Zatezne stezaljke tipa vijka- rade tako što hvataju provodnik ili žicu uzemljenja pomoću sile stezanja. Ova sila hvatanja dolazi iz dva aspekta:
① Sila trenja koju stvara pritisak bloka kompresije na stražnjem dijelu stezaljke i površinsko trenje luka formiranog od mnogih malih valova;
② Sila trenja koju stvara lučna površina na prednjem dijelu stezaljke, za koju se također može reći da je efekat trenja uzrokovan vertikalnim pritiskom nekoliko U- vijaka (2, 3, 4 ili 5 vijaka ovisno o konstrukcijskom dizajnu) i stezaljke u obliku talasa - za fiksiranje provodnika. Njegove prednosti su jednostavna struktura, nema potrebe za odspajanjem provodnika za stubove koji nisu - za vrijeme korištenja linije, smanjujući spojeve vodova, olakšavajući konstrukciju i doprinoseći sigurnom radu linije.
Proračun napetosti provodnika
Prema principu rada zateznih stezaljki tipa vijka-, sila hvatanja stezaljke se oslanja na zatezanje nekoliko U-zavrtnja kako bi se komprimirao provodnik i stvorila napetost repa, dok se stvara veća sila trenja na prednjem lučnom dijelu kako bi se zahvatio provodnik. Veličina sile trenja na površini luka zavisi od koeficijenta trenja i ugla koji luk obuhvata. Slika 3-7 prikazuje dijagram analize sile zatezne obujmice tipa vijka i analizu napona površine luka stege.
Slika 3-7 Šematski dijagram analize sile za zateznu stezaljku tipa vijka i dijagram analize naprezanja površine luka stege
(a) Namjera analize sile za steznu stezaljku tipa vijka-; (b) Dijagram analize napona površine luka stege
Kao što je prikazano na slici 3-7 (b), uzimajući mikro-segment dl na stezaljku kao izolovano tijelo:
dN=Tsin(dθ/2) + (T + dT)sin(dθ/2)
Pošto je dθ vrlo mali, možemo uzeti sin(dθ/2)≈dθ/2, a zanemarujući beskonačno mali dTsin(dθ/2) drugog{2}} reda, dobijamodN=Tdθ.
Takođe, poštofdN+Tcos(θ/2)=(T+dT)cos(dθ/2), uzimajući cos(dθ/2)≈1, dobijamo fdN=dT, dakle:
dN=Tdθ=dT/filifdθ=dT/T
Integracija obje strane:
dobijamoln(T₁/T₂)=f, što daje:
(3-1)
gdje:
T₁- Napetost provodnika, N
T₂- Napetost repa žljeba, N
e- Baza prirodnog logaritma, e=2.718
f- Koeficijent trenja klizanja
- Lučni ugao, rad
Iz jednačine (3-1), može se vidjeti da povećanje ugla može povećati silu trenja. Međutim, dodatni napon savijanja na vodiču obrnuto je proporcionalan radijusu zakrivljenosti R. Da bi se izbjeglo pretjerano dodatno naprezanje provodnika na izlazu stezaljke, radijus zakrivljenosti stezaljke se mora povećati. Za obične zatezne stezaljke tipa vijaka, postoji određena granica povećanja ugla luka i radijusa zakrivljenosti R; pretjerano povećanje će dovesti do prevelikih dimenzija, prekomjerne težine i nepraktičnosti.
Da bi se prevazišao problem "određene granice", opća praksa je da se rep obujmice napravi sa malim žljebovima u obliku talasa- (preduboki talasi nisu pogodni za - ACSR ojačan aluminijskim provodnikom) i koristite U- vijke da pritisnete provodnik u žljebove kako biste povećali površinsko trenje luka. Međutim, budući da vodič ima određenu krutost (veći provodnici imaju veću krutost), savijanje vodiča zahtijeva određeni pritisak. Stoga, sila zatezanja pri ugradnji U-zavrtnja mora prvo savladati krutost provodnika. Nakon što se provodnik pritisne na dno žlijeba, preostala sila se može koristiti za sabijanje vodiča (što je važno, sabijanje aluminijskih niti). Često, zbog nedovoljne sile koja sabija provodnik, površinsko trenje luka uglavnom se javlja između aluminijskih niti i stezaljke, uzrokujući lomljenje aluminijskih niti i izvlačenje čelične jezgre, formirajući fenomen "vađenja jezgre". Stoga se mora uzeti u obzir tlačno naprezanje površine luka. Kao što je prikazano na slici 3-7, metoda izračuna je sljedeća:
(3-2)
(3-3)
gdje:
φ- Lučni ugao, rad
R- Radijus zakrivljenosti, m
q- Pritisak po jedinici dužine, N/cm
τ- Sila trenja po jedinici dužine, N/cm
Prema uslovima ravnoteže sila,ΣTᵧ = 0, zatim:
Stoga možemo riješiti:
Zamjenom u jednačinu (3-3), pritisak po jedinici dužine L na površini luka žlijeba je:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-4)
Proračun pritiska zahvata zatezne stezaljke tipa vijka-
Svrha izračunavanja pritiska vijka je osigurati dovoljnu statičku silu trenja nakon ugradnje zateznih stezaljki.
Za grubi navoj M10~M60, moment zatezanjaM=0.2pd(gdje je p sila prednaprezanja vijka, d je nazivni promjer vijka). Radi praktičnosti u analizi sile prednaprezanja vijaka i osiguravanja pouzdanog prednaprezanja, ono bi trebalo doseći 50%~70% granice popuštanja materijala. U ovom trenutku, sila prednaprezanja vijka može se zaključiti kao:
p = M/(0.2d) = 5(M/d) (3-5)
Radi lakšeg analiziranja i procjene, pretpostavite da se sila hvatanja profila utora zatezne stege na provodniku sastoji od četiri pritiska vijaka p₁, p₂, p₃, p₄, tri male sile trenja luka Δt₁, Δt₂, Δt₃ (kao što je prikazano na slici Δt₃), i velikog Δt₃ trenja (kao što je prikazano na slici).
Slika 3-8 Šematski dijagram raspodjele sile u kabelskom kanalu zatezne stezaljke tipa vijka
Prema teoriji mehanike materijala, razumijevanje rasporeda dvije matice za vijke kao jednostavne strukture grede (kao što je prikazano na slici 3-9),
Slika 3-9 Jednostavno poduprta greda
i uz pretpostavku da je ukupni pritisak dvije matice vijka p', deformacija grede je δ, a EJ je čvrstoća na savijanje, tada je ukupni pritisak jednostavne grede formirane od dvije matice vijka:
p'=(48EJδ)/L³ (3-6)
Sila p₁ koja se koristi za sabijanje vodiča je:
p₁ = 2p - p' (3-7)
Ako je koeficijent trenja između čelične obujmice i aluminijskih niti f (obično f=0.25), tada je sila trenja T₂:
T₂ = T₁f = 0.25T₁ (3-8)
Iz jednačine (3-1), formule za izračunavanje sile trenja za tri mala luka su:
Velika sila trenja luka ΔT je:
ΔT = (T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃)(e^(f ) - 1) (3-9)
Ukupna sila hvatanja T stege je:
T = T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃ + ΔT (3-10)
Prekidna sila provodnika može se izračunati po sljedećoj formuli:
(3-11)
gdje:
σAB- Naprezanje kidanja aluminijskih niti, N/mm²
σSB- Naprezanje kidanja čelične niti, N/mm²
FA- Površina poprečnog presjeka -aluminijske žice, mm²
FS- Površina poprečnog presjeka - čelične žice, mm²
Proračun napona aluminijske žice na površini luka
Naponi na aluminijskoj žici vodiča na površini luka uključuju poprečno tlačno naprezanje, uzdužnu vlačnu silu i naprezanje savijanja, izračunato jednadžbom (3-1). Pritisak q po jedinici dužine na površini luka je:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-12)
gdje:
φ- Lučni ugao velike lučne površine, rad
R- Veliki polumjer luka, mm
Napon pritiska σN po jedinici površine na aluminijskoj žici vodiča na površini luka, prema principima mehaničkog proračuna nadzemnog voda:
σN = q/D (3-13)
gdje:
D- Spoljni prečnik provodnika, mm
q- Pritisak po jedinici dužine na površini luka, N/mm
Dodatni napon σ uzrokovan savijanjem vodiča u snopu je:
σ=(3/8) × (d/D)EA=0.375(d/D)EA(3-14)
Prema teoriji materijalne mehanike o dvodimenzionalnom proračunu napona, kombinovani napon σ_s je:
(3-15)
U stvari, tlačno naprezanje površine luka σ_N ima mali utjecaj na ukupni napon σ_s i može se zanemariti.
Povezani članci
