Шероховатости в зависимости от угла их охвата веревкой

и приведенного коэффициента трения f_пр

spravochnik_spas_12. qxp 02.08.2006 13:26 Page 147

Например, спасатель идет по сухой плите в резиновых калошах, опасности пооскальзывания нет. Но стоит ему наступить на участок плиты, покрытый, например, водой, льдом, сухой пылью и мелкой крошкой, как трение сразу уменьшится, а величина сбрасывающей силы станет больше нуля. Срыв и падение в данном случае неизбеж) ны. Связь усилия страховки с усилием задержания следующая. Если между страхующим и страхуемым нет промежуточных опор трения, то усилие страховки равно усилию задержания. Для уменьшения нагрузки, приходящейся на страхующего при срыве страхуемого, между ними вводят промежуточные узлы трения (различные тормо) за, карабины и т.д.), которые позволяют получить те же усилия задер) жания страхуемого при гораздо меньших усилиях страховки. Коэф) фициент преобразования усилий К показывает, во сколько раз стра) ховочное устройство (узел трения) увеличивает усилие страховки.

Коэффициент преобразования усилий любого узла трения по закону Эйлера определяется как Кi = е^\ где f_np - приведенный коэффициент трения веревки в узле трения; βi) угол охвата веревки i)го страхующего устройства. Введение понятия f_np вызвано тем, что, строго говоря, эта величина для наших задач характеризуется не только трением какой)либо пары материалов, например, капрон -сталь, но и зависит от конструкции веревки и от соотношения диаме) тра веревки к радиусу огибаемой поверхности. Именно поэтому величину К следует определять экспериментально (в первую оче) редь для искусственных опор и тормозов).

Зависимость К от β и f_np показана на рис. 2. Например, для кара)

бина и веревки диаметром 10 мм, охватывающей его с поворотом 180 град. К = 2.

Коэффициент преобразования усилий для всей страховочной цепи Ксц при наличии нескольких узлов трения, включая тормозные устройства страхующего, с коэффициентами K₁K2,...K_n определяет) ся как Ксц = К = К1•К2^•К3^•...^•Кn. Таким образом, усилие задержания линейно зависит от усилия страховки и величины Ксц или F_зад = Ксц •

Fстр.

На рис. 3 показан пример страховочной цепи и распределение усилий в различных частях веревки при задержании сорвавшегося.

Величина усилия задержания должна быть больше сбрасываю) щей силы (ограничение слева). Усилие задержания не должно быть и больше определенной величины, чтобы в момент падения не вызвать повреждений у страхуемого, разрыва его обвязки (веревки) или разрушения опор (ограничение справа), в первую очередь самых верхних в страховочной цепи.

spravochnik_spas_12.qxp 02.08.2006 13 :26 Page 148

Между усилением задержания и усилием, направленным на раз) рушение точки закрепления (при использовании обычных караби) нов), справедливо соотношение: F_кр примерно равно 1,5F_зад. Есте) ственно, что для успешного задержания необходимо, чтобы усилие, действующее на опоры, не превышало пределов их прочности.

Это подтверждает известное соотношение между нагрузкой на все элементы страховочной цепи, действиями страхующего и вели) чиной трения веревки в узлах трения данной страховочной цепи.

стр Си.

выступ

страхующий

Рис. 3. Пример схемы страховочной цепи в момент задержания сорвавшегося

Вял и номер страховочно? цепи

Рис. 4. Диаграмма распределения усилий в веревке в момент задержания сорвавшегося

spravochnik_spas_12. qxp 02.08.2006 13:26 Page 149

Чем больше усилие задержания, тем меньше нужно протрав) ливать веревку в страховочную цепь. Такой вид зависимости сле) дует из баланса энергии при задержании с протравливанием, который можно записать в виде:

Fсбр (Lсв.пад. ^/Lпр) ^{= F}сбрLпр.

Исходя из последнего выражения, НЗ на протравливание в относительном виде будет: L_пр = L_пр/L_св._пад. = 1/(F_зад/F_стр - 1).

L_{CB пад}. - глубина падения сорвавшегося до начала протравли) вания страхующим.

Задержание сорвавшегося можно обеспечить, создавая боль) шое усилие задержания на малой длине протравливания или соз) давая малое усилие задержания и увеличивая длину протравли) вания. Запас на протравливание также зависит от массы страхуе) мого, крутизны склона и значения коэффициента трения одежды падающего спасателя о поверхность склона.

Кроме перечисленных факторов, характеризующих качество страховки, номограмма содержит данные и о величине перегруз) ки, испытываемой страхуемым во время его задержания. Послед) няя определяется как отношение величины замедления при тор) можении к величине ускорения свободного падения, или, исполь) зуя известные параметры:

П = F_зад/(mg).

Левые и правые границы всех заштрихованных зон на нижнем поле построены, соответственно, при f₀ = 0,4 и 0,1.

При задержании более легких по весу участников усилие задержания должно быть снижено, чтобы величина перегрузки не стала чрезмерной.

На рис. 5. показана номограмма для решения ситуационных задач по страховке на скальных склонах с примерно одинаковым диапазоном прочности опор и остальных параметров процесса задержания.