Trabalho cabo de aço .ppt
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UNIVERSIDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS – UNIPACFACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
ENGENHARIA INDUSTRIAL MECÂNICA
ANDERSON VAGNER DE SALES ROCHABRENO MAPA
LUCIANO R. BATISTAREINALDO BRANDIMIR
CONSELHEIRO LAFAIETEABRIL DE 2013
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Elementos de Máquinas
CABOS DE AÇO
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INTRODUÇÃO
O cabo de aço é um elemento constituído por dois ou mais fios enrolados lado a lado e ligados, ou torcidos ou entrançados formando um único conjunto. Em mecânica os cabos são utilizados para elevação, transporte ou reboque, transmitindo forças mecânicas por tracção.
O cabo de aço como o conhecemos hoje, foi inventado pelo alemão Wilhelm August Julius Albert em 1834 tendo por tanto quase 180 anos.Precisava-se na época um substituto para as correntes utilizadas nas minas de carvão, com o aumento de profundidade das minas acarretava aumento no comprimento das correntes, o peso próprio das mesmas tornava-se tão grande que eram impraticáveis, teve então Wilhelm Albert a idéia de trançar arames, o que resultou em pesos bem mais baixos com alta resistência.
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O cabo é formado então por fios de aço, obtidos por um processo de esticamento, chamado de trefilação, um conjunto desses fios forma uma perna. Essa é apenas uma parte do cabo, pois um conjunto delas é novamente trançado em volta de uma alma, formando então o cabo final. O primeiro cabo de aço era formado por 3 pernas, cada uma por 4 arames sem uma alma, seria na linguagem usada hoje, um 3x4 compacto.
Os arames tinham um diâmetro de 3,5mm e uma resitência à tração de 520N/mm². Para padrões de hoje seriam arames fracos, pois se trabalha com quase 4 vezes esse valor mas os cabos cumpriram sua obrigação muito bem e mostravam-se perfeitamente capazes de substituir correntes neste uso. Os arames e as pernas eram torcidos para o mesmo lado. Hoje chamaríamos de torção “Lang”.
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ESPECIFICAÇÕES Os cabos de aço são especificados da seguinte forma:
Dcabo X n° de Pernas X n° de Arames por perna + tipo de cabo ou alma
Exemplo: Cabo de aço 22 x 6 x 7 – AF
Diâmetro = 22 mm;
Pernas = 6;
Fios/perna = 7;
Com alma de fibra.
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TIPOS DE PERNAS
Perna SEALE:Caracteriza-se por possuir uma configuração em que, na última camada, são dispostos arames de grande diâmetro, possibilitando assim grande resistência à abrasão. A composição mais comum é 9 + 9 + 1 = 19
Perna FILLERCaracteriza-se por ter fios mais finos entre duas camadas de arames, ocupando o espaço existente entre elas. Esse tipo de perna é utilizado quando são necessários cabos com uma seção metálica maior e boa resistência ao esmagamento. A composição mais comum é: 12 + 6 / 6 + 1 = 25
Perna WARRINGTON:Caracteriza-se por ter a camada exterior formada por arames de diâmetros diferentes, alternando a sua colocação. O cabo é torcido com pernas de fios de vários diâmetros. Os fios da camada adjacentes não se interceptam e cada fio se aloja no sulco formado por dois fios internos. Isto reduz as pressões específicas entre dois fios e aumenta a flexibilidade e a vida desses cabos. O tipo de perna mais usado é: 6 / 6 + 6 + 1 = 19
Perna WARRINGTON SEALE:Existem composições que são formadas pela aglutinação de duas das acima citadas. A composição Warrington-Seale possui as principais características de cada composição, proporcionando ao cabo alta resistência à abrasão conjugado com alta resistência à fadiga de flexão.
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TIPOS DE ALMAS
ALMA DE FIBRA – AF: o núcleo é composto por fibras vegetais naturais, tais como sisal, rami, cânhamo ou juta, embebidos em óleo para redução do desgaste produzido pelo atrito entre os fios e para proteção contra corrosão e desgaste.
ALMA DE FIBRAS ARTIFICIAIS – AFA: o núcleo é composto de fibras artificiais, geralmente de polipropileno, que não se deterioram em contato com a água ou substâncias corrosivas e agressivas. Porém são de preço mais elevado, sendo utilizados apenas em cabos de aço especiais.Alma de aço, que pode ser de dois tipos:
ALMA DE AÇO – AA: formada por uma perna do próprio cabo de aço,
ALMA DE AÇO DE CABO INDEPENDENTE – AACI, formada por um cabo de aço independente, sendo esta a mais utilizada, pois combina as características de flexibilidade e resistência à tração.
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RESISTÊNCIA A carga de ruptura teórica do cabo de aço é obtida através da resistência dos arames multiplicada pelo total da área da seção de todos os arames. A carga de ruptura mínima do cabo de aço é obtida através da carga de ruptura teórica do mesmo, multiplicada pelo fator de encablamento. Este fator varia conforme as diversas classes de cabos de aço. A carga de ruptura medida é determinada em laboratório, através do ensaio de tração do cabo de aço.
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TORÇÃO OU TORCEDURA
Os cabos de aço, quando tracionados, apresentam torção das pernas ao redor da alma. Nas pernas também há torção dos fios ao redor do fio central. O sentido dessas torções pode variar, obtendo-se as situações:
Torcedura regular, diagonal ou cruzada: (à direita, figura-A e à Esquerda, figura-B) - os fios de arame e as pernas são torcidos em sentidos opostos; não tendem a torcer; esse tipo de torção confere mais estabilidade ao cabo e são mais fáceis de manusear.
Torcedura plana, Lang ou paralela (à direita, figura-C e à esquerda, fig. D) - os arames e as pernas são torcidos no mesmo sentido Esse tipo de torção aumenta a resistência ao atrito (abrasão), porém mais difíceis de manusear
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FATOR DE SERVIÇO QUANTO À UTILIZAÇÃO
Os fatores de segurança utilizados para cabos de aço baseiam-se em segurança de operação (ruptura), durabilidade e confiabilidade. Estes coeficientes são normalizados e, em alguns casos, como elevadores de passageiros, são legalizados. Alguns valores didáticos para os fatores de segurança de cabos de aço.
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Podemos observar que os fatores de segurança são bastante elevados. As principais razões para isto são: a própria utilização de cabos de aço que normalmente envolve riscos para pessoas ou cargas e a grande dispersão dos valores de carga de ruptura obtidos nos ensaios detração. Os motivos para esta dispersão são: (1) a diferente acomodação dos arames e pernas quando tracionados; (2) tensões de contato devido ao atrito interno entre os arames e entre as pernas, o que provoca grandes e diferentes alongamentos entre os cabos e (3) a não homogeneidade dos materiais componentes do cabo.
FORNECEDORES
CIMAF – www.cimaf.com.brSIVA – industria e comercio de artefatos de arame e aço ltda – www.siva.com.brMORSING - soluções técnicas em movimentação e içamento de cargas www.carlstahl.com.brCABLEMAX – cabo de aço – www.cablemax.com
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FONTES DE PESQUISA
Pires de Albuquerque, O.L.A., “Elementos de Máquinas”, Editora Guanabara Dois.
Ritzmann, Raul, “Cabos de Aço – Manual Prático”, 13ª edição, São Paulo, 2000.
Newberry, W. G., “Handbook for Riggers”, Revised edition, Canada, 1967.
Revista C News números 12 e 13 – CIMAF – 2003.
Apostila telecurso 2000 – elementos de máquinas - aula 30
Cabos de Aço. Catálogo C-11 da CIMAF – Empresa Belgo-Mineira.
Catálogo SIVA
NBR 6327 - Cabos de aço para uso geral – ABNT – 2004.