Varžtų- tipo įtempimo gnybtai veikia sugriebdami laidininką arba įžeminimo laidą suspaudimo jėga. Ši sugriebimo jėga kyla iš dviejų aspektų:
① Trinties jėga, kurią sukuria suspaudimo bloko slėgis galinėje spaustuko dalyje ir lanko paviršiaus trintis, kurią sudaro daugybė mažų bangų;
② Trinties jėga, kurią sukuria lanko paviršius priekinėje spaustuko dalyje, kuris taip pat gali būti vadinamas trinties efektu, kurį sukelia kelių U{0}}varžtų vertikalus slėgis (2, 3, 4 arba 5 varžtai, priklausomai nuo konstrukcijos konstrukcijos) ir bangos - formos gnybtas, skirtas laidininkui pritvirtinti. Jo privalumai yra paprasta struktūra, nereikia atjungti ne-galinių bokštų laidininko naudojant liniją, sumažėja linijų jungtys, palengvinama statyba ir užtikrinamas saugus linijos veikimas.
Laidininko įtampos skaičiavimas
Pagal varžto -tipo įtempimo spaustuvų veikimo principą, spaustuko sugriebimo jėga priklauso nuo kelių U-varžtų priveržimo, kad būtų suspaustas laidininkas ir sukuriamas uodegos įtempimas, tuo pačiu sukuriant didesnę trinties jėgą priekinėje lanko dalyje, kad suimtų laidininką. Lanko paviršiaus trinties jėgos dydis priklauso nuo trinties koeficiento ir kampo, kurį apima lankas. 3 pav
3 pav
a) varžto{0}}tipo įtempimo spaustuko jėgos analizės tikslas; b) spaustuko lanko paviršiaus įtempių analizės diagrama
Kaip parodyta 3 pav
dN=Tsin(dθ/2) + (T + dT)sin(dθ/2)
Kadangi dθ yra labai mažas, galime imti sin(dθ/2)≈dθ/2, o nepaisydami antrosios-eilės begalybės dTsin(dθ/2), gaunamedN=Tdθ.
Be to, nuofdN+Tcos(θ/2)=(T+dT)cos(dθ/2), atsižvelgiant į cos(dθ/2)≈1, gauname fdN=dT, todėl:
dN=Tdθ=dT/farbafdθ=dT/T
Abiejų pusių integravimas:
gaunameln(T₁/T₂)=f, kuris suteikia:
(3-1)
Kur:
T₁- Laidininko įtempimas, N
T₂- Griovelio uodegos įtempimas, N
e- Natūralaus logaritmo bazė, e=2.718
f- Slydimo trinties koeficientas
- Lanko kampas, rad
Iš (3-1) lygties matyti, kad didėjantis kampas gali padidinti trinties jėgą. Tačiau papildomas laidininko lenkimo įtempis yra atvirkščiai proporcingas kreivio spinduliui R. Kad būtų išvengta per didelio laidininko papildomo įtempimo prie apkabos išėjimo, reikia padidinti apkabos kreivio spindulį. Paprastiems varžto tipo įtempimo spaustukams yra tam tikra lanko kampo ir kreivio spindulio R didinimo riba; per didelis padidėjimas lems per didelius matmenis, per didelį svorį ir nepraktiškumą.
Norint įveikti „tam tikros ribos“ problemą, įprasta daryti spaustuko galą su bangos -formos mažais grioveliais (per gilios bangos netinka aliuminio laidininko plienu sustiprintam - ACSR) ir U-varžtais įspausti laidininką į griovelius, kad padidėtų lanko paviršiaus trintis. Tačiau, kadangi laidininkas turi tam tikrą standumą (didesni laidininkai turi didesnį standumą), lenkiant laidininką reikia tam tikro slėgio. Todėl U-varžtų montavimo priveržimo jėga pirmiausia turi įveikti laidininko standumą. Po to, kai laidininkas prispaudžiamas prie griovelio dugno, likusią jėgą galima panaudoti laidininkui suspausti (svarbu, suspausti aliuminio gijas). Dažnai dėl nepakankamos jėgos, suspaudžiančios laidininką, lanko paviršiaus trintis daugiausia atsiranda tarp aliuminio gijų ir spaustuko, todėl aliuminio gijos nutrūksta, o plieninė šerdis ištraukiama ir susidaro „šerdies ištraukimo“ reiškinys. Todėl reikia atsižvelgti į lanko paviršiaus gniuždymo įtempį. Kaip parodyta 3-7 paveiksle, skaičiavimo metodas yra toks:
(3-2)
(3-3)
Kur:
φ- Lanko kampas, rad
R- Kreivio spindulys, m
q- Slėgis ilgio vienetui, N/cm
τ- Trinties jėga ilgio vienetui, N/cm
Pagal jėgos balanso sąlygas,ΣTᵧ = 0, tada:
Todėl galime išspręsti:
Pakeičiant (3-3) lygtį, slėgis ilgio L vienetui griovelio lanko paviršiuje yra:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-4)
Varžto -tipo įtempimo spaustuko sugriebimo slėgio skaičiavimas
Varžto slėgio apskaičiavimo tikslas – užtikrinti pakankamą statinę trinties jėgą sumontavus įtempimo gnybtą.
M10~M60 šiurkščiavilnių sriegių, priveržimo momentasM=0.2pd(kur p yra varžto išankstinio įtempimo jėga, d yra vardinis varžto skersmuo). Kad būtų patogiau analizuoti varžto išankstinės apkrovos jėgą ir užtikrinti patikimą išankstinę apkrovą, ji turėtų siekti 50–70 % medžiagos išeigos ribos. Šiuo metu varžto išankstinio įtempimo jėgą galima nustatyti taip:
p = M/(0.2d) = 5(M/d) (3-5)
Kad būtų patogiau analizuoti ir įvertinti, tarkime, kad įtempimo gnybto griovelio profilio sugriebimo jėga ant laidininko susideda iš keturių varžtų spaudimų p₁, p₂, p3, p4, trijų mažo lanko trinties jėgų Δt₁, Δt₂, Δt₃), ir didelės lanko jėgos Δ3-8 (kaip parodyta paveiksle 3-8).
3 pav
Remiantis medžiagų mechanikos teorija, suprasti dviejų varžtų veržlių išdėstymą kaip paprastą sijos konstrukciją (kaip parodyta 3-9 pav.),
3-9 pav. Tiesiog palaikoma sija
ir darant prielaidą, kad bendras dviejų varžtų veržlių slėgis yra p', sijos deformacija yra δ, o EJ yra stiprumas lenkimui, tada bendras paprastos sijos, kurią sudaro dvi varžto veržlės, slėgis yra:
p'=(48EJδ)/L³ (3-6)
Laidininkui suspausti naudojama jėga p₁:
p₁ = 2p - p' (3-7)
Jei trinties koeficientas tarp plieno gnybto ir aliuminio gijų yra f (paprastai f=0.25), tada trinties jėga T₂ yra:
T₂ = T₁f = 0.25T₁ (3-8)
Iš (3-1) lygties trijų mažų lankų trinties jėgos skaičiavimo formulės yra šios:
Didelės lanko trinties jėga ΔT yra:
ΔT = (T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃)(e^(f ) - 1) (3-9)
Bendra spaustuko sugriebimo jėga T yra:
T = T₁ + Δt₁ + Δt₂ + Δt₃ + ΔT (3-10)
Laidininko pertraukimo jėgą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:
(3-11)
Kur:
σAB- Aliuminio gijos trūkimo įtempis, N/mm²
σSB- Plieninės gijos trūkimo įtempis, N/mm²
FA- Aliuminio gijos skerspjūvio plotas-, mm²
FS- Plieninės gijos skersinis-pjūvio plotas, mm²
Aliuminio vielos lanko paviršiaus įtempių skaičiavimas
Laidininko aliuminio vielos lanko paviršiuje įtempimai apima skersinį gniuždymo įtempį, išilginę tempimo jėgą ir lenkimo įtempį, apskaičiuotą pagal (3-1) lygtį. Slėgis q ilgio vienetui ant lanko paviršiaus yra:
q=(T₁ + T₂)/[2Rtan(φ/2)] (3-12)
Kur:
φ- Didelio lanko paviršiaus lanko kampas, rad
R- Didelis lanko spindulys, mm
Gniuždymo įtempis σN ploto vienetui ant lanko paviršiaus esančio laidininko aliuminio vielos pagal oro linijos mechaninio skaičiavimo principus:
σN = q/D (3-13)
Kur:
D- Laidininko išorinis skersmuo, mm
q- Slėgis ilgio vienetui ant lanko paviršiaus, N/mm
Papildomas įtempis σ, kurį sukelia laidininko lenkimas skritulyje, yra:
σ=(3/8) × (d/D)EA=0.375(d/D)EA(3-14)
Remiantis dviejų{0}}matmenų įtempių skaičiavimo medžiagų mechanikos teorija, bendras įtempis σ_s yra:
(3-15)
Tiesą sakant, lanko paviršiaus gniuždymo įtempis σ_N turi mažai įtakos bendram įtempiui σ_s ir gali būti nepaisomas.
Susiję straipsniai
