ISO 16625: Guia de Seleção e Manutenção de Tambores e Polias
Visão geral da norma:A ISO 16625 — «Guindastes — Seleção e manutenção de tambores e polias para cabos de aço» é um documento técnico de orientação publicado pelo comité técnico ISO/TC 96, que estabelece de forma sistemática os métodos de cálculo para a seleção de tambores e polias, requisitos de materiais, tolerâncias dimensionais das gargantas, especificações de instalação e manutenção, bem como os critérios de descarte. Esta norma complementa a ISO 4308 — «Guindastes — Seleção de cabos de aço», garantindo em conjunto a segurança e fiabilidade do sistema de acionamento por cabo de aço no mecanismo de elevação.
O tambor de cabo de aço e as polias são componentes centrais do mecanismo de elevação de um guindaste. A qualidade da sua seleção e manutenção influencia diretamente a vida útil do cabo de aço e a segurança da operação de içamento. Um desvio dimensional superior a 0,5 mm no sulco do tambor pode provocar o desalinhamento do enrolamento do cabo e danos por compressão localizada; o desgaste excessivo da gola da roldana pode causar a saída do cabo da polia e a aceleração da ruptura de fios. A ISO 16625 fornece orientações técnicas normalizadas para a gestão do ciclo de vida completo destes dois componentes críticos.
Seleção do tambor e dimensionamento do sulco
A ISO 16625 especifica o método de determinação do diâmetro do tambor D: D ≥ h₁×d (d é o diâmetro nominal do cabo de aço; h₁ é o coeficiente de diâmetro do tambor correspondente à Classe de Funcionamento do mecanismo). Para mecanismos de elevação da Classe de Funcionamento M5, h₁=18; para a Classe M6, h₁=20; para a Classe M7, h₁=22,4. Tomando como exemplo uma Ponte Rolante de 10t da Classe M5 com cabo de aço de 16 mm de diâmetro, o diâmetro mínimo do tambor é D=18×16=288 mm, arredondado para o valor normalizado de 320 mm.
No que respeita ao sulco do tambor, a profundidade normalizada é h=0,33d~0,40d, o passo entre ranhuras é p=d+(2~3) mm, e o raio da base do sulco é R=0,53d~0,56d. A Rugosidade da superfície interna do sulco deve ser Ra≤3,2 μm, e a base e as paredes do sulco devem ser submetidas a Têmpera até HRC45~50 para resistir ao desgaste por contacto com o cabo de aço. A altura dos flanges laterais do sulco deve ser ≥1,5d (≥1,0d com dispositivo de enrolamento), para evitar que o cabo se solte do sulco.
Seleção de polias e requisitos da gola
O diâmetro primitivo da polia Dp (diâmetro do círculo que passa pelo eixo do cabo de aço) é igualmente determinado por Dp ≥ h₂×d. Para Polia fundida, o coeficiente h₂ conforme a Classe de Funcionamento é: M5=20, M6=22,4, M7=25. A gola da roldana adota uma secção em U, com raio de base R=0,525d~0,550d e ângulo de abertura de 45°~60°. A Rugosidade da superfície lateral da gola deve ser Ra≤6,3 μm.
A ISO 16625 classifica os materiais das polias de acordo com o grau de Resistência do cabo de aço: quando a Resistência à Tração do cabo é ≤1770 MPa, a polia pode ser fabricada em ferro fundido dúctil QT500-7 ou em Aço Fundido ZG270-500; quando a Resistência à Tração do cabo é superior a 1770 MPa (por exemplo, grau 1960 MPa), a gola da roldana deve ser submetida a têmpera por indução de média frequência até HRC50~55, ou ser fabricada em aço fundido de liga ZG35CrMo com revestimento resistente ao desgaste depositado na base do sulco. O Rolamento de polia deve ser preferencialmente um Rolamento Autocompensador de Rolos de dupla carreira, com tolerância H7/g6 para garantir um funcionamento suave.
Instalação e calibração da concentricidade
A ISO 16625 exige que o desvio de paralelismo entre o eixo do tambor e o eixo do Bloco de Polias fixo seja ≤0,5 mm/m. A Planicidade da superfície de montagem do Mancal de tambor deve ser ≤0,1 mm/500 mm, verificada com calibrador de lâminas. O ângulo de deflexão do cabo de aço no tambor (ângulo entre o eixo do cabo e o eixo do sulco) deve ser ≤4° (tambor de Acabamento brilhante) ou ≤2,5° (tambor de ranhura espiral). Um ângulo excessivo provoca a compressão do cabo contra os flanges do sulco, acelerando o Desgaste e podendo causar a saída do cabo.
Após a instalação das polias, deve verificar-se manualmente a liberdade de rotação — as polias da Classe M5 e inferior devem rodar com uma só mão; as da Classe M6 e acima devem rodar facilmente com uma chave de alavanca. Todas as polias do Bloco de Polias devem estar no mesmo plano, com um desvio de Planicidade do plano médio da gola ≤1/1000 do espaçamento entre polias. Após a montagem, deve ser realizado um Teste de Funcionamento em vazio durante 30 minutos para verificar se o enrolamento do cabo está regular e se não há ruídos de fricção anormais.
Detecção de desgaste e critérios de descarte
Os critérios de descarte para o desgaste do sulco do tambor, conforme a ISO 16625, são: quando a redução da espessura da parede do sulco excede 20% da espessura original, o tambor deve ser substituído; se aparecerem sulcos ou marcas de compressão com profundidade ≥1 mm na base do sulco, o tambor deve ser maquinado novamente (desde que a espessura da parede após a maquinagem seja ≥80% da espessura original).
Os critérios de descarte para a gola da roldana são: quando o desgaste da base da gola excede 25% do diâmetro do cabo de aço, a polia deve ser substituída (por exemplo, com cabo de Φ16 mm, uma profundidade de desgaste de 4 mm na base da gola implica a substituição); quando o desgaste da parede lateral da gola atinge 30% da espessura original, a polia deve ser substituída; se surgirem Trincas ou lascas no Flange da roda, a substituição é imediata, independentemente da dimensão.
Lubrificação e manutenção diária
O sulco do tambor e a gola da roldana são autolubrificados em condição de trabalho pela Graxa presente na superfície do cabo de aço. A ISO 16625 recomenda lubrificar o cabo de aço a cada 200 horas de trabalho ou pelo menos uma vez por mês (o que ocorrer primeiro), utilizando Graxa específica para cabos de aço, sem componentes ácidos ou resinosos (consistência NLGI 2). O Rolamento de polia deve ser lubrificado com Graxa de lítio a cada 500 horas de funcionamento; se a temperatura do rolamento exceder 70℃, o Intervalo de Lubrificação deve ser reduzido.
A inspeção de rotina inclui: Inspeção visual do enrolamento regular do cabo, deteção de marcas de desgaste anómalas no sulco, verificação da rotação livre das polias sem Ruído anormal, e aperto dos Parafusos da tampa do Mancal. Trimestralmente, deve medir-se o desgaste do sulco com um paquímetro ou gabarito, registando os valores e analisando a tendência de evolução.
| Classe de Funcionamento | Tamborh₁ | Poliah₂ | Diâmetro do Cabo16mm D | Diâmetro do Cabo20mm D |
|---|---|---|---|---|
| M5 | 18 | 20 | ≥288320 | ≥360400 |
| M6 | 20 | 22.4 | ≥320355 | ≥448450 |
| M7 | 22.4 | 25 | ≥358400 | ≥500500 |
Perguntas Frequentes
P: Porque é que o cabo de aço não se enrola corretamente no tambor?
R: As causas principais são quatro: ① O ângulo de deflexão do cabo excede o limite de 2,5° definido pela ISO 16625, sendo necessário ajustar a posição da polia fixa ou instalar um dispositivo de orientação do cabo; ② A precisão de usinagem do sulco é insuficiente, com tolerância de passo fora do intervalo de ±0,3mm, exigindo retificação em torno mecânico; ③ A pré-carga inicial é insuficiente — na instalação de um cabo novo, é necessário enrolar 3 a 5 voltas sob uma tração de 10% a 15% da carga de trabalho; ④ Torção do cabo de aço (característica inerente aos cabos de construção rotativa), podendo ser resolvida com cabo de aço antirrotação ou instalando um giro articulado na extremidade para libertar o torque.
P: Quais são os primeiros sinais de falha no rolamento de polia?
R: Os primeiros sinais incluem: ① Ruído anormal ou clique periódico na polia durante o funcionamento em vazio; ② Temperatura visivelmente superior na tampa do rolamento em comparação com outras polias (diferença superior a 15°C); ③ Resistência irregular ou sensação de travamento ao girar a polia manualmente; ④ Oscilação periódica da borda externa da polia (desvio superior a 0,5mm). Se qualquer um destes sinais for detetado, a máquina deve ser imediatamente parada para inspeção, utilizando análise de vibração ou estetoscópio industrial para confirmar o estado do rolamento. Se necessário, substitua o rolamento para evitar o atrito seco entre o cabo e a polia bloqueada, que pode causar a rutura do cabo.
P: O sulco do tambor pode ser reparado no local?
R: Sim, mas com condições. Quando o sulco apresenta ranhuras com profundidade inferior a 2mm, pode ser reparado no local com uma rebarbadora, verificando depois as dimensões do perfil com um gabarito. Se o desgaste do sulco exceder 2mm mas a espessura da parede ainda for superior a 80% da espessura original, o tambor deve ser removido e enviado para a Oficina de usinagem para retificação do sulco num torno de grande porte. Após a retificação, se a redução da espessura da parede exceder 20% ou se o aumento do diâmetro do sulco fizer com que o coeficiente de diâmetro do tambor h₁ deixe de satisfazer os requisitos da Classe de Funcionamento do mecanismo, o tambor deve ser substituído. A reparação do sulco por soldagem no local não é permitida pela ISO 16625 — a aportação térmica da soldagem altera a dureza superficial do sulco e introduz risco de micro-trincas.
P: Como escolher entre polia fundida e polia laminada?
R: A polia fundida (em ferro fundido dúctil QT500-7 ou aço fundido ZG270-500) é adequada para diâmetros pequenos e médios (≤800mm) e capacidades de elevação convencionais, com custo de fabrico mais baixo e perfil do sulco garantido pela matriz de fundição. A polia laminada (em Chapa de Aço Q345B conformada por rotação) apresenta espessura de parede uniforme, peso reduzido e é adequada para produção padronizada em grande série, mas a precisão dimensional do sulco é ligeiramente inferior à da polia fundida. A ISO 16625 recomenda a utilização de roldana de aço fundido para classes de funcionamento M6 e acima, com diâmetro do cabo de aço superior a 20mm, aplicando têmpera por indução de média frequência no sulco para prolongar a sua vida útil.