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Wilhelm August Julius Albert foi o alemão que em 1834 desenvolveu o Cabo de aço, com o intuito de substituir as correntes utilizadas nas minas de carvão. No Brasil o cabo de aço foi fabricado pela primeira vez em 1953, pela Companhia Industrial e Mercantil de Artefatos de Ferro – CIMAF. A evolução dos cabos de aço no Brasil através dos anos é apresentada na figura abaixo. Evolução da fabricação do cabo de aço no Brasil. Os cabos de aço são elementos mecânicos que transmitem movimento e suportam grandes cargas (força de tração), é composto por um conjunto de arrames de aço, unidos em um feixe helicoidal, constituindo assim uma corda de metal resistente a esforços de tração e possuindo uma flexibilidade bastante acentuada. Características e aplicações Possui como sua principal característica a alta resistência combinada com uma grande flexibilidade. Suas aplicações mais comuns são:

Cabos de Aço e Alavancas

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Page 1: Cabos de Aço e Alavancas

Wilhelm August Julius Albert foi o alemão que em 1834 desenvolveu o Cabo de

aço, com o intuito de substituir as correntes utilizadas nas minas de carvão.

No Brasil o cabo de aço foi fabricado pela primeira vez em 1953, pela Companhia

Industrial e Mercantil de Artefatos de Ferro – CIMAF.

A evolução dos cabos de aço no Brasil através dos anos é apresentada na figura abaixo.

Evolução da fabricação do cabo de aço no Brasil.

Os cabos de aço são elementos mecânicos que transmitem movimento e suportam grandes cargas (força de tração), é composto por um conjunto de arrames de aço, unidos em um feixe helicoidal, constituindo assim uma corda de metal resistente a esforços de tração e possuindo uma flexibilidade bastante acentuada.

Características e aplicações

Possui como sua principal característica a alta resistência combinada com uma grande flexibilidade.

Suas aplicações mais comuns são:

Elevadores de carga e de passageiros, guinchos, guindastes, talhas elétricas, ponte rolante e pênsil, etc.

São utilizados também na indústria automobilística (Acionamento de freios de mão e algumas caixas de velocidades), na indústria aeronáutica (Acionamento de flap de aviões) e mesmo com linha de pesca esportiva.

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Exemplo de utilização de cabos de aço.

(www.cabosdeacocablemax.com.br)

Page 3: Cabos de Aço e Alavancas

Tabela 1 - Tipos de cabos de aço.

(www.cabosdeacocablemax.com.br)

Construção e tipos de cabos

Os arames são as unidades básicas para a construção do cabo de aço, seus principais componentes são: arames, pernas e a alma.

Elementos componentes dos cabos

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Arames

São fios de aço estirados de alta resistência mecânica, obtidos por um processo de esticamento ou trefilação, fabricados para obter as seguintes propriedades:

• resistência à tração

• ductibilidade

• resistência ao desgaste

• pequena variação dimensional devido à variação de temperatura

• resistência à corrosão

Os teores de carbono variam e cada fabricante

Possuem a seguinte composição básica:

% C % Si % Mn P+S

0,3 a 0,8 máx 0,3 0,4 a 0,8 máx 0.04

Os cabos de aço podem ser lubrificados, zincados ou galvanizados.

Galvanizados: são fabricados com uma alta camada de zinco, possui maior resistência à corrosão e consequentemente maior durabilidade.

Lubrificados: recomendado para a maioria das aplicações, tem proteção contra corrosão e diminuição do atrito entre os arames.

PERNAS ou TOROS

Torceduras

As pernas são os arames torcidos em volta do núcleo (alma).

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TORCEDURA REGULAR, DIAGONAL ou CRUZADA

Os fios de cada perna são torcidos no sentido oposto ao das pernas ao redor da alma. As torções podem ser à esquerda ou à direita. São mais flexíveis e de fácil manuseio.

TORCEDURA PLANA, LANG ou PARALELA

Os fios de cada perna são torcidos no mesmo sentido. As torções podem ser à esquerda ou à direita. Porém menos flexíveis e mais difíceis de manusear.

TORCEDURA ALTERNADA (Regular e Lang).

Aparência dos diversos tipos de torcedura de Cabos de Aço.

Regular direita Regular esquerda Lang direita Lang esquerda

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Tipos de distribuição dos fios nas pernas

Distribuição NORMAL: Na distribuição simples, todos os arames possuem o mesmo diâmetro.

Distribuição SEALE: Na composição Seale existem pelo menos duas camadas adjacentes com o mesmo número de arames. Todos os arames da camada externa nesta composição possuem diâmetro maior, para aumentar a resistência ao desgaste provocado pelo atrito.

Distribuição FILLER: A composição Filler possui arames muito finos entre duas camadas. Esta condição aumenta a área de contato, a flexibilidade, a resistência ao amassamento e reduz o desgaste entre os arames.

Distribuição WARRINGTON: Warrington é a composição onde existe pelo menos uma camada constituída de arames de dois diâmetros diferentes e alternados. Os cabos de aço fabricados com essa composição possuem boa resistência ao desgaste e boa resistência à fadiga.

Distribuição WARRINGTON SEALE: composições que são formadas pela aglutinação de duas das acima citadas, como por exemplo, a composição Warrington- Seale, que possui as principais características de cada composição, proporcionando ao cabo alta resistência à abrasão conjugado com alta resistência à fadiga de flexão.

Tipos mais comuns de pernas de cabos de aço:

Perna NORMAL Perna SEALE Perna FILLER

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Perna WARRINGTON perna WARRINGTON-SEALE

Tipos de alma

Alma: núcleo em orno do qual as pernas são dispostas em forma de hélice. A alma pode ser constituída de fibra natural ou artificial, podendo ainda ser formada por uma perna ou um cabo de aço independente.

ALMA DE FIBRA – AF: alma de fibra natural, fabricada com fibras orgânicas, como: sisal, rami, cânhamo ou juta, embebidos em óleo para proteção contra corrosão e desgaste.

ALMA DE FIBRAS ARTIFICIAIS – AFA: alma de fibra artificial, fabricada com polímeros, geralmente polietileno ou polipropileno. Não se deterioram em contato com a água ou substâncias corrosivas e agressivas. Mais utilizadas apenas em cabos especiais, pois seu preço é elevado.

ALMA DE AÇO: As almas de aço garantem maior resistência ao amassamento e aumentam a resistência à tração. Pode ser formada por 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, possui maior flexibilidade e alta resistência à tração.

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Alma de fibra – AF Alma de aço formada por

cabo independente – AACI

Alma de aço formada por uma

perna do cabo – AA

Passo

Define-se como passo de um cabo de aço a distância, necessária para que uma perna faça uma volta completa em torno do eixo do cabo.

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Lubrificação

A lubrificação dos cabos é muito importante para sua proteção, contra a corrosão e também para diminuir o desgaste por atrito pelo movimento relativo de suas pernas, dos arames e do cabo de aço contra as partes dos equipamentos. Os cabos de aço são lubrificados internamente durante a sua fabricação.

Esta lubrificação é adequada somente para um período de armazenagem e início das operações do cabo de aço.

Para uma boa conservação do cabo, recomenda-se relubrificár-lo periodicamente para proteger contra a umidade e oxidação. Deve se utilizar um lubrificante de alta penetração (baixa viscosidade), que chegue até o núcleo, realimentando-o e preenchendo os espaços.

Métodos de aplicação

O lubrificante pode ser aplicado de diversas formas: Pincel, pulverizador, vertendo ou gotejando óleo até dispositivos de aplicação forçada, ou ainda banho de lubrificante.

Limpeza com mecha absorvente (esfregão) e lubrificação por gotejamento.

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Lubrificação por imersão

Lubrificador Conta-Gotas.

Lubrificador Mecânico.

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Tabelas de Aplicação

(www.movimentacargas.com.br)

(www.movimentacargas.com.br)

Page 12: Cabos de Aço e Alavancas

Alavancas

O homem primitivo descobriu que, quanto mais longa a alavanca, mais peso ele podia erguer, exigindo menos esforço.

As alavancas são uma invenção simples que usamos para deslocar objetos e fazer pequenos movimentos.

A teoria das alavancas simples foi formulada por Arquimedes que dizia: “Dai-me um ponto de apoio e levantarei a Terra”.

As alavancas são barras rígidas de vários formatos que apoiada a um ponto fixo, multiplica a força aplicada sobre vários objetos de pesos variados.

As alavancas apresentam três pontos: o ponto fixo (apoio), a resistência, que seria a carga que queremos levantar, e a potência, que é o local onde aplicamos a força.

Quanto maior for a alavanca, maior será a força aplicada na resistência.

Equilíbrio de uma alavanca

Temos que considerar numa alavanca:

• Potência (P) - é o valor da força que fazemos para vencer a resistência, ou seja, a carga.

• Braço da Potência (BP) – é a distância que vai do fulcro (F) ao ponto de aplicação da potência.

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• Resistência (R) – é o valor da força resistente, ou seja, o peso da carga que queremos vencer (levantar ou transportar).

• Braço da Resistência (BR) – é a distância que vai do fulcro ao ponto de aplicação da força resistente (R).

Para vencer uma determinada carga depende da posição relativa da potência (P) e da resistência (R) em relação ao fulcro (F).

O valor da potência (P) para elevar uma carga de 50 Kg nas situações representadas abaixo:

Esquema da alavanca

Cálculo da potência (P)

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Tipos de alavancas

Há três tipos de alavancas: interfixa, inter-resistente, interpotente.

Primeira classe ou interfixa: o ponto de apoio está entre o ponto de aplicação da força de ação e o da força de resistência, como a tesoura.

Segunda classe ou inter-resistente: quando a aplicação da força resistente está entre a aplicação da força potente e o ponto de apoio, como exemplo temos o abridor de lata.

Terceira classe ou interpotente: quando a aplicação da força potente está entre a aplicação da força resistente e o ponto de apoio, como exemplo temos o “cortador de unha”.

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Vantagem mecânica de uma alavanca

Você pode determinar a vantagem mecânica de uma alavanca obtendo a relação entre a distância de ação e a distância de resistência. A força de ação deve-se deslocar verticalmente de 2cm para elevar a carga de 1cm.

V.M. = Distância de ação = 2cm = 2

Distância de resistência 1cm

Você também pode achar a vantagem mecânica da alavanca medindo os braços de alavanca de cada força. Braço de resistência é a distância entre o ponto de apoio e a força de resistência.

V.M. = Braço de ação

Braço de resistência

Braço de Ação: Distância do eixo até a força.

Braço de resistência: Distância do eixo até a resistência.

Exemplo:

Suponha que você use uma barra para deslocar uma pedra pesando 80kg*.

Se o braço de ação da barra é de 1,50m e o braço de resistência de 30cm que força você deve exercer?

80 kg* = força de resistência (fR)

30 cm = braço de resistência (BR)

150 cm = braço de ação (BA)

Determinar a força de ação (fA):

V.M. = Braço de ação Braço de resistência

V.M. = 150 cm ; V.M. = 5 30cmV.M. = FR ;5 = 80 Kg FA FA

5 FA = 80KG FA =16 Kg

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.artigonal.com/negocios-artigos/historia-e-evolucao-dos-cabos-de-aco-6324300.html

http://www.cabosdeacocablemax.com.br/cabo-de-aco.html

http://www.movimentacargas.com.br/index_arquivos/Page1037.html

http://www.cabofercabosdeaco.com.br/pdf/Manual_Tecnico_CIMAF.pdf

http://www.movimentacargas.com.br/index_arquivos/Page579.html

http://www.movimentacargas.com.br/index_arquivos/Page676.html

http://www.mecanica.scire.coppe.ufrj.br/util/b2evolution/media/blogs/flavio/1-Correias_2015-1.pdf

http://www.infoescola.com/mecanica/alavancas-simples/

http://pt.slideshare.net/eletrao/alavancas

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/fisica/alavanca.php

http://www.fisica.net/mecanicaclassica/maquinas_simples_alavancas.php

https://caldeiradigital.worgpress.com/2011/06/28/arquimedes-e-as-alavancas/

AUTORES

Flávio de Marco Filho

Rui Guimarães

Carlos Bolli Mota