Aula 04 Cabos de Aco

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CURSO DE 
ENGENHARIA MECÂNICA 
Campus Buritis 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II 
AULA 04 
ELEMENTOS FLEXÍVEIS 
Cabos de Aço 
Prof. Luiz Brant 
CABOS DE AÇO 
 Coceito: 
 Elemento de transmissão que suporta cargas (forças de tração), 
deslocando-as nas posições horizontal, vertical ou inclinada. 
CABOS DE AÇO 
 Aplicação: 
 Os cabos são muito empregados em equipamentos de transporte 
e na elevação de cargas, como em elevadores, escavadeiras, 
pontes rolantes. 
CABOS DE AÇO 
 Constituição: 
 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 abaixo. 
CABOS DE AÇO 
 Construção: 
 Um cabo pode ser construído em uma ou mais operações, dependendo 
da quantidade de fios e, especificamente, do número de fios da perna. 
Por exemplo:um cabo de aço 6 por 19 significa que uma perna de 6 fios 
é enrolada com 12 fios em duas operações, conforme segue: 
CABOS DE AÇO 
 Composição das Pernas: 
 Existem vários tipos de distribuição de fios nas camadas de cada perna 
do cabo. Os principais tipos de distribuição são: 
 Normal; 
 Seale; 
 Filler; 
 Warrington. 
CABOS DE AÇO 
 Composição das Pernas: 
 Existem vários tipos de distribuição de fios nas camadas de cada perna 
do cabo. Os principais tipos de distribuição são: 
 Normal; 
 Seale; 
 Filler; 
 Warrington. 
Distribuição Normal 
Os fios dos arames e das pernas 
são de um só diâmetro. 
CABOS DE AÇO 
 Composição das Pernas: 
 Existem vários tipos de distribuição de fios nas camadas de cada perna 
do cabo. Os principais tipos de distribuição são: 
 Normal; 
 Seale; 
 Filler; 
 Warrington. 
Distribuição Seale 
 As camadas são alternadas em fios grossos e finos. 
 Pelo menos duas camadas adjacentes com o mesmo número de arames 
 Arames da camada externa possuem diâmetro maior para aumentar a 
resistência ao desgaste pelo atrito 
CABOS DE AÇO 
 Composição das Pernas: 
 Existem vários tipos de distribuição de fios nas camadas de cada perna 
do cabo. Os principais tipos de distribuição são: 
 Normal; 
 Seale; 
 Filler; 
 Warrington. 
Distribuição Filler 
 As pernas contêm fios de diâmetro pequeno que são utilizados como 
enchimento dos vãos dos fios grossos. 
 Vantagens: Aumenta a área de contato, a flexibilidade, a resistência ao 
amassamento e reduz o desgaste entre os arames 
CABOS DE AÇO 
 Composição das Pernas: 
 Existem vários tipos de distribuição de fios nas camadas de cada perna 
do cabo. Os principais tipos de distribuição são: 
 Normal; 
 Seale; 
 Filler; 
 Warrington. 
Distribuição Warrington 
 Os fios das pernas têm diâmetros diferentes numa mesma camada. 
 Vantagens: Boa resistência ao desgaste e à fadiga 
CABOS DE AÇO 
 Almas: 
 A alma de um cabo é o núcleo em torno do qual as pernas são 
torcidas e ficam dispostas em forma de hélice. 
Principal função: 
 Fazer com que as pernas sejam posicionadas 
de tal forma que o esforço aplicado no cabo de 
aço seja distribuído uniformemente entre elas. 
Materiais: 
 Pode ser fabricada em fibra natural (AF) ou 
artificial (AFA), ou ainda ser formada por uma 
perna ou cabo de aço independente. 
CABOS DE AÇO 
 Alma de Fibra: 
 É o tipo mais utilizado para cargas não muito pesadas. 
As fibras podem ser naturais (AF) ou artificiais (AFA). 
 
 Materiais: 
 No caso de fibras naturais (AF) são mais utilizados 
sisal ou rami. Podem ser utilizados também algodão 
(pequenas dimensões) ou asbesto (altas 
temperaturas). Quanto a fibras artificiais (AFA) o mais 
utilizado é o polipropileno (plástico). 
 
CABOS DE AÇO 
 Alma de Fibra: 
 Aplicação: 
 Utilizada para cargas leves (AF ou AFA). Geralmente dão mais 
flexibilidade ao cabo. 
 
 Vantagens das fibras artificiais: 
 Não se deterioram em contato com agentes agressivos 
 São obtidas em maior quantidade 
 Não absorvem umidade 
 
 Desvantagens das fibras artificiais: 
 São mais caras 
 São utilizadas somente em cabos especiais 
CABOS DE AÇO 
 Alma de Aço: 
 Materiais: Aço de alta resistência. 
 
 Composição: pode ser formada por uma perna de cabo (AA) ou por um 
cabo de aço independente (AACI), sendo que este último oferece maior 
flexibilidade e alta resistência. 
 
 Aplicação: Utilizado para cargas pesadas. 
 
 Vantagens: Em geral oferecem maior resistência ao amassamento e 
 resistência à tração. 
CABOS DE AÇO 
 Torção do Cabo: 
 À direita (Z): As pernas são torcidas da esquerda para a direita 
 À esquerda (S): As pernas são torcidas da direita para a esquerda 
CABOS DE AÇO 
 Torção do Cabo: 
 Torção Regular: Os arames das pernas são torcidos em sentido oposto 
 à torção das próprias pernas 
 Torção Lang: Os arames das pernas são torcidos no mesmo sentido 
 que os das próprias pernas 
CABOS DE AÇO 
 Torção do Cabo: 
Torção Regular: 
 Vantagens: Estáveis. Boa resistência ao desgaste 
 interno e torção. Fáceis de manusear. 
 Considerável resistência a 
 amassamentos e deformações. 
CABOS DE AÇO 
 Torção do Cabo: 
Torção Lang: 
 Vantagens: Maior resistência à abrasão, mais flexíveis, 
 maior resistência à fadiga 
 
 Desvantagens: Mais sujeitos a desgaste interno, distorções 
 e deformações. Baixa resistência aos 
 amassamentos. 
 
 Recomendação:Devem ter sempre suas extremidades 
 permanentemente fixadas para prevenir sua 
 distorção. 
Obs: A não ser em casos especiais, cabos Lang não são usados com alma de fibra. 
CABOS DE AÇO 
 Passo do Cabo: 
 É a distância, medida paralelamente ao eixo do cabo, necessária para 
que uma perna faça uma volta completa em torno do eixo do cabo 
CABOS DE AÇO 
 Cabo Preformado: 
 Os cabos de aço são fabricados por um processo especial de 
preformação, de modo que os arames e as pernas possam ser 
curvados de forma helicoidal, sem formar tensões internas. 
 
 As principais vantagens dos cabos preformados são: 
 manuseio mais fácil e mais seguro; 
 no caso da quebra de um arame, ele continuará curvado; 
 não há necessidade de amarrar as pontas. 
cabo preformado cabo não preformado 
CABOS DE AÇO 
 Fixação do cabo: 
 Os cabos de aço são fixados em sua extremidade por meio de ganchos 
ou laços. Os laços são formados pelo trançamento do próprio cabo. Os 
ganchos são acrescentados ao cabo. 
sapatilhos 
ganchos 
CABOS DE AÇO 
 Lubrificação do cabo: 
 Papel da lubrificação: 
 Proteção contra a corrosão 
 Reduzir desgaste por atrito 
 
Os cabos já vêm lubrificados pelo fabricante, porém faz-se necessário 
um plano de manutenção de lubrificação 
CABOS DE AÇO 
 Tambor de Enrolamento e Ângulo de Desvio: 
CABOS DE AÇO 
 Diâmetro do cabo: 
CABOS DE AÇO 
 Especificação do Cabo de Aço: 
 Exemplo: 
Cabo de aço 19 mm 6 x 19 (1+9+9) – Seale + AACI, torção regular a 
direita, pré-formado 
 Dimensionamento e Seleção: 
 ROTEIRO 
1) Definir a carga efetiva no cabo (Fcabo) 
2) Escolher o fator de segurança (k) mais indicado para a aplicação 
 
CABOS DE AÇO 
Aplicações Fatores de Segurança 
Cabos e cordoalhas estáticas 3 a 4 
Cabos para tração no sentido horizontal 4 a 5 
Guinchos, engates e 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 10 a 12 
 Dimensionamento e Seleção: 
 ROTEIRO 
3) Calcular a carga mínima de ruptura do cabo: 
4) Escolher o cabo de aço ideal (recomendado pelo fabricante) parao trabalho 
(aplicação)  Tabela da página 279 
5) Localizar na tabela do cabo recomendado, o diâmetro cuja carga de ruptura 
mínima é a menor superior a Fmin. 
6) Calcular o coeficiente de segurança real do cabo (kreal)para certificar-se da melhor 
escolha. 
 
7) Definir o comprimento do cabo e fazer o pedido. 
 
CABOS DE AÇO 
kFF cabo.min 
caboF
F
k
rup)(min
real 
 Dimensionamento e Seleção: 
 EXEMPLO 
A ponte rolante da figura será projetada para transportar 
cargas frias máximas de 200 kN por meio de um “moitão”. 
Determinar o diâmetro do cabo. 
CABOS DE AÇO 
 Dimensionamento e Seleção: 
 SOLUÇÃO 
1) Definir a carga efetiva no cabo (Fcabo) 
Fcabo = 100 kN 
2) Escolher o fator de segurança (k) mais indicado para a 
aplicação: k = 6 
3) Calcular a carga mínima de ruptura do cabo: 
 
 
 
CABOS DE AÇO 
kNF
kNF
kFF cabo
600
6.100
.
min
min
min



 Dimensionamento e Seleção: 
 SOLUÇÃO 
4) Escolher o cabo de aço ideal (recomendado pelo fabricante) para o trabalho 
(aplicação)  Tabela da página 279 
 
CABOS DE AÇO 
 Dimensionamento e Seleção: 
 SOLUÇÃO 
5) Localizar na tabela do cabo recomendado, o diâmetro cuja carga de ruptura 
mínima é a menor superior a Fmin. 
 
CABOS DE AÇO 
 Dimensionamento e Seleção: 
 SOLUÇÃO 
6) Calcular o coeficiente de segurança real do cabo (kreal) para certificar-se da 
melhor escolha. 
 (OK, 6 < k < 8) 
 
7) Definir o comprimento do cabo e fazer o pedido. 
 Supondo que para esse projeto haja a necessidade de 30 m de cabo, o pedido 
será: 
 - 30 m de cabo d = 1 3/8” (~35 mm) 6 x 41 W.S (AF) torção regular, pré 
 formado, IPS (improved plow steel) polido 
 
 
CABOS DE AÇO 
05,7
100
705)(min
real 
kN
kN
F
F
k
cabo
rup
Fio de Aço Trefilado 
Improved Plow Steel (IPS) ------------------------------------ 1.770N/mm ² 
Extra Improved Plow Steel (EIPS) -------------------------- 1.960N/mm ² 
Extra Extra Improved Plow Steel (EEIPS) ---------------- 2.160N/mm ²