电线拉动设备计算载荷初始指南

影响载荷能力要求的关键因素

在选择设备之前,您必须评估确定电缆通过路径移动所需的实际张力的变量。 忽略任何一个因素都会导致危险地低估拉力。

1. 电缆重量和建筑

每英尺电缆重量差异很大,铜导体比铝重很多;装甲电缆(AC或MC)比非金属(NM)密封电缆重,多导体电缆比同一表的单个导体重,电缆直径也影响接触摩擦对管道壁,拉动多条电缆同时使总重量倍增,增加可互换摩擦.

实例: 4/0 特设工作组铜THHN电缆每英尺重约0.633磅,1000英尺水平跑在考虑摩擦前静态重量为633磅,500公里铜电缆每英尺重约1.45磅,使500英尺长的跑重725磅,光纤电缆重量要低得多——12英尺宽的电缆每英尺约0.1磅,但张力限制要严格得多(通常200-400磅最大拉力)。

2. 运行长度和管道运行

更长时间的弯曲会增加重量和累积摩擦。 然而,路径的几何关系更为重要。弯曲90度的扫、拉、和抵消会大大地增加拉力张力。 每个90度的弯曲会增加相当于15~20英尺直径的摩擦。 弯曲摩擦的总和是指数性的;多次弯曲会很快升级,需要张力。

管道填充率也影响摩擦。 NEC 第九章填充表指定了最大填充百分比,以便进行充分清理并降低侧墙压力。一个紧填充(接近40%)会增加表面接触,使拉力更硬。超填充的管道可以超过电缆张力限制中拉。

3. 拉动紧张度计算

拉伸张力是移动电缆所需的总力,由以下部分组成: 电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电路,电路,电路,电路,电路,电路,电路,电路,电路,电线,电路,电线,电路,电线,电线,电路,电线,电线,电线,电线,电路,电路,电线,电线,电路,电路,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线,电线

• 重量张力: 电缆的重量乘以电缆夹克和管道材料之间的摩擦系数(μ). 常见的μ值:润滑PVC=0.2–0.3,无润滑钢管道=0.5–0.8,RLDPE内插=0.25–0.4.
• 弯曲张力: 张力乘以弯曲的公式 T2 = T1 × e ^( ⁇ ),其中 ⁇ 是弧度的弯曲角. ⁇ 的90°弯曲( ⁇ /2 弧度)使张力上升了大约1.6的系数. 0.5, ⁇ 系数变为2.2.
• J-tension(垂直拉力):[ 对于垂直或斜拉式跑,重力直接将垂直电缆段的重量加到拉力张力上,在真正的垂直拉力中,顶部的张力等于电缆重量加上下部的任何摩擦.

专业技术人员在拉动时使用一个功率计(tension meter)来比较实际的张力与计算值。 这种实时测量是安全限度内的金本位标准。

4. 设备规格和安全边际

每个拉力组件都有 标定的最大工作负荷。 制造商也指定了断力,一般是MWL的3-5倍。 绝不使用断力作为工作极限。 标准安全比比计算张力高25%至50%是标准做法。对于困难或未知的拉力,如多重抵消、弯曲紧或无法使用润滑剂的拉力,则使用比值更高(1.5×或以上 ) 。

通用设备MWL范围包括:

• 手动牵引车:1500-3000磅
• 电池动力拉力机:[ 2,000-6 000磅
• 高压拉力机:[ 6 000-12,000磅
• 铺设绳索(聚丙烯、尼龙或钢): 2,000-2万+磅,视直径和构造而定
• Kellems抓住(篮子织布):1000-8000磅,因电缆直径和抓住类型而异
• 丝和枷: 通常为1000-12,000磅;总是与绳子或抓住的评级相符

始终在应用安全幅度后选择一个MWL等于或大于计算出的需求的设备.

逐步加载能力计算

以下方法对最低设备负荷能力进行了保守的估计,对于高风险或密码规定的拉力,使用气压计进行实际张力测量核实.

步骤1:计算电缆重量

从制造商的数据表获取每英尺电缆重量。乘以总运行长度,包括两端的任何服务环路或头室。

Formula: 总电缆重量=每英尺重量×运行长度

例:500英尺500千兆克铜缆,在1.45磅/英尺 → 725磅/磅的静重,用于三包4/0的特设工作组铜缆(每包0.633磅/英尺):3×0.633×500=949.5磅/磅总电缆重量.

步骤2:直立部分的防滑性估计

滑动取决于管道材料、电缆夹克和使用润滑剂。选择适当的摩擦系数(μ)。对于大多数聚氯乙烯中的润滑拉力,使用μ=0.3;对于润滑钢,使用μ=0.4;对于未润滑钢,使用μ=0.6至0.8;在不确定时,采用拉带假定最坏的病例或测量。

格式: 直拉拉张力=电缆重量×μ

实例(bundle):]949.5磅×0.3=284.9磅直拉张力.

步骤3: 汇兑账户

每个弯曲乘以进入张力. 使用 T2 = T1 × e^( ⁇ ) ],其中 ⁇ 为弧度的弯曲角(90°=1.57 rad,45°=0.785 rad). 对于多个弯曲,按顺序乘.

例: 直节后有一个90°弯,承载284.9磅, ⁇ 0.3:e^(0.3×1.57) ⁇ 1.60,因此第一次弯后张力=284.9×1.60×455.8磅,第二个90°弯:455.8×1.60×729.3磅,如果弯在不同的平面上,则每个弯的计算相同.

注: 如果弯曲相近(在几英尺之内),由于电缆松动,张力升高可能略低,但保守的乘法是建议安全性的.

步骤4: 应用安全边际

将最后计算出的拉伸张乘以1.25到1.50,以获得最低所需设备容量。选择所有部件以达到或超过这一值。

例:计算张力=729.3磅,安全系数为40%:729.3×1.4=1,021磅,因此,使用MWL至少1,100磅的设备,1,500磅的手推车、1,500磅的绳索和1,200磅的握把都是合适的。

步骤5:对照构成部分评级进行核查

系统只有最弱的部件才强大。 如果绳子被评为2,000磅,但Kellems的抓力只有1,000磅,那么系统就仅限于1,000磅。 确保所计算的(有安全系数的)需求低于拉绳每块的MWL。

选择您装入的右拉动设备

一旦你估计了所需容量, 将设备类型与拉力配置匹配。

绳子

聚丙烯绳子轻而易举,但具有较低的防磨阻力. 尼龙绳子更强,更灵活,但在负载下拉伸——这对精确拉力来说可能很成问题. 钢缆绳子极其强壮,但更重,更不灵活;它们用于最强的张力拉力. 始终使用一条带足够MWL的绳子,并考虑着羊舍或拉力周围的弯曲半径.

树皮

Kellems 抓住( mash bandle weave) 将张力分布在长的电缆上, 将侧壁压力最小化。 它们有大小, 以0. 25 英寸 和 4 英寸 以上 的直径为固定。 总是选择一个对电缆类型的握住( 如纤维非导动, 室外防腐蚀) 。 对于多可移动的拉力, 使用拉动的扭动或多可移动的拉力, 设计在不穿过电缆的情况下均衡地分配力 。

推车

手动牵引机适合较轻的负载(低于3,000磅)和短跑。 电池动力牵引机对中等负载提供一致的张力控制。 液压牵引机为重工业牵引提供了最高的力,并往往包括内置的张力限制。 确保牵引机的MWL匹配或超过系统极限。

现实世界的考虑

使用润滑剂

电缆拉润滑剂将摩擦系数降低30%至60%,大大降低了所需的张力。 聚氯乙烯管道常用水基润滑剂;胶质润滑剂对钢或紧填料效果更好。 始终按照制造商的指示使用润滑剂 — — 太多的润滑剂会造成混乱或导致电缆粘滞。 在使用减压的微量润滑剂添加润滑剂后,调整张力。 比如,将微量从0.5降至0.2可以将拉力拉伸力削减一半以上。

垂直和斜拉运行

在垂直起重器中,电缆重量直接增加顶部的张力. 对于每根4/0电缆(0.633磅/英尺)的200英尺垂直跑,纯重量成分为126.6磅。在下水平段的任何摩擦中加上这一点。对于斜线运行,只有电缆重量的垂直部分贡献。使用矢量数学进行精确计算。

同时拉多条电缆

将多个电缆拉在一起会增加总重量和可互联摩擦。 使用多电缆牵引力或拉摇篮来保持电缆的对齐和减少扭动。 一些代码(如NEC 392.22)将多电缆管道截面的填充量限制在40%。 当多电缆被拉动时,由于电缆相互对冲,有效的摩擦系数可能会增加。 通常的做法是将计算出的电源对可互联摩擦的紧张度增加10—20 % 。

温度效应

冷温加固电缆夹克-PVC夹克电缆变得脆硬,需要更大的力量。在冷冻条件下,减少拉力长度,尽可能预加热电缆,并使用低温的润滑油。高温可以软化一些润滑油,增加摩擦。 始终检查制造商对操作温度范围的建议。

负载容量计算中常见的错误

• 忽略最薄弱环节:使用高容量拉力,绳索或握力不足,如果握力被评为800磅,6000磅拉力就无用.
• 将断裂强度作为工作负荷:[断裂强度仅用于灾难性故障,始终使用制造商指定的MWL.
• 隐蔽弯曲摩擦:[ 简单的重力计算可以低估有多个弯曲的运行的2–4或以上的因子的张力.
• 俯视电缆的线条惯性: 从固定线条开始拉动需要额外的力量来克服静态摩擦和线条动力。这种瞬间“断裂”力可以是稳态张力的2-3倍。 使用慢速、可控的启动和逐步加速。
• 改变后可能要重新计算: 如果添加润滑剂,改变管道类型,或者增加弯曲,则重新计算张力。没有润滑剂的拉力是安全的,可能过重,但如果润滑剂干燥,则边缘的拉力会变得不安全。
• 不计算侧壁压力: 弯曲周围的过度张力可以将电缆压碎于管道壁,侧壁压力按弯曲半径的张力分割计算,对于铜电缆,将侧壁压力保持在500磅/英尺以下;对于纤维,则低于300磅/英尺.

衡量拉动紧张状态的工具

对于有重大风险的拉力——高张力、长跑、细长的电缆——使用拉绳和缆绳握力之间的一个气压计(加压负载电池)。这些设备提供了实时张力数据,并往往有峰值存储器。有些模型与绞盘控制器结合,以便在张力超过设定限制时自动停止拉力。许多专业拉力装置现在都包含内置的张力计,在数字读取器上显示力。