2.1.1.1 Calculul constructiv al transmisiei prin cablu

Calculul constructiv al transmisiei prin cablu ţine seama de condiţiile de funcţionare(grupa de funcţionare,solicitările din cablu,materialul cablului).

a) Determinarea diametrului cabluluid=c·√Q`[mm]Q`=[daN]C=0.25-0.475Q`- se determina din forţă de tracţiune statică din cablu ţinând seama de forţele necesare demarărilor şi randamentul transmisiei prin cablu.

b) Determinarea diametrelor tamburelor,rolelor de cablu si rolelor de egalizare.D≥(h1·h2-1)·d

h1-coeficientul ce depinde de grupa de funcţionare.h1=14÷28 pentru tambur.h1=15÷31 pentru rola de cablu.h1=13÷20 pentru rola de egalizare.

h2-coeficientul ce depinde de modul de înfăşurare a cablului.h2=1 dacă numărul schimbărilor de sens de încovoiere este ≤ 5.h2=1.12 dacă numărul schimbărilor de sens de încovoiere este intre 6 si 9.h2=1.25 dacă numărul schimbărilor de sens de încovoiere este ≥ 10.

Valorile obţinute pentru D se vor rotunjii în plus până la valorile de numere normale din seriile de diametre prevăzute în STAS 3208 din 72,respectiv STAS 6979 DIN 72.

Rola de cabluRolele pentru cabluri de oţel au formă constructivă a profilului şanţului standardizată STAS 3208 din 82.

Odată este supusă la încovoiere:

P=2T·s¿δ2

Mi=P·l16

l-lungimea coardei

√i=P·l

16 ·Wz≤σai

Wz-modul de rezistenţă axial al coardei

Nervura este supusă la flambaj:

σf=2T· sin ·

γ2·w

F

w-coeficient de flambaj

F-secţiunea nervurii(Aria)

Tamburii pentru cablul din oţel

Dimensionare

În funcţie de „d” se determina D şi se alege valoarea convenabilă din seria de numere normale.

Suprafaţa pe care se înfăşoară cablul poate să fie netedă sau canelată.

Considerăm o suprafaţă canelată

P=(1.1÷1.2)·d

h≥0.375·d

r≈0.53·d

c)Determinarea lungimii porţiunii canelate

Pentru tamburii pe care se înfăşoară o singură ramură de cablu:

l=[H·i

π (D1+d)+n1+n2¿ · p

Pentru tamburii pe care se înfăşoară 2 capete:

l=[H·i

π·(D 1+d )+n1+n2¿ ·2 p+l 0

l-lungimea canelată

H-înălţimea de ridicare

I=raportul de transmisie al transmisiei prin cablu

D1-diametrul tamburului

d-diametrul cablului

p-pasul canelurii

l0-lungimea porţiunii din mijloc necanelata

n1-numărul de spire de siguranţă(n1≥2)

n2-numărul de spire necesare pentru prinderea cablului pe tambu (n2=2÷4)

d=0.02·DT+(6÷10)mm.

2.1.1. 2 Calculul de rezistenţă al tamburului

Sub acţiunea efortului T din cablu,tamburii sunt solicitaţi la:

1)Torsiune

2) Încovoiere

3)Compresiune

Unde DT -diametrul tamburului

l-lungimea tamburului

1)Efectul unitar la torsiune

τ=Mt℘

Mt=T·D2

-simplu canelat

Mt=T·D - dublu canelat

2) Efectul unitar la încovoiere

Mi=T·l4

–simplu canelat

Mi=T· ( l−l 0 )

2 -dublu canelat

3) Efectul unitar la compresiune

Compresiunea este determinată de cablul in care acţionează efortul T.

Fie p tensiunea de compresiune exercitată de cablu pe unitatea de suprafaţă a tamburului,R.

Considerăm de pe suprafaţă tamburului o lungime egală cu pasul canelurii.Forţă elementară pe suprafaţă corespunzătoare df este dată de ralatia: dP=dA·p=h·df·t·p

Suma proiecţiilor forţelor elementare pe verticală este echilibrată de cele 2 eforturi T.

2T=2·∫0

π2

R·df·t·p· cosφ=2R·t·p·∫0

π2

cos φ·df=2 R·t·p=¿ p= TR·t

t-pasul canelurii

Tamburul se consideră un cilindru cu pereţi groşi supus presiunii din exterior.

Din teoria elasticităţii la suprafaţă exterioară supusă unei presiuni pe şi unei presiuni pi la suprafaţă interioară,ia naştere pe direcţie tangenţială la suprafaţă presiunea normală:

σe=2·pi·d2

D2−d2−pe · D

2+d2

D2−d2

σi=pi·(D2+d2

D2−d2¿−2·pe·

D2

D2−d2

pe=p

=>σe=-p·D2+d2

D2−d2

=>p=TR·t

=>σmax=4 · T·D

(D2−d2) ·t =>σmax=

4 · T·D

(D2+D−2δ)·(D2−D−2δ)

σmax=σi

=>σi=-2p·D2

D2−d2

pi=p

Considerând: DD−δ

≈1=¿σmax=Tδ·t

≤σac

δ≥Tσac·t

În cazul tamburilor lungi verificarea acestora se face la solicitare compusă de inconvoiere şi torsiune.

σech=√Mi2+(α·Mt2)W

W=π·(D 4−d4)32 · D

α= coeficient a cărui valoare depinde de diferenţa dintre tensiunea periculoasă la inconvoiere şi tensiunea la torsiune.

În general: α=0.75

2.1.2 Calculul durabilităţii cablului

Durabilitatea este cu atât mai mare cu cât cablul este înfăşurat pe un număr mai mic de role şi dacă toate rolele sunt înfăşurate în acelaşi sens.

Numărul de de încovoieri repetate până la distrugere se determina cu relaţia:

Z=1000

9208.5 · c1 · c2 · σt

Dd

−8−1

σt-efortul unitar efectiv de tracţiune din cablu

c1-coeficient al carui valoare depinde de construcţia cablului si reprezintă: Dd

c2-coeficient a cărui valoare depinde de diametrul ‚d’ al cablului

2.1.3 Cablurile vegetale(funii si frânghii)

Cablurile vegetale sunt organe flexibile folosite numai la mecanismele cu actionare manuală si cu caracter temporar.

Se confecţionează din 3-4 toroane,fiecare alcătuit din mai multe fire toarse de cânepă.

σt=

F

π·d2

4

≤σa

Valorile lui σa în functie de material:

σa=100daN

cm2 pentru frânghiile din fire negudronate noi

σa=90daN

cm2 pentru frânghiile din fire gudronate noi

σa=50-60daN

cm2 pentru frânghiile din fire gudronate vechi

Tamburul pe care se înfăşoară funiile se recomandă: D≥10·d.

Pentru reducerea gabaritelor în cazul funiilor cu diametru mare: D≥7·d.

2.1. 4 Noutăţi privind cablurile vegetale

Tipuri de parâme vegetale şi sintetice

După grosime şi utilizare, diferitele parâme vegetale sunt:

-merlin: parâmă subţire, cu grosimea de maximum 7 mm, fiind utilizată în special pentru efectuarea de patronări şi legături; acesta poate fi alb sau cătrănit (impregnat cu catran pentru a preveni putrezirea);

-saulă: parâmă cu grosimea de 10...20 mm; poate fi obişnuită sau împletită (saulă engleză)

-comandă: saulă subţire folosită pentru a înfăşură capătul unei parâme groase pentru a împiedică despletirea;

-socarul, o manevră cu circumferinţa pînă la 80 mm, folosit la garnisirea diferitelor palancuri (bărci salvare, schelă navei etc), sau la sapane pentru manevră greutăţilor;

-manevră, o lantana cu circumferinţa pînă la 180 mm, folosită la acostarea şi legarea navelor;

-lusin: saulă subţire din 2...3 sfilate de culoare albă, folosită la înfăşurări şi matiseli de ornamentaţie;

-garlin: parâmă ce poate avea grosimea de 100...600 mm, fiind utilizată în exclusivitate pentru legarea suplimentară a navelor la cheu sau de o platforma marina, într-un loc cu vânturi şi valuri puternice .