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Elementos de Transmissão Flexível - Cabos Disciplina: Elementos de Máquinas Profa. Dra. Gabriela Camarinha Cabos • Os cabos correspondem aos elementos de transmissão que suportam cargas, ou seja, são submetidos à força de tração, pois têm a função de sustentar ou elevar cargas, cujo deslocamento pode ser realizado nas posições horizontal, vertical ou inclinado. • Muito empregados em equipamentos de transporte e na elevação de cargas, como em elevadores, escavadeiras e pontes rolantes. . • Fabricados a partir de aço, são feitos de arames esticados a frio e enrolados entre si formando pernas, as quais são enroladas em volta de um núcleo (alma), formando o cabo de aço. • 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 devido ao atrito e necessitam ser dimensionados como elementos de máquinas submetidos à fadiga. Cabos • ABNT NBR ISO 2408:2019 – Cabos de aço – Requisitos • ABNT NBR 13541-1:2014 – Linga de cabo de aço – Parte 1: Requisitos e métodos de ensaio • ABNT NBR 13541-2:2017 – Linga de cabo de aço – Parte 2: Utilização e inspeção • ABNT NBR ISO 4309:2009 – Equipamentos de movimentação de carga – Cabos de aço – Cuidados, manutenção, instalação, inspeção e descarte • DNVGL-ST-0377 – Standard for shipboard lifting appliances • DNVGL-ST-0378 – Standard for offshore and platform lifting appliances Cabos • O cabo de aço é constituído basicamente de alma e perna; • Perna - se compõe de vários arames situados em torno de um arame central. • Alma – corresponde ao centro em torno do qual as pernas estão dispostas. Podendo ser ainda formada por uma perna ou um cabo de aço independente. • Na construção de um cabo de aço deve ser indicado o número de pernas, a quantidade de arames em cada perna, a sua composição e o tipo de alma Construção de Cabos Estrutura dos Cabos - Perna A alma de um cabo de aço é um núcleo em torno do qual as pernas são torcidas e ficam dispostas em forma de hélice. Sua função principal é fazer com que as pernas sejam posicionadas de tal forma que o esforço aplicado no cabo de aço seja distribuído uniformemente entre elas Tipos de Alma - Alma de fibra natural (AF) – o núcleo é composto por fibras vegetais como: juta, sisal, etc... São embebidos em óleo pra diminuir o desgaste. - Alma de fibra artificial (AFA) – geralmente feitos em polipropileno, que não deterioram em contato com água e materiais corrosivos. Porém tem valor mais elevado. - Alma de aço (AA) - formada de arames torcidos no mesmo formato de uma perna. - Alma de aço de cabo independente (AACI) - formada por um cabo de aço independente, sendo está a mais utilizada pois combina características de flexibilidade e resistência a tração. Tipos de Alma - Torção à Direita (Z) - quando as pernas são torcidas da esquerda para a direita. - Torção à Esquerda (S) - quando as pernas são torcidas da direita para a esquerda. O uso do cabo torção à esquerda é incomum na maioria das aplicações. Antes de especificar um cabo à esquerda, deve-se considerar todas as características da aplicação. Tipos de Torção Sentido de Torção Lang: os arames são torcidos no mesmo sentido à torção das pernas Regular: os arames são torcidos no sentido contrário à torção das pernas • Define-se como passo de um cabo de aço a distância, medida paralelamente ao eixo do cabo, necessária para que uma perna faça uma volta completa em torno do eixo do cabo. Passo • Nomenclatura: Número de pernas por cabo X número de arames por perna + material da alma + construção Nomenclatura Inspeção • Inspeção visual => Frequência: diária => Para detecção de sinais de deterioração e deformação. • Inspeção periódica => Feita por pessoa qualificada => Frequência definida segundo o tipo de aplicação OBS: para guindastes móveis e gruas tem frequência mínima mensal • Inspeção especial => Feita por pessoa qualificada => Em caso de incidente envolvendo o cabo => Em caso do cabo estar fora de serviço por mais de 90 dias Recomendações Especificações de Cabos Determinação da Carga de Ruptura Mínima (CRM) 𝐂𝐑𝐌 = 𝐂𝐓. 𝐅𝐒 Onde: CT – Carga de Trabalho (Carga de tração no cabo, em função da carga a ser içada) FS – Fator de Segurança - Segundo a aplicação (página 23 do Manual Técnico da CIMAF) Fator de Segurança Seleção do Tipo de Cabo A escolha do tipo de cabo mais adequado baseasse na sua aplicação. - Consulta a indicação do fabricante (página 75 a 103 do Manual Técnico da CIMAF) Determinação do Diâmetro do Cabo • Baseados no tipo de cabo selecionado e na Carga de Ruptura Mínima (CRM) calculada consultar o catalogo do fabricante para determinar o diâmetro ideal. • Tabelas do fabricante (página 57 a 74 do Manual Técnico da CIMAF) Exercício 1 Considere uma carga de 48 toneladas, conforme a Figura, que será levantada por 03 cabos de aço inclinados individualmente em 30° com relação a vertical, utilizando uma ponte rolante. Determinar o diâmetro cabo de aço que irá levantar a carga. Exercício 1 Exercício 1 Exercício 1 Exercício 1 Exercício 1 Exercício 2 Dimensionar os 04 cabos do guincho abaixo, utilizados para elevar uma carga de 10 toneladas, para a pior situação (pior ângulo), sabendo que os cabos trabalham juntos e, em função do tamanho da caixa içada, podem estar inclinados de 30° a 45° com relação ao eixo vertical. Para esta aplicação, o cabo indicado é o Seale 6x19, alma de aço de cabo independente (AACI), EIPS, polido. Exercício 2 Exercício 2 Exercício 2 Exercício 2 Referência • Manual Técnico de Cabos - CIMAF
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