1 metrologia

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  1. 1. FIRJAN CIRJ SESI SENAI IEL SENAI-RJ • Mecânica
  2. 2. Prezado aluno, Quando você resolveu fazer um curso em nossa instituição, talvez não soubesse que, desse momento em diante, estaria fazendo parte do maior sistema de educação profissional do país: o SENAI. Há mais de sessenta anos, estamos construindo uma história de educação voltada para o desenvolvimento tecnológico da indústria brasileira e da formação profissional de jovens e adultos. Devido às mudanças ocorridas no modelo produtivo, o trabalhador não pode continuar com uma visão restrita dos postos de trabalho. Hoje, o mercado exigirá de você, além do domínio do conteúdo técnico de sua profissão, competências que lhe permitam decidir com autonomia, proatividade, capacidade de análise, solução de problemas, avaliação de resultados e propostas de mudanças no processo do trabalho. Você deverá estar preparado para o exercício de papéis flexíveis e polivalentes, assim como para a cooperação e a interação, o trabalho em equipe e o comprometimento com os resultados. Soma-se, ainda, que a produção constante de novos conhecimentos e tecnologias exigirá de você a atualização contínua de seus conhecimentos profissionais, evidenciando a necessidade de uma formação consistente que lhe proporcione maior adaptabilidade e instrumentos essenciais à auto-aprendizagem. Essa nova dinâmica do mercado de trabalho vem requerendo que os sistemas de educação se organizem de forma flexível e ágil, motivos esses que levaram o SENAI a criar uma estrutura educacional, com o propósito de atender às novas necessidades da indústria, estabelecendo uma formação flexível e modularizada. Essa formação flexível tornará possível a você, aluno do sistema, voltar e dar continuidade à sua educação, criando seu próprio percurso. Além de toda a infra-estrutura necessária ao seu desenvolvimento, você poderá contar com o apoio técnico-pedagógico da equipe de educação dessa escola do SENAI para orientá-lo em seu trajeto. Mais do que formar um profissional, estamos buscando formar cidadãos. Seja bem-vindo! Andréa Marinho de Souza Franco Diretora de Educação
  3. 3. Conceitos e instrumentos de medição Metrologia Medição Métodos de medição Instrumentos de Medição Escalas Paquímetro Micrômetro Relógio comparador Goniômetro: medição de ângulos Blocos-padrão Outros tipos de instrumentos de medição
  4. 4. Metrologia Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição A metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas e, em particular, às dimensões lineares e angulares das peças mecânicas. Nenhum processo de usinagem permite que se obtenha rigorosamente uma dimensão prefixada. Medição O conceito de medir traz, em si, uma idéia de comparação. Vejamos um dos conceitos: “Medir é comparar uma dada grandeza com outra da mesma espécie, tomada como unidade.” Métodos de medição a) Medição direta Consiste em avaliar a grandeza por medir, por comparação direta com instrumentos, aparelhos e máquinas de medir. b) Medição indireta por comparação Medir por comparação é determinar a grandeza de uma peça em relação a outra, de padrão ou dimensão aproximadas; daí a expressão medição indireta. SENAI-RJ 2
  5. 5. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Normas gerais de medição Medição é uma operação simples, porém só poderá ser bem efetuada por aqueles que se preparam para tal fim. Normas gerais de medição 1. Tranqüilidade 2. Limpeza 3. Cuidado 4. Paciência 5. Senso de responsabilidade 6. Sensibilidade 7. Finalidade da posição medida 8. Instrumento adequado 9. Domínio sobre o instrumento. Evite: • choques, queda, arranhões, oxidação e sujeira; • misturar instrumentos; • cargas excessivas no uso; • medir provocando atrito entre a peça e o instrumento; • medir peças sem importância com instrumentos caros; • medir peças fora da temperatura ambiente. 3 SENAI-RJ
  6. 6. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Instrumentos de medição As medições podem ser feitas, utilizando-se a escala ou o paquímetro. Escala É feita de aço inoxidável e apresenta divisões em milímetros e em meios milímetros. O seu comprimento varia de 100mm a 1000mm. A precisão pode ser de 0,5mm ou 1,0mm. Conservação • Devem-se evitar as quedas. • Sempre que não utilizadas, as escalas devem ser guardadas protegidas com óleo ou graxa, e estar pendentes em um suporte, a fim de evitar empenos. • Nunca utilize uma escala como apoio de referência para traçagem. • Convém limpar as superfícies tanto da escala como da peça a ser verificada, antes de se fazer qualquer verificação. SENAI-RJ 4
  7. 7. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Paquímetro É feito de aço inoxidável e sua precisão pode variar de 0,1mm até 0,02mm, de acordo com o vernier (nônio). O paquímetro é um instrumento usado para medir as dimensões lineares internas, ex-ternas e de profundidade de uma peça. É feito de aço inoxidável e consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. Sua resolução varia de 0,1mm até 0,02mm no sistema métrico, e 1/128” ou 0,001” no sistema inglês. Utilização do paquímetro universal 5 SENAI-RJ
  8. 8. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Paquímetro com nônio de resolução de 0,1mm Funcionamento Desloque o vernier na escala de tal modo que o traço 1 no vernier (escala móvel) coinci-da com o traço 1mm na escala fixa. Resulta que, a partir de traços em coincidência (como mostra abaixo), os primeiros traços do vernier e da escala fixa se distanciam de 0,1mm; a distância entre os bicos do paquímetro está de 0,1mm. Os segundos traços se distanciam de 0,2mm; os terceiros, de 0,3mm, e assim por diante. UEF= unidade da escala fixa NDN= número de divisões do nônio SENAI-RJ 6
  9. 9. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Paquímetro com nônio de resolução de 0,05mm 1 divisão na escala fixa = 1mm 1 divisão no vernier = 0,95mm diferença entre estas duas divisões =0,05mm Exemplo de aplicação Se o zero do vernier estiver mais ou menos perto do número de milímetros inteiros, examinar a primeira ou a segunda metade do vernier. 7 SENAI-RJ
  10. 10. Praticando Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição 1 – Faça a leitura e escreva as medidas. Lembre-se de calcular a resolução do paquímetro. SENAI-RJ 8
  11. 11. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição 9 SENAI-RJ
  12. 12. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição SENAI-RJ 10
  13. 13. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Cuidados que devem ser seguidos para se obter uma correta medição Em medições externas • Posicionar a peça a ser medida, o mais profundo possível entre os bicos de medição. Em medições internas Posicionar o paquímetro paralelo à peça a ser medida. Em medições de profundidade Posicionar a escala perpendicular à peça a ser medida. 11 SENAI-RJ
  14. 14. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Em medições de ressaltos • Posicionar a parte do paquímetro apropriada para efetuar medições em ressaltos, perpendicular à superfície de referência. Este posicionamento será incorreto, sempre que houver raios de adoçamento (arredondamento). Erros de leitura São causados por dois fatores: a) paralaxe e b) pressão de medição. Paralaxe O cursor onde é gravado o nônio, por razões técnicas, tem uma espessura mínima a. Assim, os traços nônio TN são mais elevados que os traços da régua TM, conforme figura a seguir. SENAI-RJ 12
  15. 15. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Colocando-se o paquímetro perpendicularmente à nossa vista, e estando superpostos os traços TN e TM, cada olho projeta o traço TN em posições opostas, como apresentado na figura abaixo. A maioria das pessoas possui maior acuidade visual em um dos olhos, o que provoca erro de leitura. Recomenda-se a leitura feita com um só olho, apesar das dificuldades em encontrar a posição correta. Pressão de medição É a pressão necessária para se vencer o atrito do cursor sobre a régua, mais a pressão de contato com a peça por medir. Em virtude do jogo do cursor sobre a régua, que é compensado sobre a mola F, a pressão pode resultar numa inclinação do cursor em relação à perpendicular à régua. Por outro lado, um cursor muito duro elimina completamente a sensibilidade do operador, o que pode ocasionar grandes erros. Deve o operador regular a mola, adaptando o instrumento a sua mão. 13 SENAI-RJ
  16. 16. Paquímetros especiais Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição SENAI-RJ 14
  17. 17. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Conservação do paquímetro • Limpe bem o paquímetro antes e após a sua utilização, evitando, assim, que qualquer tipo de sujeira fique depositado em suas superfícies. Principalmente nas superfícies de medição e contatos da régua com o cursor. • Não force o paquímetro ao colocá-lo ou retirá-lo da peça que está sendo medi-da. Use sempre uma pressão de medição apropriada e constante. • Evite as quedas do instrumento, assim como a utilização dos bicos de medição como compasso, riscador ou chave inglesa. • Mantenha e guarde o instrumento em seu respectivo estojo e conserve-o em lugar seco e protegido da influência direta do calor e do sol. Praticando 1) Solicite ao instrutor um paquímetro com precisão de 1/50mm, e a peça de exercício MBAE 01. De posse desse material, faça a verificação dimensional dos 05 (cinco) diâmetros da peça, anotando as medidas encontradas abaixo. Observação Atente para os cuidados que devem ser tomados antes e durante as medições. 2) Solicite ao instrutor um paquímetro com defeitos. De posse desse paquímetro, liste, de forma resumida, os defeitos encontrados e suas possíveis causas. Anote aqui a referência do paquímetro com defeitos. 15 SENAI-RJ
  18. 18. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição 3) De posse das peças de exercício MBAE 01 e 02, e do paquímetro com precisão de 1/50mm, peça o comprimento de cada um dos diâmetros já verificados nos exercícios anteriores, anotando-os abaixo. Observação Atente para os cuidados que devem ser tomados antes e durante as medições. SENAI-RJ 16
  19. 19. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Micrômetro A precisão de medição que se obtém com o paquímetro não é, às vezes, suficiente. Para medições mais rigorosas utiliza-se o micrômetro, que assegura a exatidão de 0,01mm. Nomenclatura Princípios de funcionamento O funcionamento do micrômetro é baseado no princípio do gradual deslocamento de um parafuso no sentido longitudinal, quando ele gira dentro de uma porca. Dada uma porca fixada no interior da qual gira um parafuso, este se desloca longitudi-nalmente de um comprimento igual ao seu passo. • Quando se gira o parafuso, cujo passo é de 1mm, a face da haste do parafuso se des-loca longitudinalmente na direção do encosto fixo de um comprimento igual ao pas-so, que é 1mm. • Uma volta no tambor graduado em 100 partes iguais representa um deslocamento do parafuso para diante ou para trás de 1:100 = 0,01mm. • A régua indicadora na bainha tem divisões de milímetros e meios milímetros. A lei-tura da dimensão se efetua em relação à face interior do tambor. • A leitura dos centésimos de milímetros se efetua no tambor em relação à reta de referência na bainha. 17 SENAI-RJ
  20. 20. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Este instrumento permite uma aproximação de 1/100mm (0,01mm) e até uma aproxi-mação de 1/1000mm (0,001mm). Usualmente é chamado de micrômetro de “0 a 25mm”. Exis-tem micrômetros do mesmo tipo que medem a partir de 25mm até 50mm e outros existem para maiores capacidades de medida. O passo do parafuso é geralmente de 0,5mm, o que implica que o comprimento do des-locamento longitudinal da haste, por uma volta completa, seja 0,5mm. No tambor a gradua-ção circular tem 50 partes iguais. SENAI-RJ 18
  21. 21. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Exemplos 19 SENAI-RJ
  22. 22. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Tipos de micrômetros Micrômetro com bicos tipo paquímetro Micrômetro tubular Este instrumento serve para medir o diâmetro de furos broqueados ou alargados com grande precisão, permitindo uma aproximação de 1/100mm (1 centésimo de milímetro). Os contatos têm uma forma esférica. Conforme o diâmetro a medir, fazem-se os acréscimos necessários por meio de hastes de comprimento calibrado. Podem ser usados para medir diâmetros entre 125mm e 3000mm. • Micrômetro com prolongamentos rígidos SENAI-RJ 20
  23. 23. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição • Micrômetro para medição de espessura de tubo • Micrômetro de discos • Micrômetro para medição de machos, fresas (polígonos impares) 21 SENAI-RJ
  24. 24. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição • Micrômetro para medição de roscas • Micrômetro de profundidade • Micrômetro para medição interna SENAI-RJ 22
  25. 25. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição • Micrômetro para medição externa com hastes intercambiáveis Conservação do micrômetro • Deve-se tomar um cuidado todo especial com as superfícies de medição, pois, caso as mesmas sejam danificadas, afetarão toda a precisão do micrômetro. • Nunca guarde o micrômetro com as superfícies de medição encostadas. Dada a condição de acabamento das superfícies, se uma superfície for comprimida de encontro à outra, após certo tempo podem-se manifestar pontos de corrosão. • Limpe bem o micrômetro para eliminar poeira. O único ponto do micrômetro que exige uma lubrificação periódica é o parafuso micrométrico (óleo fino do tipo de máquina de costura). • Evite que o micrômetro sofra choques. • Gire sempre segurando-o pela catraca. • Mantenha e guarde o micrômetro em seu estojo, em lugar seco e protegido da influência direta do calor e do sol. Seleção do micrômetro Todos os micrômetros para medições externas são dotados de escalas que permitem lei-turas em um intervalo de 25mm ou 50mm. Assim sendo, conforme a medida ou tamanho da peça controlada, existem instrumentos com capacidade de: 0 – 25mm; 25 – 50mm; 50 – 75mm; 75 – 100mm; 100 – 150mm. 23 SENAI-RJ
  26. 26. Aferição do micrômetro Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição 1) Limpe bem as superfícies de medição. 2) Encoste as mesmas, usando somente a catraca, e trave o fuso. 3) Com o auxílio da chave apropriada, fornecida com cada micrômetro, gire a bainha graduada até que a sua linha longitudinal coincida com a linha zero do tambor. Observação Por se tratar de uma operação delicada, a mesma deverá ser feita por pessoa conhecedora do instrumento. Relógio comparador O relógio comparador é um instrumento de medição por comparação, dotado de uma escala e um ponteiro ligados a uma ponta de contatos por mecanismos diversos. O comparador centesimal é um instrumento comum de medição por comparação. As diferenças percebidas nele pela ponta de contato são amplificadas mecanicamente e irão movimentar o ponteiro rotativo diante da escala. Quando a ponta de contato sofre uma pressão e o ponteiro gira no sentido horário, a diferença é positiva. Isso significa que a peça apresenta maior dimensão que a estabelecida. Se o ponteiro girar em sentido anti-horário, a diferença será negativa, ou seja, a peça apresen-ta menor dimensão que a estabelecida. Existem vários modelos de relógios comparadores. Os mais utilizados possuem resolu-ção de 0,01mm. O cursor do relógio também varia de acordo com o modelo; os mais comuns são de 1mm, 10mm e 250” ou 1”. SENAI-RJ 24
  27. 27. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Utilização do relógio comparador • Marque as linhas de verificação na peça. • Ponha a peça sob o apalpador acionado por mola. • Aponte as diferenças registradas entre cada linha de verificação. • Execute um gráfico destas diferenças. • Essa informação lhe permite localizar os pontos altos e a quantidade de metal a ser retirado. 25 SENAI-RJ
  28. 28. Praticando Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição A verificação do paralelismo será válida somente se as superfícies tiverem sido verificadas previamente. Defeitos de planeza, nas superfícies de referência e nas superfícies a serem verificadas, que podem ser adicionadas ou subtraídas umas às outras, podem provocar incerteza quando se empreender a verificação. 1) Complete o trecho a seguir. Os ________________________ são instrumentos de verificação de grande precisão. 2) Solicite ao instrutor um micrômetro e a peça de exercícios MBAE 01. De posse desse material, faça a verificação dimensional dos 05 (cinco) diâmetros da peça, anotando as medidas encontradas abaixo. Observação Atente para os cuidados que devem ser tomados antes e durante as medições. 3) Solicite ao instrutor um micrômetro e a peça de exercício MBAE 02. De posse desse material, faça a verificação dimensional dos 03 (três) diâmetros da peça, anotando as medidas encontradas abaixo. Observação Atente para os cuidados que devem ser tomados antes e durante as medições. SENAI-RJ 26
  29. 29. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição 4) De posse das peças de exercícios MBAE 01 e 02, e do micrômetro de profundidade, meça o comprimento de cada um dos diâmetros já verificados nos exercícios anterio-res, anotando-os abaixo. Observação Atente para os cuidados que devem ser tomados antes e durante as medições. 27 SENAI-RJ
  30. 30. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Goniômetro: medição de ângulos O goniômetro é um instrumento feito de aço inoxidável, que pode medir qualquer tipo de ângulo (agudo ou obtuso), entre 0° - 360°, e sua precisão é de 5’ (cinco minutos). Precisão média Goniômetro simples (transferidor de grau) SENAI-RJ 28
  31. 31. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Princípio do goniômetro Consiste em um disco com dupla graduação de 0° - 180°, em sentidos opostos, e um vernier com uma escala gradua à direita e à esquerda do zero até 60’, dividida em 12 partes que representam 5’. Seqüência de leitura do vernier A leitura no vernier será feita sempre no mesmo sentido no qual está a incidência do ângulo, ou seja, tomando-se por referência o zero do disco graduado. Se a incidência do ân-gulo fizer com que o vernier se mova para o lado direito do zero, a leitura será feita na escala que se encontra à direita do zero do vernier. O mesmo raciocínio se aplica para o lado esquerdo. Nas figuras acima, as medidas são, respectivamente: 29 SENAI-RJ
  32. 32. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição • Leia os graus no disco graduado: 2° • Determine a posição do zero do vernier. Está mais perto do 3 do que do 2. • Examine a segunda metade do vernier para localizar o traço que coincida exatamen-te com um traço do disco graduado: 40°. • Resulta a leitura completa de: 2° 40’. As figuras abaixo mostram exemplos de medições de ângulos com o goniômetro universal. SENAI-RJ 30
  33. 33. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Blocos-padrão Blocos-padrão são instrumentos de alta precisão que permitem comparações de dimen-sões com variações de até 0,01mm. Os blocos-padrão são apresentados em caixas com variados números de peças. O conteúdo de um jogo de 47 blocos-padrão Este jogo de blocos possibilita a verificação comparativa de dimensões de 1 até 573,955mm, com intervalos de 5 micra (1μ = 0,001mm). Técnica de empilhamento Os blocos deverão ser, inicialmente, limpos com algodão embebido em benzina ou em algum tipo de solvente. Depois, retira-se toda a impureza e umidade, com um pedaço de camurça, papel ou algo similar que não solte fiapos. Os blocos são colocados de forma cruzada, um sobre o outro. Isso deve ser feito de modo que as superfícies fiquem em contato. Em seguida, devem ser girados lentamente, exercendo-se uma pressão moderada até 31 SENAI-RJ
  34. 34. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição que suas faces fiquem alinhadas e haja perfeita aderência, de modo a expulsar a lâmina de ar que as separa. A aderência assim obtida parece ser conseqüência do fenômeno físico como atração molecular (com valor de aproximadamente 500N/cm2), e que produz a aderência de dois corpos metálicos que tenham superfície de contato finamente polidas. No manejo de blocos calibradores devem ser tomados os seguintes cuidados: • Quando empilhar blocos calibradores, não se esqueça de que as tolerâncias de um bloco se adicionam às do outro e assim por diante. Logo, sempre que se precisar empilhar, empilhe-se o mínimo de blocos. • Sempre mantenha os blocos protegidos contra toda espécie de pó. • Não os exponha à umidade, mudanças de temperatura, nem a campos magnéticos. • Após o uso, limpe-os e passe um pouco de óleo fino. • Evite quedas e choques. Exemplo do uso de blocos-padrão • Verifique o gabarito abaixo, usando o jogo de 47 blocos calibradores. • Como devem ser empilhados os blocos? SENAI-RJ 32
  35. 35. Metrologia e Lubrificação Industrial - Conceitos e instrumentos de medição Praticando 1) Complete a frase: O ___________________________ é um instrumento para a verificação de ângulos. 2) Solicite ao instrutor a peça MBAE 03 e um goniômetro. De posse destes elementos, faça a verificação dos ângulos da peça e anote o resultado das medições na tabela abaixo. 33 SENAI

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