35-0,55
  • PVCzko jakadun aluminiozko kanala: μ ⁇ 0.3-0.5
  • Gainazal lubrifikatuak: μ 0.05-0,15-era jaitsi daiteke

Hari komertzial bat erabiliz lubrifikatzailea tiratzen, μ nabarmen murrizten du, tentsioa gutxituz eta jakaren urradura saihestuz. Hautespen lubrifikatzailea bat etorriko litzateke bai material bai kablezko jakarekin batera, degradazio kimikoa saihesteko. Adibidez, petrolioan oinarritutako lubrifikatzaileak gomazko jaka batzuetan hantura eragin dezake, eta uretan oinarritutako lubrifikatzaileak ingurune beroetan lurrundu daitezke, hondakinek tiraketa luzeen gainean marruskadura areagotzen dute.

Grabitate-efektuak entzierro motel eta bertikaletan

Kanal inklinatuetan, alanbrearen pisuaren osagaiak maldarekiko paraleloan beharrezko tiratze-indarretik gehitzen edo kentzen du. Iraungitze horizontalean, pisuak indar normalari bakarrik laguntzen dio. Exekuzio bertikal edo maldatsu batean, tiratzaileak mgsin(θ) gainditu behar du marruskaduraz gain. Goratzaile bertikal batean, kablearen pisu osoa tiratzailetik zintzilik dago, eta horrek tentsio-k ehunka kilo gehitu ditzake. Adibidez, kobrezko kablearen 100 metroko karga bertikalak 0,6 kiloko pisua sortzen du, eta 60 kiloko pisua sortzen du, eta, aldiz, tiratzaile altu edo heldulekuetan.

Conduit Bends eta Geometryren eragina

Hariak lotura eta indar birbideratzea dakar. Eremu bakoitzean dauden fisikak marruskadura eta kapstan efektua dakar. Haria bide kurbatu batetik atera behar da, bihurgunearen barneko hormaren kontra presioa egiten duen lekura. Indar normala tentsioz igotzen da, atzera-begizta bat sortuz: tentsio handiagoak indar normal handiagoa du, eta horrek tentsioa areagotzen du, eta horrek tentsioa areagotzen du.

Sidewall Pressure eta Bend Radius

Hariaren albo-horma-presioa (SWP) SWP = T / R-k ematen du, non T nd-eko tentsioa den eta R nd-aren erradioa den. Albo-horma altuko presioa isolamendua edo deformazioa gaindi dezake zuzendariarekin. Kable-fabrikatzaile askok gehienezko SWP bat zehazten dute, normalean 150-300 lbs-ko bihurgune-erradioaren inguruan. Bend-erradio handiago batek SWP murrizten du eta tentsio handiagoak eragiten ditu kaltetu gabe. EMT kanal estandarrak 4-6 aldiz erradioa du, eta gutxi gorabehera, 1, 8.200 lb-ko diametroa du.

Hainbat txanklet eta tira-kutxaren kokapena

Tentsioa gehiegi ez altxatzeko, kodeek tira-laukiak edo tira-puntuak behar dituzte 360 gradu metatu ondoren. Luzeetan, bitarteko tiratze-puntuek tentsioa zerora itzultzen dute koadro bakoitzean. Errendimendu anitzeko exekuzio baten tentsioa kalkulatzeko, ekarpen metodikoak behar dira: alanbrea ilaratik irteten den urruneko muturretik hasi eta tentsio-gehikuntzak gehitu behar dira, kapstan-ekutsaren ekuazioa erabiliz, eta lerroen arteko frikzio zuzena erabiliz. Ikuspegi komuna "tentsio metatua" da, tiraketa-metodoan bezala, eta IEEE 399 puntutik gorakoa, 399 punturaino.

Tentsioa eta indarraren kalkulu praktikoak

Zati horizontal zuzen baterako, marruskaduraren ondoriozko tentsioa T = μ · w · L da, non w hariaren luzera unitateko pisua den eta L luzera den. Gidari anitzentzat, w pisu osoa da. Zati bertikal edo maldadunetan, gehitu w·Lsin(θ). Alde batetik, gehitu sarrerako tentsioa e ^( ⁇ ) bidez irteerako tentsioaren arabera.

Adibide zehatz batek erakusten du zein tentsio txikia duen globoak: Demagun 150 ft-ko 3/C-ko 10 {\displaystyle 0,1 lb/ft-ko kobrezko kablea μ = 0,4-ko altzairu-kontsolan. Zatikako marruskaduraren tentsioa T0 = 0,4 × 0,1 × 150 = 6 lb-koa da. Orain gehitu 90°-ko bi bihurgune (θ = π/2 {\displaystyle \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi \pi }) \10 \ \10 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

Analisi zehatzago baterako, ingeniariek IEEE gidako metodoak erabiltzen dituzte potentzia-kableak hautatzeko eta instalatzeko (IEEE 576) edo kablearen zurruntasuna, kable-lasterketetan zarata egiten duena eta efektu dinamikoak bizkortzean.

Tentsioa kudeatzeko tresnak eta teknikak

Pulling mekanikoa Ekipamendua

Winches, capstan hoists eta arrain-zintak dira kableak tiratzeko tresna nagusiak. Zuzendari handientzat, helduleku bat, saski-biltzaile bat, edo Kellemsen esku-hartze bat, jakaren luzera luzeagoan, indarra banatzen du, isolamendua ebaki lezakeen puntu-karga saihestuz. Heldulekua alanbrearen buruaren atzean aplikatu behar da, karga osoa ez hartzeko.

Lubrifikazio-sistemak eta hautapena

Lubrikatzaile egokia aplikatzea, tiratzeko indarra kontrolatzea bezain garrantzitsua da. Iraungi luzeetan, injektore lubrifikatzaile automatikoak, elikadura-errendean edo eskuzko aplikazio periodikoan, marruskadura etengabe murrizten dute. Uretan oinarritutako lubrifikatzaileak arruntak dira, baina lehor daitezke baldintza beroetan edo tiran luzeetan, hondakin itsaskor bat utziz. Silikonazko edo polimerozko lubrifikatzaileak luzeagoakatzaileek irauten dute, baina kable-material batzuei eragiten diete. Beti egiaztatu bateragarritasuna: poliuretanozko jakak puztu egin daitezke olio batzuen eraginpean, eta lubriko batzuek degradatu dezakete, eta lubriko batzuek isolamendu-denboraren arabera.

Teknika eta praktika onenak tiratzea

Korronte-abiadura motela mantendu, normalean 5-10 ft/min kable handietarako. Jerky edo azkar hasten da alanbrea estutzen duten eragin-indarrak sortzen eta heldu-indarrak jaka askatu edo kaltetu dezake. Erabili begi tiratzaile bat eroaleak bihurritu ez daitezen, barneko tentsioak sortu eta malgutasuna murriztu ahal izateko. Kable multiduktoreek elikatze-bobina lerrokatzen dute, kanalaren ardatzarekin, sarrera-puntuan makur ez dadin.

Segurtasun-kontuak eta Wire osotasuna

Haria tiratzean, segurtasunak giza faktoreak eta materialaren mugak barne hartzen ditu. Arrisku mekanikoak, tentsiopean soka-jauziak, zigor-arriskua sortzen dutenak, kalte larriak eragin ditzaketenak, baita ekipamenduen punta-puntak eta atximur-puntuak ere, winches eta capstan-etan. Babes-ekipo pertsonal egokiak eskularruak ditu, urradura eta ebakidurak babesteko, begi-babesa hondakin hegalarien aurka, soka edo heldulekuak huts egiten badu, eta arriskuen gaineko eremuetan gogor.

Materialaren ikuspuntutik, kablearen luzerak, tiratzeko gehienezko tentsioa gaindituz, luzatze iraunkorra eragin dezake. %10eko luzaketak kobre-zuzendariaren sekzioaren arteko area murriztu dezake gutxi gorabehera % 10ean, erresistentzia handituz eta uneko karry-ahalmena murriztuz. Horrek gehiegizko berotzea eragin dezake amaierako eta hutsegite goiztiarraren ondorioz. Albo-hormako presioaren edo albo-azpikoaren arteko presioaren ondoriozko kalteak ez dira kanpotik ikusten, baina puntu ahulak sor ditzake, eta horrek urte gutxi barru edo kablearen instalazioaren ondoren kablearen lodiera txikiagoko kableak sortzen ditu.

Tiratu ondoren, jarraitutasun-probak eta isolamendu-erresistentziak egin, labana erabiliz, tira egitean kalterik ez dela gertatu egiaztatzeko. Isolamenduaren erresistentziaren beherakada esanguratsu batek, fabrikatzailearen oinarri-lerroarekin alderatuta, jakaren kaltea ekar dezakeela adierazten du.

Ondorioa:

Tentsioaren eta indarraren fisikak zuzenean eragiten dio proiektu-lanari, kostuari eta segurtasunari. Frikzioa, kapstan efektua, bihurgune-geometria eta zuzendarien muga mekanikoak ulertzean, profesionalek arriskua minimizatzeko eta eraginkortasuna maximizatzeko joera izan dezakete. Printzipio hauetan oinarritutako tresna, lubrifikatzaile eta teknika egokiak aplikatzeak kablea bere helmugara iristen dela bermatzen du, eta amaitzeko prest dagoela. Kable-instalazioen praktikei buruzko irakurketa gehiago lortzeko, kontsultatu FLT:0NECFLT:1, LTD:1, eta LT276], eta LTEEren industria-erakundeak (NCA)