Caldnazza - Em absoluto o seu Blog de cálculos e traçados de caldeiraria.: Cabos de aço

Vocês acabaram de fabricar uma peça de caldeiraria que demandou muitas semanas de trabalho e toneladas de material. Agora que é o momento de içar o equipamento para o transporte, que cabo usar? Como saber se este aguentará o peso? Com certeza esta postagem é para vocês.

Para quem não sabe os cabos de aço são comparado a um tipo de corda. Porém, esta corda é feita por arames de aço enrolados e torcidos, formando um tipo hélice.

Os cabos de aço foram criados por um alemão em 1834. Wilhelm August Julius Albert desenvolveu o cabo de aço para que este substituísse as correntes utilizadas nas minas de carvão. Alguns motivos foram fundamentais para a substituição das correntes pelos cabos de aço. Um deles foi referente ao peso da corrente, que aumentava de acordo com o seu tamanho, por isso um material que tivesse como característica a flexibilidade e a resistência se fez necessários.

Com o passar dos anos a produção dos cabos de aço foi aprimorada, e novos tipos de arames passaram a ser utilizados na composição dos cabos. Assim surgiram os tipos de cabos de aço que conhecemos e que são usados até os dias de hoje, são eles: Seale, Warrington e Filler.

A técnica utilizada no processo de produção dos cabos de aço é chamada de trefilação. O processo de trefilação é quando o cabo de aço é formado por um conjunto de arames com seis ou mais pernas. Estas pernas são sobrepostas á parte central dos cabos de aço. A parte central é chamada de alma, que pode ser de fibra natural ou sintética.(1)

Além da história e de como se fabrica o cabo de aço, o que mais vocês precisam saber? Bem, algumas coisas são primordiais. A carga de ruptura, fatores de segurança, como medir o cabo e a torção deste, estão entre elas .

Carga e fatores de segurança:

(Para ter acesso a uma tabela de carga de ruptura, cálculo de peso dos cabos e a uma planilha, clique aqui).

Carga de trabalho é a massa máxima que o cabo de aço está autorizado a sustentar. A carga de um cabo de uso geral, especialmente quando ele é movimentado não deve, via de regra, exceder a um quinto de carga de ruptura efetivado mesmo.(2) Porém se deseja aplicar uma fórmula:

O fator de segurança (FS) é a relação entre a carga de ruptura mínima (CRM) do cabo e a carga de trabalho (CT), ou seja:

Um fator de segurança adequado garantirá:

- Segurança na operação de movimentação de carga;

- Desempenho e durabilidade do cabo de aço e, consequentemente, economia.

A tabela abaixo recomenda os fatores de segurança (FS) mínimos para diversas aplicações.

Escolha da composição em vista da aplicação:

A flexibilidade de um cabo está em proporção inversa ao diâmetro dos arames exteriores do mesmo, enquanto que a resistência à abrasão é diretamente proporcional e este diâmetro. Em consequência, escolher se-a uma composição com arames finos quando prevalece o esforço à fadiga de dobramento, e uma composição dos arames exteriores mais grossos quando as condições de trabalho exigem grande resistência à abrasão.

Como medir um cabo:

O diâmetro real do cabo, deve ser obtido medindo-se em uma parte reta de aço, em 2 posições com espaçamento mínimo de 1 m. Em cada posição, devem ser efetuadas duas medições, com defasagem de 90º, do diâmetro do círculo circunscrito. A média dessas 4 medições deve ser o diâmetro real.

O diâmetro real será a média de quatro valores medidos.

Nota:

Deve-se evitar a medida próximo às extremidades do cabo de aço (no mínimo 10 vezes o diâmetro do cabo).

Torção dos cabos:

Quando as pernas são torcidas da esquerda para a direita , diz-se que o cabo de aço é “torção à direita” (Z). Quando as pernas são torcidas da direita para a esquerda, diz-se que o cabo de aço é “torção à esquerda” (S).

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. No cabo de torção regular, os arames das pernas são torcidos em sentido oposto à torção das próprias pernas.

Estes cabos são estáveis, possuem boa resistência ao desgaste interno e torção e são fáceis de manusear. Também possuem considerável resistência a amassamentos e deformações devido ao curto comprimento dos arames expostos.

No cabo de torção Lang,os arames das pernas são torcidos no mesmo sentido que o das próprias pernas. Devido ao fato dos arames externos possuírem maior área exposta, a torção Lang proporciona ao cabo de aço maior resistência à abrasão. São também mais flexíveis e possuem maior resistência à fadiga. Estão mais sujeitos ao desgaste interno, distorções e deformações e possuem baixa resistência aos amassamentos. Além do mais, os cabos de aço torção Lang devem ter sempre as suas extremidades permanentemente fixadas para prevenir a sua distorção e, em vista disso, não são recomendados para movimentar cargas com apenas uma linha de cabo.(3)