CABOS DE AÇO Cabos são elementos de transmissão que suportam cargas (força de tração), deslocando-as nas posições horizontal, vertical ou inclinada. Os cabos são muito empregados em equipamentos de transporte e na elevação de cargas, como em elevadores, escavadeiras, guindastes e pontes rolantes. O cabo de aço se constitui de alma e perna. A perna se compõe de vários arames em torno de um arame central, conforme a figura. 1
Construção de cabos Um cabo pode ser construído em uma ou mais operações, dependendo da quantidade de fios e, especificamente, do número de fios da perna. Um cabo de aço 6x19 (Lê-se 6 por 19) significa que contém 6 pernas com 19 fios cada. 2
COMPOSIÇÃO DOS CABOS DE AÇO Distribuição normal: os fios dos arames e das pernas são de um só diâmetro. Distribuição seale: as camadas são alternadas em fios grossos e finos. Distribuição filler: as pernas contêm fios de diâmetro pequeno que são utilizados como enchimento dos vãos dos fios grossos. Distribuição warrington: os fios das pernas têm diâmetros diferentes numa mesma camada. 3
Tipos de alma de cabos de aço As almas de cabos de aço podem ser feitas de vários materiais, de acordo com a aplicação desejada. Existem, portanto, diversos tipos de alma. Veremos os mais comuns: alma de fibra e alma de aço. ALMA DE FIBRA É o tipo mais utilizado para cargas não muito pesadas. As fibras podem ser naturais (AF) ou artificiais (AFA). As fibras naturais utilizadas normalmente são o sisal ou o rami, já a fibra artificial mais usada é o polipropileno (plástico). ALMA DE AÇO A alma de aço pode ser formada por uma perna de cabo (AA) ou por um cabo de aço independente (AACI), sendo que este último oferece maior flexibilidade somada à alta resistência à tração. 4
TIPOS DE TORÇÃO Torção regular ou em cruz Os fios de cada perna são torcidos no sentido oposto ao das pernas ao redor da alma. As torções podem ser à esquerda ou à direita. Esse tipo de torção confere mais estabilidade ao cabo. Torção lang ou em paralelo Os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido das perna que ficam ao redor da alma. As torções podem ser à esquerda o à direita. Esse tipo de torção aumenta a resistência ao atrito (abrasão) e dá mais flexibilidade. Desgastes do cabo 5
CARGAS DE TRABALHO DOS CABOS DE AÇO Como regra geral, a carga de trabalho não deverá ser maior do que 1/5 da carga de ruptura tabelada do cabo. Porém, o cálculo mais preciso é feito através do fator de segurança. 6
ESCOLHA DO TIPO DE CABO Recomenda-se utilizar um cabo com arames externos finos quando estiver submetido a muito esforço de fadiga de dobramento, e arames externos grossos quando submetido a desgaste por abrasão. Por exemplo, temos que o cabo tipo 6x41 possui flexibilidade máxima e resistência a abrasão mínima, ao passo que o cabo tipo 6x7 possui flexibilidade mínima e resistência à abrasão máxima. Outras aplicações ver catálogo do fabricante Ex: CIMAF 7
DIMENSÃO DE POLIAS E TAMBORES Cada tipo de cabo possui uma flexibilidade própria e, consequentemente, um diâmetro mínimo que permite ser dobrado. Por esse motivo, existe um diâmetro da polia e do tambor ideal para cada tipo de cabo (valores mínimos que devem ser respeitados). 8
DIMENSÃO DE POLIAS E TAMBORES CANAIS DAS POLIAS 9
EXEMPLO Calcular a força máxima que pode ser utilizado em um cabo tipo 6x19 AF, com diâmetro de ½. O cabo será utilizado como cordoalha para içamento de carga. De acordo com a tabela do fabricante (Tabela técnica 14), a carga de ruptura para o cabo com material tipo Improved Plow Stell é de: Carga de ruptura = 97100 N O fator de segurança de acordo com a aplicação: F.S. = 4 10
TABELA CARGA MÍNIMA DE RUPTURA (N) 11
CUIDADOS COM CABOS DE AÇO evitar LUBRIFICAÇÃO manual CIMAF Pág. 18 certo errado 12
CUIDADOS COM CABOS DE AÇO 13
CUIDADOS COM CABOS DE AÇO 14
CUIDADOS COM CABOS DE AÇO 15
Exercício 1 a)calcular um cabo de aço para uma talha levantar uma carga de 8 Toneladas. b) Calcular o diâmetro do tambor e o n de voltas que o tambor deve efetuar para levantar esta carga a 6 metros de altura. c) Calcular o cabo de aço da cordoalha de içamento. 16
Exercício 2 a)calcular um cabo de aço para uma ponte rolante levantar uma carga de 35 Toneladas. b) Calcular o diâmetro do tambor e o n de voltas que o tambor deve efetuar para levantar esta carga a 15 metros de altura. 17