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SENAI – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL

TECNOLOGIA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

CABO DE AÇO

GUILHERME PRIM

RIO DO SUL

MARÇO 2010

SENAI – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL

TECNOLOGIA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

CABO DE AÇO

Trabalho de Pesquisa, Elementos de máquina, Tecnologia em Automação Industrial, SENAI

Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial.

Prof. Ademir Heinzen

GUILHERME PRIM

RIO DO SUL

MARÇO 2010

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 4

1.Construções e tipos de cabos 5

1.1Número de pernas e número de Arames das Pernas 5

2.Sentido e tipo de torção dos cabos 5

3.Passo de um cabo 7

4.Lubrificação dos cabos 7

5.Resistências dos cabos 8

6.Cargas de trabalho e fatores de segurança 9

7.Deformação longitudinal dos cabos de aço 10

7.1Deformação estrutural 10

8.Diâmetro de um cabo de aço 10

9.Manuseio 11

10.Inspeção e substituição dos cabos de aço 12

11.Repassamento 12

12.Instalação de soquetes tipo cunha 13

13.Colocação correta dos grampos 13

14.TIPOS DE CABO DE AÇO 14

14.1CONSTRUÇÃO CIVIL 14

14.2ELEVADORES 16

14.3EQUIPAMENTOS 19

14.4MADEIRAS 21

14.5MINERAÇÃO 22

14.6NAVAL 23

14.7PESCA 26

14.8PETRÓLEO 28

14.9SIDERURGIA 30

14.10USINAS DE AÇÚCAR E ÁLCOOL 32

15. TABELA DE CARGAS 34

16. NBR ISO 3108 42

16.1Objetivo e campo de aplicação 42

16.2Comprimento para ensaio 43

16.3Peça de ensaio 43

16.4Ensaio 44

16.5Relatório de ensaio 44

CONCLUSÃO 45

REFERÊNCIAS 46

ANEXO I 47

INTRODUÇÃO

Neste trabalho falarei sobre cabo de aço e sua importância para o dia a dia nas empresas. Bem como seus tipos e seus cuidados. O cabo de aço é muito importantes para o bom funcionamento das empresas e sem ele muitos as empresas teriam muitas dificuldades para executar os trabalhos necessários. Tentarei mostrar neste trabalho todos os tipos de cabo e suas peculiaridades bem como o cuidado que devemos ter com os mesmo.

  1. Construções e tipos de cabos

Construção é o termo genérico empregado para indicar o número de pernas, o número de arames de cada perna, a sua composição e o tipo de alma, como veremos a seguir:

    1. Número de pernas e número de Arames das Pernas

(exemplo: o cabo 6X19 possui 6 pernas e 19 arames cada.)

As pernas dos cabos podem ser fabricadas em uma, duas ou mais operações, conforme sua composição. Nos primórdios da fabricação de cabos de aço as composições usuais dos arames nas pernas eram as que envolviam várias operações, com arames do mesmo diâmetro, tais como:1+6/12 (2 operações) ou 1+6/12/18 (3 operações). Assim eram torcidos primeiramente 6 arames em volta de um arame central. Posteriormente, em nova passagem, o núcleo 1+6 arames era coberto com 12 arames.

Esta nova camada tem por força um passo diferente do passo do núcleo, o que ocasiona um cruzamento com arames internos, e o mesmo se repete ao se dar nova cobertura dos 12 arames com mais 18, para o caso da fabricação de pernas de 37 arames.

  1. Sentido e tipo de torção dos cabos

Quando as pernas são torcidas da esquerda para a direita, diz-se que o cabo é de "Torção à Direita"(Z). Quando as pernas são torcidas da direita para a esquerda, diz-se que o cabo é de "Torção à esquerda"(S).

Nenhum cabo de aço com torção à esquerda deve ser pedido sem que primeiro sejam consideradas todas as características do seu uso. No cabo de torção regular, os arames de cadaperna são torcidos em sentido oposto à torção das próprias pernas(em cruz). Como resultado, os arames do topo das pernas são posicionados aproximadamente paralelos ao eixo longitudinal do cabo de aço. Estes cabos são estáveis, possuem boa resistência ao desgaste interno e torção e são fáceis de manusear. Também possuem considerável resistência a amassamentos e deformações devido ao curto comprimento dos arames expostos.

No cabo de torção Lang, os arames de cada perna são torcidos no mesmo sentido que o das próprias pernas. Os arames externos são posicionados diagonalmente ao eixo longitudinal do cabo de aço e com um comprimento maior de exposição que na torção regular. Devido ao fato dos arames externos possuírem maior área exposta, a torção Lang proporciona ao cabo de aço maior resistência à abrasão. São também mai flexíveis e possuem maior resistência à fadiga. Estão mais sujeitos ao desgaste interno, distorções e deformações e possuem baixa resistência aos amassamentos. Além do mais, os cabos de aço torção Lang devem ter sempre as suas extremidades permanentemente fixadas para prevenir a sua distorção e em vista disso, não são recomendados para movimentar cargas com apenas uma linha de cabo.

  1. Passo de um cabo

Define-se como passo de um cabo de aço a distância na qual uma perna dá uma volta completa em torno da alma do cabo.

  1. Lubrificação dos cabos

A lubrificação dos cabos é muito importante, para sua proteção contra a corrosão e também para diminuir o desgaste por atrito pelo movimento relativo de suas pernas, dos arames e do cabo de aço contra as partes dos equipamentos como por exemplo polias e tambores.

Os Cabos devem ser lubrificados interna e externamente durante o processo de fabricação com um lubrificante composto especialmente para cabos. Esta lubrificação é adequada somente para um período de armazenagem e início das operações do cabo de aço. Para uma boa conservação do cabo, recomenda-se relubrificá-lo periodicamente.

Caso não seja realizado um plano de lubrificação adequado, o cabo se deteriorará rapidamente como segue:

-Ocorrência de oxidação com porosidade causando perda de área metálica e, conseqüentemente, perda de resistência do cabo;

- Os arames começam a ficar quebradiços devido ao excesso de corrosão e quebram-se facilmente;

- Como os arames do cabo movimentam-se relativamente uns contra os outros, durante o uso, ficam sujeitos a um desgaste por atrito. A falta de lubrificação aumenta o desgaste, causando a perda de resistência do cabo provocado pela perda metálica.

- A porosidade também provoca desgaste interno dos arames, resultando em perda de resistência.

Uma curiosidade importante: A lubrificação de um cabo de aço é tão importante quanto a lubrificação de uma máquina.

  1. Resistências dos cabos

A carga de ruptura teórica do cabo é obtida através da resistência dos arames multiplicada pelo total da área da seção de todos os arames.

A carga de ruptura efetiva do cabo é obtida através da carga teórica do mesmo multiplicada pelo fator de enclabamento. Este fator varia conforme as diversas classes de cabos ed aço.

A carga de ruptura prática ou real é determinada em laboratório, no ensaio de ruptura do cabo de aço.

FATOR DE ENCLABAMENTO

CLASSE DO CABO

0,96

CORDOALHA DE 3 E 7 ARAMES

0,94

CORDOALHA DE 19 ARAMES

0,86

6X7

0,825

6X19, 8X19, 8X37 (DELTA FILLER)

0,80

6X37

0,72

18X7 e 34X7

  1. Cargas de trabalho e fatores de segurança

Carga de trabalho é a massa máxima que o cabo de aço está autorizado a sustentar a carga de trabalho de um cabo de uso geral, especialmente quando ele é movimentado, não deve, via de regra, exceder a um quinto da carga de ruptura mínima efetiva do mesmo. O fator ou índice de segurança é a relação entre a carga de ruptura mínima efetiva do cabo e a carga aplicada. No caso acima mencionado, esse fator seria 5.

Um fator de segurança adequado garante:

- Segurança da operação, evitando rupturas.

- Duração do cabo e, conseqüentemente, economia.

Tabela exemplo de fatores de segurança mínimos para diversas aplicações

APLICAÇÕES

FATORES DE SEGURANÇA

CABOS E CORDOALHAS ESTÁTICAS

3 A 4

CABO PARA TRAÇÃO NO SENTIDO HORIZONTAL

4 A 5

GUINCHOS, GUINDASTES, ESCAVADEIRAS

5

PONTES ROLANTES

6 A 8

TALHAS ELÉTRICAS E OUTRAS

7

GUINDASTES ESTACIONÁRIOS

6 A 8

LAÇOS

5 A 6

ELEVADORES DE OBRA

8 A 10

ELEVADORES DE PASSAGEIROS

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  • Os valores da tabela são referenciais, sendo que cada aplicação possuem valores normalizados.

  1. Deformação longitudinal dos cabos de aço

"Cabos Pré-esticados" (Prestretched) Existem dois tipos de deformação longitudinal nos cabos de aço, ou seja: estrutural e elástica.

    1. Deformação estrutural

A deformação estrutural é permanente e começa logo que é aplicada uma carga ao cabo. É motivada pelo ajustamento dos arames nas pernas do cabo e pelo acomodamento das pernas em relação à alma do mesmo.

A maior parte da deformação estrutural ocorre nos primeiros dias ou semanas de serviço do cabo de aço, dependendo da carga aplicada. Nos cabos comum, o seu valor pode ser aproximadamente 0,50% a 0,75% do comprimento do cabo de aço sob carga.Pré-esticamento: a deformação estrutural pode ser quase totalmente removida por um pré-esticamento do cabo de aço. A operação de pré-esticamento é feita por um processo especial e com uma carga que deve ser maior do que a carga de trabalho do cabo, e inferior à carga correspondente ao limite elástico do mesmo.

Em certas instalações, como por exemplo, em "Skips de Altos-Fornos" onde os alongamentos do cabo de aço não podem ultrapassar determinado limite, os cabos devem ser "pré-esticados"(Prestretched). Costuma-se também pré-esticar cabos a serem usados em pontes pênseis ou serviços semelhantes.

  1. Diâmetro de um cabo de aço

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