Bảng 1.4 : Độ bền của dây polyaramid
2.1. Một số hệ cơ học sử dụng trong hoạt động cứu nạn, cứu hộ
2.1.2. Các thiết bị kết nối với dây thiết lập hệ cơ học
a. Móc khóa
* Đặc điểm cấu tạo của móc khóa
Móc khóa dùng trong hoạt động cứu nạn, cứu hộ được chế tạo bằng nhôm, thép hợp kim hoặc thép khơng gỉ, có khả năng chịu lực, chống mài mòn tốt hơn, cũng như nặng hơn so với nhơm sử dụng làm móc khóa trong leo núi. Cấu tạo của móc khóa bao gồm phần khung, thanh đứng, thanh khóa, móc khóa, bản lề, chốt an tồn. Phần thanh đứng đóng vai trị là trục chính của móc khóa, trục phụ là hướng vng góc với trục chính trên mặt phẳng móc khóa.
Hình 2.4: Cấu tạo của móc khóa
Các móc khóa có thể khơng có cơ cấu khóa thanh mở, hoặc sử dụng khóa vặn, khóa xoắn hoặc, khóa từ để khóa thanh mở của móc khóa.
Hình dạng phổ biến của Móc khóa:
- Hình oval: Móc khóa hình oval có phần khung là các đường cong đều nhau, thiết kế hình oval nên tải trọng được đặt lên cả phần trục chính và trục khóa giúp loại bỏ ảnh hưởng của tải ngồi trục.
- Hình chữ D: Do hình dạng khơng đối xứng nên khóa chữ D chịu lực chính trên thanh đứng, bộ phận khóa khơng có tác dụng chịu tải.
30 - Hình chữ D khơng cân (offset D): Thanh móc khóa khơng song song với thanh đứng mà có xu hướng mở ra phía ngồi, phần thanh ngang ở đầu móc dài hơn so với thanh đối xứng cho phép thanh mở có thể tạo ra khoảng mở rộng hơngiúp dễ dàng kết nối với dây hoặc các vật có kích thước lớn.
- Hình chữ D chuyên dụng (HMS – D): móc chữ D chuyên dụng được thiết kế 2 đầu khơng cân xứng, thay vì có tác dụng chịu tải trên thanh đứng thì móc chữ D chuyên dụng này được sử dụng để tạo ra hệ thống di chuyển một chiều, ngăn cho dây bị tuột. (hình…)
Hình 2.5: Hình dạng của móc khóa
Hình 2.6: Hệ thống khóa chuyển động ngược chiều
* Đặc điểm của móc khóa trong hoạt động cứu nạn, cứu hộ
- Đặc điểm khi sử dụng móc khóa:
Sau khi móc phần móc khóa của móc khóa vào dây neo thì cần quay cho phần móc khóa ra xa so với vị trí neo, thanh khóa hướng ra phía ngồi tường, cấu kiện hoặc địa hình để dễ dàng kiểm tra và mở khóa khi cần thiết. Trong quá trình hoạt động ở hệ thống treo, nếu tải trọng khơng ổn định móc khóa có thể bị lệch hướng chịu lực từ hướng chính thành hướng đối giác làm cho độ bền kéo của móc khóa giảm từ 50 – 60%.
31
Chịu tải theo hướng chính Chịu tải theo phương đối giác
Hình 2.7: Hướng chịu tải của móc khóa
- Đặc điểm về độ bền kéo
Yêu cầu đối với móc khóa sử dụng trong hoạt động cứu nạn, cứu hộ phải đảm bảo về độ bền kéo khi đứt như sau:
Bảng 2.1: Độ bền kéo của Móc khóa khi chịu tải
Đối tượng Trục chính (kN) Trục phụ (kN) Trục khóa (kN) Tải trọng lớn
(Người và trang thiết bị)
40.03 10.68 10.68
Tải trọng nhẹ
(khơng tính các trang thiết bị)
20 7 7
Các yêu cầu đối với móc khóa khi chịu lực:
+ Tránh để móc khóa chịu tải theo hướng đi qua trục phụ hoặc qua vị trí thanh mở; Tránh tải trọng tác dụng đa chiều trên móc khóa, ưu tiên tải theo hướng trục chính. Tải trọng đa chiều tác dụng lên trục chính làm giảm 1/3 độ bền kéo của móc khóa tương tự như các nút thắt trên dây. Tải đa chiều trên trục nhỏ có thể làm giảm sức mạnh tới 80% độ bền kéo của móc khóa, lực tác dụng theo phương đa giác làm mất 50% - 60% độ bền kéo của móc khóa;
+ Ln để các thiết bị kết nối và các móc khóa khác cách xa thanh khóa của của móc khóa đang sử dụng;
+ Độ bền kéo của móc khóa khi khơng khóa (khơng đóng chốt an tồn) chỉ bằng một nửa so với độ bền kéo của móc khóa khi khóa (đóng chốt an tồn);
+ Trong quá trình sử dụng phải thường xuyên kiểm tra chốt an tồn của móc khóa để tránh các lực tác dụng làm mở khóa của móc khóa đang sử dụng;
+ Không để dây chạy trên chốt an tồn và thanh khóa của móc khóa;
32 + Khơng vặn quá chặt khóa chốt trong khi móc khóa chịu tải vì rất khó khi mở móc khóa sau khi ngừng chịu tải, để mở được khóa chốt bị kẹt thì cần phải tạo ra lực căng móc khóa như lúc chịu tải để nới lỏng chốt khóa;
+ Tránh kết nối trực tiếp các móc khóa với nhau thành mắt xích; + Tránh để móc khóa móc vào các vật có cạnh sắc.
b. Các rịng rọc
* Đặc điểm cấu tạo của ròng rọc
Cấu tạo cơ bản của ròng rọc cứu nạn, cứu hộ gồm bánh xe kết nối với các đĩa quay thông qua trục quay đi qua tâm của bánh xe ròng rọc sao cho các bộ phận này có thể quay độc lập, trên vành bánh xe có rãnh để dây chạy, ngồi ra cịn có bộ phận móc neo có thể tạo trực tiếp trên các tấm quay hoặc được lắp độc lập với vai trò như một thiết bị gỡ xoắn, ngồi ra tùy thuộc vào tính chất sử dụng mà rịng rọc cịn có các bộ phận khác để kết nối với các thiết bị trong hệ cơ học.
Hình 2.8: Cấu tạo của rịng rọc đơn
d – đường kính rãnh của rịng rọc OD – Đường kính bánh xe của rịng rọc
Hình 2.9: Cấu tạo của bánh xe của ròng rọc cứu nạn, cứu hộ
OD d
33
Hình 2.10: Cấu tạo của của rịng rọc kép
Hình 2.11: Cơ cấu gỡ xoắn dây cho ròng rọc
Trên ròng rọc thường ghi thông số về đường kính dây tối đa chạy trên ròng rọc và tải trọng tối đa của rịng rọc. Ví dụ hình… ghi đường kính dây tối đa là 13mm, tải trọng neo tối đa 50kN, tải trọng trên dây tối đa 25kN.
34 Các loại ròng rọc thường sử dụng trong hoạt động cứu nạn, cứu hộ:
Loại 1 Loại 2 Loại 3
Hình 2.13: Các loại rịng rọc cứu nạn, cứu hộ
Ròng rọc loại 1: Ròng rọc đơn, chỉ ứng dụng trong các hệ thống đơn giản để chuyển hướng của lực kéo tải trọng
Ròng rọc loại 2: Ròng rọc kép, cho phép kết hợp với các ròng rọc động để tạo hệ cơ học linh hoạt
Ròng rọc loại 3: là ròng rọc được thiết kế với rãnh di chuyển rộng cho phép cả các nút chạy trên ròng rọc
* Đặc điểm của ròng rọc trong hoạt động cứu nạn, cứu hộ
- Đặc điểm khi sử dụng:
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sử dụng ròng rọc bao gồm;
+ Kích thước của bánh xe và đường kính rãnh của rịng rọc, đường kính rãnh càng lớn thì ma sát cũng lớn hơn do dây tiếp xúc nhiều hơn với bánh xe. Để đảm bảo u cầu an tồn khi sử dụng rịng rọc, nên chọn rịng rọc có đường kính rãnh trên bánh xe (d) gấp tối thiểu 3 lần so với đường kính dây chạy trên rịng rọc. Một số nhà sản xuất thường ghi đường kính ngồi của bánh xe (OD - overall diameter) trên đĩa quay nên dễ gây hiểu nhầm.
+ Bán kính uống cong của dây, dây bị uốn cong càng nhiều khả năng truyền lực sẽ giảm.
35 + Góc giữa véc tơ tải trọng và véc tơ lực kéo, nếu thiết lập hệ thống rịng rọc để góc giữa 2 véc tơ lực là 1800 thì hiệu suất là tốt nhất.
+ Khi thiết lập hệ ròng rọc tránh cho các sợi dây không cọ sát hoặc bị xoắn dây cũng làm giảm hiệu suất của ròng rọc. (Để giảm xoắn dây trên hệ rịng rọc có thể sử dụng).
- Đặc điểm về độ bền kéo của ròng rọc:
Rọc rọc cứu nạn, cứu hộ có đường kính bánh xe từ 1,5 inch cho tới 4 inch, độ bền kéo tối đa của ròng rọc là khoảng 8000 lbs (khoảng 36 kN).