Затезне стезаљке типа завртња{0}} раде тако што хватају проводник или жицу за уземљење помоћу силе стезања. Ова сила хватања долази из два аспекта:
① Сила трења коју ствара притисак блока компресије на задњем делу стезаљке и површинско трење лука формираног од многих малих таласа;
② Сила трења коју ствара површина лука на предњем делу стезаљке, за коју се такође може рећи да је ефекат трења изазван вертикалним притиском неколико У-завртња (2, 3, 4 или 5 вијака у зависности од конструкцијског дизајна) и стезаљке у облику таласа- за фиксирање проводника. Његове предности су једноставна структура, нема потребе за одвајањем проводника за стубове који нису-прикључни током коришћења линије, смањујући спојеве на линији, олакшавајући конструкцију и доприносећи безбедном раду линије.
Прорачун напетости проводника
Према принципу рада затезних стезаљки типа -, сила хватања стезаљке се ослања на затезање неколико У-завртња да би компримовали проводник и генерисали затезање репа, док ствара већу силу трења на предњем делу лука како би се ухватио проводник. Величина силе трења на површини лука зависи од коефицијента трења и угла који лук обухвата. Слика 3-7 приказује дијаграм анализе силе затезне обујмице типа вијка и анализу напона површине лука стеге.
Слика 3-7 Шематски дијаграм анализе силе за затезну стезаљку типа вијка и дијаграм анализе напона површине лука стеге
(а) Намера анализе силе за стезну стезаљку типа вијка-; (б) Дијаграм анализе напона површине лука стеге
Као што је приказано на слици 3-7 (б), узимајући микро-сегмент дл на стезаљку као изоловано тело:
дН=Тсин(дθ/2) + (Т + дТ)син(дθ/2)
Пошто је дθ веома мали, можемо узети син(дθ/2)≈дθ/2, а занемарујући бесконачно мали дТсин(дθ/2) другог - реда, добијамодН=Тдθ.
Такође, поштофдН+Тцос(θ/2)=(Т+дТ)цос(дθ/2), узимајући цос(дθ/2)≈1, добијамо фдН=дТ, дакле:
дН=Тдθ=дТ/филифдθ=дТ/Т
Интегрисање обе стране:
добијамолн(Т₁/Т₂)=ф, што даје:
(3-1)
где:
T₁- Напетост проводника, Н
T₂- Затезање репа жлеба, Н
e- База природног логаритма, е=2.718
f- Коефицијент трења клизања
- Лучни угао, рад
Из једначине (3-1) може се видети да повећање угла може повећати силу трења. Међутим, додатни напон савијања на проводнику је обрнуто пропорционалан радијусу закривљености Р. Да би се избегло прекомерно додатно оптерећење проводника на излазу стезаљке, радијус закривљености стезаљке се мора повећати. За обичне затезне стезаљке типа вијка, постоји одређена граница повећања угла лука и радијуса закривљености Р; прекомерно повећање ће довести до превеликих димензија, прекомерне тежине и непрактичности.
Да би се превазишао проблем „одређене границе“, општа пракса је да се реп обујмице направи са малим жлебовима у облику таласа- (сувише дубоки таласи нису погодни за - АЦСР ојачан алуминијумским проводником) и користите У- завртње да притиснете проводник у жлебове како бисте повећали површинско трење лука. Међутим, пошто проводник има одређену крутост (већи проводници имају већу крутост), савијање проводника захтева одређени притисак. Дакле, сила затезања при уградњи У-завртња мора прво да превазиђе крутост проводника. Након што се проводник притисне на дно жлеба, преостала сила се може користити за сабијање проводника (што је важно, компресовање алуминијумских нити). Често, због недовољне силе која компресује проводник, површинско трење лука се углавном јавља између алуминијумских нити и стезаљке, што доводи до ломљења алуминијумских нити и извлачења челичног језгра, формирајући феномен "извлачења језгра". Због тога се мора узети у обзир притисак површине лука. Као што је приказано на слици 3-7, метода израчуна је следећа:
(3-2)
(3-3)
где:
φ- Лучни угао, рад
R- Радијус закривљености, м
q- Притисак по јединици дужине, Н/цм
τ- Сила трења по јединици дужине, Н/цм
Према условима равнотеже сила,ΣTᵧ = 0, онда:
Дакле, можемо решити:
Заменивши у једначину (3-3), притисак по јединици дужине Л на површини лука жлеба је:
к=(Т₁ + Т₂)/[2Ртан(φ/2)] (3-4)
Прорачун притиска хватања затезне стезаљке типа вијка-
Сврха израчунавања притиска вијака је да се обезбеди довољна сила статичког трења након уградње затезних стезаљки.
За груби навој М10~М60, момент затезањаМ=0.2пд(где је п сила предоптерећења завртња, д је називни пречник завртња). Ради лакшег анализирања силе преднапрезања завртња и обезбеђивања поузданог преднапрезања, требало би да достигне 50%~70% границе попуштања материјала. У овом тренутку, сила предоптерећења завртња може се закључити као:
p = M/(0.2d) = 5(M/d) (3-5)
Ради погодности анализе и процене, претпоставимо да се сила хватања профила жлеба стезаљке затезања на проводнику састоји од четири притиска завртња п₁, п₂, п₃, п₄, три мале силе трења лука Δт₁, Δт₂, Δт₃-8), и великог трења Δт₃-8 (као што је приказано на слици Δт₃ а3-8).
Слика 3-8 Шематски дијаграм расподеле силе у кабловском каналу затезне обујмице типа вијка
Према теорији механике материјала, разумевање распореда две матице за вијке као једноставне структуре греде (као што је приказано на слици 3-9),
Слика 3-9 Једноставно подржана греда
и под претпоставком да је укупан притисак две матице за вијке п', деформација греде је δ, а ЕЈ је снага савијања, тада је укупан притисак једноставне греде формиране од две матице за вијке:
п'=(48ЕЈδ)/Л³ (3-6)
Сила п₁ која се користи за сабијање проводника је:
p₁ = 2p - p' (3-7)
Ако је коефицијент трења између челичне обујмице и алуминијумских нити ф (обично ф=0.25), тада је сила трења Т₂:
T₂ = T₁f = 0.25T₁ (3-8)
Из једначине (3-1), формуле за израчунавање силе трења за три мала лука су:
Велика сила трења лука ΔТ је:
ΔT = (T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃)(e^(f ) - 1) (3-9)
Укупна сила хватања Т стеге је:
T = T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃ + ΔT (3-10)
Прекидна сила проводника може се израчунати по следећој формули:
(3-11)
где:
σАБ- Напон кидања алуминијумске жице, Н/мм²
σСБ- Напон кидања челичне жице, Н/мм²
ФА- Површина попречног пресека -алуминијумске жице, мм²
ФС- Површина попречног пресека{1}} челичне жице, мм²
Прорачун напона алуминијумске жице на површини лука
Напони на алуминијумској жици проводника на површини лука укључују попречно напрезање притиска, уздужну затезну силу и напрезање савијања, израчунато једначином (3-1). Притисак к по јединици дужине на површини лука је:
к=(Т₁ + Т₂)/[2Ртан(φ/2)] (3-12)
где:
φ- Лучни угао велике лучне површине, рад
R- Велики полупречник лука, мм
Напон притиска σН по јединици површине на алуминијумској жици проводника на површини лука, према принципима механичког прорачуна надземног вода:
σN = q/D (3-13)
где:
D- Спољни пречник проводника, мм
q- Притисак по јединици дужине на површини лука, Н/мм
Додатни напон σ изазван савијањем проводника у снопу је:
σ=(3/8) × (д/Д)ЕА=0.375(д/Д)ЕА(3-14)
Према теорији механике материјала о дводимензионалном прорачуну напона-, комбиновани напон σ_с је:
(3-15)
У ствари, напон притиска на површини лука σ_Н има мали утицај на укупни напон σ_с и може се занемарити.
Повезани чланци
