CABLES METLICOS O ALAMBRES METLICOS

1. DEFINICIN

Los cables metlicos son un elemento mecnico, compuesto por un conjunto de alambres de acero que se enrollan en torones y los torones se enrollan en hlices alrededor de un alma, con el fin de transmitir fuerzas, movimientos y energa entre dos puntos, de una manera predeterminada para lograr un fin deseado.

Un cable de acero es un elemento que se utiliza en gran parte de las actividades industriales (minera, puertos, sector petrolero, pesquero, martimo, construccin, maderera, etc.) incluyendo el transporte de personal (ascensores, telefricos).

Debido a la importancia que tiene un cable de acero en la actividad diaria, consideramos conveniente dar a conocer las principales caractersticas del mismo, el mantenimiento necesario, con el fin de lograr su mejor uso, siempre bajo condiciones seguras de funcionamiento.

2. ELEMENTOS DE UN CABLE METLICO

Un cable metlico est compuesto por alambres, torones y un ncleo o alma, seguidamente se explica cada uno de estos:

2.1 Alambres:

El Alambre de acero, es el componente bsico del cable de acero. Este alambre se fabrica con acero de alto carbono ostentando distintos grados o calidades, los cuales dependen de los requerimientos finales del cable. Las calidades no slo se refieren a la resistencia a la traccin, sino tambin a la resistencia a las torsiones axiales, plegados (o dobleces) y si estn o no recubiertos con zinc (galvanizado).

Todas las caractersticas de los alambres de acero, estn especificadas en la Norma ISO 2232, que rigen para los cables.

Los materiales corrientes para los alambres son aceros de alto contenido de carbono, en la siguiente tabla se puede evidenciar la resistencia ultima para diferentes tipos de alambres.

acero mejorado para arados (IPS)

acero para arado (PS)

Acero dulce para arado (MPS)

Acero dulce para traccin

Hierro con bajo contenido de carbono

Acero de alta resistencia(VSH)

Tabla 1: resistencia ltima de alambres con que se fabrica el cable, fuente: (Faires)

2.2 Torn:

Est formado por un nmero de alambres de acuerdo a su construccin, que son enrollados helicoidalmente alrededor de un centro, en una o varias capas. Cada nmero y disposicin de los alambres es denominado una CONSTRUCCION, estas son fabricadas generalmente segn el concepto moderno, en una sola operacin con todos los alambres torcidos en el mismo sentido, conjuntamente en una forma paralela, as se logra evitar cruces y roces de estos en las capas interiores, en vista que debilita el cable y reduce su vida til, teniendo como resultado fallas sin aviso previo.

Las principales construcciones de torones, se pueden clasificar en tres series:

Serie 7: Incluyen construcciones que tienen desde 3 a 14 alambres.

Serie 19: Incluyen construcciones que tienen desde 15 a 26 alambres.

Serie 37: Incluyen construcciones que tienen desde 27 a 49 alambres.

2.3 Alma:

Es el eje central del cable donde se enrollan los torones. Su funcin es servir como base del cable, conservando su redondez, soportando la presin de los torones y manteniendo las distancias o espacios correctos entre ellos.

Los elementos de ncleo central o alma pueden ser:

Alma de Fibra(Fibre Core FC), la cual puede ser una fibra de origen natural, por ejemplo, sisal, camo, etc. o una fibra sinttica, por ejemplo, polipropileno.

O Alma de cable metlico independiente(Independent Wire Rope Core - IWRC), es la ms frecuente, con la cual el cable es mucho ms resistente al aplastamiento, resiste alta temperatura que puede destruir un ncleo de fibra y posee un menor alargamiento bajo carga.

En la siguiente imagen se puede visualizar los componentes mencionados anteriormente de un cable metlico:

Ilustracin 1: Partes de un cable metlico

3. PASO O ENROLLADO DE UN CABLE METLICO

El paso de un cable de acero se determina por la forma en que los torones o trenzas estn enrollados en el cable y por la manera en como los alambres estn enrollados en los torones.

Ilustracin 2: tipos de enrollamiento o pasos de cables.

La longitud de paso de un cable de acero es la distancia lineal medida a lo largo del mismo, desde un punto de un torn hasta otro punto del mismo torn despus de dar una vuelta alrededor del ncleo o alma del cable (360).

Lang Derecho

Segn el sentido de enrollamiento de los torones sobre el ncleo, el paso puede ser derecho o izquierdo. De acuerdo con el sentido de enrollamiento de los alambres en los torones y de stos sobre el alma o ncleo, los cables pueden ser de dos tipos: pas regular o pas lang; estos a su vez pueden ser derecho o izquierdo.

Lang Izquierdo

Normal Derecho

3.1 Torcido normal o paso normal. Es el estndar aceptado, tiene el alambre enrollado en una direccin para constituir los toroides y los toroides torcidos en la direccin opuesta, a fin de formar el cable. En el cable terminado, los alambres visibles estn colocados casi paralelos al eje del cable. Los cables de torzal normal no se tuercen y son fciles de manejar.

Normal izquierdo

3.2 torcido lang o paso lang. Tienen los alambres en el toroide y los toroides en el cable torcido en la misma direccin, de aqu que los alambres exteriores estn en diagonal a travs del eje del cable. Los cables con torzal Lang son ms resistentes al desgaste abrasivo y a la falla por fatiga que los cables con torcido regular, pero es ms probable que se retuerzan y dejen de entrelazarse.

4. PREFORMADO DE LOS CABLES

Actualmente la mayora de los cables metlicos son preformados. El concepto de Preformado significa que tanto los alambres individuales como los torones tienen la forma helicoidal exacta que llevarn en el cable terminado. Esta operacin reduce la fatiga interna del cable, convirtindolo en un cable manejable. Facilita el corte de cables, empalmes y vida mucho ms prolongada.

En los cables no Preformados, los torones son mantenidos en su sitio a la fuerza, por lo que estn sujetos a grandes tensiones internas. En un cable Preformado los alambres y torones estn en reposo, dado que su forma definitiva le fue aplicada durante el proceso de fabricacin.

La eliminacin de esfuerzos internos en el cable preformado garantiza una mayor vida til. Por las razones mencionadas, se fabrican segn las normas de los cables en estado preformado

5. NOMENCLATURA DE LOS CABLES METALICOS

Los cables de acero se designan con dos nmeros, de los cuales el primero indica el nmero de torones y el segundo indica el nmero de alambres de cada torn, por ejemplo un cable de 6 7. Tiene 6 torones y 7 alambres por cada torn.

Algunas veces los cables se designan con tres nmeros donde el primer nmero corresponde al dimetro del cable El segundo y el tercero son los nmeros de torones y de alambres en cada torn, respectivamente. Por ejemplo: cable de arrastre de 1 in de 6 7

En la siguiente ilustracin se puede visualizar algunos ejemplos de cables:

Ilustracin 3: ejemplos de cables (seccin transversal).

6. TIPOS DE SECCIONES TRANSVERSALES

Existes diversos tipos de secciones transversales, las cuales dependen de los tipos de torones. A continuacin se describirn los diferentes tipos de torones:

6.1 Torn comn de capa simple.

El ejemplo ms comn de construccin de capa simple es el torn de siete alambres. Tiene un alambre central y seis alambres del mismo dimetro que lo rodean. La composicin ms comn es 1+6= 7.

6.2 Torn Seale

Construccin que en la ltima capa tiene los alambres de mayor dimetro que la capa interior, dndole al Torn mayor resistencia a la abrasin. La composicin ms comn es 1+9+9= 19.

6.3 Torn Filler

Se distingue por tener entre dos capas de alambres, otros hilos ms finos que rellenan los espacios existentes entre las mismas. Este tipo de torn se utiliza cuando se requieren cables de mayor seccin metlica y con buena resistencia al aplastamiento. La composicin ms comn es 1+6/6+12= 25.

6.4 Torn Warrington

Se caracteriza por tener una capa exterior formada por alambres de dos dimetros diferentes, alternando su posicin dentro de la corona. El tipo de torn ms usado es 1+6+6/6= 19.

6.4.1 Torn Warrington Seale

Es una combinacin de las mencionadas anteriormente y conjuga las mejores caractersticas de ambas: la conjuncin de alambres finos interiores aporta flexibilidad, mientras que la ltima capa de alambres relativamente gruesos, aportan resistencia a la abrasin. La construccin ms usual es 1+7+7/7+14 = 36.

Cable de acero 6x26 que combina la resistencia a la flexin y a la abrasin, dando un buen comportamiento en uso: 1+5+ (5+5)+10 = 26.

7. CLASIFICACIONES STANDARD

Los principales cables estndar son:

6x7

Nos encontramos con una construccin de cable armado por alambres gruesos que son muy resistentes a la abrasin y al desgaste, pero no recomendables para aplicaciones donde requiere flexibilidad. Dimetro mnimo de poleas y tambores. 42 veces el dimetro del cable.

6x19

Constituye un trmino medio de flexibilidad y resistencia al desgaste, es uno de los tipos ms populares, es un buen cable para aplicaciones generales. Las construcciones especiales tales como la Seale estn proyectadas para que tengas una buena resistencia al desgaste con alambres gruesos en el exterior, y una buena flexibilidad por tener alambres delgados en la capa interior, sus usos incluyendo todas las diversas secciones transversales, son: cables para palas de arrastre y excavadoras, cables de arrastre en general, mquinas para explotaciones forestales, gras entre otras.

6x37

Es un cable extra flexible y por consiguiente de utilidad cuando la abrasin no es grande y cuando deben ser toleradas dobleces relativamente pronunciadas. Sin otra designacin un cable 6x37 tiene todos sus alambres del mismo dimetro. Este tipo de cable se utiliza para cabrestantes y montacargas, gras de pluma mvil y tornos de elevacin

A continuacin se adjuntan dos tablas con informacin con informacin de las propiedades de los cables metlicos mencionados anteriormente:

Tabla 2: PROPIEDADES DE CABLES METALICOS (Unidades inglesas)

Tabla 3: PROPIEDADES DE CABLES METALICOS (Unidades mtricas)

8. MANTENIMIENTO

Los cables deben ser sujetos a inspecciones y mantenimiento peridicamente. En muchos casos el tipo de inspeccin est regulado por normas (por ejemplo DIN 15020, Tec.) El mantenimiento incluye: el control de cables, lubricacin, de los extremos del cable, de las poleas, de los rodillos y de los tambores. Control de los cables por desgaste, corrosin y roturas. Los cables deben ser examinados a fondo en intervalos regulares a lo largo de todo el cable, especialmente en las partes de la cuerda que estn sobre los rodillos y en los extremos, deben buscarse roturas, desgastes y corrosin.

Los cables pueden usarse si se cumplen las correspondientes regulaciones del equipo o en su caso, un valor permitido en la corrosin, rotura o desgaste. Los cables que estn empalmados deben ser adicionalmente inspeccionados por deslizamientos de los alambres ajustados. Los cables que estn enrollados deben ser inspeccionados en determinados intervalos por roturas causadas por corrosin. Las conexiones por prensado deben ser adicionalmente revisadas buscando desgastes y grietas en los elementos de sujecin as como deslizamientos de los alambres.

8.1 lubricacin

La vida en servicio de una guaya o cable de acero ser directamente proporcional a la periodicidad de la lubricacin en campo y a la efectividad del mtodo empleado. Por tener tantas piezas metlicas (alambres) en movimiento en un momento dado, una guaya o cable de acero requiere necesariamente de una adecuada lubricacin. La lubricacin efectuada al cable durante su fabricacin nunca ser suficiente para durar toda su vida til y por lo tanto debe ser lubricada peridicamente.

Generalmente la superficie de las guayas se cubre de arena, polvo, sucio, etc. durante el servicio y estos contaminantes ejercen una accin de desgaste sobre los alambres de acero, impidiendo tambin el libre movimiento o deslizamiento de los mismos. Esta condicin se complica si dichos contaminantes penetran al interior del cable.

Para llevar a cabo una lubricacin apropiada en campo es necesario, entonces, primero limpiar concienzudamente el cable y luego aplicar el lubricante. Este debe tener la viscosidad apropiada para poder penetrar hasta el alma del cable, reducir la friccin, proteger al cable contra la corrosin y tener un buen coeficiente de adherencia. El lubricante no deber ser tan liviano que se escurra totalmente ni tan pesado, porque entonces atrapa demasiados contaminantes.

Normalmente el lubricante se puede aplicar en campo mediante uno de los siguientes mtodos:

Goteo.

Atomizado.

Brocha.

Lo ms conveniente es aplicarlo donde el cable forme un arco, ejemplo, en una polea. Adicionalmente existen en el comercio lubricadores a presin que permiten una mejor penetracin.

8.2 Inspeccin

Todas las guayas o cables de acero inevitablemente se deterioran en servicio y su capacidad de trabajo va disminuyendo gradualmente. Por estas razones las inspecciones peridicas son crticas y se pueden indicar tres objetivos fundamentales:

Las inspecciones revelan la condicin del cable en un momento dado y pueden indicar la necesidad de reemplazo.

Las inspecciones revelan si se est usando el cable apropiado.

Las inspecciones permiten el descubrimiento y la correccin de defectos en los equipos o en la operacin, que pudieran estar causando deterioro prematuro del cable.

Todas las guayas o cables de acero deben ser inspeccionadas a intervalos regulares y entre ms tiempo lleve la guaya en servicio o entre ms severo sea ste, ms frecuentes y completas debern ser las inspecciones. De cada inspeccin deben mantenerse registros.

Los cables deben ser inspeccionados segn las circunstancias siguientes:

Antes de ser puesto en servicio a menos que sea nuevo.

Antes de ser puesto en servicio cuando haya sido instalado en otro equipo distinto al original.

Antes de cada utilizacin si est sujeto a condiciones extremas de deterioro, por ejemplo, ambientes muy contaminados con polvo o arena, ambientes corrosivos, ambientes muy calientes, etc.

La frecuencia de inspeccin deber ser:

Cables empleados en elevadores de personal: Cada 6 meses.

Cables empleados en gras: Cada 8-12 meses.

Cables empleados en condiciones extremas: Segn sea necesario.

Se deben tomar en cuenta los aspectos siguientes:

Abrasin: Desgaste superficial por roce mecnico, por ejemplo, con el suelo, tambor del malacate, etc.

Reduccin del dimetro: Causado por estiramiento dctil.

Fatiga: Ocasionada por esfuerzos alternos de doblez.

Prdida de Resistencia Mecnica: Causada por roturas o fallas de alambres individuales.

Corrosin: Ataque del material por el medio ambiente,Distorsin o Deformacin. Ejemplo: Jaula de Pjaro, martillado.

Al realizar las inspecciones se debe documentar y fotografiar los posibles defectos presentes, tales como:

Fallas o defectos localizados.

Signos o manchas de recalentamiento.

Exposicin del alma.

Daos en los terminales.

Aplastamiento.

Fatiga

Estiramiento.

Fracturas de alambres

9. FALLAS PRESENTES EN LOS CABLES METLICOS

Principalmente los cables metlicos pueden fallar, por fatiga cuando el cable est sometido continuamente a flexin o por el esfuerzo causado por una carga de traccin, otra falla seria por desgaste debido a la abrasin.

A continuacin se enunciaran diferentes fallas presentadas en los cables metlicos, cada una con su respectiva ilustracin.

Falla Dctil o por estiramiento del cable de acero.

Falla mecnica debida al movimiento del cable sobre superficies cortantes bajo tensin.

Pequea seccin degastada con fracturas de Fatiga, generada por trabajo en poleas con excesivo dimetro o sobre rodillos con soporte inadecuado.

Dos secciones paralelas de alambres rotos indican trabajo en poleas de pequeo dimetro.

Desgaste excesivo asociado con esfuerzos laterales elevados.

Desgaste excesivo en un cable de arreglo Lang, ocasionado por Abrasin.

Corrosin severa externa, causada por exposicin a ambientes agresivos al acero del cable.

Presencia tpica de alambres rotos debido a una gran fatiga por flexin.

Ejemplo tpico de deformacin mecnica severa, provocada por la formacin de una coca.

Jaula de Pjaro en un cable anti giro, debida a una torsin inadecuada. Caso tpico que ocurre en el extremo de anclaje de algunas gras.

Exposicin del alma de acero, producida al aplicar cargas bruscas repentinas al cable.

10. APLICACIONES DE LOS CABLES METLICOS.

Existen algunos sectores donde ms se requiere la aplicacin de cables metlicos, estos sectores son los siguientes:

10.1 Pesca

Pesca de arrastre: Expuestos constantemente a la intemperie y a las inmersiones en el mar, por ende han de fabricarse con un galvanizado eficaz y el alma de los mismos se ha de engrasar hasta la saturacin.

La resistencia de los alambres con que se construyen estos cables vara entre 140 y 160 kg/mm2. Los cables utilizados son de fcil maniobra y composicin flexible, Principalmente son utilizados los de estructura 6 x 24.

10.2 Industria

Gras de gran altura de elevacin: Se emplean en estos casos cables anti giratorios, sobre todo si la carga est soportada por un solo ramal, y no puede ir guiada.

Los cables anti giratorios deben estar sometidos a tensin, por lo cual es necesario colocar en el gancho un contrapeso lo suficientemente pesado para que mantenga el cable tendido, aun cuando le falte carga. Al no contar con cables anti giratorios, se pueden utilizar cables de 8 torones con alma mixta o cables de 6 torones y alma de fibra.

Puentes gra: En los puentes gra de las aceras, los cables trabajan cerca de importantes focos de calor; es necesario, en estos casos, proveer al cable de un alma metlica, en lugar del alma de fibra. De ello resulta que el peso y la resistencia a la rotura del cable queden mejorados en un 11% aproximadamente y el dimetro en un 5% respecto de las caractersticas de los mismos cables con alma de fibra.

10.3 Minera

Cables de extraccin: Se pueden utilizar cables de 6 torones de 19 y 37 alambres por torn, con paso Lang. Estos cables pueden estar parcialmente equilibrados mediante un alma central mixta o enteramente metlica. Se emplea cables semi-antigiratorios.

En caso de profundidades importantes hay que recurrir al cable anti giratorio ms equilibrado, con el fin de evitar las reacciones de este sobre las guas de la jaula.

Cables guas: Los cables empleados como guas de pozo suelen tener los alambres exteriores ms gruesos que los del ncleo, por que han de resistir fuertes abrasiones, al resbalar sobre ellos las deslizaderas de las jaulas, y la accin corrosiva de la atmsfera hmeda de los pozos.

Se exige a este tipo de cables lo siguiente:

Gran superficie efectiva de contacto.

Gruesos alambres exteriores.

Empleo de aceros poco frgiles, pero de suficiente dureza superficial.

Cables de equilibrio: Se emplean los cables anti giratorios. Estos cables solamente soportan su propio peso, por lo que se construyen con alambres de resistencia relativamente dbil (120 a 140 kg./mm2) . Los alambres suelen ser tan gruesos como sea posible, dentro de las condiciones de flexibilidad, con el fin de hacer frente a la corrosin.

Estos cables al colgarse libremente en el interior del pozo, bajo las jaulas, no tienen tendencia a ensortijarse y no precisan de gua en el fondo.

Cables de profundizacin: Estos cables han de ser anti giratorios y muy flexibles, lo que permite el uso de poleas de menores dimetros que los pozos de extraccin.

El coeficiente de seguridad de estos cables suele tomarse entre 10 y 13 segn se trata de transportar materiales o personas.

Cables de planos inclinados: En estas instalaciones se emplea los siguientes cables:

6 x 7; 6 x 12, 6 x 19; 6 x 19 Seale.

En los planos inclinados el factor preponderante que destruye el cable suele ser el desgaste; de aqu el inters que existe en utilizar cables de alambres exteriores gruesos con trenzado Lang.

En cuanto al coeficiente de seguridad, se admite 7 para el transporte de materiales y 10 para personas.

10.4 Perforaciones petrolferas.

Cables de perforacin: Estos cables estn sometidos a unas condiciones muy duras de trabajo. El cable se enrolla en el tambor encapas superpuestas a velocidad muy elevada y sufre grandes sobre-tensiones. En consecuencia, se emplean alambres cuya resistencia es de 160 a 180 kg/mm2 y excluir la utilizacin de alambres delgados.

Estos cables requieren un engrasado muy cuidadoso con grasas especiales tanto interior como exteriormente,

Los dimetros de utilizacin suelen estar comprendidos entre 12 y 32 mm2.

10.5 Cables de maniobras y cables viento

Para estas operaciones se utilizan cables con 6 torones tipo Seale con alma de fibra. Los dimetros de los mismos suelen oscilar entre 12 y 16 mm. Tambin se emplean los cables de composicin corriente 6 x 19 y 6 x 37.

En todos estos cables los alambres son galvanizados.

Estos cables son utilizados en:

Obras Pblicas.

Puentes colgantes.

Ferrocarriles funiculares.

Telefrico para el transporte de personas.

Construccin.

Excavadoras.

Cables retenidas.

Cables fiadoras

Hormign pretensado.

Ascensores.

11. MANEJO DE CABLES METLICOS

11.1 Transporte: Debe evitarse el contacto directo de los equipos de levantamiento con los cables. Para segmentos de cables enrollados se recomienda el uso de correas de elevacin. Para la elevacin de carretes usar una barra de soporte a travs del eje central del carrete.

11.2 Almacenamiento: Los cables han de ser almacenados limpios, secos, protegidos de la radiacin solar directa y sin tocar el piso. Si se van a almacenar por corto tiempo al aire libre, se debe usar una cubierta la cuya condensacin y humedad debe controlarse.

11.3 Devanado: El devanado y desenrrollamiento de los cables debe realizarse siempre bajo tensin. Este es un aspecto especialmente importante para enrollamientos de mltiples capas. La desviacin lateral (de la direccin original del enrollado natural del cable) no debe superar los 10. La direccin del carrete debe conservarse para evitar torsiones en los cables. Asimismo se debe evitar contacto con el piso, aprisionar o jalar sobre un borde filoso para no ensuciar o daar mecnicamente los cables.

11.4 Desenrrollamiento: Durante el desenrrollamiento se debe evitar la formacin de retorcimientos. Se debe prestar especial atencin a que los cables no estn expuestos a torsin ni suciedad.

Para la transmisin por cable se deben seguir las siguientes reglas: Si el cable arrolla al tambor por debajo de izquierda a derecha, el cable ha de estar dirigido hacia la derecha. Si el cable arrolla al tambor por debajo de derecha a izquierda, el cable ha de estar dirigido hacia la izquierda. Durante el enrollamiento se debe proteger los cables de suciedad y daos mecnicos. Se deben evitar torceduras en los cables. Las herramientas de ayuda como ojales, tuercas, etc no estn considerados en la carga de rotura de los cables y deben retirarse despus del enrollamiento.

11.5 Corte: Cuando se va a cortar un cable debe fijarlo cuidadosamente para evitar el desplazamiento relativo de los alambres. Para fijar debe usar alambres de hierro porque las cintas aislantes no evitan el cambio en la estructura de los cables.

12. PROCEDIMIENTO PARA EL DISEO DE CABLES METLICOS

Para la seleccin o diseo de un cable metlico, es necesario evaluar dos aspectos fundamentales como lo son un anlisis de fatiga y de carga esttica.

Para comenzar, primero se debe tener establecido tipo de cable que se va a utilizar ya sea 6x7 6x19 - 6X37 o cualquier tipo comercial y las condiciones de trabajo.

Como primer paso de clculo se debe determinar la carga esttica, mediante un diagrama de cuerpo libre del sistema. Esto con el fin de establecer el nmero de cables que necesita el sistema.

Anlisis de fatiga

Se calcula la Carga de traccin total

Donde:

- Se relacionan en las tablas

-La relacin de presin resistenciase estima a partir de la siguiente grfica: de la cual se puede obtener una duracin indefinida para valores de

-El coeficiente de seguridad se determina de acuerdo al tipo de trabajo. Se recomiendan los siguientes coeficientes de acuerdo al tipo de trabajo en la prxima tabla:

Una vez determinada la carga de traccin por fatiga se procede al anlisis esttico.

Anlisis esttico

A partir de la ecuacin de factor de seguridad para cargas esttica, se despeja , asumiendo un factor de seguridad segn el tipo de trabajo.

Donde

De modo que:

-Carga equivalente de flexin se determina a partir dela siguiente formula:

Donde:

Una vez calculada la carga de traccin por fatiga y la carga de traccin esttica se escoge la menor de las dos y se determina el nmero de cables a partir de la siguiente ecuacin:

13. EJERCICIOS

Ejercicio 1. Un malacate de mina emplea un cable metlico de acero arado mejorado 619 de 2 pulgadas. El cable se utilizara para izar cargas de 4 Ton desde el tiro que est a una profundidad de 480 pies. El tambor tienen dimetro de 6 pies, las poleas son de acero fundido de buena calidad y la menor tiene un dimetro de 3 pies.

a) Con una velocidad mxima de elevacin (para izar) de 1 200 pies/min y una aceleracin mxima de 2 pies/s2, calcule los esfuerzos en el cable.

b) Determine los diversos factores de seguridad.

Solucin:

Datos:

Cable metlico acero monitor 6x19

Segn la tabla 2

Se toma un

a)

Se calcula

Se procede a calcular la Carga de traccin total por fatiga

Ahora se calcula la Carga equivalente de flexin

Se procede a calcular la carga de traccin por esttica

b) factores de seguridad

Para carga esttica

Para fatiga

Ejercicio 2. Se debe disear un elevador temporal de construccin para transportar trabajadores y material a una altura de 90 pies. La carga mxima estimada que se izar es de 5 000 lbf a una velocidad que no exceder 2 pies/s. Con base en los dimetros mnimos de poleas y una aceleracin de 4 pies/s2, especifique el nmero de cables que se requieren, si se usa cable para izar de acero de arado de 6 19 de 1 pulgada.

w

Anlisis de DCL

+

Anlisis por fatiga

Luego numero de cables esta dado por

Anlisis Esttico

El numero de cables estara dado por

Se escoge entre los dos anlisis el numero mayor, por lo tanto para el proyecto sera necesario implementar 3 cables de 1 6x19.

Ejercicio 3. Para cables metlicos de acero monitor 1 6 19 (Su = 240 kpsi), determine el nmero de cables necesarios en el montaje mostrado.

utilice p/Su = 0.0014

Anlisis de DCL

+

Anlisis por fatiga

Luego numero de cables esta dado por

Anlisis Esttico

El numero de cables estara dado por

Se escoge entre los dos anlisis el numero mayor, por lo tanto para el proyecto sera necesario implementar 4 cables de 1 6x19.

Cables Metlicos

Diseo de Ingeniera Mecnica