Correias e Cabos

Correias e Cabos

(Parte 1 de 2)

Universidade Federal da Bahia

Escola Politécnica da UFBA - EPUFBA

Elementos de Máquinas e Motores Professor: Geraldo Natanael

Correias e Cabos de Aço 3ª avaliação do segundo semestre de 2010

Aluno:Vitor Cabral

Salvador, 01 de dezembro de 2010

Cabos de aço

Cabos de aço são feitos de arames esticados a frio e enrolados entre si formando pernas. Essas pernas são enroladas em volta de um núcleo, formando o cabo de aço. Eles sempre trabalham tracionados sob tensão e são elementos de construção mecânica utilizados para transporte, tração, elevação, etc., de cargas.

Estrutura interna de um cabo de aço

Construção de cabos:

Um cabo pode ser construído em uma ou mais operações, dependendo da quantidade de fios e, especialmente, do número de fios da perna. Por exemplo, um cabo de aço 6 por 9 significa que uma perna de 6 fios é enrolada com 12 fios em duas operações.

Classificação de cabos:

Os cabos são classificados quanto a sua composição em normal, warrington, seale, e filler. Na distribuição normal, os fios dos arames e das pernas são de um só diâmetro; na distribuição warrington os fios das pernas têm diferentes diâmetros numa mesma camada; na distribuição seale as camadas são alternadas em fios grossos e finos, e na distribuição filler, as pernas contêm fios de diâmetro pequeno que são utilizados como enchimento dos vãos grossos. Vide figuras:

Distribuição Seale Distribuição Warrington

Tipos de torção dos cabos de aço:

Os cabos de aço apresentam torção das pernas ao redor da alma e podem ser à direita ou à esquerda:

à direitaà esquerda

Nas pernas também há torção dos fios ao redor do fio central. O sentido dessas torções podem variar, obtendo-se situações como torção regular ou em cruz, onde os fios de cada perna são torcidos no sentido oposto ao das pernas ao redor da alma (à direita ou à esquerda), e é um tipo de torção que confere mais estabilidade ao cabo. Outra situação é a torção lang ou em paralelo, onde os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido das pernas que ficam ao redor da alma (também podem ser à esquerda ou à direita), sendo o tipo de torção que aumenta a resistência ao atrito (abrasão) e dá mais flexibilidade ao cabo. Vide figuras:

Torção regular à direita e à esquerdaTorção Lang à direita e à esquerda

Possíveis materiais de fabricação da alma:

Alma de fibra: as fibras podem ser naturais, como o sisal ou o rami, ou artificiais, como o polipropileno (plástico), sendo este o tipo mais utilizado na fabricação da alma. As fibras artificiais têm como vantagens o fato de não se deteriorar em contato com agentes agressivos; serem obtidas em maior quantidade; não absorverem umidade. Mas também tem como pontos negativos o maior custo e a aplicação em cabos especiais.

Outro tipo de material utilizado para a fabricação da alma é o algodão, mas este tem a limitação de só poder ser usado em cabos de pequenas dimensões. Temos também o asbesto, que pode constituir a alma de um cabo quando este trabalhar sujeito a altas temperaturas. O aço quando aplicado à alma, oferece maior flexibilidade somada à alta resistência à tração.

Preformação dos cabos de aço:

Os cabos de aço são fabricados por um processo especial, de modo com que os arames e pernas possam ser curvados de forma helicoidal, sem formar tensões internas. As principais vantagens dos cabos preformados são o manuseio mais fácil e seguro, continuar curvado mesmo após a quebra de um arame, e não haver necessidade de amarrar as pontas.

Fixação dos cabos de aço:

Os cabos de aço são fixados em sua extremidade por meio de ganchos ou laços.

Os laços são resultados do trançamento do próprio cabo, os ganchos são acrescentados ao cabo.

GanchosLaços

Dimensionamento da utilização e da escolha dos cabos de aço:

Para dimensionar os cabos calculamos a resistência do material de fabricação aos esforços a serem suportados por esses cabos. É necessário verificar o nível de resistência dos materiais à ruptura. Os tipos, características e resistência à tração dos cabos de aço são apresentados nos catálogos dos fabricantes.

Carga de ruptura teórica:

É determinada por meio do produto entre a tensão de ruptura dos arames e a área total da secção transversal de todos os arames.

Carga de ruptura efetiva:

É menos que a carga teórica, em virtude do encablamento dos arames. Essa constatação ocorre em laboratório, quando o cabo é submetido a teste de ruptura.

Relação entre as Cargas Efetiva e Teórica em %

Porcentagem % Construção do cabo

Cordoalha de 3 a 7 fios Cordoalha de 19 fios 6 x 12,0 6 x 24,0 6 x 7,0 6 x 25,6 x 19,8 x 19,0 6 x 41,6 x 37,0 6 x 42,18 x 7,0

Cargas de trabalho e fatores de segurança:

A carga de trabalho para cabos, em geral, não deve exceder 1/5 da carga de ruptura mínima efetiva especificada para ele.

Fator de Segurança:

A utilização do fator de segurança ideal acarreta a segurança da operação, evitando rupturas; aumento da vida útil do cabo, entre outras. Fatores de segurança nos cabos, indicados para as diferentes aplicações:

Aplicações Fatores de Segurança

Cabos e cordoalhas estáticas Cabo para tração horizontal

Guinchos

Pás, guindastes e escavadeiras

Pontes rolantes

Talhas elétricas e outras

Derriks (guindaste estacionário)

Elevadores de baixa velocidade (carga) Elevadores de alta velocidade (passageiros)

3 a 4 4 a 5 5 5 6 a 8 7 6 a 8 8 a 10 10 a 12

Deformação Elástica:

A deformação elástica nos cabos é medida pela Lei de Hooke, ou seja, segue a expressão abaixo:

∆l= _ F . l _

Am . E

(Parte 1 de 2)

Comentários