Cable d'acer
Un cable d'acer és un tipo de cable mecànic format un conjunt d'arams d'acer que formen un cos únic com a element de treball. Estos arams poden estar enrollados de forma helicoidal en una o més capes, generalment al voltant d'un aram central, formant els cables espirals.
Estos cables, a la seua volta, poden estar enrollados helicoidalment al voltant d'un núcleu o ànima, formant els cables de cordoneres múltiples. Estos cables es poden considerar com a elements i també es poden enrollar helicoidalment sobre un ànima, formant els cables guardines, o be acoplar-se un al costat de l'atre, per a formar els cables plans. Originalment, el cable d'acer va ser un invent de l'ingenier alemà, Wilhelm Albert.
Característica fonamentals
Diàmetro
Es considera diàmetro d'un cable a la circumferència circumscrita a la secció del mateix, expressat en milímetros (mm).
Quan un cable nou entra en servici, els esforços que soporta li produïxen una disminució del diàmetro, acompanyada d'un aument en la seua llongitut, a causa de l'assentament dels distints elements que formen el cable. Esta disminució de diàmetro és major quant major és la proporció de fibra textil que ho forma.
Composició
Combinant la disposició dels arams i les cordoneres s'obtenen cables de composicions molt diverses. Els fabricats en arams grossos resistixen be el desgast per roçament, pero tenen una gran rigidea i són poc resistents a la flexión. Els cables composts per un gran número d'arams fins no són molt flexibles, i poc resistents al roçament i a la corrosió.
Ànimes o núcleus
L'ànima del cable és el soport de tamany i consistència aptes per a oferir un respal ferm a les cordoneres, de modo que, inclús a la màxima càrrega no apleguen a entallar-se els arams de les cordoneres entre sí.
Generalment, l'ànima dels cables és de fibra textil,sempre i quan no es treballen en ambients en un elevat percentage d'humitat i elevades temperatures, ya que estos factors diferixen en la resistència de l'ànima, fent-la dèbil fins a punt tal que es puga tallar. Per a això, s'utilisen ànimes metàliques, que no es veuen afectades en estos últims factors.
Notació
La composició d'un cable ve expressada per una notació composta de tres sifres, per eixemple 6x19+1 Seale. La primera indica el número de cordoneres del cable, la segona el número d'arams de cada cordonera i la tercera el número d'ànimes textils. La paraula Seale indica una disposició especial de les cordoneres, que vorem en les classes de arrollamientos.
Si l'ànima del cable és metàlica formada per arams, se substituïx l'última sifra per una notació entre paréntesis que indica la composició de dita ànima. Per eixemple, 6x19+(7x7+0). Quan les cordoneres o ramals del cable siguen atres cables, se substituirà la segona sifra per la notació que senyale la seua composició, també entre paréntesis. Per eixemple, 6x(6x7+1)+1.
Arrollamiento
Els arams de les cordoneres estan colocats en forma d'hèliç al voltant d'un aram central, formant una o més capes.
El pas de la cordonera és la llongitut que comprén un regrés complet de l'aram al voltant del seu núcleu central. Esta distància es medix paralelament a l'eix de la cordonera. En els cables corrents, les distintes capes d'arams que formen les cordoneres tenen passos diferents.
Les cordoneres, a la seua volta estan colocats en el cable en forma d'hèliç al voltant de l'ànima. El pas d'hèliç que descriu una cordonera és el pas del cable.
Classes de arrollamiento
Considerant els sentits de arrollamiento dels arams en la cordonera, i de les cordoneres en el cable, es poden distinguir:
- Arrollamiento creuat o corrent és aquell que les cordoneres estan enrollades en sentit contrari al dels arams que els formen.
- Arrollamiento Lang, els arams en la cordonera i les cordoneres en el cable estan enrollats en el mateix sentit.
- Arrollamiento alternat, en cordoneres que estan alternativament enrollats en el mateix sentit que el cable i en sentit contrari.
Ademés estos tres grups poden estar enrollats a dretes o a esquerres.
Preformado
En el procés de fabricació dels cables corrents, els arams adopten la forma d'hèliç i ocupen les seues posicions respectives gràcies a una deformació elàstica, que origina unes tensions internes en dits arams. Per causa d'estes tensions internes, en suprimir les lligades, o en trencar-se un aram, els extrems tendixen a recuperar la seua forma recta primitiva.
En els cables preformados, tant els arams com les cordoneres sofrixen durant el procés de fabricació una deformació permanent, adoptant la forma d'hèliç d'acort ya en la posició que hauran d'ocupar en el cable.
En suprimir la deformació elàstica s'eliminen les tensions internes existents en els arams dels cables no preformados i que contribuïxen al trencament de dits arams per fatiga.
Les principals ventages dels cables preformados són:
- Major flexibilitat, ya que en curvar-se no se sumaran les tensions internes de fabricació a l'esforç de flexión pel arrollamiento en poleas i tambors. Açò equival per tant a una reducció dels esforços de flexión.
- Evita efectes de cortadura, al no enredrar-se les puntes d'aram que es trenquen per fatiga, no queden estes aprisionadas entre el cable i les goles de les poleas, evitant-se aixina que tallen atres arams.
- Major duració, conseqüència de les dos ventages anteriors.
- Fàcil maneig. En tallar un cable preformado les cordoneres i arams permaneixen en el seu lloc al no tindre tendència a descablearse i desenrollarse formant coques.
- Facilita l'us del arrollamiento Lang, en reduir els inconvenients més propis de dit arrollamiento, fa possible adaptar-ho en major número d'aplicacions.
Material
L'aram trefilado que s'utilisa per a la fabricació de cables s'obté partint de fermachine d'acer Martin Siemens o d'acer al forn elèctric. el seu contingut en carbono varia generalment del 0,3% al 0,8% obtenint-se dins d'esta gama els acers dolços, semiduros i durs.
L'índex de purea pot variar segons les característiques requerides; no obstant estos tipos d'acer no poden contindre més d'un 0,04% de fòsfor i un 0,04% de sofre.
Tipos de cables
Els cables també es poden classificar segons la seua estructura i característiques més destacades en els següents grups
- Cables espirals o cordoneres
- Cables normals
- Cables d'igual passe
- Cables de cordoneres triangulars
- Cables antigiratorios
- Cables guardines
- Cables plans
- Cables semicerrados i tancats
Cables espirals o cordoneres
Es coneixen també com a cables de simple arrollamiento, en ells els arams estan colocats en una o més capes enrollades en forma d'hèliç al voltant d'un núcleu. El núcleu generalment ho forma un sol aram.
Si esta construcció és ya un cable terminat, els arams de les diferents capes s'enrollen en sentit alternat a esquerra i dreta i llavors es diu cable espiral. Quan és un element d'un atre cable major, les distintes capes d'arams s'enrollen en el mateix sentit i llavors se li crida cordonera.
En general els cables espirals resistixen be el desgast per roçament en tindre una superfície aproximadament cilíndrica i molt plana. En ells s'aprofita be la secció ya que en un diàmetro relativament chicotet s'obté una capacitat de càrrega considerable. En estar enrollat de forma alterna resistix be la torsió.
Ademés tenen un elevat mòdul d'elasticitat.
En ser poc flexibles s'usen fonamentalment com a cables estàtics, en cables fins s'ampren per a frens i mandos de vehículs. S'usen també com a cables carril de telefèrics, cables portadors de ponts colgantes, cables guia en extracció minera, contrapeso en ascensors i montacargas molt antics, en els montacargas i ascensors actuals s'usen cables més flexibles de 6 i 8 cordoneres.
Cables normals
Es formen en cordoneres cilíndriques enrollades helicoidalment entorn a un núcleu o ànima que pot ser de fibra o metàlica.
Les cordoneres d'estos cables són d'arams del mateix diàmetro i el número d'arams en cada capa aumenta de 6 en 6, en progressió aritmètica. En ser tots els arams del mateix diàmetro són cables molt homogéneus.
Les torsió de les distintes capes tenen totes el mateix sentit i estan enrollades en el mateix àngul de cablejat, d'esta manera els passos de les distintes capes són diferents i proporcionals als diàmetros mijos de cada capa.
En tindre les capes d'arams diferents passos, quan soporten una pressió els arams es creuen i entallen entre sí, produint esforços de flexión en doblar el cable.
En estos cables l'esforç a la tracció es repartix de manera uniforme entre tots els arams en estar enrollats en el mateix àngul de cablejat.
El seu camp d'aplicació és molt extens, la seua llimitació en l'us ve donada per la seua poca flexibilitat.
Cables d'igual passe
Les distintes capes d'arams que formen les seues cordoneres estan cablejades baix el mateix pas, per això els arams de les cordoneres de les distintes capes no es creuen entre sí i es recolzen a lo llarc de tota la seua llongitut en els recalats que es formen entre cada dos arams contigus de la capa inferior. El seu aspecte exterior és igual al dels cables normals i cal observar la seua secció per a poder-los diferenciar.
Les composicions més freqüents són:
- Seale
- Warrington
- Warrington-Seale
- Reblixc (Filler Wire)
En general els cables d'igual pas gogen de major flexibilitat, gran resistència a la compressió lateral i una elevada càrrega de trencament.
Cables de cordoneres triangulars
Estos cables estan formats per sis cordoneres de forma aproximada a un triàngul equilátero..
Cables antigiratorios
El cable d'acer convencional baix l'acció d'una càrrega gira sobre el seu propi eix. Este fenomen es deu al arrollamiento en hèliç dels arams i cordoneres, i al sentit de gir, que és opost al sentit de arrollamiento del cable, de modo que el cable convencional tendix sempre a desenrollarse per mig de gir.
Quan l'altura de l'izaje és considerable (depenent del diàmetro del cable i atres factors), este problema comença a adquirir importància i en els sistemes de dos o més llínees, és molt provable que els cables es enrosquen entre sí.
Açò genera una condició altament amoladora per al cable i perillosa per a la seguritat de les persones. Hi ha instalacions que resolen este problema utilisant cables de torsió dreta i esquerra, treballant en parells, fent la salvetat de que en general els cables de torsió esquerra es fabriquen solament sobre demanat.
En la majoria dels casos, en canvi, la solució consistix en utilisar cables d'acer antigiratorios. En resum estos cables s'ampren per a alçar càrregues no guiades (que poden rotar lliurement), en altures de isaments considerables. El disseny i tipo constructiu d'estos cables es basa en compondre elements els moments dels quals torsores s'equilibren uns a uns atres, produint una resultant pràcticament nula.
Els dissenys més utilisats són els cridats multicordones, entre els quals el més popular és el 18x7+ 1x7, usualment cridat “19x7”. En este disseny es componen dos capes de 6 i 12 cordoneres respectivament, sobre un ànima d'una cordonera, sent totes estes cordoneres pràcticament iguals, de 7 arams cada u. El resultat és un cable de propietats altament antigiratorias, en una excelent resistència a la tracció, en mijana flexibilitat i resistència al aplastamiento. Existixen atres possibles construccions, totes basades en el mateix principi. La construcció 34x7 és més flexible i més eficient com antigiratoria, encara que també és alguna cosa menys estable.
Selecció de cables antigiratorios
No existixen regles precises per a determinar quan utilisar un cable antigiratorio. En primera instància és convenient considerar l'experiència obtinguda en cables usats anteriorment en la mateixa instalació o equip. Quan no existix tal experiència, o en cas de dubtes, existixen alguns diagrames i fòrmules aplicables, encara que els seus resultats són solament de caràcter orientativo. La variables que incidixen en la determinació són:
- altura de izaje.
- diàmetro del cable.
- diàmetro de les poleas.
- número de llínees.
- disposició de les poleas.
- torque específic del cable.
Es recomana no utilisar cables antigiratorios quan la càrrega està guiada (impedida de rotar) i ademés convé tindre presentes algunes precaucions específiques adicionals. Per eixemple, pel seu particular disseny, els cables antigiratorios presenten marcades diferències en comparació als cables de 6 cordoneres. La forma en que es comporten, es desgasten i es trenquen, diferix respecte a les construccions convencionals. Açò du aparellada la necessitat d'utilisar criteris de manipulació, us i inspecció específics.
Manipulació de cables antigiratorios
Deuen ser considerades totes les recomanacions mencionades per a la manipulació de qualsevol cable, en especial atenció, a que el cable antigiratorio deu mantindre's sempre acondicionat en bobines i no en rolls.
Quan és inevitable fer un roll, el mateix deu ser degudament zunchado o nugat, i al desenrollarlo es deu fer rodar el roll en forma vertical fins que el cable estiga completament en llínea recta en el sol. Es deu prestar especial atenció a no introduir torsió en el cable durant el manipuleo o l'instalació. Tots els extrems deuen dur una, dos o tres sòlides lligaces en aram, segons el diàmetro, excepto que els mateixos es troben soldats.
Instalació de cable antigiratorio
Els cables d'acer antigiratorios són propensos a nugar-se, esclafar-se i desequilibrar-se, en les característiques formes de “colapse d'ànima” i “gàbia de pardal”. Es deu posar émfasis en evitar les pràctiques operatives que possibiliten aplegar a dites situacions. Un aspecte fonamental és el método d'instalació, puix molts dels problemes es manifesten quan el cable està recent instalat. En general valen les mateixes recomanacions que es donen per a l'instalació de qualsevol atre cable, en l'agregat de les següents:
- en tot moment mantindre el cable baix tensió, frenant suaument la bobina que entrega el cable al sistema.
- si el passat pel sistema s'efectua tirant del cable nou en el vell, la conexió entre abdós deu tindre la possibilitat de girar.
Condicions d'entorn de l'instalació i operació:
Per a la construcció 19x7, el diàmetro mínim de enrollamiento deuria ser de 30 a 40 voltes el diàmetro del cable, encara que és un fet que molts equips es fabriquen en relacions menors.
En les instalacions en diàmetros menors és preferible adoptar un cable de construcció 34x7 o verificar a fondo si es pot amprar un cable de construcció convencional. Els cables antigiratorios deuen permanéixer sempre baix tensió.
Les descàrregues, sobretot si són brusques, són perjudicials per al cable. Si no es conta en una pasteca suficientment pesada, es recomana usar contrapeso adicionals o boles de contrapeso, en els casos d'una sola llínea.
No deu induir-se rotació alguna sobre la càrrega. Dita rotació podria produir un desbalanceo dels moments torsores de les cordoneres d'hèlices contrapostes, provocant deformacions en el cable.
Una pràctica desacertada és colocar unions giratòries o destorcedores en el anclaje de l'extrem mort. La lliure rotació del cable causarà una reducció de la resistència, desequilibri de la càrrega i el possible desbalanceo del parell del cable.
L'àngul de desviació entre les poleas i el tambor no deu excedir d'1,5º. És altament preferible utilisar tambors ranurados i en la menor cantitat de ventrades de cable.
Els extrems del cable deuen estar fermament ancorats en la secció travessera completa i sólidamente retinguda.
El método ideal és en terminals de farcidura. Si s'usen terminals en falca, és recomanable soldar les puntes del cable o adquirir el mateix en els extrems ahusados. Les grampas prensacable si be són molt utilisades, no són el millor método de fixació.
Inspecció de cable antigiratorio
Els criteris d'inspecció del cable d'acer antigiratorio també diferixen dels convencionals. Qualsevol chicoteta reducció del diàmetro deu ser atesa en sum conte.
El criteri de reconte dels arams trencats també diferix i una volta alcançat el punt de retir de servici, els cables antigiratorios deixen menys temps disponible fins al seu trencament que els cables convencionals.
Cables guardines
Es podrien denominar com a cables de cables, ya que estan formats per varis cables, cridats ramals, enrollats helicoidalment al voltant d'un ànima central de fibra o metàlica.
Cables plans
Els cables plans es denominen també trenes de cable o cables de cinta, es componen de varis cables o ramals de 4 cordoneres cada u, disposts en paralel un junt a l'atre i coser entre sí per mig d'arams de costura. Normalment els ramals es disponen en número par i s'elegixen de manera que els seus arrollamientos presenten alternativament torsió a la dreta i a l'esquerra. Els cables plans poden estar coser en costures simples o en dobles costures.
Cables semicerrados i tancats
Són cables d'una sola cordonera, format generalment per vàries capes d'arams redons recoberts per una o més capes d'aram de forma. Quan el perfil dels arams de l'última capa té forma de X es coloquen alternant en arams redons i el cable es diu semicerrado. Quan el perfil dels arams té forma de Z, són tots iguals i encaixen uns en uns atres, cridant-se llavors cable tancat. Igual que en els cables espirals, les capes d'arams dels cables tancats es cablean alternativament a dreta i a esquerra en la finalitat de reduir la seua reacció a la torsió. Commons
Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Cable d'acer.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Cable de acero» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.