Grundlagen des Reibungskoeffizienten

Was ist der Reibungskoeffizient?

Der Reibungskoeffizient ist der Widerstand einer Oberfläche bei einer Bewegung. Er ist ein Maß dafür, wie klebrig oder rutschig zwei Oberflächen sind, wenn sie aneinander gerieben werden. Der Reibungskoeffizient wird für die Vorausberechnung der Kraft oder Spannung auf ein Kabel verwendet.

Beim Einziehen von Drähten oder Kabeln durch ein Rohr beeinflusst der Reibungskoeffizient direkt die auf das Kabel ausgeübte Zugkraft, um den Reibungswiderstand zwischen den Kabel- und Rohroberflächen zu überwinden.

Formel für den Reibungskoeffizienten: μ = F/N

Wobei:

μ = Reibungskoeffizient
F = Zugkraft (horizontal)
N = Normal- oder Seitenwandkraft

Was ist der Haftreibungskoeffizient (µ_S)?

Der Haftreibungskoeffizient ist jene Kraft, die erforderlich ist, um eine Relativbewegung zwischen zwei Oberflächen auszulösen, die miteinander in Kontakt stehen, sich aber nicht bewegen. Er beschreibt die Kraft, die erforderlich ist, um einen Körper in Bewegung zu setzen.
Der Haftreibungskoeffizient kann mit der Methode der schiefen Ebene gemessen werden. µS wird aus dem Winkel, bei dem sich das Objekt zu bewegen beginnt, sowie aus dem Schwerkraftgewicht des Objekts abgeleitet.

Was ist der Gleitreibungskoeffizient (µ_k)?

Der Gleitreibungskoeffizient steht für den Bewegungswiderstand, sobald das Objekt oder die Oberflächen in Bewegung sind.
Der Gleitreibungskoeffizient ist niedriger als der Haftreibungskoeffizient. Es ist besser, ein Objekt in Bewegung zu halten, um die zusätzliche Kraft zu sparen, die erforderlich ist, um es zu bewegen. Bei der Kabelinstallation sollte der Einzug nicht unterbrochen werden. Halten Sie das Kabel in Bewegung, bis es das Ende des Rohres erreicht.

Wie berechnet man den Reibungskoeffizienten für das Einziehen von Kabeln?

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Kabelkräfte zu messen, um den Reibungskoeffizienten basierend auf der Geometrie des Einzugs zu berechnen. Polywater nutzt verschiedene Testmethoden, um den Reibungskoeffizienten zwischen Kabel und Rohr zu untersuchen. Wir haben ein ganz spezielles Testgerät entwickelt, den Polywater Reibungstisch, um die Reibung zwischen verschiedenen Schmiermittel-, Kabel- und Rohr-Materialkombinationen zu messen. Die gesammelten Daten umfassen mehrere Hersteller/Lieferanten für jeden Materialtyp. Diese Daten wurden im Laufe jahrelanger Tests zusammengestellt.
Ingenieure können über die Polywater® Pull-Planner™-Software auf diese Datenbank zugreifen. Dieses Tool bietet die Möglichkeit, die Kabelspannung basierend auf verschiedenen Kabel-, Rohr- und Schmiermittel-Kombinationen vorherzusagen. Die Software begleitet den Planungsprozess für die Kabelinstallation.

Welche Faktoren bestimmen den Reibungskoeffizienten bei einer Kabelinstallation?

Während Materialien wie der Kabelmantel, das Rohrmaterial und die Art des Schmiermittels die Messung des Reibungskoeffizienten im Labor bestimmen, beeinflussen die Bedingungen vor Ort diese Leistung während der Kabelinstallation zusätzlich. Folgende Faktoren bestimmen die Werte des Reibungskoeffizienten:

• Bewegung – Die Energie, die für die Einleitung einer Bewegung (Haftreibungskoeffizient) benötigt wird, ist höher als jene Energie, die erforderlich ist, um die Bewegung des Objekts aufrecht zu erhalten (Gleitreibungskoeffizient).
• Normalkraft – Auch ein höherer Druck verändert die Eigenschaften der Oberfläche. Beim Einziehen von Kabeln wird dies als ein niedrigerer Reibungskoeffizient in Krümmungen unter einem hohen Seitenwanddruck beobachtet.
• Materialzustand – Dies kann Oberflächenoxidation, Glätte der Oberflächenbeschaffenheit, Sauberkeit usw. umfassen.
• Temperatur – Extreme Temperaturen erhöhen den Reibungskoeffizienten.
• Anwendung des Schmiermittels – Schmiermittel reagieren unterschiedlich auf Oberflächen. Für eine optimale Leistung muss das Schmiermittel beide Oberflächen vollständig bedecken. Manche Oberflächen sind schwieriger zu schmieren als andere.

Im Zusammenhang mit dem Einziehen von Kabeln oder Drähten werden bei der Berechnung eines aussagekräftigen oder effektiven Reibungskoeffizienten diese Faktoren sowie die Kenntnis der beteiligten Materialien berücksichtigt. Mit anderen Worten: Der effektive Reibungskoeffizient baut einen Sicherheitsfaktor in die Spannungsvorhersage ein.

Warum ist der Reibungskoeffizient beim Einziehen von Kabeln oder Drähten wichtig?

Bei der Installation sind Kabel oder Drähte sowohl einer Zugspannung als auch einer Seitenwandkraft ausgesetzt. Diese Kräfte sollten die vom Hersteller festgelegten Grenzwerte nicht überschreiten. Werden diese Grenzwerte überschritten, kann es sein, dass eine Beschädigung des Kabels nicht sofort sichtbar ist. Die Langlebigkeit des Kabels kann beeinträchtigt werden, was seine Lebensdauer um Jahre verkürzt.

Die Reduzierung des Reibungskoeffizienten ist beim Einziehen von Kabeln oder Drähten von Bedeutung, da dadurch die Spannung verringert wird. Dies ist aus mehreren Gründen wichtig, da Sie so Schäden am Kabel und an anderen Anlagen verhindern, die Installation für die Arbeiter und Ausrüstung sicher halten, die Installation so effizient wie möglich gestalten und möglicherweise größere Kabellängen installieren können, um die Anzahl der Spleiße, Anschlusskästen und Schächte zu minimieren.

Wie reduziert man den Reibungskoeffizienten beim Einziehen von Kabeln oder Drähten?

Spezielle Kabelschmiermittel spielen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung des Reibungskoeffizienten beim Einziehen von Kabeln oder Drähten. Die Kabel- und Rohrmaterialien, der Zustand der Innenoberfläche des Rohres und das Systemdesign haben allesamt einen Einfluss auf den Reibungskoeffizienten. Richtige Planungs- und Installationspraktiken können dazu beitragen, den Erfolg und die Sicherheit beim Einziehen von Kabeln zu gewährleisten.

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