Cabos de Aço

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Cabos de Aço,
Cordoalha e Cintas
Engº Gladstone Fontgalland
Máquinas de Levantamento e Transportes
UNIFOR - UNIVERSIDADE DE FORTALEZA
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HISTORIA DOS CABOS DE AÇO
	o cabo de aço dos dias de hoje foi inventado pelos alemães e teve seu "boom" na época das grandes guerras mundiais, pois houve a necessidade de prender as minas e bombas aquáticas ao fundo do mar. Mais de 28 milhões de metros de cabo de aço foram usados para estes fins.
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CORDOALHAS
		São cabos também produzidos de arame de aço e muitas vezes confundidas com o cabo de aço propriamente dito, porém, possuem uma grande diferença: são produzidas com arames de aço mais densos e com menos "fios" do que os cabos de aço. Estes "fios", que formam a construção da cordoalha também estão em uma formação helicoidal distinta de uma formação de cabo de aço, pois, nos cabos de aço os arames foram "pernas" e posteriormente as "pernas" formam o cabo de aço, tendo no centro uma alma ou núcleo. 
		Já na cordoalha a formação é totalmente helicoidal. Por este motivo, as cordoalhas são mais rígidas, sem alma ou núcleo, utilizadas geralmente para trabalhos estáticos e tirantes. Na agropecuária as cordoalhas são bastante utilizadas nos currais. As cordoalhas podem também ser utilizadas para fins elétricos.
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CORDOALHAS
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ESTRUTURA E FORMAÇÃO DOS CABOS E CORDOALHAS
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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.
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Os cabos de aço sempre trabalham tracionados sob tensão e têm a função de sustentar ou elevar cargas. Os cabos de aço que trabalham como sustentação são submetidos a uma solicitação estática, devendo ser dimensionados como elementos estruturais. Já os cabos de aço que se movimentam durante o ciclo de trabalho, sofrem desgaste por atrito e devem ser dimensionados como elementos de máquinas submetidos à fadiga. Estes têm sua aplicação em pontes rolantes, elevadores, escavadeiras e guindastes, entre outros equipamentos.
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CONSTRUÇÃO E TIPOS DE CABOS DE AÇO 
 Número de pernas ou toros
	Os cabos de aço são identificados em relação ao número de pernas e o número de fios de cada perna que possuem. Por exemplo, o cabo 6 x 19 compõe-se de 6 pernas de 19 fios cada. 
Alma ou núcleo dos cabos 
	A alma do cabo pode ser de fibra (sisal, rami) ou alma de fibra artificial (polipropileno), ou almade aço, formada por um cabo independente, ou ainda alma de aço formada de uma perna.
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	Almas de fibra: As almas de fibra em geral dão maior flexibilidade ao cabo de aço. As almas de fibras naturais são normalmente de sisal ou rami, e as almas de fibras artificiais são geralmente de polipropileno. Estas últimas apresentam as mesmas vantagens das almas de fibras naturais e mais, não se deterioram em contato com a água ou substâncias agressivas e não absorvem umidade, o que representa uma garantia contra o perigo de corrosão interna de um cabo de aço
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	Almas de aço: As almas de aço garantem maior resistência aos amassamentos e aumentam a resistência à tração. A alma de aço pode ser formada por uma perna do cabo (AA) ou por um cabo de aço independente (AACI), sendo esta última modalidade preferida quando se exige do cabo maior flexibilidade, combinada com alta resistência à tração.
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ENROLAMENTO DAS PERNAS E DOS CABOS
		A torção do cabo de aço nada mais é do que o modo de dizer para qual lado os arames foram torcidos na fabricação do cabo de aço. 	Esquerda, ou direita. Para determinar a torção do cabo de aço, basta olhar o cabo de uma certa distância e notar se os arames parecem estar sendo torcidos na direção que um relógio flui, e verá que é um cabo com torção à direita. 	Em caso contrário, será um cabo de aço com torção à esquerda.
Cabo de torção a direita
Cabo de torção a esquerda
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	No cabo de torção regular ou normal, os fios de cada perna são torcidos em sentido oposto à torção das próprias pernas (em cruz). No cabo de torção Lang, os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido que o das próprias pernas (em paralelo). A torção Lang aumenta a resistência à abrasão do cabo, bem como sua flexibilidade. Por outro lado, a torção regular confere maior estabilidade ao cabo.
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NÚMERO DE PERNAS E NÚMERO DE ARAMES EM CADA PERNA
	Por exemplo: o cabo 6 X 19 possui 6 pernas com 19 arames cada.
		As pernas dos cabos de aço 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 em múltiplas 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.
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PASSO DE UM CABO DE AÇO
	
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	Devido à característica de posicionamento dos arames, as pernas fabricadas em múltiplas operações apresentam desvantagens pois, como os arames nas camadas não estão na mesma direção, ocorrerá:
Contato pontual entre os arames, promovendo maior desgaste abrasivo;
Menor flexibilidade expondo o cabo de aço a maior fadiga por flexão;
Sobrecarga de alguns arames, pois o esforço aplicado não é dividido uniformemente entre os mesmos.
CARACTERISTICAS
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		Com o aperfeiçoamento das técnicas de fabricação, foram desenvolvidas máquinas e construções de cabos que nos possibilitam a confecção das pernas em uma única operação, sendo todas as camadas no mesmo passo.
		Assim surgiram as composições “Seale”, “Filler” e “Warrington”, formadas de arames de diferentes diâmetros. Estas composições apresentam grandes vantagens sobre as pernas fabricadas em múltiplas operações pois, eliminam as desvantagens das mesmas conforme citado acima
		Ensaios de fadiga têm demonstrado que os cabos de aço com pernas fabricadas em uma única operação têm durabilidade superior à dos cabos de aço fabricados em múltiplas operações.
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		Na composição Seale existem pelo menos duas camadas adjacentes com o mesmo número de arames. Todos os arames da camada externa nesta composição possuem diâmetro maior para aumentar a resistência ao desgaste provocado pelo atrito.
		A composição Filler possui arames muito finos entre duas camadas. Esta condição aumenta a área de contato, a flexibilidade, a resistência ao amassamento e reduz o desgaste entre os arames.
		Warrington é a composição onde existe pelo menos uma camada constituída de arames de dois diâmetros diferentes e alternados. Os cabos de aço fabricados com essa composição possuem boa resistência ao desgaste e boa resistência à fadiga.
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Cabo seale 6x19 AF
Filler 6x25 AF
Warrington 6x41 AF
SEALE, FILLER E WARRINGTON
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APLICAÇÃO DE CABOS DE AÇO
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APLICAÇÃO DE ABOS DE AÇO
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ELEVADORES
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VIDEOS
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 LUBRIFICAÇÃO DOS CABOS
	Os cabos são lubrificados interna e externamente durante o processo de fabricação com um lubrificante composto especialmente para cabos. Para uma boa conservação do cabo, recomenda-se renovar a lubrificação periodicamente.
	 A lubrificação dos cabos é muito importante, tanto como proteção contra corrosão como também em vista da duração do cabo, sendo que o mesmo, como qualquer máquina, resistirá melhor ao 
desgaste interno e externo se for devidamente lubrificado. 
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INSPEÇÃO E SUBSTITUIÇÃO DOS CABOS DE AÇO EM USO 
		Os cabos de aço quando em serviço devem ser inspecionados periodicamente, a fim de que a necessidade de sua substituição seja determinada sem que o seu estado chegue a apresentar o perigo de uma ruptura. Em geral, uma inspeção correta compreende as seguintes observações:
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NÚMERO DE ARAMES ROMPIDOS
		Deve-se anotar o número de arames rompidos em um passo ou em cinco passos do cabo. 	
		Observar se as rupturas estão distribuídas uniformemente ou se estão concentradas em uma ou duas pernas apenas.
Neste segundo caso, há o perigo dessas pernas se romperem antes do cabo.
		 É importante também observar a localização das rupturas, se são externas, internas ou em contato 	entre as pernas.
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ARAMES GASTOS POR ABRASÃO 
		Mesmo que os arames não cheguem a se romper, eles podem atingir um ponto de desgaste tal que diminua consideravelmente o coeficiente de segurança do cabo de aço, tornando o seu uso perigoso. Na maioria dos cabos flexíveis, o desgaste por abrasão não constitui um motivo de substituição se os mesmos não apresentarem arames partidos. Quando se observa uma forte redução da seção dos fios externos e, conseqüentemente, do diâmetro do cabo, deve-se verificar periodicamente o coeficiente de segurança para que este não atinja um mínimo perigoso. 
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CORROSÃO
		Durante a inspeção, deve-se verificar cuidadosamente se o cabo de aço não está sofrendo corrosão. É conveniente também uma verificação no diâmetro do cabo em toda sua extensão, para investigar qualquer diminuição brusca do mesmo. Essa redução pode ser devida à decomposição da alma de fibra, pela mesma ter secado e deteriorado, mostrando que não há mais lubrificação interna no cabo e que, conseqüentemente, poderá existir também uma corrosão interna no mesmo. A corrosão interna representa um grande perigo, pois ela pode existir sem que se manifeste exteriormente
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MAUS TRATOS E NÓS
	Deve-se inspecionar todo o comprimento do cabo para a verificação da existência ou não de nós ou qualquer anormalidade do mesmo que possa ocasionar um desgaste prematuro ou a ruptura do cabo, principalmente junto às fixações. Mesmo que um cabo trabalhe em ótimas condições, chega um momento em que, após atingir sua vida útil normal, necessita ser substituído em virtude de seu desgaste, de arames rompidos, etc. Em qualquer instalação, o problema consiste em se determinar qual o rendimento máximo que se pode obter de um cabo antes de substituí-lo, sem colocar em perigo a segurança do equipamento. 
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MANUSEIO
	Se o cabo for manuseado de forma errada, ou seja, enrolado ou desenrolado sem girar o rolo ou o carretel, o cabo ficará torcido e formará laços.
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MANUSEIO
	Utilização de presilhas ou clipes na laçada de um cabo de aço.
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MANUSEIO
	
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MANUSEIO
	
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MANUSEIO
	
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MANUSEIO
	
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MANUSEIO
 
Máquinas de Levantamento e Transportes
Máquinas de Levantamento e Transportes
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MANUSEIO
	
Forma correta de medir o diâmetro do cabo de aço.
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MANUSEIO
	
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ACESSORIOS PARA CABOS
Corta cabos
Moitão
Prensa cabos
Pega tambor
Anel pera
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ACESSORIOS PARA CABOS
Esticadores
Ganchos
Manilhe reta
Grampos
Sapatilhos
Pega chapa
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CABOS PRÉ-FORMADOS
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CABOS PRÉ-FORMADOS
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CABOS PRÉ-FORMADOS
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CABOS PRÉ-FORMADOS
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CABOS PRÉ-FORMADOS
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TENSÃO DOS CABOS 
	A regulagem da tensão dos cabos de tração é muito importante para que seja obtida uma maior durabilidade dos cabos e da polia, uma melhora na qualidade de deslocamento (viagem do elevador), atendendo os fatores de segurança e reduzindo custos. 
		Durante a instalação, os cabos de tração precisam ser ajustados de forma que a carga total seja dividida igualmente para cada cabo. Havendo variação na tensão dos cabos, é óbvio que a durabilidade ideal não será alcançada, assim como uns cabos irão trabalhar mais que outros, e que os cabos sob maior carga irão se danificar por causa do coeficiente de fadiga e diminuição de diâmetro. Porém, devido à ação diferencial e à patinação (deslizamento) que ocorre durante o funcionamento, os cabos sob a menor carga irão se desgastar também, ocorrendo então, diminuição de diâmetro, esmerilhamento e quebra de fios.  
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TENSÃO DE TRAÇÃO NO CABO
		O cálculo teórico do diâmetro necessário do cabo de aço, em função da carga a ele aplicada é complexo, por envolver muitos parâmetros não totalmente controlados, tais como freqüência de dobramentos, raio de dobramento, concentração de tensões nas superfícies de contato entre fios e entre pernas, desgaste dos fios de arame, etc. Assim, na pratica, lança-se mão de normas para este cálculo. 
		Segundo a norma DIN 15020, a tensão de tração do cabo é determinada pela máxima tração do cabo, F (kgf) e pelo diâmetro mínimo admissível do cabo, dmin (mm), sendo que este diâmetro é calculado segundo a equação abaixo. 
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Dmin=K√Fc
Onde Fc = força de tração no cabo 
k = fator determinado de acordo com o grupo de trabalho do cabo, dado na tabela abaixo. 
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COMO FAZER UM PEDIDO
1. Diâmetro;
2. Construção (número de pernas, arames e composição: Seale, Filler ou outra);
3. Tipo de Alma (fibra ou aço);
4. Torção (regular ou Lang / direita ou esquerda)
5. Pré-formação (pré-formado, não pré-formado ou semi pré-formado);
6. Lubrificação (com ou sem lubrificação);
7. Categoria de resistência dos arames à tração (PS, IPS, EIPS, EEIPS) ou a Carga de Ruptura Mínima (CRM);
8. Acabamento (polido ou galvanizado);
9. Indicação da aplicação;
10. Comprimento
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CINTAS
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CINTAS
As cintas de amarração - cintas de elevação - cintas de poliéster, também chamadas de cintas de carga, geralmente são produzidas de poliéster (por isso do nome) ou de nylon, estão substituindo os superlaços de cabos de aço para determinadas funções. Funções estas que exigem um manuseio que não agrida o produto a ser içado ao mesmo tempo que provê maior flexibilidade e resistência equivalente ao cabo de aço.
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CINTAS
O poliéster não propaga a combustão, mas queima em contato com chama, porém a combustão se extingue imediatamente assim que se elimina o contato com a mesma.
	- Ponto de fusão: 260°C
	- Ponto de amolecimento: 235°C a 240°C
	- Temperatura limite de utilização: 80°C.
O poliéster é uma das fibras têxteis mais elásticas que existem. Sua elasticidade variável atinte 8° com a capacidade máxima da cinta. Baixa absorção de água ou líquidos penetrantes, não ocorrendo degradação nem intumescimento, mesmo durante períodos prolongados.
Para serviços específicos de grande abrasão nas cintas aplicamos um revestimento de: Poliuretano, couro ou em alguns casos, borracha com poliéster.
As cintas elevam e movimentam sua carga em qualquer uma das quatro formas diferentes de levantamento: vertical, basket, choker simples, choker duplo. Porém, algumas cintas são especificamente designadas para serem utilizadas em somente um tipo de levantamento.
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CINTAS
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CINTAS
O fator de segurança (relação entre carga de trabalho e carga mínima de ruptura) deve ser 7:1 para cintas e laços fabricados conforme EM e  ABNT, 8:1 para normas DIN e 5:1 para normas ABNT.
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CINTAS
A mais recente  Norma para fabricação de cintas de elevação de carga é a ABNT NBR 15637-1:2008  e ABNT NBR 15637-2:2008, baseadas nas normas européias prEN 1492 partes 1 e 2 de 1994, e a norma DIN 61360 partes 1 e 2 de 1986. Ambas são tecnicamente parecidas, com apenas pequenas diferenças.   Os detalhes mais importantes destas normas no aspecto de segurança no trabalho, está indicado com EN (européia),  ABNT (Brasil) e  DIN (alemanha), de qual norma se refere.
Os materiais aprovados são poliéster (PES), poliamida (PA) e polipropileno (PP). Vale salientar que estes materiais têm propriedades mecânicas e químicas bastante diferentes. Em caso de dúvidas consulte o distribuidor ou a norma técnica. (EN/DIN/ ABNT).
Para cada capacidade nominal de carga de trabalho existe uma cor de reconhecimento de capacidade, por exemplo: Cor VERDE = capacidade 2t na forma vertical. Não é permitido usar estas cores para identificação de outras capacidades, senão às indicadas na norma. (EN).
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 CINTAS
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