Uma curva circular de cabo tem três dimensões úteis: o comprimento do arco para o trajeto do cabo, o comprimento da corda entre seus extremos e a flecha medida a partir dessa corda. Parto do raio permitido para o cabo específico e para as condições de serviço aplicáveis; em seguida, calculo o percurso curvo e o espaço ocupado com base nesse raio. Mantenha a referência do raio — superfície interior ou linha de centro — junto do dado de entrada durante todo o cálculo.
No encaminhamento do cabo dentro do invólucro, a linha de centro é apenas o ponto de partida. A espessura do cabo, os troços retos e os acessórios de entrada realmente instalados também precisam de espaço. Verifico o contorno exterior da bainha em relação à parede, à proteção e à posição dos suportes, para que uma linha de centro desimpedida também deixe espaço para o cabo físico.
Pontos principais
- Use o raio permitido do cabo para as condições reais de instalação ou de movimento.
- Converta o raio da superfície interior em raio da linha de centro antes de utilizar as fórmulas do arco.
- O comprimento do arco estima o comprimento do cabo; a corda e a flecha localizam a curva no desenho do percurso.
- Acrescente metade do diâmetro exterior do cabo ao contorno da linha de centro e, em seguida, considere as variações e o movimento.
- Conte uma única vez os troços retos e as margens de terminação, assinalando claramente os pontos finais.
Registo os seguintes dados no desenho do percurso antes de calcular. Assim, evito misturar um raio definido a partir de uma referência, um ângulo obtido noutra vista e uma folga medida a partir de outro referencial.
| Dado de entrada | Registar no desenho | O que determina |
|---|---|---|
| Raio de curvatura permitido | Valor, referência do raio, cabo específico e condições de serviço aplicáveis | A curva mínima utilizada no percurso |
| Diâmetro exterior do cabo | Diâmetro exterior instalado e variação dimensional especificada | A distância entre a linha de centro e a superfície da bainha |
| Ângulo da curva | Ângulo incluído, em graus ou radianos | Comprimento do arco, distância entre extremidades e elevação |
| Posição do obstáculo | Localização e orientação da superfície relativamente ao mesmo referencial | A menor folga até ao contorno do cabo |
| Troços retos e margens | Pontos inicial/final e indicação se a preparação das extremidades está incluída | O comprimento total de cabo previsto |
O raio da linha de centro é a distância entre o centro de curvatura e a linha de centro do cabo. O raio da superfície interior termina na superfície mais próxima; o raio do contorno exterior alcança a superfície mais afastada. Para um cabo redondo com diâmetro exterior , uma secção transversal circular não deformada dá:
Aqui, , e são, respetivamente, os raios interior, da linha de centro e exterior, todos na mesma unidade de comprimento. Utilize esta conversão para uma secção transversal redonda e não deformada. Se o cabo apoiado ficar oval ou localmente achatado, verifique o perfil realmente ocupado nessa condição.
Por exemplo, um raio interno declarado de 120 mm e um cabo com diâmetro externo de 12 mm correspondem a um raio de 126 mm na linha de centro e a um envelope externo de 132 mm. Se 120 mm indicar, em vez disso, o raio da linha de centro, o envelope externo será de 126 mm. Eu resolveria essa diferença de seis milímetros antes de desenhar uma folga estreita.
A documentação do cabo específico também tem de distinguir a instalação, a conformação final e o movimento repetido. O Guia de instalação de cabos de potência da Southwire distingue o raio de conformação das curvas sujeitas a tensão de tração. Ao definir o raio permitido, utilize as instruções atuais para a construção do cabo selecionado e para as condições de tração ou de serviço. Se ainda faltar esse dado específico do cabo, utilize o guia para seleção do raio de curvatura.
O comprimento do arco é a distância medida ao longo da linha de centro curva do cabo entre as extremidades da curva. Uma circunferência completa tem comprimento , e a curva abrange a fração representada pelo respetivo ângulo. Converta os graus em radianos utilizando a relação de conversão de graus para radianos do NIST e, depois, aplique a relação do comprimento do arco circular explicada pela OpenStax:
O resultado é o comprimento do arco na linha de centro, na mesma unidade do raio. Mantenha visível na folha de cálculo a unidade do ângulo. Uma curva de 90° corresponde a radianos; introduza o valor convertido quando a fórmula exigir radianos.
Por exemplo, considere duas curvas com um raio assumido de 144 mm na linha de centro. Uma curva de 90° dá mm. Uma curva de 60° dá mm. Os comprimentos de cabo são diferentes, apesar de ser utilizado o mesmo raio. Use aqui 144 mm como dado geométrico de exemplo; no seu desenho, defina o raio a partir do limite do cabo selecionado.
Se mudar para metros, converta de forma coerente todos os comprimentos retos e raios. Um raio de 0,144 m numa curva de 90° dá 0,22619 m, o mesmo resultado. Arredonde o resultado final do planeamento à precisão permitida pelo desenho e pelo método de encaminhamento e, depois, aplique a tolerância de corte especificada.
O comprimento da corda é a distância em linha reta entre as duas extremidades da curva. A flecha é a elevação perpendicular máxima da corda até ao arco escolhido. As relações do segmento circular na Wolfram MathWorld dão as expressões seguintes. Aqui considero curvas com um ângulo superior a zero e não superior a 180°, com o arco no lado da corda mostrado no diagrama:
Utilize para posicionar as extremidades e para localizar a elevação da linha de centro acima da corda. Utilize para o comprimento do cabo ao longo da curva. Para avaliar a folga à parede, localize essa parede no mesmo referencial do desenho antes de acrescentar o contorno exterior do cabo.
Para o mesmo raio de 144 mm, a comparação é:
| Ângulo da curva | Comprimento do arco | Comprimento da corda | Flecha da linha de centro |
|---|---|---|---|
| 60° | 150.80 mm | 144.00 mm | 19.29 mm |
| 90° | 226.19 mm | 203.65 mm | 42.18 mm |
| 180° | 452.39 mm | 288.00 mm | 144.00 mm |
No nosso exemplo de 90° com um cabo de 12 mm, a superfície exterior a meio do arco fica 48,18 mm acima da corda da linha de centro: 42,18 mm mais metade do diâmetro exterior. Suponha que um obstáculo plano está paralelo à corda, do lado do arco, a 50 mm dela. Neste desenho hipotético, encontrei apenas 1,82 mm de folga nominal, subtraindo a elevação exterior à distância do obstáculo. Compare essa folga com a variação dimensional do cabo, a tolerância de posição do suporte e o movimento previsto antes de aceitar o percurso. Se essas margens consumirem a folga, desloque o obstáculo, a entrada ou o suporte e volte a desenhar a curva. Mantenha o raio permitido do cabo ao alterar o desenho. Para uma parede com outra orientação, verifique o ponto mais próximo de todo o contorno do cabo; o ponto médio do arco pode deixar de ser a aproximação mais próxima.
A ferramenta aceita uma faixa de ângulos mais ampla, mas uma volta acima de 180° exige interpretação explícita de arco maior e um desenho do envelope completo. Restringir a comparação simples de folga pela corda aos arcos menores mantém inequívoco o lado da corda considerado.
O recuo de tangência é a distância ao longo de cada linha de centro reta, desde o vértice teórico até ao ponto onde começa a curva circular. Assinalo esses pontos antes de medir os troços retos do cabo. Para dois troços retos que se cruzam e são unidos por uma curva circular, com uma mudança de direção superior a zero e inferior a 180°:
Isto decorre da relação trigonométrica da tangente no triângulo retângulo: o raio encontra o troço reto em ângulo reto e, ao dividir a curva ao meio, obtém-se o cateto oposto e o cateto adjacente . Utilize a mudança da direção do percurso para , e não o ângulo suplementar no vértice. Uma inversão de 180° produz troços retos paralelos, pelo que exige um desenho separado em vez de um recuo finito no canto.
Para o raio de 144 mm e uma curva de 90°, cada recuo é de 144 mm. Suponha que as duas cotas do desenho até ao vértice teórico são 324 mm e 364 mm. Subtraia o recuo de cada uma para obter troços retos de cabo de 180 mm e 220 mm. Estes são os comprimentos entre o ponto de tangência e a extremidade utilizados no total abaixo.
Se algum dos troços disponíveis for mais curto do que o respetivo recuo, a curva escolhida não cabe entre essas extremidades. Desloco a entrada ou o suporte e volto a traçar a curva, mantendo o raio permitido do cabo. Depois de localizar os pontos de tangência, marque o contorno exterior da curva para que a verificação da folga utilize a mesma geometria do cálculo do comprimento.
O comprimento do arco é apenas parte do trajeto. Marque no ponto de tangência onde termina cada trecho reto; em seguida, contabilize cada segmento curvo e a folga de terminação ou de serviço especificada separadamente:
Suponha que o percurso tem troços retos de 180 mm e 220 mm, unidos pela nossa curva com raio de 144 mm e ângulo de 90°. Primeiro assinalo os pontos de tangência onde cada troço reto se liga à curva. As cotas dos troços retos têm de terminar nesses pontos, em vez de se prolongarem até a um vértice teórico imaginado. Com uma margem de terminação especificada separadamente de 60 mm, o total passa a 180 + 220 + 226,19 + 60 = 686,19 mm. Se alguma cota reta já incluir essa margem, conte-a aí e omita os 60 mm adicionais. Verifique também a extremidade de entrada: uma cota desde a face de assentamento do invólucro pode incluir um prensa-cabos, uma cobertura traseira ou um conector, embora o cabo comece noutro ponto. Um comprimento de remoção da bainha descreve a remoção da cobertura e pode estar dentro de um troço de cabo já contado. Marque essas extremidades antes de converter este total de planeamento num comprimento de corte.
Uma entrada em ângulo reto altera o eixo de saída e o ponto em que começa a curva externa do cabo. Ela pode reduzir a projeção para fora e ocupar mais espaço lateral. Uma comparação útil sobrepõe as duas montagens completas usando a mesma referência do invólucro.
| Reserva necessária nas duas opções | Por que manter esse espaço no layout |
|---|---|
| Envelope do prensa-cabos instalado, cotovelo e acessório | A projeção deles determina o ponto de partida do trajeto externo |
| Trecho reto de cabo exigido | A primeira curva poderá ter de começar depois da zona de vedação ou de aperto; inclua qualquer cauda em espiral ou cauda de proteção contra curvatura na transição para essa curva. |
| Envelope externo do cabo | A linha de centro, sozinha, não localiza a superfície da capa |
| Acesso para ferramenta e contraporca | Uma montagem que cabe ainda pode ser inacessível para instalar |
| Suportes e abertura da porta | O movimento normal do equipamento pode alterar a aproximação mínima |
O guia de prensa-cabos em ângulo reto explica as condições de seleção. Você pode usar a geometria apresentada para comparar o trajeto documentado com uma alternativa de entrada reta, mantendo em ambos os casos o limite especificado pelo fabricante do cabo.
Um percurso composto pode ser estimado somando segmentos retos e arcos circulares, desde que cada transição tangencial esteja definida. Um troço suspenso livre, um cabo torcido, um laço com movimento repetido ou um cabo puxado à volta de guias pode mudar de forma sob carga. Utilize um modelo de encaminhamento ou mecânico que represente esse movimento e as instruções aplicáveis ao cabo. Para deslocações repetidas, o guia de encaminhamento de cabos para robótica e automação desenvolve as decisões relativas aos suportes e ao movimento.
Mesmo uma curva estática pode deslocar-se quando o cabo recupera elasticamente a sua forma ou quando os suportes são movidos. Verifique o contorno desenhado em relação à condição de apoio prevista e tenha em conta a variação dimensional especificada. A qualificação do prensa-cabos é distinta: a IEC 62444:2010 abrange a construção e o desempenho de prensa-cabos completos. Verifique a vedação e a retenção do prensa-cabos para o cabo e o conjunto selecionados, juntamente com as dimensões do percurso.
O comprimento do arco estima o trajeto curvo do cabo; a corda e a flecha posicionam esse trajeto em relação aos extremos. Com um raio definido na linha de centro, podemos calcular as três grandezas e acrescentar a espessura do cabo antes de avaliar um obstáculo próximo. Deixar explícita a referência do raio evita que uma pequena convenção do desenho se torne um erro real de folga.
Para obter um desenho utilizável do invólucro, integre estes resultados no percurso completo. Acrescente uma única vez os troços retos e as margens, posicione os acessórios de entrada instalados relativamente ao mesmo referencial e deixe espaço para suportes, ferramentas e movimentos normais. Utilizo o contorno resultante para comparar desenhos e, em seguida, verifico a vedação e a fixação da entrada com o cabo e os acessórios realmente instalados.
Não. O comprimento da corda é a distância em linha reta entre os extremos da curva. O cabo acompanha o arco, que é mais longo para qualquer ângulo de curvatura diferente de zero. Uso o comprimento do arco no total do trajeto e o da corda para posicionar os extremos. Também é preciso acrescentar as seções retas do cabo e as folgas de terminação especificadas separadamente.
Somente depois de confirmar a referência. As fórmulas usam o raio da linha de centro do cabo. Se a documentação do cabo informar um raio até a superfície interna, some metade do diâmetro externo para um cabo redondo e não deformado. Mantenha junto desse valor a condição de instalação ou serviço especificada; a conversão geométrica não altera o regime de uso permitido do cabo.
Somente quando a posição e a orientação da parede forem definidas em relação à corda. A flecha localiza o ponto médio da linha de centro do arco escolhido. Também é preciso considerar a espessura do cabo, a variação dimensional e qualquer movimento. Para um obstáculo com outra orientação, verifico o envelope completo do cabo no desenho real.
Não. Ele altera a geometria de entrada e a direção de saída. O trajeto completo, interno e externo, do cabo ainda precisa atender aos requisitos exatos do cabo e da montagem. Comparo as dimensões instaladas documentadas, os requisitos de saída reta, o envelope do cabo e o acesso à ferramenta antes de decidir se a configuração em ângulo reto libera espaço útil.