Coefficiente di attrito nella trazione dei cavi dalle curve dei condotti
Equazioni di trazione per tratti di condotto rettilinei e curve. Comprenderai anche la teoria dell'attrito applicata e i test multicurva.
Definizione di coefficiente di attrito
Il COF è una misura della resistenza di attrito al movimento. Si calcola misurando la forza necessaria per far scivolare un oggetto su una superficie. Nella trazione dei cavi, il COF varia in base ai materiali della guaina del cavo e del condotto, alle condizioni del condotto, alla temperatura e, naturalmente, alla scelta del lubrificante. Nella trazione dei cavi, la misura dell’attrito è particolarmente utile quando viene ottenuta tirando dei cavi reali nei condotti per imitare le condizioni di cantiere.
| Contenuti connessi: Coefficiente di attrito nella trazione dei cavi – Parte 2 |
Equazioni di trazione – tratti di condotto rettilinei
La stima della tensione basata sul COF viene calcolata utilizzando le equazioni della trazione del cavo. Come discusso in precedenza, l’equazione di base per una sezione rettilinea si presenta così:
| Equazione della sezione rettilinea | |
| Condotto dritto: | Tout = Tin + LWμ |
| Dove: | |
| Tout = Tensione in uscita | |
| Tin = Tensione in ingresso | |
| L = Lunghezza del tratto rettilineo | |
| W = Peso del cavo (per lunghezza) | |
| μ = Coefficiente di attrito | |
Si noti che la tensione è additiva e si basa sulla tensione in ingresso, sul peso del cavo e sull’attrito.
| Contenuti connessi: In che modo la temperatura influenza il coefficiente di attrito del cavo? |
Equazioni di trazione – curve dei condotti
La forza necessaria per tirare un cavo aumenta in modo diverso quando viene tirato in una curva del condotto. Questa forza dipende dalla tensione all’ingresso della curva (tensione in entrata), nonché dall’angolo di curvatura e dall’attrito. La forza aggiunta attorno a una curva assume la forma dell'”equazione dell’argano”.
| Equazione della sezione curva | |
| Curva del condotto: | Tout = Tin * eμθ |
| Dove: | |
| Tout = Tensione in uscita | |
| Tin = Tensione in ingresso | |
| μ = Coefficiente di attrito | |
| θ = Angolo di curvatura (radianti) | |
| e = Base del logaritmo naturale | |
Applicazione della teoria dell’attrito nella quotidianità
Lo stile dell’equazione prende il nome dalla meccanica del verricello. La forza di carico utilizzando un verricello può essere notevolmente aumentata aumentando il numero di avvolgimenti (θ), la superficie di attrito sul rullo (μ) o aumentando la forza di tenuta.
Ma quando si tira un cavo attorno a una curva, l’angolo di curvatura, il coefficiente di attrito e la tensione in ingresso sono stabiliti e determinano la tensione di trazione.
Osservando l’equazione, vediamo che la tensione in ingresso è moltiplicata per il fattore eμθ. Per un COF di 0,10 e una curvatura di 90 gradi il fattore di moltiplicazione è 1,17. Ma per un COF di 0,80 e una curvatura di 90 gradi, il fattore è 3,51. Quindi, il COF più basso aggiunge il 17% alla tensione in ingresso, mentre quello più alto aggiunge il 251%. Piccole variazioni di μ (coefficiente di attrito) hanno un effetto significativo sulla tensione di curvatura. Per una correlazione ottimale tra la tensione calcolata e quella misurata sul campo sono necessari coefficienti di attrito precisi.
| Contenuti connessi: Domande frequenti: posa, lubrificazione e tensione dei cavi |
Utilizzo di un test multicurva per misurare il COF
Il tavolo per la verifica dell’attrito di Polywater è un modo rapido per misurare il COF tra diverse superfici utilizzando un’ampia gamma di lubrificanti. I nostri metodi di test multicurva possono misurare effetti aggiuntivi. Un test multicurva può misurare l’efficacia del rivestimento lubrificante mentre il cavo attraversa le curve del condotto. Abbiamo utilizzato questo test per studiare la quantità di lubrificante, il riempimento del cavo, la trazione in acqua e la trazione di più cavi.
In un test di curvatura multipla, al cavo viene aggiunto un peso per produrre una tensione in ingresso nota. Il cavo viene tirato attraverso una serie di curve utilizzando un motore a velocità costante e la tensione di trazione viene misurata utilizzando una cella di carico. Questi dati di tensione vengono misurati a intervalli regolari, in genere ogni mezzo secondo. La forza richiesta per tirare il cavo attraverso le curve viene utilizzata per calcolare il COF. Questo test integra il test del banco per l’attrito, ma richiede più tempo e materiali per ottenere risultati significativi.
L’obiettivo della misurazione accurata del COF è una stima accurata della tensione di trazione. I cavi hanno limiti di tensione massima basati sulle dimensioni e sul materiale del condotto. Durante l’installazione è importante non superare questi limiti. La pianificazione del percorso e la stima della tensione, abbinate all’uso di un lubrificante ad alte prestazioni, rappresentano un ottimo modo per restare al di sotto dei limiti massimi di tensione.
Un aspetto correlato da considerare è il limite di tensione laterale (compressione) del cavo. Questa forza si esprime quando il cavo viene tirato attraverso una curva. Ulteriori informazioni sulla pressione laterale:
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