Грузонесущий кабель Советский патент 1982 года по МПК H01B7/17 H01B7/18 

1

Изобретение относится к кабельной технике, а более конкретно к конг струкции грузонесущих кабелей.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является грузонесущий кабель, состоящий из изолированных электрических жил, заключенных в защитную спираль и грузонесущую броню 11.

Недостатком этого кабеля является то, что при растяжении и изгибе его на витки спирали передается радиальная нагрузка от грузонесущей брони. При определенной нагрузке витки теряют устойчивость в форме смещения и западания в направлении оси кабеля, либо в форме пространственного искривления оси витка. При этом механическая нагрузка передается на электрические жилы и они разрушаются преждевременно.

Кроме того, при применении витков спирали из .проволоки круглого поперечного сечения нерационально

используется материал сечения, что приводит к увеличению веса кабеля. Например, при изгибе витков минимальные напряжения возникают в центре тяжести сечения, где максимальный размер его.

Цель изобретения - увеличение ресурса грузонесущего кабеля и уменьшение веса его;

Указанная цель достигается тем,

10 что каждый виток спирали имеет сечение, ограниченное замкнутой кривой, по крайней мере, часть точек которой удалена на разное расстояние от любой точки сечения, а угол

15 свивки витков определяется из соотношения

( VjSin cAjv

20

Ч-БЪ-Т/Ь - аа

а где ct - угол свивки спирали, отсчитываемый от продольной оси кабеля, cS (l4V)Sin1l ; Ъ- 4+COS (3 3co9 c3t CosU)- VjSin o . -l «1 где 3 и J n моменты инерции поперечного сечения витка относительно осей, соответственно перпендикулярной и параллельной продольной Оси кабеля . где 3ц- момент инерции поперечного сечения витка при кручении. Теоретические и экспериментальны исследования показали, что существу ет оптимальный угол подъема витков спирали, при котором обеспечивается устойчивая работа витков одновремен но в осевом и радиальном направлениях. Данный угол получается путем расчета на устойчивость элемента винтового стержня фасонно-профильного поперечного сеМения под действием радиальной равномерно распреде ленной, нагрузки , направленной перпендикулярно образующей цилиндра, на котором навит данный элемент стержня. В основу расчетов положены дифференциальные уравнения равно весия Кирхгофа и уравнения деформаций Клебша для стержня с винтовой осью. в результата совместного решения cиcтe « l указанных уравнений получены значения коэффициентов устойчивости витков спирали при западании в осевом направлении . rj 4со9Чз1П А(У СОз Л- Уэв1п о1 ЕЩ - .. %Р , коэффициент устойчивости, где г средний радиус спирали, изгибная жесткость сечения витков спирали при изгибеотносительно оси, перпенди кулярной продольной оси кабеля, критическое значение радиальной равномерной нагрузки на виток. угол свивки спирали, отсчитываемой от продольной оси кабеля, з-т .момент инерции поперечного сечения витка относительно оси, перпендикулярной продольной оси кабеля, 3ц- момент инерции поперечного сечения витка при кручении. При расчете на устойчивость вита при пространственном искривлении го оси коэффициент устойчивости раен - .s -Vfa - q, Ъ-4 (i Scos dL-cosli) Анализ зависимостей (1) и )2) rt Dn витки показывает, что при спирали работают устойчиво от западания в осевом направлении и от пространственного искривления их осей. Таким образом, приравняв выражения (1) и (2),можно определить критический угол oL свивки спирали для данного вида сечения витка и соотношения размеров. С помощью этого угла можно определить критическое значение растягивающей кабель нагрузки. Применение спирали из проволоки предлагаемого поперечного сечения позволяет уменьшить вес кабеля, так как в этом случае более рационально распределяется материал по сечению, т.е. уменьшается его количество, в местах, где он меньше нагружен, и увеличивается, где больше. Свивка спирали с оптимальным углом подъема витков обеспечивает устойчивую их работу, что приводит к увеличению ресурса кабеля. На чертеже изображен грузонесущий кабель, общий вид. Изолированные электрические жилы 1 заключены в защитную спираль 2 из проволоки фасонно-профильного поперечного сечения, например Z-образ