Calculo da Vida de Cabos de Aço em Máquinas de Elevação e Transporte, Notas de estudo de Máquinas

Baixe Calculo da Vida de Cabos de Aço em Máquinas de Elevação e Transporte e outras Notas de estudo em PDF para Máquinas, somente na Docsity! Centro Federal de Educação Tecnológica da Bahia Prof. Dr. Mário Cezar Alves da Silva Máquinas de Elevação e de Transporte Cálculo da Vida dos Cabos de Aço Fatores que influencia na vida dos cabos de aço  Os cabos de aço são projetados para:  Resistir aos esforços aplicados;  Trabalhar por longos períodos.  A resistência do cabo de aço está associada diretamente aos esforços de tração, mas não à vida do cabo.  Arames de r=130 kg/mm2 para outro de r=160 kg/mm2 ocorre um aumento apreciável na segurança, mas inalterado na vida do cabo. Porém, arames de r=160 kg/mm2 para outro de r=200kg/mm2, a vida do cabo será diminuída.  Os cabos estão submetidos a esforços alternados, nas polias e tambores, ocorrendo à fadiga por flexão. Determinação do N° de flexões  O nº de flexões é determinado pelo nº de pontos (polias, tambores) em que o cabo entra e sai, sendo as flexões em um sentido, nesses pontos, equivalentes a uma flexão simples e a flexão variável a uma flexão dupla.  Flexão reversa (é no sentido oposto à flexão precedente) reduz à vida do cabo, aproximadamente, à metade ou equivale a duas flexões do mesmo lado.  A vida do cabo é altamente afetada pela fadiga. Tem-se verificado que cada cabo pode resistir a um determinado nº de flexões, após as quais começa sua rápida desintegração. Determinação do N° de flexões  Dependendo do número de flexões, a vida do cabo pode ser determinada a partir da relação Dmín/d.  Para obter-se a mesma vida do cabo, o efeito do nº de flexões deve ser compensado por uma mudança apropriada na relação Dmín/d.  Numa talha gêmea (simétrica) obtém-se o nº proposto de flexões do cabo dividindo-se por 2 o nº total de pontos, onde as partes paralelas do cabo entram ou saem.  Na determinação do número de flexões, para as talhas simétricas, a polia compensadora não será considerada, porque ela permanece estacionária quando a carga está sendo elevada ou abaixada. Cálculo da vida dos cabos de aço  Onde:  A=DT/d – é a relação entre o diâmetro do tambor ou polia e o diâmetro do cabo.  R–tensão verdadeira de tração no cabo [kgf/mm2]  C–fator dependente da construção do cabo e a tensão de resistência à tração do material do fio.  C1–fator dependente do diâmetro do cabo  C2–fator dependente de condições operacionais e de fabricação do cabo  m–fator dependendo do n° de flexões repetidas do cabo Z durante o período de seu desgaste até seu rompimento. 21.... CCCmd D A R T  S FC R  4 ..38,0 2d S   FIM TABELA 11. Valores do Fator m Ls z em milhares 30 50 70 99 -| 110 130 150 m 0,26 | 0,41 0,56 0,70 0,83 0,95 1,07 z em milhares: | 170 190 210 230 255 280 310 340 m 1,18 1,29 1,40 1,50 1,62 1,74 1,87 2,00 z em milhares 370 410 450 500 550 600 650 700 m 2,12 Za 2,42 2,60 27, 2,94 3,10 3,17 ema TABELA 12. Valores do Fator € Construção do cabo rare ponte = 6X7=42e 6 x 19 = 114 e um núcleo 6x 37=299 e Sh um núcleo a ; um núcleo alta Ordinário Warrington Srale Torção | Torçac | Torçar | Torçac | Torção | Torção | Torção | Torção| Torção | Torção cru- | para- | cru- | para- | cru- | para- | cru- | para- | cru- | para- zada tela zada lela zada tela zada lela zada lela 130 1,31 1,13 1,08 | 0,91 | 0,69 | 0,61 0,81 0,69 1,12 | 0,99 160 | 1,22 1,04 1,00 | 0,83 | 0,63 | 0,54 | 0,75 | 0,62 106 | 0,93 180 1,16 | 0,98 | 0,95 | 0,78 | 0,59 | 0,50 | 0,70 | 0,57 102 | 0,89 <= TABELA 14b. Operação Tratamento Cr Trefilação Redução por trefilação — 25% 1 Redução por trefilação — 10% 0,93 s e f comum E Superfície À polida 0,89 Processo no tratamento técnico Patenteado no banho do chumbo E Normalizado 1,08 Endurecido no ar Meu Temperado 1,15 Passo da torção Fios nas pernas Pernas no cabo Primeira torção Segunda torção 1,8 d do cabo 10,2 d da perna 12,1 d da perna 1 6,7 d do cabo 10,2 d da perna 12,1 d da perna 1,13 Processo de 88 d do cabo 10,2 d da perna 12,1 d da perna 1,06 fabricação 88 d do cabo 12,0 d da perna 14,0 d da perna 0,91 das pernas 6,7 d do cabo 8,3 d da perna 7,9 d da perna LIS 6,9 d do cabo | 25,0 d da perna 6,9 d da perna 0,72 Núcleo de uma Impregnada com Cânhamo 1 perna graxa Algodão 111 Manilha 0,82 Sisal 0,82 Aço 1,36 Núcleo de uma Não impregnada Cânhamo 1,15 perna de graxa Algodão 1,46 Manilha LO Sisal 0,82 Aço 1,36 Núcleo de três Impregnada com Cânhamo 1,06 pernas graxa Sisal 0,74 Processo Endireitamento do fio e cabo 0,89 Adicional Esticamento prévio do cabo 0,93 TABELA 1ic. Fatores operacionais Índices E Material da polia Ferro fundido Duralumínio Tecido laminado Euio da ranhura da polia 0,52 d do cabo 0,75 d do cabo = o Ranhura V — 40º Natureza da flexão do cabo Flexão de um lado Flexão múltipla Ângulo de contato do cabo 180º nobre a polia 90º 45º Ângulo da deflexão do cabo, 0º relativo a um plano normal 1:30” no eixo da polia ou tambor 3º (Angulo de deslisamento) 5º Temperatura ambiente + 20º0C OC — 20ºC  TABELA 15. Valores de a, we É Altura h Nú- de eleva- mero ção de Dias prato carga em E Ope- | de e m, para o Condições de preta ração | traba- | ciclo á Modo de sus- máximo do mecanismo de ele- | asia] lho | de pensão da carga | *2 | número de| É vação h por |traba- flezões do més | lho cabo por por ciclo para dia by =lIme la = 2m Acionamento Suspensão pa 8 25 16 400 simples 2 — 0,7 Trabalho 8 25 40 1000 | Suspensão com 4 2 0,5 leve uma polia móvel Trabalho | 16 | 25 | 136 |3400 2x2] 3 2 los Aciona- mento a E bi 2 | 30 [320 [9600] in, |2X3] 5 3 0,3 muito múltipla pesado Voo do e 444 4 lo 2x5) 9 5 0,2  b as c 3 a Número de 4 flexões e 5 , Í | 4 , & a 1 6 23 c 4 f d q Número de 56 “flexões ; A s6 7 A Fig. 21. Determinação do número de flexões do cabo, com uma polia móvel. (= Diagrama das flexões Diagrama 4 Desenvolvimento J 1 b 2 e L E Er, 9 az 6 H Número de flexão — = 3 õ 2 Diagrama Diagrama B Desenvolvimento ú das RR E 4 7-8 flexões a7 I/a a õ 23 o É E q + e E & 5 & ns a a Fl 8 4 a 5 'S y e] mph sho & I 43 g 6 8 a te Número de flexões — = 4 2 Fig. 22. Determinação do número de flexões, em talhas simétricas.  1 flexão 3 flexões 4 flexões 5 flexões 6 flexões 2 Hs 8 Dec Fig. 23. Número de flexões, para vários modos de suspensão de carga.