Pesquisa e produtos de cordas para aplicações em elevadores

Cabos e polias de aço são examinados.

pelo Dr.-Ing. Wolfram Vogel e Lothar Sieber

Os cabos de aço desempenham um papel fundamental nos elevadores de tração. Eles influenciam o dimensionamento do sistema de tração, bem como os custos, a eficiência energética, o espaço ocupado no poço, a produção, a instalação, os diâmetros e a manutenção. Cabos com diâmetros menores reduzem os diâmetros das polias de tração e de desvio. A utilização de cabos de aço com diâmetro (d) inferior a 8 mm e relação entre o diâmetro da polia e o do cabo (D/d) inferior a 40 possibilita novas possibilidades na construção de elevadores. Cabos de aço revestidos com materiais de alto coeficiente de atrito reduzem o ângulo de contato entre a polia de tração e a polia, ajudando a evitar sulcos acentuados. Terminações planas e finas para cabos de aço oferecem a vantagem de maior vida útil, evitando ângulos de inclinação nas polias. Além disso, o método de cálculo do número esperado de viagens precisa ser aprimorado, especialmente para percursos de cabos complexos no sistema do elevador. Certificados emitidos por Organismos Notificados são necessários para comprovar a adequação de novos produtos para elevadores.

Cordas finas, polias finas

Um dos primeiros passos no desenvolvimento de acionamentos por cabo menores em elevadores de tração foi a redução do diâmetro do cabo para menos de 8 mm, conforme exigido pela norma EN 81-1. Com uma relação D/d constante, o diâmetro da polia diminuiu significativamente. Com uma relação D/d inferior a 40 (por exemplo, no certificado de exame KP067-1),[4] é possível obter uma relação D/d = 25 e um diâmetro de polia de D = 150 mm com o cabo Drako 250T de 6 mm. Uma relação D/d permitida de 24.6 reduz o diâmetro da polia para D = 160 mm para o cabo de 6.5 mm na mesma construção.

O certificado KP067-1[4] baseia-se em testes de flexão ao longo da vida útil, estatísticas e um cálculo de vida útil aprovado[1] que abrange o cálculo tradicional da capacidade de tração para ranhuras em V e ranhuras semicirculares com rebaixo. Os resultados são gráficos de decisão (Figura 1) para o número calculado e esperado de viagens. A sequência de flexão consiste em uma flexão sobre a polia de tração e duas flexões sobre as polias de deflexão. Após o cálculo da capacidade de tração, o fabricante do elevador precisa definir os parâmetros D/d das polias de tração e de deflexão, bem como o fator de segurança. O número de viagens calculado pelo KP067-1[4], juntamente com a frequência de deslocamento esperada, determinará a vida útil do cabo. Os gráficos de decisão são válidos para polias de deflexão de aço e plástico em elevadores de tração e hidráulicos.

Cálculo da vida útil

Influenciado por dobras reversas

Os cálculos de vida útil do cabo utilizados para o certificado Drako KP067-1 [4] consideraram apenas as flexões na mesma direção. Quando são utilizadas flexões reversas (Figura 2), sua influência na vida útil do cabo é frequentemente subestimada. O cálculo da vida útil deve levar em conta a sequência de flexões na seção do cabo que está sujeita ao maior nível de tensão. Uma vez conhecidas a sequência e os elementos de flexão, é possível atribuir as influências da flexão reversa e do sulco moldado. O número de ciclos de flexão deve ser calculado para cada elemento de flexão e correlacionado com o número de viagens, utilizando a hipótese de acumulação de danos proposta pela Regra de Palmgren-Miner. Deve-se ter cuidado ao utilizar este modelo de elemento de flexão para não subestimar ou superestimar a influência da flexão reversa ou do sulco moldado, ambos com impacto extremo na vida útil do cabo. Certificações futuras também abrangerão este tipo de flexão.

Corda revestida de plástico

A norma KP067-1[4] abrange o cabo de aço D250T de 6 mm, 6.5 mm e 8 mm para D/d ≥ 24.6 e, em princípio, com fatores de segurança abertos. No entanto, a influência do produto na vida útil do cabo será afetada. Utilize os dados fornecidos aqui para ter uma ideia do que esperar. A norma KP067-1[4] abrange cabos de aço com coeficientes de atrito aço/aço limitados. Para aumentar o atrito, o uso de uma cobertura plástica é benéfico. As vantagens incluem uma vida útil mais longa devido à redução da pressão, ranhuras circulares, funcionamento silencioso e ângulo de enrolamento reduzido. O cabo revestido de plástico PTX300 é certificado na norma KP195[5] com instruções detalhadas e critérios de descarte.

Terminação do cabo: Conector em T

O conector em T mostrado na Figura 4 ilustra uma terminação patenteada que permite a instalação dos cabos. Isso é especialmente importante para cabos pequenos sem ângulos de inclinação,[3] pois a vida útil não é afetada por tensões adicionais e movimentos do cabo. Medidas adicionais, como parafusos e molas, ajudam a equalizar as forças no cabo.

Conclusão

O cabo de aço é um elemento construtivo importante em elevadores de tração, abrangendo aspectos de instalação, manutenção, requisitos de segurança, capacidade de tração e conforto. É fundamental compreender a fundo as consequências da variação de um único parâmetro. Certificações baseadas em pesquisas científicas auxiliam no uso seguro dos cabos, mesmo em condições extremas.

Referências
[1] Feyrer, K. (2002). Drahtseile. Springer Verlag Berlim.
[2] Vogel, W. “O impacto das dobras reversas nos acionamentos de cabos de elevadores de tração.” Relatório de elevadores 36(2010) 2, p. 14-16.
[3] Vogel, W. & Scheunemann, W. “Segurança e confiabilidade das terminações de cabos em elevadores de tração.” Relatório de elevadores 37 (2011) 6.
[4] “Certificado relativo ao exame de conformidade KP067-1 – Acionamento por cabo para utilização como parte da máquina para elevadores de tração ou elevadores hidráulicos de ação indireta com e sem número reduzido de percursos.” Pfeifer Drako/TÜV SÜD 2011.
[5] “Certificado relativo ao exame de conformidade KP195 – Acionamentos de cabo com cabo revestido de plástico para uso como parte do acionamento de elevadores de tração tipo Drako PTX300.” TÜV SÜD 2012.