Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Радиочастотные линии

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [45] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

опор или на консоли (рис. 8.36, в). Если радиус кривизны очень велик, то dy/dx мала, и ею можно пренебречь. Обычно у балок и рельсов £/=10*"-10*2. В результате экспериментального исследования установлено, что у самого жесткого кабеля £/=10*-10 т. е. жесткость кабеля меньше жесткости балок в 10*-10 раз.


[. уг ,

р б)


маке

Рис. 8.3. Схемы изгиба кабеля:

а) под действием изгибающего момента М\ б) на консоли под действием собственной массы; в) на двух опорах под действием силы; г) на одной опоре под действием силы

Учитывая, что теоретические исследования очень сложны и их результаты не дают хороших совпадений с практическими показателями, целесообразно в большинстве случаев проводить экспериментальное исследование гибкости различных типов кабелей. Известны различные методы экспериментального определения гибкости [3]. Целесообразно выбирать те методы, которые обеспечивали бы для каждой группы кабелей наибольшее удобство и точность измерений. Например, для гибких кабелей удобно принять метод измерения прогиба под влиянием силы, приложенной к его середине, при этом оба конца кабеля располагают на опорах (рис. 8.3в). Для определения гибкости жестких кабелей, а также гибких кабелей при пониженных температурах можно использовать метод, когда один конец кабеля закрепляется на опоре, а к свободному его концу может подвешиваться груз (рис. 8.3г).

Экспериментально определяемая величина прогиба кабеля зависит от ряда факторов, таких, как конструкция кабеля и материалы, геометрические размеры, длина образца и величина приложенной внешней силы, время выдержки образца под действием изгибающих усилий и температуры окружающей среды. Необхо-270

димо находить оптимальные условия измерения прогиба для кабелей разных типов. Кроме того, перед измерением прогиба целесообразно вБщерживать образцы кабелей в жестких металлических трубках при повышенных температурах в течение нескольких часов для снятия остаточных деформаций. Длины образцов и прилагаемое усилие следует подбирать так, чтобы кабель работал в области, близкой к области упругих деформаций. Оптимальное время выдержки образцов кабеля под грузом или под влиянием собственной массы определяется из графика, приведенного на рис. 8.4а.

Результаты экспериментальных исследований, представленные на рис. 8.46, в, свидетельствуют о том, что имеют место две сущест-

Г"

t.muh

20 40 длина, см


tlpozus, см

Рис. 8.4. Зависимость прогиба кабеля под действием собственной массы от времени (а), длины образца (б), приложенной силы (в)

/О"

? -----

h

-ёо 25 t/C

Рнс. 8.5. Зависимость ко-эффициеигга гибкости кабеля от температуры: для кабелей особогиб-ких (1), повышенной гибкости (2), гибких (3) и полужестких (4)

венно различные области зависимости между прогибом и массой: при малых внешних усилиях прогиб имеет линейную зависимость (область /); начиная с некоторого значения приложенной силы, эта зависимость становится нелинейной (область ). Гибкость существенно зависит от геометрических размеров кабеля, например при увеличении диаметра кабеля в 9 раз его гибкость умень-



шается более чем на три порядка (при условии одинаковой конструкции).

Большой интерес представляет зависимость гибкости кабелей от температуры. Известно, что пластичность проводниковых, изоляционных и защитных материалов изменяется с изменением температуры. Но важно выяснить, как это количественно влияет на гибкость кабелей. Результаты измерений зависимости прогиба кабеля от температуры представлены на рис. 8.5. Из этих рисунков видно, что гибкость кабелей сильно изменяется при изменении температуры, причем ход этой зависимости определяется в основном поведением модуля упругости кабеля при изменении температуры, а величина гибкости изменяется в рабочем интервале •температур в единицы и десятки раз [6].

По параметру гибкости радиочастотные кабели можно разделить на следующие пять групп (слева дано значение коэффициента гибкости при температуре -f25±10°C, l/r-CM):

1. Жесткие........ 10- н менее

2. Полужесткие....... 10--10-

3. Гибкие......... 10-»-10-*

4. Повышенной гибкости..... 10-*-10-

5. Особогибкие....... 0,01-0,1

8.4, ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ КАБЕЛЯ ПРИ КРУЧЕНИИ

В ряде случаев при перемотке или в процессе укладки радиочастотного кабеля происходит его осевое кручение, так как к концам кабеля в плоскости поперечного сечения прикладываются обратно направленные моменты (рис. 8.6). Это приводит к деформации отдельных элементов кабеля.

Кручение внутреннего проводника. Если скручивать образец кабеля длиной /= 1 м на ±AN оборотов, то происходит изменение шага скрутки (растяжение или сжатие проволок наружного повива) на величину

1± 10-3 дм (8.16)

и изменение длины проволок

Д/ = / /= 10з/ !---\-\

\sin ах sin а ]

(8.17)

где А -шаг скрутки; а - угол наклона проволок наружного повива к поперечному сечению; о - предел прочности; Е-модуль упругости материала проводника.

Расчет, сделанный для внутреннего проводника кабеля 7x0,46 мм, показывает, что деформации проволок находятся в пределах упругости прн ДЛ1:+3,29 об/м и A/Vi-3,36 о61/л. Максимально допустимое суммарное осевое кручение кабеля с та-272

КИМ же проводником A-Vj; = AVi =6,65 об/м. При

ANx >6,65 об/м деформации проводника будут необратимыми, а при многократном реверсивном кручении кабеля внутренний про-ввдник будет распушаться, деформироваться и разрываться.

Кручение изоляции. Предельный угол скручивания изоляции кабеля из условия сохранения ее прочности может быть определен из выражения

Фм.„с = адС/р. , (8.18)

где Мк - крутящий момент; С - модуль сдвига; /р - полярный момент инерции сечения; / - длина кабеля. Крутящий момент

/Wk = 2тм,„Л/, (8-19)

где D - наружный диаметр изоляции, т - касательное напряжение в точках наружной поверхности.

С учетом высоких значений относительного удлинения изоляционных пластмасс предельный угол кручения изоляции может быть значительным. Экспериментально установлено, что кручение сплошной полиэтиленовой изоляции кабеля диаметром 4,6 мм при температуре 25±10°С на 12 об/м не вызывает видимых повреждений или изменений ее поперечных размеров.

Продольная ось меля .2>


Рис. 8.6. Деформация элемента кабе- Рис. 8.7. Деформация внешнего проводника кабеля при осевом кручении: а) не скручеяы; б) 2,5 об/м; в) 5 об/м

ля при осевом кр)чении

Кручение внешнего проводника в виде оплетки. Изменение длины проволок оплетки может быть определено по ф-ле (8.17), где а - угол между направлением пряди оплетки и плоскостью, перпендикулярной оси кабеля; / - длина проволок в пряди оплетки на длине одного метра кабеля.



Расчеты показывают, что в пределах упругой деформации проволок оплетки (диаметр проволок оплетки - 0,15 мм, число проволок в пасьме - 6, угол оплетки - 50°, плотность оплетки - 88-92%, диаметр изоляции - 4,6 мм) предельное скручивание кабеля Л=0,24 об/м. При дальнейшем скручивании кабеля происходит необратимый процесс деформации оплетки, так как угол подъема прядей оплетки, направленных в сторону кручения, уменьшается, а в противоположную сторону - увеличивается. Происходят натяжение и удлинение прядей оплетки, направленных в сторону кручения, и ослабление прядей противоположного направления. Начиная с некоторой критической величины угла скручивания (например, для кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией диаметром 4,6 мм-1,5 об/м), происходит заметное «вспучивание» ослабленных прядей (рис. 8.7). Это приводит к искажению линий тока в проволоках оплетки и к существенному увеличению ее сопротивления на СВЧ.

Таким образом, осевое кручение кабеля может приводить к значительной нестабильности его параметров. Уменьшение нестабильности параметров при кручении может быть осуществлено.


Рис. 8.8. Укладка кабеля в виде «вось.мерок» !

например, если в процессе укладки кабеля по спирали проводить предварительное равномерное его кручение в допустимых пределах в обратном направлении либо проводить укладку кабеля fi виде восьмерок (рис. 8.8). Устройство для укладки кабеля может быть изготовлено из эластичного материала в виде цилиндра, на внутренней поверхности которого укладывают кабель либо по спирали, либо в виде восьмерок [7].

8.5. СТОЙКОСТЬ РАДИОЧАСТОТНЫХ КАБЕЛЕЙ К МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ

В процессе монтажа и в ряде случаев в процессе эксплуатации радиочастотные кабели могут подвергаться механическим воздействиям различного рода. Жесткие и полужесткие коаксиальные кабели не допускают многократных изгибов, а также таких видов

деформации, как кручение и растяжение. Многократным изгибам обычно подвергают кабели таких групп, как гибкие, повышенной гибкости и особогибкие, которые предназначены для использования в соответствующих условиях.

Испытания на проверку стойкости кабеля к изгибу проводят с помощью установки, состоящей из подвижного зажима, кривошипно-шатунного механизма, обеспечивающего колебательные движения с определенной скоростью, коробки скоростей и натяжного устройства. Схема установки показана на рис. 8.9. При испытании один конец испытуемого образца кабеля / закрепляется в подвижном зажиме, другой - в натяжном устройстве 2. Цикл испытаний заключается в изгибании образца на заданный угол по роликам 3 вправо и влево от исходного положения. Для регистрации электрических параметров кабеля при изгибе кабель может быть присоединен к измерительным электрическим схемам.

Испытания кабелей на стойкость к навиванию проводят на установке, состоящей из механизма, обеспечивающего реверсивное вращение, натяжного устройства и стойки с набором сменных цилиндров диаметрами до 25-кратного наружного диаметра

испытываемого кабеля. Цикл испытания заключается в навивании образца кабеля сначала в одном направлении, а затем после выпрямления - в противоположном, так чтобы слои, растягиваемые в первом случае, сжимались во втором случае. Навивание образца следует проводить с такой степенью натяжения, чтобы образец плотно прилегал к цилиндру. Количество циклов испытаний и число витков должны соответствовать требованиям технических условий на кабель.

Проверка кабелей на стойкость к многократным перегибам через систему роликов проводится на установках, схемы которых приведены на рис. 8.10а и б. Закрепленный образец кабеля / проходит через систему роликов 3 из одного крайнего положения в одном направлении в другое крайнее положение в противоположном направлении под действием растягивающей нагрузки 5 на рис. 8.10а или 2 на рис. 8.106 с определенной скоростью. Диаметр роликов, усилие натяжения и скорость перемотки (возвратно-поступательного движения каретки 4) должны соответствовать требованиям технических условий на кабель. Конструкция зажимов натяжного устройства должна обеспечивать равномерное по поверх-


Рис. 8.9. Схема установки для проверки стойкости кабелей к изгибу



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [45] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68



0.0083
Яндекс.Метрика