作業員に、電線管の 3 つの曲がり部分を通って 200 メートルの低電圧ケーブルを引っ張るように命令する前に、1 つの数字、つまり引っ張り張力を実行します。ケーブル牽引張力計算機は、ケーブルを所定の位置に引きずるのに必要な力を推定し、その推定値によって、作業が手作業で安全に実行できるか、ケーブル牽引ウインチで処理する必要があるかがわかります。数学は形式的なものではありません。これは、ケーブルの損傷、労働力の損失、やり直しを防ぐための最初のステップです。
このガイドでは、これらの計算機の機能、実際に重要な入力、結果の解釈方法、安全に見える数値を信頼できなくする間違いについて説明します。
ケーブル引っ張り張力計算機が実際に計算するもの
直線の水平断面の場合、基本的なスクリーニング公式は次のとおりです。
T = μ × W × L
ここで、T は引っ張り端の張力、μ はケーブルと導管の間の摩擦係数、W は単位長さあたりのケーブルの重量、L はセクションの長さです。ルートに曲がりがある場合、曲がりの向こう側の張力はおよそ次のようになります。
T_out = T_in × e^(μθ)
ここで、θはラジアン単位の曲げ角度です。ほとんどの実用的な計算機は、各曲がりに対してこの指数関係を使用し、ルートに沿って結果を加算します。また、曲げにおける単位長さあたりの半径方向の力である側壁圧力も計算されます。通常、T を曲げ半径 R で割った値です。
| 変数 | 意味 | 代表的なユニット |
|---|---|---|
| μ | 摩擦係数 | 無次元 |
| W | 単位長さあたりのケーブル重量 | N/m または lbf/ft |
| L | 引っ張り長さ | メートルまたはフィート |
| T | 引張点の張力 | Nまたはlbf |
| R | 導管またはトレイの曲げ半径 | メートルまたはフィート |
重要な入力: 摩擦係数とケーブル重量
出力は入力した摩擦係数に応じて決まります。 0.20 から 0.40 に変更すると、直線張力が 2 倍になります。導管内で導体を引っ張る場合の一般的な値は次のとおりです。
- 鋼製電線管、潤滑剤なし: 0.35 ～ 0.50
- PVC コンジット、潤滑剤なし: 0.30 ～ 0.45
- コンクリートダクト、潤滑剤なし：0.50～0.70
- 承認された牽引潤滑剤を使用した導管: 0.15 ～ 0.25
摩擦係数は、測定された定数ではなく、常に推定値として扱ってください。表面の状態、アクセス ポイント間の導管の長さ、ケーブル ジャケットの材質、および潤滑の塗布はすべて変化します。ケーブルの重量は、メーカーのデータシートから取得するか、サンプルの重量を量るのが簡単です。リール全体の重さを利用しないでください。
出力の解釈: ケーブルの制限と比較する
計算された張力は目標ではありません。それは要求です。要求は、ケーブルの最大許容引っ張り張力および側壁圧力よりも低くなければなりません。銅導体の場合、一般的なスクリーニング ガイダンスの 1 つは、導体断面積 1 円あたり 0.008 ポンド力です。したがって、500 kcmil の銅導体には、さらなるチェックを行う前に約 4,000 ポンドの力の張力が許容されます。アルミニウムの場合、サーキュラーミルあたり約 0.006 ポンド力を使用します。
側壁圧力は 2 番目の制限です。一般的な遮蔽キャップは、低電圧ケーブルの場合 300 lb/ft (4.4 kN/m) ですが、一部の大型の単導体ケーブル設計では 500 lb/ft (7.3 kN/m) が可能です。ケーブル製造元の設置マニュアルで両方の値を確認してください。計算機の結果がいずれかの制限に近い場合は、入力を調整するか、プルする前にルートを変更します。
計算結果を無意味にするよくある間違い
ケーブル引っ張り張力計算ツールが誤解を招く数値を与える最も一般的な理由は、ソフトウェアが悪いわけではありません。入力ロジックが間違っています。以下に注意してください。
- 潤滑セクションと乾燥セクションの動作が異なる場合でも、ルート全体に 1 つの摩擦係数を使用します。
- 曲がりは無視。ストレートプル モデルでは、45 度または 90 度の回転ごとに発生する余分な張力は確認できません。
- ケーブルはリールから得られるということを忘れてください。特にリールが適切にガイドされていない場合、リールの張力により導管内の張力が増大します。
- 各電線管セクションの長さではなく、ケーブルの合計長を入力します。
- 予期せぬ粗い箇所、破砕点、または導管の破片に対する安全係数を設定せずに計算を実行する。
電卓はスクリーニングツールです。これにより、プルを詳細に研究する価値があるかどうかがわかります。プルは承認されません。
ストレートプル スクリーニングとフル ルート分析
無料のケーブル引っ張り張力計算ツールの多くは、直線導管、一定の摩擦、累積曲げ解析を行わない固定スクリーニング モデルを使用します。最初のチェックには問題ありませんが、曲がりのあるルートの場合はそうではありません。ルートに曲がりがある場合は、各曲がりに指数係数を順番に適用します。直線セクションの終わりに 90 度の曲がりが 1 つあるだけでも、かなりの割合が増加します。
| 曲げ角度 | θ（ラジアン） | 乗数 e^(0.2θ) |
|---|---|---|
| 30° | 0.524 | 1.11 |
| 45° | 0.785 | 1.17 |
| 60° | 1.047 | 1.23 |
| 90° | 1.571 | 1.37 |
1 回の引っ張りで 2 つの 90° ベンドを行うと、乗数はおよそ 1.37 × 1.37 = 1.87 になります。ストレートプル モデルでは妥当に見える張力でも、曲げが含まれるとケーブルの制限を超える可能性があります。
実践例: 1 回の 90° ベンドで 150 m のプル
摩擦係数 0.20 の潤滑された PVC 導管を通して、質量 0.35 kg/m (3.43 N/m の重量に相当) のケーブルを引っ張るとします。 150 m の直線セクションの場合、牽引端の張力は次のとおりです。
T1 = 0.20 × 3.43 N/m × 150 m = 103 N
90° の曲がりがそのセクションの終わりにある場合は、1.37 を掛けます。
T2＝103N×1.37＝141N
10% の安全マージンを追加すると、目標の引っ張り力は約 155 N (35 lbf) になります。それは手動で簡単に実行できる範囲内です。
次に、ケーブルを重量約 2.2 kg/m のより重い 500 kcmil 銅導体に変更し、同じ 150 m の距離で 1 回曲げると、張力は 0.20 × 2.2 × 9.81 × 150 × 1.37 = 887 N (199 lbf) になります。長さを 2 倍にして 2 回目の曲げを追加すると、2,000 N を超えます。その時点では、もはや手で引っ張ることができる範囲にはありません。
計算された張力が実用限界を超えた場合
推定張力がケーブルの許容限界に近づいた場合、最も安全な判断は、手で引っ張るのをやめて機械を使用することです。ケーブル牽引ウインチは、制御された一定の張力を提供し、導体にひっかかりや過度のストレスがかかるリスクを軽減します。定義されたルート上で 1 回の取り付けを行う場合、つまりジョブに一致する機器です。
張力を制御するマリンケーブル牽引ウインチ このウインチは、ケーブルの張力限界近くで手作業では危険な場合に、機械支援による安定した牽引を実現します。定義されたルートでの単一の取り付けに適しており、ひったくりのリスクや過度のストレスを軽減します。 製品を見る→ ウインチを選択する前に、ケーブル牽引要件とウインチの定格ライン牽引力、ドラム容量、および速度制御を比較してください。ケーブル牽引ウインチのタイプ、仕様、選択に関するガイドを確認すると、牽引力を過大評価したり過小評価したりせずに、機器をプロジェクトに適合させることができます。
1 回の引き出しと連続巻き取り
ケーブルの引き抜きは、必ずしも 1 回限りの取り付け作業であるとは限りません。多くの産業用途では、機器の移動に合わせてケーブルを繰り出したり巻き戻したりする必要があります。船舶の陸上電源ケーブル、電気ショベルの尾部ケーブル、クレーンの給電ケーブルなどが典型的な例です。モーター駆動のケーブル リールは、繰り出しと巻き取りを繰り返す作業向けに設計されています。張力を一定に保ち、コイルの損傷を防ぎ、オペレータにケーブル長を制御する信頼性の高い方法を提供します。
繰り出しと巻き取りを繰り返すモーター駆動のケーブルリール このリールは、陸上電源やショベルテール ケーブルなどの移動機器での繰り返しのケーブル巻き取り用に設計されており、速度と方向を調整できるため、一定の張力を維持し、コイルの損傷を防ぎます。 製品を見る→ 1 回の引っ張りに有効な計算では、周期的な巻き応力がカバーされていないため、違いを理解することが重要です。繰り返し操作を行う場合は、リールの速度、トルク、ケーブルのガイドをすべて機械の選択の一部として評価する必要があります。
電卓の制限とエンジニアを呼び込む時期
アクセスが明確な短期実行の場合は、単純な計算機を使用するだけで十分な自信を持って続行できます。長いルート、複数の屈曲部、垂直セクション、または中電圧および高電圧ケーブルの場合、汎用オンライン計算機は完全なルート分析の代わりにはなりません。専門的な引っ張り計算では、正確な曲げ形状、導管の充填、潤滑剤の種類、およびケーブルの構造が考慮されており、メーカーの仕様にある取り付け方法に従っています。
あなたのプロジェクトがそのカテゴリに該当する場合は、ご相談ください。 ケーブルハンドリング機器メーカー 早い。ドラムの構成、モーター駆動、およびブレーキ システムは、ウインチの最大牽引力と同じくらい重要です。
ケーブル引っ張り張力計算ツールは計画ツールであり、保証するものではありません。現実的な摩擦値を使用し、すべての曲げを考慮し、その結果をケーブルの実際の制限と比較し、数値がそうである場合には機械装置を導入します。この習慣により、途中で引っ張りを発見することが不可能になるという、ケーブルの設置における最も高価な間違いを防ぐことができます。
