Diapositives de la UD09 'Metrologia i normalització' de Tecnologia Industrial de 2n de Batxillerat. Llibre McGraw Hill

1. UD 09. Metrologia i normalització
Introducció
Objectius Didàctics
Abans de començar...
Continguts
Mesures i unitats
Sistemes d'unitats
Exactitud, precisió i apreciació. Errors
Precisió i apreciació
Quantificació d'errors: error absolut i error relatiu

2. UD 09. Metrologia i normalització
Continguts (II)
Instruments de mesura
Instruments per mesurar longituds
Cintes, metres i regles d'acer
Peu de rei o calibre
Principi de funcionament
Lectura del peu de rei en mil·límetres
Mesures amb el peu de rei
Micròmetre o pàlmer
Principi de funcionament
Apreciació del micròmetre o pàlmer
Lectura del micròmetre (amb tambor de 50 divisions)
Classes de micròmetres

3. UD 09. Metrologia i normalització
Continguts (III)
Instruments de comparació i verificació
Galgues
Bloc patró
Comparadors
Lectura del comparador
Calibradors passa-no passa
Instruments de mesura angular
Goniòmetre
Lectura del goniòmetre

4. UD 09. Metrologia i normalització
Continguts (IV)
Normalització
La normalització i la certificació
Normes i sistemes de normes
Normes ISO de Qualitat
Toleràncies i ajustatges
Toleràncies
Ajustatges

5. UD 09. Metrologia i normalització
Continguts (V)
Sistema ISO de toleràncies dimensionals
Qualitat de la tolerància
Posició de la tolerància
Sistema ISO d'ajustatges
Sistema forat-base
Sistema eix-base
Operacions amb toleràncies

6. UD 09. Metrologia i normalització
Objectius didàctics
Descriure el concepte de mesura i entendre les seves
implicacions
Identificar i entendre el funcionament dels principals
instruments de mesura
Entendre el concepte d'error de mesura
Patrons i calibratge
Valorar la importància de la Normalització
Conèixer el concepte ISO i entendre les seves implicacions

7. UD 09. Metrologia i normalització
Abans de començar
Sabem què és un patró?
Recordem què és la tolerància?
Per exemple d'una resistència
Coneixem ISO?
Ens resulta familiar: ISO9001, ISO14001?
Sabem què és un peu de rei?

8. UD 09. Mesures i unitats
Introducció
Mesurar: comparar una magnitud amb una altra presa
com a unitat
Magnitud: tot allò que es pot mesurar
Mesurament: acció de fer la mesura (comparar amb unitat)
Mida o mesura: resultat d'aquest procés
Metrotècnia
Metrologia aplicada a l'activitat industrial

9. UD 09. Mesures i unitats
Sistemes d'unitats
Tota mesura té tres parts
Magnitud, valor i unitats
Temperatura: 10ºC
Per posar tothom d'acord en quines unitats emprar: SI
Tot i així: es fa servir el sistema Britànic Gravitatori
A mecànica: se sol emprar el mil·límetre
Sistema britànic: polzades (24,4mm)
D'altres unitats del sistema britànic: ºF, peus, bitius (energia)...

10. UD 09. Exactitud, precisió i
apreciació, errors
Introducció
Sempre tenim errors associats a la mesura
Errades humanes, de mètode, dels instruments de mesura...
Exactitud
Grau d'aproximació al valor real o convencional
Convencional: el de referència en construir una peça, per exemple
Com que no és possible conèixer el valor real (totes les mesures
tenen error)
Prenem com a valor real la mitjana aritmètica

11. UD 09. Exactitud, precisió i
apreciació, errors
Precisió i apreciació
Precisió: capacitat d'un instrument de donar els resultats
amb molta exactitud
Apreciació
Mínima fracció de la unitat que es pugui llegir en un instrument
Peu de rei (dècimes de mm), regle (mm)
El peu de rei té una apreciació
Exemple
Termòmetre molt ben construït però només llegeix graus
Potser és molt precís, però té poca apreciació
També és possible el cas contrari

12. UD 09. Exactitud, precisió i
apreciació, errors
Error absolut i error relatiu
Absolut: diferència entre valor obtingut a la mesura (Xi) i
valor convencional (Xo)
Relatiu: quocient entre valor absolut i el convencional
Responen a les fórmules:
L'error relatiu es pot expressar també de forma percentual
Multipliquem per cent el valor de la fórmula

13. UD 09. Instruments de mesura
Mesurament directe
Podem llegir el valor de la mesura directament de l'aparell
Indirecte: hem de fe operacions (gruix de got: per resta)
Mesurament per comparació
Diferència entre mesura desconeguda i d'altra de
coneguda (patró)
Escaire de 90° comparem amb angle real entre envans
Mesurament per verificació
Veure si està entre valors establerts

14. UD 09. Mesura de longituds
Peu de rei
Permet mesurar dècimes de mil·límetre
Consta de dues parts
Regle fix
Graduat, habitualment, en divisions d'un mil·límetre
Regle mòbil o nònius
Aquí hi llegim les dècimes
Com: regle de 9 mm en 10 parts
Es va desplaçant 0,1mm cada cop envers el regle fix
Apreciació
Valor divisió més petita regle fix / nombre divisions nònius

15. UD 09. Mesura de longituds
Peu de rei (II)
Per fer mesures
Quan la part decimal és zero:
Nònius coincideix amb nombre sencer de part fixa:

16. UD 09. Mesura de longituds
Peu de rei (III)
Per fer mesures (II)
Quan la part decimal no és zero:
Nònius no coincideix amb nombre sencer de part fixa:
El zero del nònius està entre dos valors sencers del fix
Agafem el decimal del valor del nònius que coincideixi amb un sencer (20,4
mm en l'exemple de la imatge)

17. UD 09. Mesura de longituds
Micròmetre o pàlmer
Mesures amb més apreciació que amb peu de rei
Arribem fins a centèsimes de mil·límetre (0,01mm)
Funcionament
Cargol femella (de circular a lineal)
La peça a mesurar: entre topall fix i part mòbil (que té un sensor)
Sensor: a partir d'una pressió determinada, rellisca
Té un embragatge
Mesura:
Part fixa: femella (amb apreciacions de 1 i 0,5mm)
Part mòbil: caragol amb sensor: tambor giratori de 50 divisions

18. UD 09. Mesura de longituds
Micròmetre o pàlmer (II)
Mesures
Nombre enter o a la meitat de dos nombres enters
El zero del tambor coincideix amb les divisions superiors (enter) o inferior
(la meitat de dos nombres enters)
En aquest cas: 10mm i 10,5mm respectivament

19. UD 09. Mesura de longituds
Micròmetre o pàlmer (III)
Mesures (II)
No és enter ni la meitat de dos enters
Mirem si estem per sobre o per sota de la meitat del nombre enter
L'anomenarem punt de referència
Sumem el valor que llegim al tambor al punt de referència
Aquest cas: 10,40mm i 10,90mm respectivament

20. UD 09. Comparació i verificació
Galgues
Instruments de mesura fixa
Serveixen de patró o mesura de referència
Imatge a pàgina 262
Bloc patró
Peça prismàtica amb secció quadrada o rectangular
Error màxim de ±0,05μm
Comparadors
Ens dóna diferencia dimensional entre dues peces

21. UD 09. Comparació i verificació
Comparadors (II)

22. UD 09. Comparació i verificació
Calibradors passa-no passa
Per verificar peces
Veure si estan dins de marge d'error permès
Exemple: recollida de peres
N'hi ha per a forats i per a eixos

23. UD 09. Instruments: mesura d'angles
Goniòmetre
Regle que gira solidari a corona circular
Pot girar al voltant d'un disc central que conté un nònius
Regleta fixa
Apreciació del goniòmetre: habitualment 5'
Lectura goniòmetre
Part decimal
coincideix amb sencer
0° 35'

24. UD 09. Instruments: mesura d'angles
Goniòmetre (II)
Lectura goniòmetre

25. UD 09. Normalització
Definicions
Normalització: Prescripcions tècniques
Especifiquen, unifiquen i simplifiquen
Aspectes referents als processos industrials
Certificació: Acció duta a terme per entitat indep reconeguda
Dóna fe d'empresa, producte... compleix norma o espec. tècnica
A què afecta la Normalització?
Formes, composicions, dimensions, propietats...
Terminologia i simbologia
Mètodes de càlcul, assaig

26. UD 09. Normalització
Normes i sistemes de normes
Responsable d'elaboració a Espanya: AENOR
Fa les normes UNE
A nivell internacional: ISO
Formada per 155 països
A nivell europeu: CEN
Fa normes EN
Normes d'electrònica i telecomunicacions: IEEE

27. UD 09. Toleràncies i ajustatges
Tolerància
és una quantitat dimensional
Interval de dimensions entre les quals s'ha de fabricar una
peça
Veiem un exemple:
10 és la cota nominal o de referència
+0,035 és la desviació superior pel que fa a la cota nominal
-0,040 és la desviació inferior
Cota màxima = cota nominal + desviació superior
Cota mínima = cota nominal + desviació inferior
Valor de la tolerància = cota màxima – cota mínima = desviació superior –
desviació inferior

28. UD 09. Toleràncies i ajustatges
Tolerància (II)
Quan parlem de forats: es representa per ds i dl
Quan parlem d'eixos: ds' i dl'
Veiem els exemples de la pàgina 271
Ajustatges
Una peça que encaixa en una altra
Amb una relació dimensional prèviament definida
Ajustatges amb joc
Garanteix que les peces llisquen entre sí
Diàmetre mínim forat > Diàmetre màxim de l'eix

29. UD 09. Toleràncies i ajustatges
Ajustatges (II)
Ajustatges amb serratge
No deixen moure les peces un cop muntades
Diàmetre mínim de l'eix >Diàmetre màxim forat
Ajustatges indeterminats
No es pot saber si lliscaran o quedaran fixades
Les cotes límit es creuen

30. UD 09. Toleràncies i ajustatges
Ajustatges (III)
A partir de l'anterior definim (els valors' parlen d'eixos):
Joc màxim: JM = ds – di'
Joc mínim: Jm = di – ds'
Serratge màxim: SM = ds' – di
Serratge mínim: Sm = di' – ds
Tolerància de l'ajustatge: Ta = Te + Tf
Suma de toleràncies de l'eix i del forat
Fem l'exemple 7 de la pàgina 273

31. UD 09. Sistema ISO de toleràncies
Parlem de toleràncies dimensionals
Qualitat en tolerància
Informa del grau de perfecció de la peça
Aquest coincideix amb la tolerància
Definits qualitats de tolerància: del 01 al 18
Com més petit el número: més exigent la qualitat
Expressats en mil·lèsimes de mil·límetre
Varien per cada dimensió de la peça
Posició de la tolerància
S'expressa amb lletres

32. UD 09. Sistema ISO de toleràncies
Posició de la tolerància (II)
Ex: 35 H7 o 25 g6
Veiem què vol dir
Exemple 8 pg. 278

33. UD 09. Sistema ISO d'ajustatges
Intro
Hi ha moltíssimes combinacions de toleràncies forat-eix
S'agafa un sistema com a referència
El més emprat: forat-base
Agafa com a referència la posició H del forat
Aleshores en funció de la lletra de l'eix
De la a a la h: amb joc
De la j a la n: incertesa
De la p a la z: amb serratge
Exemple 9 pàgina 279

34. UD 09. Operacions amb toleràncies
Tractarem de trobar toleràncies de peces
A partir de valors coneguts, en trobarem de desconeguts
Veiem un exemple
Hem de calcular L
Aplicarem: