Rope, the wire.

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1. O cabo

Figura 1 – Elementos de um cabo de aço

Um cabo de aço é uma máquina complexa e dependendo do suas características, pode conter uma série de materiais discretos.

É um componente mecânico que transmite força e se desloca ao longo de seu eixo.
O principal componente dos cabos de aço é o aço carbono, que pode, em alguns casos, ser revestido com zinco ou liga de zinco Zn95/Al5.

Além das pernas externas, os outros componentes de um cabo de aço típico são o núcleo, que também pode ser de aço carbono ou, alternativamente, feito de fibra natural ou sintética; o(s) lubrificante(s) do cabo; e qualquer enchimento interno ou cobertura externa, quando aplicável.

Os elementos do cabo de aço são dispostos em formato helicoidal para produzir as principais características:

• Capacidade de suportar carga axial (arames de alta resistência)
• Flexibilidade (arames finos adaptados ao enrolamento com diâmetros pequenos)
• Comportamento anti-rotação (disposição apropriada dos arames em direções opostas entre si)
• Facilidade de manuseio (combinação de arames finos, disposição dos arames e sua pré-formação)
• Resistência ao estresse dinâmico (devido à aceleração ou desaceleração)
• Resistência à pressão transversal

2. Tipo e sentido de torção

Figura 2 – Sentido/direção da torção

Z = Torção direita

S = Torção esquerda

Figura 3 – Tipo de Torção

1- sZ: Torção Regular a direita / Right Hand Ordinary Lay (ou RHOL)

2- zS: Torção Regular a esquerda / Left Hand Ordinary Lay (ou LHOL)

3- zZ: Torção Lang a direita / Right Hand Lang Lay (ou RHLL)

4- sS: Torção Lang a esquerda / Left Hand Lang Lay (ou LHLL)

Normalmente, a disposição dos arames na perna é indicada primeiro (letra minúscula), seguida pela disposição das pernas no cabo de aço (letra maiúscula).

3. Pernas

Os arames são os principais componentes de um cabo de aço. Nos cabos de aço trançados esses arames são torcidos para formar uma perna. Durante a fabricação do cabo, as pernas individuais são então fechados para o cabo de aço final.

Além dos diferentes designs de pernas, as principais características de uma perna são seu diâmetro e o comprimento do passo de torção.

Diferentes tipos de pernas são usados ​​para atender aos seguintes propósitos:

• Preenchimento ideal da seção desejada
• Suporte linear entre as camadas
• Garantia da resistência necessária à pressão transversal

Figura 4 – Tipos de pernas (exemplos)

• Normal (N) (ou M conf. ISO 2408): O comprimento de cada camada de arame pode ser diferente.
• Seale (S): O número de arames da camada externa é o mesmo da camada interna. O comprimento do passo é o mesmo para todos os arames.
• Warrington (W): O número de arames da camada externa é o dobro do número de arames da camada interna. O comprimento do passo é o mesmo para todos os arames.
• Filler (F): O número de arames da camada externa é o dobro do número de arames da camada interna, incluindo fios de enchimento adicionais.
• Warrington-Seale (WS): A perna Warrington-Seale consiste em um projeto de arame Warrington central e uma camada de arames externa adicional (semelhante ao projeto Seale). O projeto Warrington-Seale é um dos projetos de pernas mais comuns.

4. Tecnologias aplicadas aos cabos de aço Teufelberger

SUPERFILL® COMPACTION TECHNOLOGY

SUPERFILL® é um processo de deformação a frio para compactação de pernas que foi desenvolvido em estreita cooperação com universidades e instituições de pesquisa independentes. Cada perna do cabo é compactada em um procedimento específico com o objetivo de melhorar significativamente as propriedades do cabo:

• Cargas de ruptura até 30% maiores do que em cabos não compactados
• Vida útil prolongada com base na redução do estresse interno devido à criação de zonas de contato maiores entre os arames e equalização da distribuição de pressão nos arames.
• Uso de diâmetros menores de cabo com a mesma carga de ruptura em relação as suas versões não compactadas (benefício para o projeto moderno de guindastes)
• Superfície lisa do cabo resultando em abrasão reduzida no cabo, polias e tambores
• Um diâmetro constante do cabo de aço em comprimentos longos de cabo e aumento da estabilidade dimensional com relação às forças transversais

Figura 5 – SUPERFILL tecnologia de compectação

DUOFILL® COMPACTION TECHNOLOGY

DUOFILL® é uma tecnologia especial de compactação dupla, desenvolvida pela Teufelberger-Redaelli. Cada perna do cabo de aço individualmente, bem como o cabo inteira em si, são compactados por um processo de fabricação especial

Esse processo atinge as seguintes vantagens:

• Maior resistência à ruptura devido à compactação máxima
• Vida útil melhorada devido a superfície mais lisa para aplicações múltiplas camadas com trancos extremos
• Resistência avançada contra esmagamento devido à alta estabilidade dimensional

PLASTFILL®

PLASTFILL® é uma tecnologia de impregnação plástica que adiciona características específicas ao cabo com um impacto positivo na vida útil. Vantagens:

• A alma de aço do cabo de aço é envolvida por uma camada sintética estável.
  • Ampliação da vida útil por meio de lubrificação permanente
  • Aumento da resistência contra pressão radial e pressão lateral
  • Maior carga de ruptura pela redução do estresse entre as superfícies internas de contato entre os componentes do cabo
• As pernas são embutidos na camada plástica durante o processo de fechamento.
  • Posicionamento preciso das pernas do cabo com folgas consistentes para abrasão interna reduzida
  • Distribuição de carga igual em todos os componentes devido à construção otimizada.

5. Alma

A alma do cabo de aço é seu elemento central em torno do qual as pernas são dispostas em forma helicoidal.

Geralmente é feito de fibra (FC) ou arames de aço (WSC, IWRC).

6. Tipos de Cabos

Os cabos de aço podem ser diferenciados em muitos tipos diferentes. Além dos cabos do tipo “Espirais” (Spiral ropes) que raramente são
usadas para dispositivos de elevação, o tipo de cabo mais importante para aplicações de içamento são os “Cabos de pernas torcidas”.

7. Propriedades

PROPRIEDADES ROTACIONAIS
Em geral, todos os tipos de cabos de aço onde os pernas são enroladas em um formato helicoidal ao redor de um núcleo têm uma tendência a se desenrolar sob carga ou gerar um torque se a rotação for impedida. Esse comportamento é determinado pelo design do cabo e a possível combinação de propriedades abre uma grande variedade de diferentes
características.

A tendência mais forte de girar pode ser encontrada em cabos de camada única, especialmente em torções do tipo lang, onde o torque do cabo é amplificado pelo torque das pernas. Os cabos múltiplas camadas são todos mais ou menos resistentes à rotação e têm pelo menos duas camadas de pernas dispostos helicoidalmente ao redor de um núcleo. A direção das pernas externas é oposta à das camadas de pernas subjacentes.

Esses cabos são pouco rotativos ou quase totalmente não rotativos e adequados para serem usados, por exemplo, em operações de elevação com um ramo único de cabo utilizado no içamento.

De acordo com a definição de FEYRER (Universidade de Stuttgart), um cabo pode ser considerado resistente à rotação se tiver uma propriedade rotacional menor ou igual a 1 volta em um comprimento correspondente a 1000 vezes o diâmetro nominal do cabo quando uma força de apróx. 15-20% do MBL (Carga Mínima de Ruptura) é aplicada.

A característica rotacional de um cabo pode ser descrita pelos seguintes fatores fundamentais:

• Fator de torque
  O fator de torque determina a relação entre a tensão do cabo de aço e o torque correspondente, assumindo que a extremidade do cabo de aço será impedida de girar. Este parâmetro pode ser considerado como a causa da rotação e geralmente é indicado usando um valor não dimensional.
• Fator de rotação
  O fator de rotação determina a relação entre a tensão do cabo de aço e a rotação correspondente, assumindo que a extremidade do cabo de aço estará livre para girar. Este parâmetro pode ser considerado como a resistência do cabo de aço contra a rotação e é geralmente indicado pela quantidade de rotação por
  comprimento de passo sob uma carga de 20% da carga mínima de ruptura do cabo.

RIGIDEZ RADIAL

A rigidez radial é uma característica essencial do cabo em muitas aplicações, por exemplo, em tambores de guindaste múltiplas camadas, onde o cabo é submetido ao mesmo tempo à força de tração do guincho de tração e à compressão das camadas adjacentes.
Uma deformação excessiva do cabo de aço pode gerar uma forte tensão de cisalhamento do flange, enquanto uma rigidez excessiva do cabo pode causar uma tensão de arco do tambor. Em ambos os casos, podem ocorrer danos graves ao guincho.
Do ponto de vista operacional, cabos com baixa deformação radial e, portanto, alta estabilidade geométrica são cruciais para o uso em aplicações múltiplas camadas exigentes com um alto número de camadas e voltas por camada no tambor.
Cabos de aço com núcleo de fibra são mais sensíveis aos efeitos de compressão, enquanto cabos SUPERFILL® e PLASTFILL® têm uma estabilidade de diâmetro muito maior em relação à pressão.

LUBRIFICAÇÃO

A lubrificação em cabos de aço durante o processo de fabricação pode expirar e precisa de relubrificação com lubrificantes recomendados, particularmente em zonas sujeitas a flexão.

A lubrificação correta fornece proteção contra corrosão, bem como proteção contra atrito interno e externo durante um certo período de tempo.

PROTEÇÃO SUPERFICIAL

Diferentes proteções de revestimento podem ser usadas:

• Cabos revestidos de zinco são protegidas contra corrosão.
• Cabos de inox são usadas onde proteção não magnética e ecológica é necessária.
• ​​Revestimento de zinco-alumínio (Zn95Al5).