Расчет нагрузки кабеля по сечению калькулятор. Расчет нагрузки и сечения кабеля: онлайн калькулятор для электриков

Как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине. Какие факторы влияют на выбор сечения проводов. Как использовать онлайн калькулятор для расчета нагрузки кабеля.

Основные принципы расчета сечения кабеля

Правильный выбор сечения кабеля имеет критическое значение для безопасной и эффективной работы электрической сети. При недостаточном сечении провода могут перегреваться, что приводит к повреждению изоляции и риску возгорания. Слишком большое сечение, в свою очередь, приводит к неоправданному удорожанию проводки.

На выбор оптимального сечения кабеля влияют следующие основные факторы:

• Сила тока, протекающего по кабелю
• Длина кабельной линии
• Материал жилы (медь или алюминий)
• Тип изоляции
• Способ прокладки кабеля
• Температура окружающей среды

Формула для расчета сечения кабеля

Базовая формула для расчета минимально допустимого сечения кабеля выглядит следующим образом:

S = (ρ * L * I * cos φ) / (ΔU * U)

где:

• S — сечение жилы кабеля (мм²)
• ρ — удельное сопротивление материала жилы (Ом*мм²/м)
• L — длина кабеля (м)
• I — расчетный ток (А)
• cos φ — коэффициент мощности
• ΔU — допустимая потеря напряжения (%)
• U — номинальное напряжение (В)

Как пользоваться онлайн калькулятором сечения кабеля

Использование онлайн калькулятора значительно упрощает процесс расчета сечения кабеля. Типовой алгоритм работы с калькулятором включает следующие шаги:

1. Введите мощность нагрузки в киловаттах (кВт)
2. Укажите длину кабельной линии в метрах
3. Выберите материал жилы (медь или алюминий)
4. Задайте номинальное напряжение сети (обычно 220В или 380В)
5. При необходимости скорректируйте дополнительные параметры (cos φ, температуру и др.)
6. Нажмите кнопку «Рассчитать»

В результате калькулятор выдаст рекомендуемое сечение кабеля, а также дополнительную информацию о токовой нагрузке и потерях напряжения.

Преимущества использования онлайн калькулятора

Применение специализированного калькулятора для расчета сечения кабеля имеет ряд важных преимуществ:

• Экономия времени на сложных математических расчетах
• Снижение вероятности ошибок при вычислениях
• Возможность быстро просчитать несколько вариантов
• Учет множества факторов, влияющих на выбор сечения
• Получение дополнительной полезной информации (токи, потери и др.)

Типичные ошибки при расчете сечения кабеля

При самостоятельном расчете сечения кабеля нередко допускаются следующие ошибки:

• Неправильное определение расчетной мощности нагрузки
• Игнорирование коэффициента запаса
• Неучет способа прокладки кабеля
• Использование устаревших нормативов
• Ошибки в математических вычислениях

Применение специализированного онлайн калькулятора позволяет избежать большинства этих ошибок и получить корректный результат расчета.

Особенности расчета сечения для трехфазных сетей

При расчете сечения кабеля для трехфазных сетей необходимо учитывать ряд дополнительных факторов:

• Линейное напряжение (обычно 380В)
• Распределение нагрузки по фазам
• Наличие нулевого провода
• Возможные перекосы фаз

Специализированные калькуляторы для трехфазных сетей позволяют корректно учесть все эти особенности и получить оптимальное сечение кабеля.

Влияние температуры на выбор сечения кабеля

Температура окружающей среды оказывает существенное влияние на допустимую токовую нагрузку кабеля. При повышении температуры снижается теплоотдача и возрастает сопротивление проводника. Это необходимо учитывать следующим образом:

• При температуре выше +25°C сечение кабеля следует увеличить
• При температуре ниже +15°C допустимо небольшое уменьшение сечения
• Для каждого типа изоляции существуют свои температурные коэффициенты

Качественные онлайн калькуляторы позволяют задать фактическую температуру и автоматически скорректировать результат расчета.

Выбор сечения кабеля с учетом перспективного роста нагрузки

При проектировании электрических сетей важно учитывать возможное увеличение нагрузки в будущем. Для этого рекомендуется:

• Заложить коэффициент запаса по мощности (обычно 20-30%)
• Использовать ближайшее большее стандартное сечение кабеля
• Предусмотреть возможность усиления наиболее нагруженных участков

Грамотный выбор сечения с учетом перспективы позволит избежать необходимости полной замены проводки при росте энергопотребления.

Нормативные документы по выбору сечения кабелей

При расчете и выборе сечения кабелей следует руководствоваться следующими основными нормативными документами:

• ПУЭ (Правила устройства электроустановок)
• ГОСТ Р 50571.5.52-2011
• СП 256.1325800.2016

Эти документы регламентируют допустимые токовые нагрузки, способы прокладки, требования к изоляции и другие важные аспекты выбора кабелей. Современные онлайн калькуляторы учитывают требования актуальных нормативов при выполнении расчетов.

Экономические аспекты выбора сечения кабеля

При выборе сечения кабеля важно найти оптимальный баланс между стоимостью материалов и эксплуатационными расходами. Следует учитывать:

• Стоимость кабеля возрастает с увеличением сечения
• Уменьшение сечения приводит к росту потерь электроэнергии
• Для протяженных линий оправдано увеличение сечения
• При высоких тарифах выгоднее использовать кабель большего сечения

Некоторые продвинутые калькуляторы позволяют оценить экономическую эффективность различных вариантов выбора сечения кабеля.

Заключение

Правильный расчет и выбор сечения кабеля — важнейший этап проектирования электрических сетей. Использование специализированных онлайн калькуляторов значительно упрощает эту задачу, позволяя быстро и точно определить оптимальное сечение с учетом всех влияющих факторов. Это обеспечивает безопасность, надежность и экономичность электроснабжения.

Калькулятор расчета сечения кабеля онлайн

Расчет сечения кабеля по мощности и длине с помощью калькулятора онлайн.

Введите мощность:	кВт
Выберите номинальное напряжение:	220 B380 B660 B6 kB10 kB
Укажите число фаз:	13
Выберите материал жилы:	Алюминий (Al)Медь (Cu)
Введите длину кабельной линии:	м
Укажите тип линии:	Не определенодо 1 kB6 kB10 kB
Результаты вычисления
Расчетное сечение жилы мм2 :
Рекомендуемое сечение мм2 :

Кабели и провода являются основными средствами передачи электричества. С их помощью электроэнергия распределяется на светильники, плиты, розетки и к другим потребителям. Нормальная работа сетей полностью зависит от сечения используемых проводников. Одним из методов, позволяющих определить данную величину, является калькулятор расчета сечения кабеля.

Использование калькулятора для расчетов сечения

Отсутствие правильных расчетов сечения проводников, используемых в электрических сетях, очень быстро приводит к перегрузке кабельных линий. В результате, наступает перегрев, изоляция оплавляется и теряет свои качества. Подобная ситуация известна, как перегорание провода, вызывающее серьезные негативные последствия. Поэтому обеспечение безопасности напрямую связано с расчетным сечением, которое должно полностью соответствовать токовым нагрузкам.

Точные вычисления можно выполнить с помощью онлайн калькулятора. Прежде всего, нужно ввести все необходимые данные. Сюда входит длина кабельных линий и материал проводника, а также токовая нагрузка и сетевое напряжение. Исходные данные дополняются коэффициентом мощности, допустимыми потерями напряжения, температурой кабеля и способом его прокладки.

В результатах расчетов отображается минимальное сечение кабеля, плотность тока в амперах на мм2, сопротивление проводника в омах. Одновременно выдаются данные о величине напряжения при нагрузке и процент потерь напряжения. Полученные результаты позволяют исключить ошибки в выборе кабелей и проводов, обеспечивают безопасную работу с электрической энергией.

Главные преимущества калькулятора

Калькулятор расчета сечения работает в режиме онлайн. Он позволяют практически безошибочно вычислять все необходимые параметры. Благодаря точным исходным данным, вводимым в программу, полностью исключается влияние так называемого человеческого фактора.

Приборы и оборудование с высокой мощностью применяются не только на производстве, но и в бытовых условиях дома или квартиры. Поэтому при выборе необходимого проводника, в первую очередь выполняются расчеты сечения по мощности. Данный параметр, необходимый для исходных данных, можно обнаружить либо в паспорте изделия, либо на корпусе прибора. Достаточно ввести значение мощности в таблицу, и калькулятор самостоятельно выполнит все необходимые вычисления. В полученных расчетах не учитывается индуктивность сопротивления кабельной линии. Данное значение перекрывается допустимым спадом напряжения в размере 5%, заложенным в калькуляторе.

Другим положительным качеством калькулятора онлайн является возможность расчета сечения, в зависимости от длины кабеля. При наличии монтажной схемы с определенным масштабом, длина линий определяется путем измерения расстояний между основными точками – розетками, выключателями, распределительными коробками, электрощитками и другими элементами. К каждому участку прибавляется примерно 10 см на скрутки.

Работы по электрификации жилья всегда считались сложным и трудоемким процессом. В первую очередь это связано с возрастающим количеством бытовых приборов и оборудования, устанавливаемых в современных домах. Применяя калькулятор, вы легко и безошибочно выполните все необходимые расчеты.

Онлайн-калькулятор для расчета сечения кабеля линий трансляции СОУЭ

10.07.2015

Уважаемые коллеги! С удовольствием сообщаем, что на сайте www.jedia.ru появился он-лайн калькулятор для расчета сечения кабеля линий трансляции СОУЭ. Используя наш калькулятор, можно посчитать максимальную протяженность линии или максимальную нагрузку на линию трансляции СОУЭ.

При разработке онлайн-калькулятора использовались следующие формулы:

падения напряжения в линии — 10В

U(пад)= I*R,
где ток в линии считаем по формуле:
I=P/U,
где P — потребляемая мощность, U — напряжение в линии СОУЭ, а сопротивление R рассчитывается по формуле:
R=J*L/S,
где J — удельное сопротивление меди, L — протяжённость линии, а S — сечение кабеля.

Также предлагаем вашему вниманию калькулятор для расчета стоечного оборудования Jedia и калькулятор расчета настольного оборудования Jedia.

Надеемся, что наша новая разработка облегчит ваш труд, и уже готовим для вас новые сюрпризы! Следите за новостями ЛУИС+, оформляйте подписку на наши новости, а по вопросам приобретения оборудования JEDIA звоните вашему персональному менеджеру в ЛУИС+ по общему телефону компании в Москве +7 (495) 637-63-17.

Поделиться

Почитать другие статьи по теме:

• Проверка совместимости термокожуха LTV-HOV-260H-12-220
• Проверка совместимости корпусных камер PANASONIC и термокожухов WIZEBOX
• Классификация аварийного оборудования
• Cистемы автоматизированного проектирования ОПС nanoCAD
• Медиаконвертеры

Возврат к списку статей

ЛУИС+ на электронных площадках

125124, Москва
1-я ул. Ямского Поля, д. 28,
3 этаж

Пн — пт    09:00 — 18:00
Сб — вс    Выходной

ОплатаДоставкаКарта сайта

Обратная связь

Мы внимательно читаем все письма и обязательно ответим!

125124, Москва
1-я ул. Ямского Поля, д. 28,
3 этаж

Пн — пт    09:00 — 18:00
Сб — вс    Выходной

Согласие на обработку персональных данных Политика в отношении обработки персональных данных Политика в отношении файлов cookie

© 1995 — 2022 ЛУИС +

Москва

Владивосток

Волгоград

Воронеж

Екатеринбург

Казань

Краснодар

Красноярск

Нижний Новгород

Новосибирск

Пермь

Ростов-на-Дону

Самара

Санкт-Петербург

Тольятти

Тюмень

Уфа

Челябинск

Москва

Владивосток

Волгоград

Воронеж

Екатеринбург

Казань

Краснодар

Красноярск

Нижний Новгород

Новосибирск

Пермь

Ростов-на-Дону

Самара

Санкт-Петербург

Тольятти

Тюмень

Уфа

Челябинск

Калькулятор растяжения троса

Этот калькулятор оценивает величину упругого растяжения скрученного проволочного каната 7×7, изготовленного из нержавеющей стали 302/304, который был испытано нагружен до 60% его прочности на разрыв для устранения конструкционного растяжения. Рассчитанные значения являются приблизительными.

Что такое растяжение кабеля?

В кабеле на основе стальных канатов встречаются два вида растяжения: конструкционное растяжение и упругое растяжение. Это растяжение происходит по двум разным причинам.

1. Конструкционная растяжка — При изготовлении троса нагрузка на закрывающую головку незначительна. Поэтому между проволоками и жилами, а также между жилой и сердечником остаются небольшие зазоры. Приложение начальной нагрузки приводит к правильной посадке проводов и прядей, и на этом участке наблюдается небольшое общее удлинение пряди или кабеля. Величина конструктивного растяжения не постоянна для всех кабелей — она зависит от таких переменных, как тип конструкции, длина свивки и других факторов, включая приложенную нагрузку.

2. Упругое растяжение — Упругое растяжение представляет собой фактическое удлинение жил пряди или троса. Это вызвано приложением нагрузки до предела текучести металла. Растяжение приблизительно пропорционально приложенной нагрузке. Когда нагрузка снимается, трос, подвергнутый упругому растяжению, возвращается к своей приблизительной первоначальной длине при условии, что растяжение не достигло предела текучести металла.

Когда важно устранить максимально возможное растяжение, кабели или сборки могут быть подвергнуты пробной нагрузке, чтобы устранить большую часть конструкционного растяжения. Для сборок этот процесс также проверяет удерживающую способность клемм. Пробная нагрузка обычно выполняется путем приложения нагрузки 60% к кабелю или сборкам. Эта нагрузка основана на минимальной прочности на разрыв кабеля или фитингов, в зависимости от того, что ниже. Как можно меньшее обращение с кабелем после предварительного натяжения помогает избежать повторного натягивания конструкции.

Как эластичный трос влияет на точность датчика положения?

По сравнению с другими источниками ошибок, растяжение эластичного троса обычно создает чрезвычайно небольшую ошибку в датчиках положения с тросовым приводом. Для прецизионных приложений с малым натяжением кабеля погрешность обычно составляет менее 0,01% от полного диапазона шкалы датчика положения. Это связано с тем, что номинальная прочность кабеля намного больше, чем нагрузка, приложенная к кабелю.

Для определения точного влияния растяжения эластичного троса на точность датчика положения требуется анализ для каждого конкретного применения: сколько троса задействовано, количество свободного троса при полном втягивании, количество выполненного предварительного растяжения и натяжение троса при полном втягивании. по сравнению с полным натяжением троса. Если вам нужна помощь с этим анализом, свяжитесь с нами. Испытание каната с пробной нагрузкой под рабочей нагрузкой является наиболее точным методом определения упругого растяжения.

Другие калькуляторы:

• Тепловой эффект
• Синусоидальное движение
• Прогиб троса смещения (кривая контактной сети)
• Линейность датчика положения (калибровка)
• Сенсор Общая стоимость владения
• Кабель (струна) Основная частота
• Калькулятор нулевой шкалы формирователя напряжения
• Датчик положения на основе потенциометра Делитель напряжения и вычислитель мощности

Отсутствие гарантий: Этот калькулятор и информация предоставляются «как есть» без каких-либо гарантий, условий или заявлений любого рода, явных или подразумеваемых, включая, помимо прочего, любые гарантии в отношении ненарушения прав и подразумеваемые гарантии условия товарной пригодности и пригодности для конкретной цели. Ни при каких обстоятельствах SpaceAge Control, Inc. не несет ответственности за любые прямые, непрямые, специальные, случайные, косвенные или другие убытки, возникшие в результате контракта, деликта или иным образом, возникшие в результате или в связи с использованием или исполнением информацию, содержащуюся на этой веб-странице.

Калькулятор прочности каната | Warrington Seale

Проволочный канат также известен под многими другими названиями, такими как: проволока, многожильная проволока, гибкая проволока, кабель, шнур, стальной корд и т. д., но по сути это набор небольших нитей, намотанных друг на друга в виде таким образом, который в значительной степени сохраняет свою форму при изгибании, раздавливании и/или растяжении.

Это система для значительного увеличения прочности и гибкости стальной проволоки , которая используется почти во всех важных областях, которые мы видим вокруг нас. Например: подвесные мосты, шины, тросы тормоза и акселератора (в автомобилях), гибкие трубы высокого давления, подъемные и такелажные тросы, электрические проводники и т. д., и они бывают самых разных форм. На рис. 2 показана лишь очень небольшая выборка доступных дизайнов.

Обозначение стального каната

С небольшими изменениями общепринятым методом обозначения конструкции стального каната в промышленности является ее численное описание. Например:
«7×0,5 HT» относится к пряди из 7 нитей диаметром 0,5 мм, изготовленной из высокопрочной стали
. и
«0,43+6×0,37+6x(0,37+6×0,33) HT» относится к конструкции из семи прядей: одна центральная нить (одна центральная нить диаметром 0,43 мм и 6 планетарных нитей диаметром 0,37 мм) и 6 планетарных нитей (одна центральная нить диаметром 0,37 мм и 6 планетарных нитей диаметром 0,33 мм) изготовлены из высокопрочной стали»

Рис. 1. Основные конструкции

Конструкция проволочных канатов

В то время как проволочные канаты «IWRC» обладают немного большей прочностью на растяжение (≈7%), чем канаты с тканевыми или полимерными наполнителями, дополнительная прочность обеспечивается не способностью к растяжению сердцевинных нитей, а улучшенными размерами. устойчивость под нагрузкой. И хотя они также гораздо более устойчивы к раздавливанию, они более жесткие, чем канаты с волокнистым сердечником, и поэтому не рекомендуются для применений, в которых возникает растяжение при изгибе.

Проволочный канат (рис. 1 и 2 1×7 и 7×7) представляет собой конструкцию с параллельной свивкой, все нити которой имеют одинаковый диаметр, и является наиболее жесткой из всех.

Warrington (рис. 1) представляет собой конструкцию с параллельной укладкой, наружный слой которой состоит из чередующихся проволок большого и малого диаметра, причем каждый внешний слой имеет в два раза больше проволок, чем слой непосредственно под ним. Преимущество этой конструкции заключается в увеличении плотности упаковки и, следовательно, плотности прочности, однако, если нити разного диаметра не имеют одинаковой прочности (что маловероятно), эта конструкция ограничена прочностью самых слабых нитей.

Seale (рис. 1 и 2 6×36) также представляет собой конструкцию с параллельной укладкой, но с одинаковым количеством проволок в каждом проволочном слое. Все провода в любом слое имеют одинаковый диаметр. Это альтернатива конструкции Уоррингтона с аналогичными преимуществами и недостатками.

Tyrecord обычно состоит из одной нити диаметром менее 1,5 мм и обычно содержит около 12 нитей одинакового диаметра от 0,15 мм до 0,25 мм, но конструкции и конфигурации могут значительно различаться в зависимости от производителя и требований к конструкции шины. Эта конструкция, как правило, является наиболее гибкой из всех конструкций.

OTR представляет собой более или менее сложную конструкцию резиновой пластинки (см. выше) диаметром до 4,5 мм, содержащую около 100 нитей того же размера, что и резиновая пластинка, хотя и ближе к большему концу диапазона размеров (от 0,2 мм до 0,25 мм). .

Шнур обычно представляет собой конструкцию типа одножильного проволочного троса с диаметром нити более 0,5 мм.

Обычная укладка против ленговой укладки

Несмотря на то, что существует очень небольшая разница между относительной силой двух моделей укладки;

Конструкции с обычной укладкой используются намного шире (чем укладка по Лангу), потому что они обладают превосходной структурной стабильностью и меньшей склонностью к разворачиванию при натяжении (см. Вращающиеся против невращающихся ниже). Однако, поскольку он имеет бугристую (волнистую) поверхность, он будет изнашиваться как сам, так и любая поверхность, по которой он проходит, намного быстрее, чем проволочный канат Lang.

Свивочные конструкции Ланга имеют более плоскую поверхность, чем обычные свивочные конструкции, что обеспечивает им лучшую устойчивость к износу и усталости при изгибе, особенно если они изготовлены из уплощенных (эллиптических) нитей. Однако они гораздо менее структурно стабильны и подвержены защемлению, если проволочный канат слишком сильно изгибается или скручивается против направления его намотки.

Вращающиеся и невращающиеся

«Обычная свивка», многопрядные конструкции обычно подвержены несколько меньшему вращению под натяжением (чем укладка по Лангу) из-за противоположного спирального направления нитей (внутри прядей) и прядей ( внутри веревки), тем не менее, вы можете еще больше улучшить их характеристики вращения;
а) с использованием наполнителей (см. Наполнители ниже) и/или;
b) изменение размеров проволоки во внутренней и внешней пряди для оптимизации относительного крутящего момента в каждом слое и/или;
c) увеличение количества слоев пряди (т. е. уменьшение диаметра нити и пряди (см. Прочность ниже)
Несмотря на то, что существуют очень разные невращающиеся конструкции, такие как 19×7, и устойчивые к вращению конструкции, такие как 19×19, постоянно появляются новые идеи, и у каждого производителя будут свои предпочтения в дизайне.

«Ланговая» и однорядная (например, рис. 2 1×7) конструкции всегда будут пытаться выпрямиться (развернуться) под натяжением. Есть ряд вещей, которые можно сделать, чтобы свести к минимуму эту проблему, например, от а) до с) выше и/или;
г) использовать менее 15 % предела прочности каната на растяжение и/или;
д) завернуть пряди в соседние слои в противоположных направлениях и/или;
f) установите вертлюг на свободный конец

Рис 2. Обозначения

Наполнители

Наполнители (рис. 2) могут быть тканевыми, полимерными или даже нитями меньшего диаметра (например, 6×36). Хотя они мало влияют на прочность троса на растяжение, они могут значительно; улучшают характеристики при изгибе (только тканевые и полимерные сердечники), уменьшают осевой рост, уменьшают вращение в устойчивых к вращению конструкциях, улучшают структурную стабильность и увеличивают усталостную долговечность.

Нет смысла изготавливать центральный сердечник из того же материала, что и нити, так как он порвется первым. Если вам нужен металлический сердечник, он должен быть из материала с меньшей осевой жесткостью, чем прядь, которая его окружает.
Этот материал наполнителя не должен включаться в расчеты прочности (растяжимости), но должен быть включен в расчеты осевой жесткости (растяжения). Если его проигнорировать, ваши расчеты покажут чрезмерное растяжение троса при его обрушении.

Прочность проволочного каната

Все нити формируются из бортовой проволоки и подвергаются дальнейшей термообработке в процессе волочения для получения высокопрочных нитей, указанных выше.

Наиболее прочными нитевидными сталями, как правило, являются те, которые подвергаются наибольшей вытяжке, т. е. имеют наименьший диаметр.
NT (нормальная прочность на растяжение) проволока обычно имеет диаметр более 0,5 мм и менее 1500 МПа
HT (высокая прочность на растяжение) проволока обычно имеет диаметр от 0,25 до 0,5 мм и от 1500 до 2000 МПа
ST (сверхпрочная) проволока обычно имеет диаметр от 0,1 до 0,25 мм и от 2000 МПа до 2500 МПа
Вышеупомянутые значения будут немного различаться между производителями и специализированными приложениями.

Применение проволочных канатов

Висячие мосты, как правило, изготавливаются из плотно упакованных одножильных простых «проволочных канатов» с использованием оцинкованных нитей большого диаметра. Мало внимания уделяется сопротивлению вращению, поскольку прочность имеет первостепенное значение, и после натяжения они должны оставаться в этом состоянии нагрузки в течение расчетного срока службы.

Для подъема и лебедки обычно требуются проволочные канаты с хорошей гибкостью и сопротивлением усталости. Поэтому они имеют тенденцию быть похожими на 6×36, но с волокнистым сердечником вместо IWRC на рис. 2. площадь).

Тросы дистанционного управления, такие как ручные тормоза и акселераторы в автомобилях, обычно работают только на растяжение, поэтому они должны быть прочными, но не обязательно жесткими (поскольку они полностью заключены в усиленные внешние оболочки). Они, как правило, изготавливаются из «TyreCord» большого диаметра или одножильного «проволочного каната» малого диаметра.

Осевая жесткость

Осевая жесткость — это линейная зависимость между осевой деформацией и силой, которая позволяет нам прогнозировать состояние любого материала или конструкции при воздействии определенной растягивающей силы. Однако он работает только с материалами и конструкциями, подчиняющимися закону Гука.

Трос не подчиняется закону Гука. Поэтому нельзя точно предсказать, насколько она растянется при любой заданной силе. Эта непредсказуемость применима к любой секции, удаленной из шнура одной и той же длины, и даже между шнурами, изготовленными по одной и той же спецификации, но разными производителями.

Компания CalQlata решила, что точность осевой жесткости (EA) стального каната выходит за рамки допустимых уровней, и поэтому не включает ее в калькулятор стального каната. Растяжение, рассчитанное с помощью калькулятора проволочных канатов (δLᵀ), основано на влиянии осевого натяжения на плотность упаковки. Поэтому важно, чтобы материал сердечника не был проигнорирован при использовании калькулятора для оценки этой характеристики.

См. Модуль упругости при растяжении (E) ниже для приблизительного метода расчета.

Жесткость при кручении

Жесткость при кручении — это линейная зависимость, позволяющая прогнозировать вращение любого материала или конструкции при воздействии крутящего момента. Однако он работает только с материалами и конструкциями, подчиняющимися закону Гука.

Трос не подчиняется закону Гука. Следовательно, вы не можете точно предсказать, насколько сильно он будет крутить при любом указанном крутящем моменте. Эта непредсказуемость применима к любой секции, удаленной из шнура одной и той же длины, и даже между шнурами, изготовленными по одной и той же спецификации, но разными производителями.
Более того, преднамеренное скручивание троса является плохой практикой.

Компания CalQlata решила, что точность жесткости на кручение (GJ) стального каната выходит за рамки допустимых уровней, и поэтому не включает ее в калькулятор стального каната.

Калькулятор канатов — Техническая помощь

Единицы

Вы можете использовать любые единицы измерения, но вы должны быть последовательны.

Ограничения расчетов

Перед использованием 9 важно понять следующее.0009 любой калькулятор проволочных канатов:

1) Ни один калькулятор проволочных канатов, будь то специализированный или универсальный, не сможет точно предсказать свойства любой отдельной конструкции в широком диапазоне условий нагрузки

2) Ни один калькулятор проволочных канатов, ни специализированный, ни универсальный , будет точно предсказывать любое отдельное свойство для ряда конструкций в широком диапазоне условий нагружения

3) Если в процессе изготовления (волочения) не будет выполняться дополнительная термообработка или модификация материала, чем меньше диаметр нити, тем больше будет ее СМИС

4) Проволочные канаты, содержащие несколько диаметров нитей с одинаковым модулем растяжения, будут иметь такую ​​же прочность, как и самая слабая(ые) нить(и)

5) Прочность на растяжение проволочного каната не зависит от его диаметра

существенно влияет на прочность стального каната

7) Множество различных доступных схем свивки создано по следующим причинам:
а. Увеличение плотности упаковки (например, Seale & Warrington)
б. Улучшение антиротационных свойств (смешанные спирали)
в. Повышение износостойкости (например, Lang lay)
д. Предотвращение попадания птиц в клетки (например, регулярная несушка)
е. Минимизировать ограничивающие радиусы изгиба
ф. Увеличить усталостную долговечность
г. Создание патентоспособных продуктов

8) Жесткость на изгиб (EI) любого стального каната зависит от натяжения и радиуса изгиба
(см. Жесткость на изгиб ниже)

9) Осевая жесткость (EA) изменяется нелинейно с натяжением
(см. Осевая жесткость ниже)

10) Жесткость при кручении (GJ) изменяется непредсказуемо и нелинейно в зависимости от крутящего момента

11) Не рекомендуется вызывать скручивание проволочного каната, так как это будет способствовать попаданию в клетку для птиц

Единственный проволочный канат, который может надежно анализируется то, что используется для подвесных мостов, потому что; он состоит из одной нити, очень плотно упакован, имеет незначительную крутку, содержит нити только одного диаметра, никогда не подвергается минимальному изгибу, и каждая нить натягивается индивидуально.

Существует очень веская причина, по которой производители не представляют расчетные данные о производительности для предложений по конструкции или дизайну, потому что даже они не могут точно предсказать такие свойства и совершенно справедливо полагаются на данные испытаний и публикуют их.

Философия расчетов

За время работы в отрасли создатель канатного калькулятора видел, создавал и отказывался от многочисленных математических моделей, как простых, так и сложных. Он постепенно разработал свой собственный упрощенный принцип расчета, основанный на собственном опыте, который до сих пор дает ему стабильно надежные результаты с разумной точностью.

Целью калькулятора стальных канатов CalQlata является предоставление пользователю возможности получить разумное приближение для типовой конструкции, после чего следует запросить у производителя точные данные испытаний для предпочтительной конструкции пользователя.

Принцип расчета в калькуляторе проволочного каната основан на изменениях свойств проволочного каната, происходящих при изменениях плотности упаковки при натяжении входные данные калькулятора канатов и интерпретация его выходных данных

Единицы

Для этого калькулятора не указаны единицы измерения
См. Как они работают

Входные данные

Разрывная нагрузка в процентах (T [%])

Натяжение, приложенное к тросу, в процентах от разрывной нагрузки (Fb).
Если нет веских оснований для иного, материал сердечника следует игнорировать для этих расчетов.

Это значение не должно превышать 50% для эксплуатационных целей (см. Fb ниже)

Не влияет: Aᶠ

Диаметр проволоки (Ø)

Минимальный внутренний диаметр кольца, через который канат может быть пропущен по прямой линии без скручивания или манипуляций.

Не влияет на: Fb, ρˡ или Aᶠ

диаметр нити (d)

Если все нити в вашем стальном канате имеют одинаковый диаметр, то вы просто вводите этот диаметр для ‘d’

В качестве альтернативы, для проволочный канат с несколькими диаметрами нити, вам необходимо найти эквивалентный диаметр со следующей оговоркой; необходимо ввести минимальный предел текучести нити (SMYS)
Для определения эквивалентного единичного диаметра можно использовать множество методов; один такой представлен ниже:
d = √[(n₁. d₁² + n₂.d₂² + n₃.d₃² + n₄.d₄² + …) / (n₁ + n₂ + n₃ + n₄ + …)]

Не влияет на: A

количество нитей (n)

Если все нити в вашем тросе имеют одинаковый диаметр, вы просто вводите общее количество нитей «n».
Важно убедиться, что, хотя основные нити игнорируются в расчетах на растяжение, они должны быть включены в расчеты на растяжение (δLᵀ).

В качестве альтернативы, для стального каната с несколькими диаметрами нитей введите общее количество нитей всех диаметров
n = n₁ + n₂ + n₃ + n₄ + …

Не влияет на: A

минимальный предел текучести (SMYS)

Если все нити в стальном канате имеют одинаковую прочность, просто введите SMYS волокнистого материала

В качестве альтернативы, для проволочного каната с несколькими волокнами необходимо ввести минимальное значение

Влияет только на: Fb и Rᵀ

плотность материала (ρᶠ)

Ожидается, что, за исключением наполнителей, весь материал в проволочном канате будет идентичным и, следовательно, будет иметь одинаковую плотность, т. е. использование различных материалов приведет к в менее чем «лучшем» исполнении. Однако, если такая конструкция предлагается, вы можете рассчитать эквивалентную плотность следующим образом:
ρᶠ = (ρ₁.d₁².n₁. + ρ₂.d₂².n₂ + ρ₃.d₃².n₃ + ρ₄.d₄².n₄ + …) / (d₁².n₁. + d₂².n₂ + d₃².n₃ + d₄².n₄ + …)

Влияет только на: ρˡ

Модуль Юнга материала (Eᶠ)

Модуль упругости волокнистого материала

Ожидается, что, за исключением наполнителей, все материалы в проволочном канате будут идентичными и, следовательно, будут иметь одинаковую модуль растяжения, то есть использование различных материалов приведет к менее чем «наилучшим» характеристикам. Однако, если предполагается такая конструкция, следует вводить самый высокий модуль упругости.

В качестве альтернативы вы можете рассчитать эквивалентный модуль упругости следующим образом:
Eᶠ = (E₁.d₁² + E₂.d₂² + E₃.d₃² + E₄.d₄² + …) / (d₁² + d₂² + d₃² + d₄² + …)

Влияет только на: EI, Eᵀ и Rᵀ

Выход Данные

разрывная нагрузка (Fb)

Максимальная нагрузка, которую может выдержать стальной канат до разрыва первой нити.
См. Входные данные > количество нитей (n) выше. Маловероятно, что приложенная нагрузка будет равномерно распределена по всем нитям.

Калькулятор стальных канатов просто складывает общую площадь всех нитей и умножает их на введенное SMYS, которое представляет собой теоретическую максимальную разрывную нагрузку, которая будет существовать, если эта нагрузка будет равномерно распределена между всеми нитями, а углы свивки равны устроены таким образом, чтобы устранить локальные (точечные) нагрузки между соседними нитями.

Если проволочный канат был правильно сконструирован, его фактическая разрывная нагрузка, вероятно, превысит 80 % этого теоретического значения. Однако, учитывая капризы конструкции стальных канатов, фактическая разрывная нагрузка может значительно варьироваться в зависимости от ряда факторов. CalQlata предлагает использовать следующие факторы для определения ожидаемой разрывной нагрузки любой данной конструкции:
Качество изготовления (fᵃ): Отличное; 0,98, хорошо; 0,95, среднее значение; 0,9, плохо; 0,8
Сложность⁽¹⁾ (fᵇ): Низкая; 0,95, средний; 0,9, высокий; 0,85
Прочность материала (fᶜ): NT; 0,95, НТ; 0,9, СТ; 0,85
Ожидаемая разрывная нагрузка будет: Fb’ = Fb x fᵃ x fᵇ x fᶜ
т. е. для стального каната с теоретической разрывной нагрузкой (Fb) 10 т ожидается, что первая нить разорвется через …
хорошее качество/простой трос NT около; 10 х 0,98 х 0,95 х 0,95 = 8,84 т (±5%)
трос средний ВТ; 10 х 0,9 х 0,9 х 0,9= 7,29 т (±15%)
некачественный/сложный канат ST; 10 x 0,8 x 0,85 x 0,85 = 5,78t (±25%)

площадь нитей (Aᶠ)

Сумма площадей поперечных сечений всех нитей (d)

Точность этих данных будет быть ±0%

линейная плотность (ρˡ)

Масса на единицу длины стального каната при нулевом натяжении.

Ожидается, что точность будет в пределах ±0,1% от расчетного значения для изготовления хорошего качества, но отклонения в диаметре производимой нити могут в экстремальных случаях снизить ее до ±1%

Линейная плотность при растяжении (T) может быть рассчитана следующим образом: ρˡᵀ = ρˡ / (1+δLᵀ)

площадь проволоки (A)

Площадь поперечного сечения диаметра проволоки (Ø) в нуле натяжение

Точность этих данных будет ±0%

Площадь поперечного сечения при растяжении (T) можно рассчитать следующим образом: Aᵀ = π. (Ø.(1+δØᵀ))² / 4
δØᵀ будет отрицательным при натяжении, поэтому (1+δØᵀ) на самом деле (1-δØᵀ)

момент площади (I)

Ожидаемый второй момент площади стального каната при нулевом натяжении

Ожидаемая точность этих данных составляет ±5 %

Модуль растяжения (E)

Ожидаемый модуль растяжения стального каната при нулевом натяжении

Ожидаемая точность этих данных составляет ±10 %

Это значение зависит от изгиба (см. Жесткость при изгибе ниже)

плотность упаковки [%] (ρᵖ)

Процент площади поперечного сечения стального каната (A), занимаемой нитями при нулевом натяжении.

Точность этих данных будет аналогична ожидаемой для линейной плотности

Если это значение превысит максимально возможное значение, будет отображено предупреждение:
ρᵖ ≤ ¼.π / √¾ {90,67%}

оказывают существенное влияние на поведение стального каната при натяжении;
т. е. чем ниже плотность упаковки, тем больше будет изменение размеров (например, сплющивание, уменьшение диаметра, рост и т. д.).

Это значение будет влиять на осевую жесткость и деформацию под нагрузкой, поэтому наиболее надежные (предсказуемые) конструкции, как правило, имеют минимальное [количество] прядей и один диаметр нити. Конструкции Warrington и Seale и их комбинации, как правило, обеспечивают наивысшую плотность набивки (но наименьшую гибкость), и мало что можно получить от использования этих конструкций в более чем одножильных канатах, поскольку преимущество высокой плотности набивки будет утрачено при никакого выигрыша в гибкости.

момент площади @ ‘T’ (Iᵀ)

Ожидаемый второй момент площади стального каната при растяжении ‘T’ из-за деформации, но незначительного сплющивания, так как предполагается, что стальной канат будет изгибаться над сформированным ( фасонный) шкив или ролик.

Ожидаемая точность этих данных составляет ±10 %. веревка будет сгибаться над формованным (фасонным) шкивом или роликом.

Ожидаемая точность этих данных составляет ±10%

Это значение зависит от изгиба (см. Жесткость при изгибе ниже) приведенная площадь поперечного сечения проволочного каната, занимаемая нитями при растяжении ‘T’

Ожидается, что точность этих данных будет аналогична процентному изменению диаметра (δØᵀ)

минимальный радиус изгиба (Rᵀ)

Минимально допустимый радиус изгиба проволочного каната, который вызывает SMYS в самой внешней нити при совпадении с приложенным натяжением «T»

Ожидаемая точность этих данных составляет ±10 %.

Не рекомендуется использовать этот радиус изгиба в процессе эксплуатации из-за неопределенностей, связанных с конструкцией стальных канатов, особенно для динамических применений. CalQlata предлагает применить здесь подход, аналогичный тому, который использовался для разрывной нагрузки (Fb) выше, т. е.:
Rᵀ’ = Rᵀ ÷ fᵃ ÷ fᵇ ÷ fᶜ

изменение диаметра [%] (δØᵀ)

Уменьшение диаметра (это значение будет отрицательным) при растяжении ‘T’

Точность этих данных будет варьироваться от ±5% для простых конструкций до ±10% для наиболее сложных

Изменение диаметра будет происходить во всех стальных канатах, независимо от конструкции, до тех пор, пока плотность упаковки не достигнет предельного значения. Значение, представленное в калькуляторе стального каната, является ожидаемым, если конструкция остается неповрежденной при приложенном натяжении «T»

Ненадежность этого значения увеличивается по мере усложнения стального каната из-за его продольной изменчивости и повышенной вероятности преждевременного выхода из строя. .

изменение длины [%] (δLᵀ)

Увеличение длины (это значение будет положительным) при растяжении «T».
См. Входные данные > количество нитей (n) выше.

Точность этих данных колеблется от примерно ±1 % для стальных канатов с одной прядью и одним диаметром нити до примерно ±15 % для конструкций такой же сложности, как корд OTR

Изменение длины любой проволоки каната будет происходить из-за того, что плотность упаковки увеличивается при натяжении. Однако это не линейная зависимость.

Это значение может быть недостоверным, как показано в ходе испытаний, проведенных (автором) на двух отрезках стального каната, поставленных одним и тем же известным производителем, оба из которых были отрезаны от одинаковой длины, а предел прочности при растяжении различался всего в 1,5 раза. %, но модуль упругости (и деформация при разрыве) варьировался на 34%. Хотя это был крайний случай, в стальных канатах, выпускаемых рядом производителей, наблюдались значительные различия.

Осевая жесткость

Хотя калькулятор стального каната не рассчитывает осевую жесткость (см. Ограничения расчета 9) выше), CalQlata может предложить следующее эмпирическое правило, которое обеспечит разумные результаты для большинства конструкций при приложенном натяжении «T»:
ЭА = Eᵀ . А.(1+δØᵀ)² . Кос(θ)
Где: θ = «абсолютная» сумма среднего угла укладки нити и среднего угла укладки нити⁽²⁾. Запись; угол закручивания (θ) будет уменьшаться по мере того, как натяжение приближается к разрывной нагрузке.

Жесткость на изгиб

Хотя калькулятор стального каната не рассчитывает жесткость на изгиб (см. Расчетные ограничения 8) выше), CalQlata может предложить следующее эмпирическое правило, которое обеспечит разумные результаты для большинства конструкций при приложенном натяжении «T»:
EI = Eᵀ.