aula 6 - calculo da vida dos cabos de aço

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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 
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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 sr=130 kg/mm2 para outro de sr=160 kg/mm2 ocorre um aumento apreciável na segurança, mas inalterado na vida do cabo. Porém, arames de sr=160 kg/mm2 para outro de sr=200kg/mm2, a vida do cabo será diminuída.
Os cabos estão submetidos a esforços alternados, nas polias e tambores, ocorrendo à fadiga por flexão.
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Fatores que influencia na vida dos cabos de aço
O diâmetro da polia e do tambor, associa-se a vida do cabo, para a mesma polia, arames de diâmetros maiores duram mais que os de arames mais finos. 
O rompimento de um cabo é causado pela fadiga do material e que cada fio do cabo pode resistir somente a um determinado número de flexões. 
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Fatores que influencia na vida dos cabos de aço
O apoio do cabo nas polias afeta sua vida, que será maior quanto mais distribuída for a pressão do cabo sobre o canal/gorne.
Polias de gornes circulares são mais funcionais que as de polias lisas e em V. 
O tipo de enrolamento influencia na vida dos cabos.
Os cabos de construção cruzados/normal são mais duráveis que os cabos lang/paralelo. 
A lubrificação exerce uma influencia acentuada na vida dos cabos e deve ser realizada durante a fabricação e o funcionamento.
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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.
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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.
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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.
sR–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.
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N° de flexões repetidas [Z]
O n° de flexões repetidas que causam a falha do cabo é encontrada pela fórmula.
Onde, 
	N – vida do cabo, em meses.
	a – N° médio de ciclos de trabalho, (por mês)
	Z2 – N° de flexões repetidas por ciclo...
	b – fator de mudança na resistência à fadiga do cabo...
	j - é a relação direta entre o n° de flexões repetidas que 	causam a falha no cabo [Z] e o n° de flexões 	permissível [Z1].
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N° permissível de flexões [Z1]
	Conhecendo as condições de operação de um mecanismo de elevação, após especificar a vida do cabo, pode-se encontrar o número permissível de flexões Z1, dado por:
	
	Onde, 
	N – vida do cabo, em meses.
	a – N° médio de ciclos de trabalho, (por mês)
	Z2 – N° de flexões repetidas por ciclo...
	b – fator de mudança na resistência à fadiga do cabo...
	
	Os valores de a, Z2 e b são dados na tabela 15.
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FIM
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