Coefficiente di attrito nella trazione dei cavi — Parte 1
Per valutare la fattibilità di un progetto di posa di cavi, è utile avere una conoscenza di base del coefficiente di attrito (COF).
La scienza alla base della trazione dei cavi interessa gli ingegneri e gli installatori che devono valutare la fattibilità delle trazioni. Una conoscenza di base può portare a risultati migliori sul campo. Al centro di questa scienza c’è il coefficiente di attrito (COF), la cui misurazione è talvolta chiamata “tribologia”. Esistono molti modi per calcolare il COF, ma esso dipende fortemente dalle condizioni d’uso. Sebbene il COF sia una costante nelle equazioni di tensione, viene utilizzato come fattore dinamico che comprende altre condizioni di campo. Questo può essere chiamato il coefficiente di attrito effettivo.
Definizione del COF: Il COF è definito come il rapporto tra la forza necessaria per spostare orizzontalmente una superficie su un’altra e la forza tra le due superfici. Il COF viene utilizzato per prevedere la forza o la tensione.
Fattori che influenzano il suo valore:
Il COF dipende dallo sfregamento delle due superfici l’una sull’altra, ma sono molteplici i fattori che ne influenzano il valore.
- Materiali—le variazioni nella composizione del materiale influenzano il COF. Ai polimeri possono essere aggiunti riempitivi o plastificanti. Le leghe metalliche possono avere prestazioni diverse, ma soprattutto si ha spesso una differenza nella levigatezza della finitura. I rivestimenti plastici, gli ossidi metallici e altre variazioni superficiali influenzano il COF.
- Movimento: l’energia necessaria per avviare il movimento (COF statico) è maggiore di quella necessaria per mantenere l’oggetto in movimento (COF cinetico).
- Forza normale: anche una pressione più elevata modificherà le proprietà della superficie. Nella scienza della trazione dei cavi, questo è visto come un COF inferiore nelle curve, sottoposte a un’elevata forza laterale.
- Temperatura: a seconda della situazione e del materiale, la temperatura influirà direttamente sul COF. I materiali dei cavi e dei condotti si ammorbidiscono ad alte temperature e si irrigidiscono al freddo.
- Applicazione del lubrificante: abbassa il COF tra due superfici. I lubrificanti reagiscono in modo diverso ai materiali e sono influenzati anche dai fattori sopra menzionati. Il lubrificante deve ricoprire completamente la superficie quando i due materiali vengono premuti e strofinati insieme. Alcune superfici sono più difficili da gestire di altre, argomento che approfondiremo nei prossimi post del blog.
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Misurazione e selezione del COF
Quindi, quale COF fornisce le migliori stime della tensione di trazione dei cavi per la pianificazione sul campo e la progettazione ottimale del sistema di cavi? È 0,50 o 0,35? Qual è la risposta corretta? Dipende.
Il miglior COF utilizzato per prevedere la tensione del cavo può essere descritto come COF effettivo. Tiene conto di tutti i fattori sopra menzionati: i materiali, la tensione laterale e, di grande importanza, il lubrificante utilizzato. Può anche essere aumentato per tenere conto di condizioni sconosciute del condotto, elevato riempimento del condotto, ecc. Fortunatamente per ingegneri e installatori, Polywater® ha sviluppato e gestisce un database completo di COF effettivi, fornendo agli utenti l’accesso ad anni di dati di estrazione.
L’ampio database del COF di Polywater, su cui si basa il software Pull-Planner™, è stato creato a partire da cavi e condotti reali. La nostra base di conoscenze si basa su una varietà di metodi di prova e risultati sul campo. L’importante per queste prove è conoscere e misurare le forze esercitate sui due materiali per ricavare il coefficiente di attrito. In questi test vengono utilizzati diversi tipi di cavi e condotti di vari produttori e varianti di materiali per imitare le condizioni sul campo. Il nostro database è costituito da un’ampia selezione di ogni tipologia di materiale e da migliaia di test individuali.
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Riepilogo
Polywater vanta una lunga storia e un ampio database di misurazioni dell’attrito. I nostri lubrificanti per cavi sono il risultato di questo lavoro e sono formulati per specifici tipi di trazione dei cavi. Le nostre indicazioni per l’installazione si basano sulla conoscenza dei materiali e dei diversi fattori.