Aula 1 - Cabos de Aco

Aula 1 - Cabos de Aco

Máquinas de Elevação e Transporte Elementos de Transmissão –cabos de aço

Professor: Imar de Souza Soares Junior

Introdução • Oqueseráabordado nesta aula?

– Oquesão e ondesão aplicados oscabos de aço? – Tipos decabos;

– Dimensiona mento;

– Especificação Técnica;

– Manutenção e Segurança; • Exercícios(exe mplos de aplicação prática)

•Tipos de cabos – Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da

Elementos de Transmissão

– Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da distribuição dosfios e m suas pernas, co mosegue abaixo:

• Nor mal Osfios dos ara mes e das pernassão de u msódiâmetro.

Elementos de Transmissão • Nor mal Osfios dos ara mes e das pernassão de u msódiâmetro.

•Tipos de cabos – Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da

Elementos de Transmissão

– Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da distribuição dosfios e m suas pernas, co mosegue abaixo:

• Nor mal Osfios dos ara mes e das pernassão de u msódiâmetro. • Seale Asca madassão alternadas e mfios grossos efinos.

Elementos de Transmissão • Seale Asca madassão alternadas e mfios grossos efinos.

•Tipos de cabos – Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da

Elementos de Transmissão

– Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da distribuição dosfios e m suas pernas, co mosegue abaixo:

• Nor mal Osfios dos ara mes e das pernassão de u msódiâmetro. • Seale Asca madassão alternadas e mfios grossos efinos.

• Filler As pernas contêmfios de diâmetro pequeno que são utilizados co mo enchimento dosvãos dosfios grossos.

Elementos de Transmissão

• Filler As pernas contêmfios de diâmetro pequeno que são utilizados co mo enchimento dosvãos dosfios grossos.

•Tipos de cabos – Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da

Elementos de Transmissão

– Uma das for mas de classificar mos os cabos de aço é através da distribuição dosfios e m suas pernas, co mosegue abaixo:

• Nor mal Osfios dos ara mes e das pernassão de u msódiâmetro. • Seale Asca madassão alternadas e mfios grossos efinos.

• Filler As pernas contêmfios de diâmetro pequeno que são utilizados co mo enchimento dosvãos dosfios grossos.

• Warrington Osfios das pernastêm diâmetros diferentes nu ma mes ma ca mada.

Elementos de Transmissão

• Warrington Osfios das pernastêm diâmetros diferentes nu ma mes ma ca mada.

Elementos de Transmissão Elementos de Transmissão

• Dimensiona mento

Para dimensionar cabos, calcula mos aresistência do material defabricação aos esforços a sere m suportados por esses cabos. Énecessário verificar o nível deresistência

Elementos de Transmissão esforços a sere m suportados por esses cabos. Énecessário verificar o nível deresistência dos materiais àruptura. Ostipos, características eresistência àtração dos cabos de aço são apresentados noscatálogos dosfabricantes.

Cálculo da carga mínima de ruptura para os cabos de aço

A carga de ruptura mínima, F min , expressa em kN, deve ser calculada usando-se a seguinte equação:

F min x Rr x K

Onde: -d é o diâmetro nominal do cabo, em milímetros;

- R r é a categoria de resistência à tração do cabo, em newton por milímetro quadrado;

-K é o fator da carga de ruptura mínima para uma determinada classe de cabo.

Os fatores de carga de ruptura mínima para os cabos estão apresentados na Tabela a seguir:

Elementos de Transmissão

• Dimensiona mento Fatores decarga deruptura

• Dimensiona mento Laços

Elementos de Transmissão

CT= Cr x Ke x fCT= Cr x Ke x f 5 x Km

CT= Carga de Trabalho Cr = carga deruptura mínima efetiva docabo de aço(ver NBR6327); Ke = eficiência doter minal(0, 9para extre midadestipo 1, 2e 4e 0, 7para extre midadestipo 3); Km = fator querelaciona massaco mforça. Na NBR13541ofator utilizado Km= 10; F= fator paracálculo decargaF= fator paracálculo decarga - Fator= 1, paralaçosimples;

- Fator= 1, 4, paraconjunto de doislaços;

- Fator= 2, 1, paraconjunto de quatrolaços.

Elementos de Transmissão • Dimensiona mento

Elementos de Transmissão

• Dimensiona mento Fator desegurança

Elementos de Transmissão

Tabela de Cargas

Laços de cabos de aço de acordo com as normas NBR 11900 –Tipo I e NBR 13541

Cabos de aço com resistência mínima de 180 kgf / mm2 –cargas de trabalho em tf Cabos de aço com resistência mínima de 180 kgf / mm2

–cargas de trabalho em tf

Elementos de Transmissão Tabela de Carga de Ruptura e Peso e mtf(confor me NBR6327)

I.P.S -Improved Plow Steel aço de alta resistência para cabo E.I.P.S -extra improved plow steel aço de extra alta resistência para cabo

Elementos de Transmissão Pesquisa de cabo site da CIMAF

Elementos de Transmissão

• Especificação Técnica

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 ao lado.

Elementos de Transmissão

• Especificação Técnica

Um cabo pode ser construído e m u ma ou mais operações, dependendo da quantidade defios e, especifica mente, do número defios da perna.

Por exe mplo: u mcabo de aço 6por 19significa que u ma perna de 6fios éenrolada co m 12fios e m duas operações, confor mesegue:

Elementos de Transmissão • Especificação Técnica

As almas de cabos de aço pode m serfeitas de vários materiais, de acordo co m a aplicação desejada. Existe m, portanto, diversostipos de alma.aplicação desejada. Existe m, portanto, diversostipos de alma.

Alma defibra Éotipo mais utilizado para cargas não muito pesadas. Asfibras pode mser naturais(AF)ou artificiais(AFA).

Asfibras naturais utilizadas nor malmente são o sisalou ora mi. Jáafibra artificial mais usada éo polipropileno(plástico).

Vantagens dasfibras artificiais: - nãose deteriora m e m contatoco m agentes agressivos;

- são obtidas e m maior quantidade;

- não absorve m u midade.

Desvantagens dasfibras artificiais: - são mais caras;

- são utilizadasso mente e m cabos especiais.

Elementos de Transmissão • Especificação Técnica

Alma de algodão Tipo de alma que é utilizado e m cabos de pequenas dimensões.dimensões.

Alma de asbesto Tipo de alma utilizado e m cabos especiais, sujeitos a altas te mperaturas.

Alma de aço Aalma de aço pode serfor mada por u ma perna de cabo(A)ou por u m cabo de açoindependente(AACI), sendo que este último oferece maiorflexibilidade so mada àaltaresistência àtração.

cabo com alma de aço formada por cabo independente AACIcabo independente AACI cabo com alma de aço formada por uma perna A

Elementos de Transmissão • Especificação Técnica

Tipos detorção

Os cabos de aço, quandotracionados, apresenta mtorção das pernas aoredor da alma. Nas pernasta mbém hátorção dosfios aoredor dofiocentral. Osentido dessastorções podevariar, obtendo- se assituações:

Torçãoregular ou e m cruz: Osfios de cada perna sãotorcidos no sentido oposto ao das pernas aoredor da alma. Astorções pode m ser àesquerda ou àdireita. Essetipo detorção confere mais estabilidade aocabo. confere mais estabilidade aocabo.

Torção lang ou em paralelo: Os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido das pernas que ficam ao redor da alma. As torções podem ser à esquerda ou à direita. Esse tipo de torção aumenta a resistência ao atrito (abrasão) e dá mais flexibilidade.

Elementos de Transmissão

• Especificação Técnica - Interpretação da Especificação de u m cabo de aço:

Elementos de Transmissão

• Especificação Técnica - Diâmetrosindicados para polias eta mbores- Diâmetrosindicados para polias eta mbores

Elementos de Transmissão

Manutenção esegurança

As rupturas por ara mes ocorre m por abrasão, fadiga ou algu m a massa mentoAs rupturas por ara mes ocorre m por abrasão, fadiga ou algu m a massa mento localizado gerado por usoindevido ou pelo desgaste de uso.

Elementos de Transmissão

Manutenção esegurança

Cha ma mos a atenção para a correta

Cha ma mos a atenção para a correta montage m dos cabos, a qual deve ser feita co m braçadeiras (clipes, gra mpos) do tipo pesado e deve m ser aplicadas de maneira que as porcas de fixação deva mficar nolado da ponta do cabo não cortado. Éimportante não es magar o cabo co m a braçadeira, mantendo u m torque de aperto das porcas da mes ma e m 52 N. m.

Elementos de Transmissão

Manutenção esegurança

Para prevenir a corrosão externa dos cabos de aço, reco menda- se a suaPara prevenir a corrosão externa dos cabos de aço, reco menda- se a sua lubrificação periódica, be m co mo doslaçosfeitos co m cabos de aço. A boalubrificação protege contra a corrosão e au menta a durabilidade do cabo. Para essa operação, nunca use óleo queimado.

Prefira oslubrificantes especialmente desenvolvidos para essefim.

Exemplos de lubrificação: Exemplos de lubrificação: 1)Com pincel; 2)Com estopa; 3)Por gotejamento ou pulverização.

Referências Bibliográficas

•HIBBELER, R.C. Resistência dos Materiais LTC Editora –Rio de Janeiro –3ª Edição ISBN –85 –216 –1228 –1

•TIMOSHENKO, S, P. –Resistência dos Materiais 2 volumes. Ed. Ao Livro Técnico S.A. Rio de •TIMOSHENKO, S, P. –Resistência dos Materiais 2 volumes. Ed. Ao Livro Técnico S.A. Rio de Janeiro.

•BEER, Ferdinand P & JOHNSTON, E Russel. Resist~encia dos Materiais Editora Mc Graw Hill do Brasil. São Paulo

•NASH, W.A. –Resitência dos Materiais –Editora Mc Graw Hill do Brasil

•POPOV, E. P. –Resistência dos Materiais –Editora Prentice-Hall do Brasil

•Apostilas do Telecurso 2000

• Site: http://w. a mundialferragens. co m. br

• Site: http://w. cabofer. co m. br

• Site: http://pt. wikipedia. org

1)Dimensione o cabo de aço e o diâmetro do eixo dota mbor paraiça mento dacarga nosiste mailustrado abaixo: Obs.: O material a ser utilizado e o ABNT 1040L, co m ζ = 50 MPa(tensão

Exemplos de Aplicação admissíveldecisalha mento natorção).

Redutor

Exercícios

• 1)Dimensione u m cabo de aço a ser utilizado e m u m guincho que deve erguer u ma carga de 1500kgfco m u m ângulofor mado porsuas pernas de 50º.

Elementos de Transmissão I

Cabos são ele mentos de trans missão que suporta m cargas (força de tração), deslocando- as nas

• Oquesão e ondesão aplicados oscabos de aço? suporta m cargas (força de tração), deslocando- as nas posições horizontal,inclinada ouvertical.

Os cabos são muito e mpregados e m equipa mentos detransporte e na elevação de cargas, co mo e m elevadores, escavadeiras, pontesrolantes.

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• Oque são e onde são aplicados os cabos de aço? Elementos de Transmissão I

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1)Qualo valor de x? Exercícios

Exercícios

Determine as forças de tração nos cabos AB e BC da figura abaixo. Considere os cabos ideais.

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