Cabos de aço para pontes rolantes: tipos comuns e requisitos de segurança

Em operações de içamento, o cabo de aço da ponte rolante é a "linha de vida". Ele afeta diretamente a segurança do içamento, a estabilidade do equipamento e a segurança do pessoal. Se for selecionado incorretamente, receber manutenção inadequada ou for usado além dos padrões de segurança, acidentes graves, como rompimento do cabo e queda de cargas, podem ocorrer facilmente.

Os cabos de aço utilizados em guindastes devem estar em conformidade com a norma GB/T 20118; quando se aplicarem requisitos mais rigorosos, adotam-se cabos de aço em conformidade com a norma GB/T 8918. Geralmente, utilizam-se cabos de aço de contato linear, e o fator de segurança do cabo de aço deve estar em conformidade com a norma GB/T 3811 ou com o contrato.

A escolha do cabo de aço é determinada com base no modelo, resistência, diâmetro, material do núcleo, condição da superfície e classe do fio. O cabo de aço deve ser lubrificado corretamente e no prazo adequado, podendo-se adicionar um lubrificante específico para cabos de aço, se necessário.

Finalidade e construção do cabo de aço da ponte rolante

Cabos de aço são amplamente utilizados nos mecanismos de içamento, elevação e tração de máquinas de elevação, além de serem empregados em operações de amarração, fixação e tensionamento.

De acordo com os requisitos de uso, os cabos de aço são divididos em três categorias de acordo com a resistência (número admissível de ciclos de flexão): cabos de grau especial são usados em elevadores de passageiros, cabos de Grau I em guindastes e cabos de Grau II em operações de içamento, tensionamento e tração.

Para evitar a corrosão, a superfície do cabo de aço é galvanizada. De acordo com a resistência à corrosão, os cabos galvanizados são divididos em três graus — A, B e C — sendo o grau A o que oferece a maior resistência à corrosão.

Um cabo de aço é formado pela colocação de fios de aço em torno de um núcleo. A resistência à tração dos cabos de aço de pontes rolantes é geralmente de 1570 a 1960 N/mm²; atualmente, para tornar os tambores e polias de talhas elétricas mais leves e compactos, os cabos de aço tendem a apresentar maior resistência e menor diâmetro, de modo que a resistência à tração dos cabos de aço usados em talhas elétricas estrangeiras é atualmente, em sua maioria, superior a 2000 N/mm², tornando-os consideravelmente mais leves e compactos.

O núcleo suporta, estabiliza e lubrifica o cabo de aço, aumentando sua flexibilidade. Os núcleos são divididos em núcleos de aço (fios de aço ou cabos de aço finos), núcleos orgânicos (núcleo de cânhamo ou fibra) e núcleos de amianto; cabos com núcleo de aço são usados para altas temperaturas ou enrolamento multicamadas.

Classificação do cabo de aço da ponte rolante

1. Classificação pelo número de operações de torção

Existem cordas de camada simples e cordas de camada dupla.

• Cabo de torção simples: É um cabo formado diretamente por fios de aço torcidos em uma única operação, sem a necessidade de torcer os fios em cordões e depois os cordões em um único cabo. Possui alta rigidez e baixa flexibilidade, não dobra facilmente e é usado principalmente para tensionamento, cabos de sustentação ou aplicações que exigem resistência à flexão frequente.
• Cabo de aço de dupla torção: Os fios de aço são primeiro torcidos em cordões, e depois os cordões são torcidos para formar um cabo, passando por duas operações de torção. Possui boa flexibilidade e dobra-se facilmente, tornando-o adequado para passar por polias e tambores, sendo o cabo de aço mais utilizado em guindastes.

2. Classificação por direção de inclinação

Existem cordas de torção simples, cordas de torção regular e cordas de torção alternada, como mostrado na Fig. 1. Entre elas, as cordas de torção regular não são propensas a torções ou afrouxamento e são comumente utilizadas.

3. Classificação por tipo leigo

Sentido de torção dos cabos: torção à esquerda (S), torção à direita (Z), com os fios externos dispostos ao longo do eixo dos cabos; sentido de torção do cabo: torção à esquerda (S), torção à direita (Z), com os fios externos dispostos ao longo do eixo do cabo de aço.

Na designação de cabos de aço, a primeira letra indica o sentido de torção dos cordões e a segunda letra indica o sentido de torção do cabo; ou seja, o cordão mais fino é torcido primeiro em forma de S ou Z, e o cabo grosso finalizado é torcido finalmente em forma de S ou Z. De acordo com o sentido e o tipo de torção, os cabos de aço são divididos em quatro tipos: torção regular à esquerda (SZ), torção regular à direita (ZS), torção à direita com padrão Lang (ZZ) e torção à esquerda com padrão Lang (SS).

• Cabo de aço torcido regular (sZ, zS): não afrouxa nem torce, sendo comumente utilizado em máquinas de elevação; no entanto, apresenta contato deficiente e vida útil curta.
• Cabo de aço torcido Lang (zZ, sS): possui bom contato, baixo desgaste, superfície lisa, boa flexibilidade e longa vida útil; no entanto, gira por conta própria e é propenso a afrouxar.
• Cabo de aço com torção alternada (aZ, aS): apresenta excelente desempenho (mas o processo é complexo e raramente utilizado).

4. Classificação pela condição de contato do fio

Existem cabos de contato pontual, cabos de contato linear e cabos de contato frontal, conforme ilustrado na figura a seguir. Dentre eles, os cabos de contato linear são amplamente utilizados em guindastes devido à sua baixa tensão de contato entre os fios, boa resistência ao desgaste e longa vida útil.

De acordo com a estrutura da seção transversal, os cabos de contato linear são divididos em tipo externo grosso (tipo X - Seale), tipo grosso-fino (tipo W - Warrington) e tipo denso (tipo T - Filler), conforme mostrado na Figura 1. A Figura 2(a) representa o tipo externo grosso, a Figura 3(b) o tipo grosso-fino e a Figura 4(c) o tipo denso. Dentre eles, o tipo grosso-fino (Figura 3(b)), ou seja, o cabo tipo W - Warrington, é o mais utilizado em talhas elétricas devido ao seu alto fator de preenchimento, boa flexibilidade e elevada capacidade de carga.

O mecanismo de içamento de um guindaste deve, preferencialmente, adotar um cabo de aço de torção regular, de contato linear, tipo grosso-fino (W), com dupla torção.

5. Cabos de aço não padronizados

Para melhorar a resistência à tração do cabo de aço e reduzir ao máximo seu diâmetro, cabos de aço especiais não padronizados são usados atualmente no exterior. Por exemplo, os guinchos elétricos do tipo AS da empresa alemã STAHL utilizam principalmente o cabo de aço alemão não padronizado 6×35+7 (com núcleo de fibra) Warrington-Seale de fios redondos, conforme mostrado na figura a seguir.

6. Cordas de baixa rotação e cordas não rotativas

Quando a relação de polimento do guincho for 1/1, ou seja, com um gancho de queda única, deve-se selecionar uma corda de baixa rotação, como a corda 18×7 (núcleo de fibra) mostrada na Fig. (1); quando a capacidade de elevação for grande ou a altura de elevação for alta (H ≥ 40 m), deve-se adotar uma corda não rotativa, como a corda 36×7 (núcleo de aço) mostrada na Fig. (2).

Requisitos técnicos de segurança para o uso de cabos de aço em pontes rolantes

• Antes de usar, o cabo de aço deve ser verificado quanto a danos; antes da operação, verifique se há fios quebrados, deformações, corrosão e achatamento.
• O cabo de aço não deve apresentar defeitos como curvas acentuadas, laços, fios rompidos ou achatamento.
• Ao formar um laço na extremidade do cabo de aço, devem ser utilizados pelo menos três grampos; se for utilizado o método de emenda, o comprimento da emenda não deve ser inferior a 15 vezes o diâmetro do cabo de aço, mas não inferior a 300 mm.
• É estritamente proibido conectar cabos de aço por meio de nós, e cabos de aço usados em guinchos não devem ter emendas.
• Caso seja detectado vazamento de óleo no cabo de aço durante o uso (exceto em cabos de aço novos), isso indica que o cabo sofreu deformação significativa; o trabalho deve ser interrompido imediatamente e o cabo deve ser verificado e manuseado corretamente.
• O cabo de aço deve ser mantido limpo em todos os momentos e, geralmente, lubrificado uma vez por ano, utilizando óleo para cabos de aço ou óleo para cilindros (a temperatura do óleo não deve exceder 80 °C).
• O cabo de aço no tambor de ponte rolante deve manter pelo menos 3 bobinas de segurança.

Requisitos de inspeção e manutenção de cabos de aço de pontes rolantes

• Realizar uma inspeção visual antes de cada operação.
• Realize uma inspeção detalhada e registre-a semanalmente.
• Realize uma manutenção e lubrificação completa uma vez por mês.
• Crie um registro de uso de cabos de aço para monitorar sua vida útil.

Cindy

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