Pergunte a qualquer pessoa que tenha passado um longo turno ao lado de um guincho de cabo ou de um carretel motorizado onde geralmente começa o problema, e a resposta raramente é o motor. É quase sempre o ponto onde o cabo encontra a máquina – a pequena e nada glamorosa roda do rolo do cabo que decide se um condutor pesado entra suavemente em sua ranhura ou se luta cada metro de seu percurso. Construímos equipamentos para manuseio de cabos em Jiangyin desde 1956, e uma roda giratória ainda é a primeira peça que inspecionamos quando uma unidade volta para a oficina.
O que é uma roda de rolo de cabo?
"Roda de rolo de cabo" é um daqueles termos de oficina que cobre discretamente várias partes relacionadas. Na sua forma mais simples é uma roda com ranhura, montada num eixo ou suporte, cuja única função é manter um cabo alinhado e suportar o seu peso sem deixá-lo roçar numa aresta de aço. Dependendo de quem está perguntando, a mesma ideia pode ser chamada de rolo guia, roldana guia, roda de polia, rolo de vento nivelado ou rolo de canto.
Ajuda separar duas coisas que muitas vezes estão misturadas. Um rolo de cabo é geralmente um conjunto: uma estrutura, um fuso e uma ou mais rodas colocadas ao longo de uma vala ou duto. Uma roda de rolo é o elemento giratório dentro desse conjunto, ou a roda única instalada em um guincho, carretel ou carrinho de cabo. Quando um engenheiro de manutenção procura uma substituição, quase sempre é a segunda – uma roda com diâmetro externo, perfil de ranhura, furo e rolamento definidos.
Onde as rodas giratórias fazem seu trabalho
Nos equipamentos de manuseio de cabos, as rodas e roldanas aparecem em quatro configurações amplas, e cada uma exige algo ligeiramente diferente delas.
- Orientação do carretel e do guincho. Na saída do tambor, uma roda ranhurada define o ângulo de deslocamento para que o cabo seja enrolado uniformemente em vez de se enrolar em uma das extremidades.
- Energia Shore e movimentação portuária. Em um cais, rodas-guia transportam cabos de energia pesados entre o navio e a caixa de encaixe, com névoa salina, carga de vento e movimento das marés em jogo.
- Mineração e equipamentos móveis. As escavadeiras elétricas arrastam o cabo sobre terreno acidentado e os rolos da extremidade traseira são atingidos pela areia e pela rocha.
- Colocação de valas, dutos e túneis. Uma série de pequenos rolos mantém o cabo afastado do solo em cada mudança de direção e entrada em bueiros.
O fio condutor é o atrito. Cada roda rolante existe para substituir o contato deslizante pelo contato rolante e, uma vez que essa substituição pare de funcionar, a capa do cabo paga o preço. É o mesmo princípio por trás evitando danos ao cabo no tambor durante o enrolamento.
Materiais e perfis de ranhura
Duas decisões determinam o comportamento de uma roda giratória em serviço: do que ela é feita e como o cabo fica nela. O aço e o ferro fundido proporcionam uma vida longa sob cargas elevadas, mas precisam de um acabamento de ranhura suave, caso contrário, o disco se tornará abrasivo. O nylon e o UHMWPE são mais gentis com os revestimentos dos cabos e resistem à corrosão, razão pela qual dominam o trabalho em valas. O poliuretano em um núcleo de aço é um bom caminho intermediário para funcionamento contínuo com carga moderada.
| Tipo de roda | Material típico | Sulco ou rosto | Funciona melhor para |
|---|---|---|---|
| Roldana de ranhura única | Aço fundido ou ferro dúctil | Ranhura em V ou U, um cabo | Saídas do tambor do guincho e controle do ângulo da frota |
| Rolo de polímero | Nylon ou UHMWPE | Ranhura em U rasa | Rotas de valas e dutos com cargas leves |
| Rolo plano coroado | Poliuretano em núcleo de aço | Plano, ligeiramente coroado | Longos trechos onde o cabo pode desviar lateralmente |
| Rolo de tambor flangeado | Ferro fundido ou aço fabricado | Plano com flanges laterais | Pontos de entrada do carretel com alto risco de carga lateral |
| Estrutura de rolo de canto | Rodas mistas de polímero ou aço | Duas ou três rodas por quadro | Curvas, bueiros e mudanças de direção |
Uma ranhura muito estreita aperta a jaqueta; um que seja muito largo permite que o cabo se desloque e desgaste os ressaltos da ranhura. O ajuste certo é um suporte, não uma pinça.
Cinco números que decidem se a roda cabe
Quando um cliente envia uma fotografia de um rolo gasto e pede "o mesmo", estes são os números que precisamos antes de podermos fazer uma cotação sensata.
- Diâmetro externo do cabo. O raio da ranhura deve seguir o cabo e não o contrário.
- Raio mínimo de curvatura. O diâmetro da roda deve ser grande o suficiente para que o cabo nunca seja dobrado com mais força do que a folha de dados permite.
- Ângulo da frota. O ângulo entre o cabo e o eixo do tambor é geralmente mantido entre um e dois graus; uma roda guia mal colocada pode dobrá-lo.
- Carga por roda. Peso estático do cabo, forças dinâmicas durante a aceleração e qualquer carga lateral proveniente do vento ou da corrente.
- Dever e meio ambiente. Sal, pó de carvão, areia e variações de temperatura determinam as vedações dos rolamentos e o tratamento de superfície.
Essas cinco respostas também moldam o molinete ou guincho ao qual a roda é aparafusada, e é por isso que tratamos os dois como um problema de design, em vez de duas compras separadas – o mesmo raciocínio apresentado em nossas notas sobre escolhendo um enrolador de cabo motorizado para trabalhos pesados .
Carretel de cabo motorizado para enrolamento e desenrolamento em serviços pesados Um tambor motorizado com velocidade e direção ajustáveis e controle de tensão opcional, adequado para manuseio de cabos em serviços pesados, onde o enrolamento e a liberação confiáveis são essenciais. Ver Produto → Rodas Roletes em Energia Terrestre e Operações Portuárias
Um terminal de cruzeiros é um local implacável para orientação de cabos. O cabo de energia em terra é grosso, pesado e rígido e precisa viajar de um ponto de conexão no cais até a entrada do navio enquanto o navio sobe e desce com a maré. As rodas de rolos aqui devem suportar cargas altas em baixa velocidade, resistir à corrosão salina e manter o cabo afastado da borda do cais.
Este é o ambiente para o qual nossos guinchos autopropelidos para puxar cabos elétricos em terra foram projetados: a máquina se desloca até o ponto de conexão e gerencia a tração e a recuperação, enquanto as rodas guia mantêm o cabo em um caminho controlado. Quando a geometria de um berço é incomum, o layout dos rolos geralmente é a primeira coisa que muda.
Guincho autopropelido para puxar cabos de energia em terra Guincho autopropelido para tração, assentamento e recuperação de cabos de força em terra, com tração controlada e mecanismo de fixação para portos e áreas de atracação de navios. Ver Produto → Mineração e indústria pesada: um conjunto de regras mais rígido
Em uma bancada a céu aberto, o cabo de uma escavadeira elétrica é arrastado, direcionado e ocasionalmente atropelado. As rodas dos rolos da extremidade traseira são itens consumíveis nessas máquinas e seu design é dominado pela resistência à abrasão e por manter o cabo longe de superfícies quentes e pedras pontiagudas. Rodas de aço temperado com rolamentos selados tendem a durar mais que as versões de polímero mais leves aqui, embora custem mais e sejam menos tolerantes em curvas fechadas.
Nossos guinchos para puxar cabos traseiros de escavadeiras elétricas seguem a mesma lógica: guiar primeiro a geometria e depois a força de tração, porque uma máquina que dirige mal destruirá o cabo, não importa o quanto ela possa puxar.
Guincho de tração do cabo traseiro da pá elétrica para minas a céu aberto Um caminhão de retração montado sobre esteiras que segue uma escavadeira elétrica, combina tambores de cabos principais e auxiliares com conjunto de transformadores, apoiando a transmissão de energia em minas de carvão a céu aberto. Ver Produto → Como as rodas giratórias falham e o que isso lhe diz
Uma roda desgastada é um diagnóstico útil, porque o padrão de desgaste geralmente aponta diretamente para o problema subjacente.
- Pontos planos em um lado da ranhura. O cabo está encostado no ombro, normalmente um problema de alinhamento ou ângulo de frota.
- Um rolamento seco e gritante. Perda de lubrificação ou falha na vedação, geralmente devido à entrada de água e não à idade.
- Sulco oval ou piso de sulco polido. A roda está subdimensionada para a carga ou o cabo está deslizando em vez de rolar.
- Jaqueta desgastada sem danos visíveis nas rodas. Procure uma roda emperrada ou um suporte que se deslocou alguns milímetros.
A manutenção não é um trabalho nada glamoroso: verifique se cada roda gira livremente, mantenha o fundo das ranhuras limpo, lubrifique no intervalo do fabricante do rolamento e substitua uma roda quando a ranhura estiver desgastada o suficiente para prender. Nos equipamentos do cais, uma inspeção após cada temporada de tempestades vale mais do que qualquer revisão programada.
Como abordamos o design de rolos e bobinas
A Jiangyin Kaida Mechanical and Electrical Manufacturing trabalha em uma fábrica de 25.000 metros quadrados no Yangtze, com 12.500 metros quadrados sob o teto e um sistema de qualidade ISO 9001 por trás do que enviamos. Passamos mais de vinte anos desenvolvendo enroladores de cabos, guinchos e caixas de tomadas de energia em terra, e a geometria dos rolos nessas máquinas faz parte do resumo do projeto, e não um acessório escolhido no final.
Nossos molinetes e guinchos usam uma variedade de sistemas de acionamento – mola helicoidal, contrapeso, fricção hidráulica, embreagem de histerese, torque variável e controle de frequência variável – e cada um impõe demandas diferentes às rodas guia. A capacidade nominal é de 1.000 guinchos de cabos de energia costeiros por ano e 10.000 unidades e conjuntos de baixa tensão, além de tiragens menores de ímãs de elevação e dispositivos de enrolamento. A maioria dos projetos se resume a uma conversa sobre diâmetro do cabo, geometria da rota e ciclo de trabalho, e os desenhos seguem a partir daí.
Uma breve lista de verificação antes de fazer o pedido
- Meça o diâmetro externo real do cabo, não o tamanho nominal.
- Confirme o raio mínimo de curvatura e compare-o com o diâmetro da roda.
- Conte as rodas na rota e observe cada mudança de direção.
- Registre o ambiente: sal, poeira, umidade, temperatura, lavagem.
- Decida se a roda é um item de desgaste rápido ou uma peça estrutural permanente.
- Mantenha um conjunto sobressalente no local; uma roda guia emperrada pode custar um turno inteiro.
Uma roda de rolo de cabo é uma peça modesta com uma influência descomunal na vida útil de um cabo e na confiabilidade da máquina ao seu redor. Obtenha a ranhura, o diâmetro, o rolamento e o alinhamento corretos, e o resto de um sistema de manuseio de cabos tende a se comportar. Se errar, nenhuma quantidade de potência do motor compensará. Se você estiver trabalhando em uma rota ou projeto de bobina e quiser uma segunda opinião, nossa equipe de engenharia terá prazer em olhar um esboço, uma fotografia ou uma amostra desgastada e dizer o que mudaríamos.
