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Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
METROLOGIA
1 - INTRODUÇÃO
• A metrologia é a ciência das medições, abrangendo
todos os aspectos teóricos e práticos que
asseguram a precisão exigida no processo
produtivo, procurando garantir a qualidade de
produtos e serviços através da calibração de
instrumento de medição e da realização de ensaios,
sendo a base fundamental para a competitividade
das empresas.
• A metrologia diz respeito ao conhecimento dos
pesos e medidas e dos sistemas de unidades de
todos os povos.
2 – QUAIS OS MOTIVOS DE SUA IMPLANTAÇÃO
• A ISO série 9000 define explicitamente a relação entre
garantia da qualidade e metrologia: controle sobre os
instrumentos de medição – Certificação.
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• Globalização dos mercados – traduz a confiabilidade
nos sistemas de medição e garantam que especificações
técnicas, regulamentos e normas, proporcionem as
mesmas condições de perfeita aceitabilidade na
fabricação de produtos (montagem e encaixe),
independente de onde sejam produzidos.
• Outro motivo está na melhoria do nível de vida das
populações por meio do consumo de produtos com
qualidade, da preservação da segurança, saúde e do
meio ambiente.
3 – ÁREAS DA METROLOGIA
Basicamente, a Metrologia está dividida em três
grandes áreas:
• A Metrologia Científica, que utiliza
instrumentos laboratoriais, pesquisa e
metodologias científicas.
• A Metrologia Industrial, cujos sistemas de
medição controlam processos produtivos
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
industriais e são responsáveis pela garantia da
qualidade dos produtos acabados.
• A Metrologia Legal, que está relacionada a
sistemas de medição usados nas áreas de
saúde, segurança e meio ambiente.
4 – METROLOGIA NA ORGANIZAÇÃO
A metrologia garante a qualidade do produto final
favorecendo as negociações pela confiança do cliente, sendo
um diferenciador tecnológico e comercial para as empresas.
Reduz o consumo e o desperdício de matéria-prima pela
calibração de componentes e equipamentos, aumentando a
produtividade.
5 – POR QUE CALIBRAR?
Calibração é a comparação entre os valores indicados
por um instrumento de medição e os indicados por um
padrão.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
A calibração dos equipamentos de medição é função
importante para a qualidade no processo produtivo e deve ser
uma atividade normal de produção que proporciona uma
série de vantagens tais como:
a) garante a rastreabilidade das medições.
b) permite a confiança nos resultados medidos.
c) reduz a variação das especificações técnicas dos
produtos.
d) previne defeitos.
e) compatibiliza as medições.
6 – SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
ARQUIVO
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
7 – TOLERÂNCIAS
Nas construções mecânicas é impossível obter exatidão
absoluta das dimensões indicadas no desenho, seja pelos
erros das máquinas operatrizes, defeitos e desgastes das
ferramentas, seja pela imperfeição dos instrumentos de
medida, erros de leitura do operador ou ainda pelo fato que
todos os instrumentos dão apenas e sempre medidas
aproximadas.
As peças são, portanto confeccionadas com dimensões
que se afastam a mais ou a menos da cota nominal, isto é
apresentam erro.
Com a finalidade de aumentar a produção, as empresas
fabricam em série seus produtos. Neste sentido as peças não
são todas absolutamente iguais, mas, dentro de certos limites
pré-estabelecidos e determinados, são plenamente aceitáveis.
As peças fabricadas podem ser utilizadas isoladamente
ou em conjunto, como na maioria dos casos (formar
componentes ou máquinas). Neste segundo caso, para a
facilidade de substituição rápida e simples das peças, é
necessário que elas sejam intercambiáveis. Para isso é
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
necessário pré-estabelecer o intervalo dos limites entre os
quais pode variar a dimensão de uma peça, isto é, é
necessário estabelecer a tolerância.
Tolerância ou Campo de Tolerância é a variação
permissível da dimensão da peça, dada pela diferença entre
as dimensões máxima e mínima.
Figura 1
Como exemplo, suponhamos uma indústria que
fabrique pistões e pinos do acoplamento de bielas.
Admitamos que os pinos tenham o diâmetro nominal
externo de 20 mm. Evidentemente os pistões deverão ser
usinados de tal forma que permitam o encaixe deslizante do
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
pino. Neste sentido, existirá tolerância tanto para os pinos
como para os pistões e a tolerância deve ser tal que esse
acoplamento continue deslizante também quando o pino de
maior diâmetro calhe com o pistão de menor furo.
Figura 2
Este problema de intercambialidade foi sentido por
muitas indústrias até ser criado um sistema internacional,
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
que é o sistema ISO (International Standardizing
Organization).
O sistema de Tolerância é um conjunto de princípios,
regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de
tolerâncias para a produção econômica das peças
intercambiáveis.
Como finalidades do uso de tolerâncias têm:
• Evitar uma exatidão excessiva nas
dimensões das peças durante a sua
fabricação – geralmente ocorre quando
não se indicam tolerâncias nos desenhos
– causando um processo de fabricação
muito lento e aumento da mão de obra.
• Estabelecer limites para os desvios em
relação à dimensão nominal, assegurando
o funcionamento adequado das peças.
TERMINOLOGIA DE TOLERÂNCIAS
Dimensão Nominal – dimensão indicada no desenho.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Dimensão efetiva – dimensão medida, geralmente não
coincide com a dimensão nominal.
Figura 3 –
Dimensões Limites – valores máximos e mínimos
admissíveis para a dimensão efetiva.
Dimensão Máxima (Dmax) – valor máximo admissível
para a dimensão efetiva.
Dimensão Mínima (Dmin) – valor mínimo admissível
para a dimensão efetiva.
Tolerância (t) – variação permissível da dimensão da
peça. t = Dmax - Dmin
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Afastamento – diferença entre as dimensões limites e a
nominal.
Afastamento Inferior- diferença entre a dimensão
mínima e a nominal. Símbolo para furo Ai e para eixo ai.
Afastamento Superior – diferença entre a dimensão
máxima e nominal. Símbolo para furo As e para eixo as.
Linha Zero – linha que nos desenhos fixa a dimensão
nominal e serve de origem aos afastamentos.
Figura 4
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Eixo – Termo convenientemente aplicado para fins de
tolerâncias e ajustes, como sendo qualquer parte de uma peça
cuja superfície externa é destinada a alojar-se na superfície
interna da outra.
Furo - Termo convenientemente aplicado para fins de
tolerâncias e ajustes, como sendo todo o espaço delimitado
por superfície interna de uma peça e destinado a alojar o
eixo.
Figura 5
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Folga ou Jogo (F) – diferença entre as dimensões do
furo e do eixo, quando o eixo é menor que o furo.
Figura 6
Folga Máxima (Fmax) – diferença entre as dimensões
máxima do furo e a mínima do eixo, quando o eixo é menor
que o furo.
Folga Mínima (Fmin) - diferença entre as dimensões
mínima furo e a máxima do eixo, quando o eixo é menor que
o furo.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 7
Interferência (I) – diferença entre as dimensões do
eixo e do furo, quando o eixo é maior que o furo.
Interferência Máxima (Imax) – diferença entre a
dimensão máxima do eixo e a mínima do furo, quando o eixo
é maior que o furo.
Interferência Mínima (Imin) – diferença entre a
dimensão mínima do eixo e a máxima do furo, quando o eixo
é maior que o furo.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 8
Ajuste ou Acoplamento – comportamento de um eixo
num furo, ambos da mesma dimensão nominal caracterizado
pela folga ou interferência apresentada.
Ajuste com Folga – o afastamento superior do eixo é
menor ou igual ao afastamento inferior do furo.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 9
Ajuste com Interferência – o afastamento superior do
furo é menor ou igual ao afastamento inferior do eixo.
Figura 10
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Ajuste Incerto – o afastamento superior do eixo é
maior que o afastamento inferior do furo e o afastamento
superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo.
Figura 11
Eixo Base – é o eixo em que o afastamento superior é
pré-estabelecido como sendo igual a zero.
Furo Base - é o furo em que o afastamento inferior é
pré-estabelecido como sendo igual a zero.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 12
Campo Tolerância – é o conjunto de valores
compreendidos entre o afastamento superior e inferior. Por
convenção, as tolerâncias que estão sobre a linha zero são
positivas (+) e as que estão sob tal linha são negativas (-).
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 13
Exercícios (solução em sala de aula)
Exercícios propostos
CALIBRADORES
Quando as dimensões e as tolerâncias admissíveis são
indicadas no projeto, torna-se necessário apenas que as peças
fabricadas se mantenham dentro das tolerâncias, isto é, as
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
dimensões das peças devem estar entre as dimensões
máximas e mínimas determinadas pela tolerância indicada.
Em lugar de um calibrador simples, com a dimensão
nominal, são empregados dois calibradores com as
dimensões limite. Estes dois calibradores, chamados de
calibradores limite, freqüentemente constituem uma única
peça, com as dimensões máximas e mínimas, e são fixos na
maioria das aplicações industriais.
Não sendo impossível estreitar um furo depois de
aberto, as peças que apresentem furos de dimensões acima
dos limites superiores não podem ser aproveitadas, por este
motivo, o calibrador tampão com a dimensão superior é
utilizado, também chamado de calibrador de refugo.
Este calibrador de refugo ou o “lado de refugo” do
calibrador, não deve penetrar no orifício, recebendo por isso
a denominação mais correta de calibrador-não-passa ou
lado-não-passa.
O lado da dimensão inferior é chamado lado-passa ou
calibrador-passa. Este lado deve penetrar no furo, quando a
peça satisfaz as exigências.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Para o controle das dimensões dos eixos ocorre o
mesmo, mas em sentido inverso. O eixo deve penetrar no
calibrador passa, mas não no calibrador-não-passa.
As peças fabricadas sob o controle de calibradores-
limite permitem o perfeito ajuste na ocasião da montagem,
sem intervenção do fator pessoal do operário.
DEFINIÇÃO DE CALIBRADORES
Calibrador Tampão – aquele cuja superfície de medir
é cilíndrica externa.
Calibrador Anular – aquele cuja superfície de medir é
cilíndrica interna.
Calibrador Chato – aquele cuja superfície de medir
são as duas partes de ma superfície cilíndrica externa,
compreendidas entre dois planos paralelos eqüidistantes do
eixo.
Calibrador Fixo – aquele sem dispositivo de
regulagem.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Calibrador Regulável - aquele cujos afastamentos
podem ser regulados.
Calibrador de Boca – aquele que tem forma de meio
anel e superfícies de medir planas.
Calibrador com Superfícies de Medir Esféricas –
aquele cujas extremidades pertencem à superfície de uma
esfera.
Calibrador Não Passa – aquele que controla o
afastamento inferior de um eixo ou o afastamento superior
de um furo.
Calibrador Passa – aquele que controla o afastamento
superior de um eixo ou o afastamento inferior de um furo.
Lado “Não Passa” – aquele do calibrador que não deve
passar.
Lado “Passa” – aquele do calibrador que deve passar.
EXEMPLOS DE CALIBRADORES
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 14 – Calibradores de boca ajustáveis.
Figura 15 – Calibradores de boca fixos “passa não passa”
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 16 – Anéis de referência
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 17 – Calibradores tampão “passa não passa”
Figura 18 - Calibradores tampão “passa não passa”
ajustáveis.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Figura 19
Figuras 20.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
SISTEMAS DE TOLERÂNCIAS E AJUSTES
Este sistema é definido como sendo o conjunto de
princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha
racional de tolerâncias para a produção econômica das peças
intercambiáveis.
O sistema ISSO fixa os seguintes princípios, regras e
tabelas que se aplicam a tecnologia mecânica, afim da
escolha racional de tolerâncias e ajustes visando à fabricação
de peças intercambiáveis:
- Unidade de tolerância.
- Grupo de dimensões.
- Grau de precisão ou qualidade do trabalho;
- Campos de tolerância;
- Temperatura de referência (20º)
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
UNIDADE DE TOLERÂNCIA
O cálculo da tolerância é baseado na unidae de
tolerância, a seguir:
i = 0,45 D’1/3
+ 0,001 D’
onde:
i = unidade de tolerância expressa em micron (µ)
D’ = média geométrica dos dois valores extremos
de cada grupo de dimensões fixados a seguir.
A unidade de tolerância serve de base ao
desenvolvimento do sistema e fixa a ordem de grandeza dos
afastamentos.
GRUPO DE DIMENSÕES
O sistema de tolerância ISO considera todas as
dimensões compreendidas entre 1 e 500 mm nos seguintes
grupos de dimensões.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Os números grifados subdividem os grupos e são
aplicáveis para os casos de ajuste com grande folga ou com
grande interferência.
QUALIDADE DE TRABALHO
Desejando definir os graus de precisão com os quais
pode ser trabalhar uma peça o sistema considera 18
qualidades de trabalho designadas por um número
compreendido entre 01, 0, 1 ...... até 16 precedido das letras
IT (I = ISO, T = tolerância)
Exemplo: IT8
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
A aplicação desses graus de precisão é mostrada no
gráfico a seguir:
Eixos
De 01 a 3 para calibradores
De 4 a 11 para acoplamentos
De 12 a 16 para execução grosseira de peças isoladas
Furos
De 01 a 4 para calibradores
De 5 a 11 para acoplamentos
De 12 a 16 para execução grosseira de peças isoladas.
A tabela 1 mostra as tolerâncias fundamentais em micron
para cada grupo de dimensões, dependendo da qualidae de
trabalho. Desta forma defini-se tolerância fundamental
aquela que é calculada para cada qualidade de trabalho e
para cada grupo de dimensão. (xerox da tabela)
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
As tolerâncias fundamentais indicadas na tabela 1 foram
calculadas com o auxílio das seguintes fórmulas: Tabela 2
Exercícios propostos
CAMPOS DE TOLERÂNCIA
A qualidade de trabalho determina o valor do campo de
tolerância, mas não define a posição a posição deste campo
em relação à linha zero. Dependendo do ajuste requerido o
campo pode situar mais próximo ou mais afastado, acima ou
abaixo da linha zero. Cada posição é distinguida com uma ou
duas letras do alfabeto, adotando-se letras maiúsculas para o
furo e minúsculas para os eixos.
O gráfico mostra esquematicamente as posições dos
campos de tolerâncias.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Observar que a posição H e h possui a característica de
ter uma posição coincidente com a linha zero.
REPRESENTAÇÃO SIMBÓLICA
A indicação da tolerância é feita à direita da cota
nominal e deve traduzir a posição do cvampo de tolerância e
a qualidade do trabalho.
Deste modo, o simbolo é formado acrescentando a letra
do campo, o número indicativo da qualidade. Na prática,
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
também se usa colocar o valor numérico da dimensão
nominal seguido apenas das dimensões limites em mm.
Exemplos:
25m6 , 25 +0,008
+0,021
H7 – m6, H7/m6
SISTEMA FURO BASE
Neste sistema a linha zero constitui o limite inferior da
tolerância do furo. Os furos H são os elementos básicos do
sistema.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
SISTEMA EIXO BASE
Neste sistema a linha zero constitui o limite superior da
tolerância do eixo. Os eixos h são elementos básicos do
sistema.
AFASTAMENTO DE REFERÊNCIA
CLASSES DE AJUSTE
São previstos três classes de ajuste (acoplamentos):
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Nos sistemas furo base e eixo base estas três classes de
acoplamento podem ser visualizadas no esquema abaixo.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
INSTRUMENTOS PARA A METROLOGIA
DIMENSIONAL
Principais fontes de erro na medição
- Variação da temperatura: A temperatura
padrão de referência é 20ºC. Se a temperatura muda , a peça
se expande ou contrai, afetando o resultado da medição.
Quando não é possível trabalhar com a temperatura
controlada a 20ºC podem ser feitos cálculos para compensar
o erro, para tanto é necessário conhecer o coeficiente de
dilatação térmica do material.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
O comprimento da peça varia de acordo com a equação:
ΔL = L . γ . Δt (mm)
Onde:
ΔL = variação de comprimento
L = comprimento da peça
γ = coeficiente de expanção térmica do material.
Δt = variação de temperatura.
Força de medição: Normalmente, os processos
simples de medida envolvem o contato entre o instrumento e
a peça, sendo que a força que promove este contato deve ser
tal que não cause deformação na peça ou no instrumento.
Como exemplo podemos citar o paquímetro que não possui
controle de força e dependem da habilidade do operador para
não alterar a leitura.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Os micrômetros possuem um sistema de catraca,
que permite exercer a mesma pressão de contato em todas as
medições.
Forma da peça: Imperfeições na superfície,
retilineidade, cilindricidade e planeza exigem um
posicionamento correto do instrumento de medição. No caso
de peças cilindricas, deve-se efetuar mais de uma medição
do diâmetro de uma seção, para verificar se é circular ou não
e medir mais seções diferentes para verificar se a peça é
cilíndrica ou cônica.
Forma de contato: Deve-se sempre buscar um
contato entre a peça e o instrumento que gere uma linha ou
um ponto para uma maior precisão das medidas.
Paralaxe: qundo os traços de uma escala principal
e outra secundária (nônio, por exemplo), estiverem em
planos diferentes, dependendo da direção de observação,
pode-se ter valores de leitura diferents, que implicam em
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
erro. Assim, como regra geral, o observação da leitura deve
ser feita sempre no melhor posicionamento perpendicular da
vista.
Estado de conservação do instrumento: Folgas
provocadas por desgaste em qualquer parte do instrumento
poderão acarretar em erros de medição. Um programa de
aferição e calibração periódica serão a garantia de uma
medida confiável.
Habilidade do operador: A falta de prática ou o
desconhecimento do sistema de medição pode ser uma fonte
importante de erros. Recomenda-se efetuar práticas de
medição utilizando peças precisas com valores conhecidos
(por exemplo, blocos padrão, pinos calibrados, anéis padrão,
etc..) e “medi-los” repetidas vezes com diversos
instrumentos.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Tipos de instrumentos de medição.
Exite uma ampla gama de instrumentos de
medição e de acordo com o seu princípio de trabalho podem
ser classificados em:
Paquímetros
Traçadores de altura
Micrômetros
Relógios comparadores
Relógios apalpadores
Rugosímetros
Goniômetros
O paquímetro e o traçador de altura utilizam-se do
nônio para ampliar a leitura, o micrômetro utiliza-se do
passo de uma rosca e um tambor graduado e os relógios
utilizam-se de um mecanismo de engrenagens e alavancas.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
PAQUÍMETROS
Esse sistema de medição é constituído basicamente
de dois corpos móveis que permitem geralmente quatro
maneiras de acesso à peça para efetuar a medição e, por isso,
são chamados de paquímetros quadrimensionais. Podem
fornecer resultados de medição com leituras de 0,1 mm, 0,05
mm ou 0,02 mm no sistema métrico e de 0,001” ou 1/128”
no sistema polegada.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Sistema de graduação para a leitura
Os paquímetros são fabricados geralmente com
dois tipos de leitura: métrico e polegada; porém, alguns são
fabricados em um sistema somente. A gradução que define o
tipo de leitura é feita nas duas partes móveis do instrumento
e cada uma tem as particularidades que se indicam a seguir:
a) Régua principal – aqui geralmente os paquímetros tem
dupla gravação de traço: sistema métrico e polegadas.
No sistema métrico são garvados traços de 1 mm, e no
sistema polegada este podem corresponder a 1 polegada
dividida em 16 partes ou 40 partes.
b)Cursor – Nesta parte são gravados dois conjuntos de
traços chamados “NÔNIO”, um para trabalhar com a
escala do sistema métrico e outro para a escala do
sistema polegada.
Para o sistema métrico geralmente são gravados 20
ou 50 traços e para o sistema polegada geralmente
8 ou 25 traços, que tem valor progressivo da
mesma forma que a escala principal.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Concveito de resolução ou leitura
A resolução ou leitura de um paquímetro está
definida pelo resultado obtido ao dividir o valor do menor
traço gravado na escala principal pelo número de traços do
nônio. Assim temos:
a) Se o valor do menor traço da escala é 1 mm e o
Nônio está composto por 20 traços, a leitura
desse paquímetro será: 1 /20 = 0,05 mm. Este
valor corresponde ao primeiro traço do Nônio
depois do “zero”, assim o segundo traço vale
0,10 mm, o terceiro vale 0,15 e assim por diante
até o último que vale 1mm.
b) Da mesma forma, se o nônio estiver composto
por 50 traços, a leitura deste paquímetro será:
1/50 = 0,02 mm. Assim, este será o valor do
primeiro traço do Nônio depois do “zero”, o
segundo vale 0,04 mm, o terceiro vale 0,06 mm
e assim por diante até o último que vale 1 mm.
c) Se o valor do menor traço da escala for 1/16” e o
Nônio tiver 8 traços, a leitura será: 1/16” ÷ 8 =
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
1/128”, e da mesma forma do exemplo anterior,
esse valor corresponde ao primeiro traço do
Nônio depois do “zero”, assim, o segundo vale
1/64, o terceiro vale 3/128” e assim por diante
até o último que vale 1/16” (8/128”).
d) E, por último, se o valor do menor traço da
escala for 0,025” (polegada dividida por 40
partes) e o Nônio tiver 25 partes, a leitura será:
0,025”/25 = 0,001”. Por analogia com os
exemplos anteriores, este valor corresponde ao
primeiro traço do Nônio depois do “zero”, o
segundo vale 0,002”, o terceiro vale 0,003” e
assim por diante até o último que vale 0,025”.
e) Qualque outro tipo de graduação pode ser
interpretado de maneira similar.
Resultado de uma medida
Tomando todos os cuidados de medição e
conservação do instrumento temos a medida:
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
a) Tomando como referência o primeiro traço do
Nônio (traço zero) conte todos os traços da
escala principal que ficam à direita.
b) Verifique qual dos traços do Nônio coincide
com outro da escala principal. Sempre haverá
um que fica melhor alinhado que os restantes.
c) Some os valores obtidos na escala principal e o
Nônio. Este é o resultado da medida.
Exemplos de Leitura
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Recomendações para uso do paquímetro
1 – Selecione o paquímetro mais adequado para atender
plenamenta a necessidade de medição;
Tipo normal ou especial
Leitura de acordo com o campo de tolerância
especificado na peça.
2 – Limpe cuidadosamente as partes móveis,
eliminando poeira e sugeiras com um pano macio.
3 – Verifique se o movimento do cursor é suave e sem
folgas em toda a capacidade útil. Caso exista um jogo
anormal, proceda a seu ajuste girando os parafusos sté
encostar no fundo e a seguir retorne 1/8 de volta.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
4 – Posicione corretamente os bicos principais na
medição externa aproximando o máximo possível a
peça da escala graduada. Isso evitará erros por folga do
cursor e o desgaste prematuro das pontas onde a área de
contato é menor. Verifique também o perfeito apoio das
faces de medição como mostra a figura.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
5 – Posicione corretamente as orelhas para a medição
interna. Procure introduzir o máximo possível as
orelhas no furo ou ranhura, mantendo o paquímetro
sempre paralelo à peça que está sendo medida.
Verifique que as superfícies de medição das orelhas
coincidam com a linha de centro do furo.
Ao medir um diâmetro, tome a máxima leitura.
Ao medir ranhuras tome a mínima leitura.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
6 – Posicione corretamente a vareta de profundidade.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
7 – Posicione corretamente as faces para medição de
ressaltos.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
8 – Evite o erro de paralaxe ao fazer a leitura.
Cuidados especiais com o paquímetro
1 – evitar aplicar o paquímetro em esforços excessivos.
Tome providências para que o instrumento não sofra
quedas ou seja usado como martelo.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
2 – Evite danos nas pontas de medição. Nunca utilize as
orelhas de medição como compasso de traçagem.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
3 – proteja o paquímetro ao guardar por longo período.
Usando um pano macio embebido em óleo fini anti-
ferrugem.
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Tipos de paquímetros
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
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MICRÔMETRO
Devido a sua forma construtiva, este instrumento
permite leituras da ordem de 0,01 mm nos modelos
comuns e de 0,001 mm nos que incorporam um nônio.
Os modelos para a medição de furos permitem leituras
diretas de até 0,005 mm. Uma catacterísticas
importantes dos micrômetros é a incorporação de um
dispositivo que assegura uma pressão de medição
constante, chamado catraca ou ficção, dependendo do
seu mecanismo.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Princípio de funcionamento e leitura
O princípio de funcionamento do micrômetro baseia-se
no deslocamento axial de um parafuso micrométrico de
passo de alta precisão dentro de uma porca ajustável.
Girando-se o parafuso micrométrico, este avança
proporcionalmente ao passo que normalmente é de 0,5 mm
(ou 0,025”), a circunferência da rosca (que corresponde ao
tambor, pois este é fixado firmimente ao parafuso por
encaixe cônico), é dividiva em 50 partes iguais (ou 25 partes
nos instrumentos em polegada) possibilitando leituras de
0,01 mm ou 0,001”.
Assim uma volta completa do tambor corresponde ao
passo da rosca, desta forma conclui-se:
Leitura do tambor = passo da rosca/nº de divisões do
tambor.
Se o micrômetro apresentar ainda um nônio com 10
divisões na bainha será possível a leitura de 0,001 mm
(0,0001”).
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Recomendações especiais para uso do Micrômetro.
1 – Selecione o micrômetro mais adequado
2 – Limpe as partes móveis
3 – Deixe estabilizar a temperatura da peça e do
micrômetro.
4 – Antes do uso limpe as faces de medição. Use
somente uma folha de papel macio (do tipo para limpar
lentes).
5 – Tome cuidado para ajustar o zero do micrômetro:
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Encoste suavemente as faces de medição usando
somente a catraca ou ficção.
Verifique a concidência das linhas de referência da
bainha e do zero do tambor olhando bem de frente o
instrumento. Se estas não coincidem, proceda ao seu ajuste
movimentando a bainha com a chave apropriada.
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6 – Sempre utilize a catraca ou ficção ao efetuar as
medições. Duas ou três voltas, após o encosto das faces de
medição na peça, são suficientes. Assim a pressão de
medição será sempre constante.
TIPOS DE MICRÔMETROS
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
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RELÓGIO COMPARADOR
Este instrumento foi desenvolvido para detectar
pequenas variações dimensionais através de uma ponta de
contato e por um sistema de ampliação mecânica apresentar
seu valor com uma leitura clara e suficientemente precisa. O
relógio comparador tradicional transforma ( e amplia) o
movimento retilíneo de um fuso em movimento circular de
um ponteiro montado em um mostrador graduado.
Trata-se de um instrumento de múltiplas aplicações,
porém, sempre acoplado a algum meio de fixação.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Conceito de leituta
A leitura ou resolução está ligada ao grau de ampliação
do deslocamento que experimenta a ponta de contato no
processo de medição. Assim, uma volta completa do
ponteiro (360º) corresponde a um certo valor de movimento
do fuso. Esta volta é subdividida angularmente em frações
iguais e o valor entre cada uma delas é o valor de leitura do
relógio. Como exemplo, temos o relógio de leitura
centesimal (0,01 mm) e onde para 1 mm de deslocamento do
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
fuso corresponde a 1 volta do ponteiro, sendo que esta volta
é subdividida em 100 partes iguais; daí o valor de leitura
0,01 mm.
Procedimento para a leitura
Os relógios mais comuns apresentam uma dupla
graduação. Isto é, possuem contagem com incrementos no
sentido horário e anti-horário, dependendo da definição do
ponto inicial de trabalho da ponta de contato. Definido o
ponto inicial, a leitura é feita primeiramente no contador de
voltas e à seguir no ponteiro principal.
Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
Recomendações especiais para uso dos relógios
comparadores.
Similar as recomendações para o paquímetro e
micrômetro

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Metrologia: Ciência das Medições

  • 1. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga METROLOGIA 1 - INTRODUÇÃO • A metrologia é a ciência das medições, abrangendo todos os aspectos teóricos e práticos que asseguram a precisão exigida no processo produtivo, procurando garantir a qualidade de produtos e serviços através da calibração de instrumento de medição e da realização de ensaios, sendo a base fundamental para a competitividade das empresas. • A metrologia diz respeito ao conhecimento dos pesos e medidas e dos sistemas de unidades de todos os povos. 2 – QUAIS OS MOTIVOS DE SUA IMPLANTAÇÃO • A ISO série 9000 define explicitamente a relação entre garantia da qualidade e metrologia: controle sobre os instrumentos de medição – Certificação.
  • 2. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga • Globalização dos mercados – traduz a confiabilidade nos sistemas de medição e garantam que especificações técnicas, regulamentos e normas, proporcionem as mesmas condições de perfeita aceitabilidade na fabricação de produtos (montagem e encaixe), independente de onde sejam produzidos. • Outro motivo está na melhoria do nível de vida das populações por meio do consumo de produtos com qualidade, da preservação da segurança, saúde e do meio ambiente. 3 – ÁREAS DA METROLOGIA Basicamente, a Metrologia está dividida em três grandes áreas: • A Metrologia Científica, que utiliza instrumentos laboratoriais, pesquisa e metodologias científicas. • A Metrologia Industrial, cujos sistemas de medição controlam processos produtivos
  • 3. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga industriais e são responsáveis pela garantia da qualidade dos produtos acabados. • A Metrologia Legal, que está relacionada a sistemas de medição usados nas áreas de saúde, segurança e meio ambiente. 4 – METROLOGIA NA ORGANIZAÇÃO A metrologia garante a qualidade do produto final favorecendo as negociações pela confiança do cliente, sendo um diferenciador tecnológico e comercial para as empresas. Reduz o consumo e o desperdício de matéria-prima pela calibração de componentes e equipamentos, aumentando a produtividade. 5 – POR QUE CALIBRAR? Calibração é a comparação entre os valores indicados por um instrumento de medição e os indicados por um padrão.
  • 4. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga A calibração dos equipamentos de medição é função importante para a qualidade no processo produtivo e deve ser uma atividade normal de produção que proporciona uma série de vantagens tais como: a) garante a rastreabilidade das medições. b) permite a confiança nos resultados medidos. c) reduz a variação das especificações técnicas dos produtos. d) previne defeitos. e) compatibiliza as medições. 6 – SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES ARQUIVO
  • 5. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 7 – TOLERÂNCIAS Nas construções mecânicas é impossível obter exatidão absoluta das dimensões indicadas no desenho, seja pelos erros das máquinas operatrizes, defeitos e desgastes das ferramentas, seja pela imperfeição dos instrumentos de medida, erros de leitura do operador ou ainda pelo fato que todos os instrumentos dão apenas e sempre medidas aproximadas. As peças são, portanto confeccionadas com dimensões que se afastam a mais ou a menos da cota nominal, isto é apresentam erro. Com a finalidade de aumentar a produção, as empresas fabricam em série seus produtos. Neste sentido as peças não são todas absolutamente iguais, mas, dentro de certos limites pré-estabelecidos e determinados, são plenamente aceitáveis. As peças fabricadas podem ser utilizadas isoladamente ou em conjunto, como na maioria dos casos (formar componentes ou máquinas). Neste segundo caso, para a facilidade de substituição rápida e simples das peças, é necessário que elas sejam intercambiáveis. Para isso é
  • 6. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga necessário pré-estabelecer o intervalo dos limites entre os quais pode variar a dimensão de uma peça, isto é, é necessário estabelecer a tolerância. Tolerância ou Campo de Tolerância é a variação permissível da dimensão da peça, dada pela diferença entre as dimensões máxima e mínima. Figura 1 Como exemplo, suponhamos uma indústria que fabrique pistões e pinos do acoplamento de bielas. Admitamos que os pinos tenham o diâmetro nominal externo de 20 mm. Evidentemente os pistões deverão ser usinados de tal forma que permitam o encaixe deslizante do
  • 7. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga pino. Neste sentido, existirá tolerância tanto para os pinos como para os pistões e a tolerância deve ser tal que esse acoplamento continue deslizante também quando o pino de maior diâmetro calhe com o pistão de menor furo. Figura 2 Este problema de intercambialidade foi sentido por muitas indústrias até ser criado um sistema internacional,
  • 8. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga que é o sistema ISO (International Standardizing Organization). O sistema de Tolerância é um conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de tolerâncias para a produção econômica das peças intercambiáveis. Como finalidades do uso de tolerâncias têm: • Evitar uma exatidão excessiva nas dimensões das peças durante a sua fabricação – geralmente ocorre quando não se indicam tolerâncias nos desenhos – causando um processo de fabricação muito lento e aumento da mão de obra. • Estabelecer limites para os desvios em relação à dimensão nominal, assegurando o funcionamento adequado das peças. TERMINOLOGIA DE TOLERÂNCIAS Dimensão Nominal – dimensão indicada no desenho.
  • 9. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Dimensão efetiva – dimensão medida, geralmente não coincide com a dimensão nominal. Figura 3 – Dimensões Limites – valores máximos e mínimos admissíveis para a dimensão efetiva. Dimensão Máxima (Dmax) – valor máximo admissível para a dimensão efetiva. Dimensão Mínima (Dmin) – valor mínimo admissível para a dimensão efetiva. Tolerância (t) – variação permissível da dimensão da peça. t = Dmax - Dmin
  • 10. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Afastamento – diferença entre as dimensões limites e a nominal. Afastamento Inferior- diferença entre a dimensão mínima e a nominal. Símbolo para furo Ai e para eixo ai. Afastamento Superior – diferença entre a dimensão máxima e nominal. Símbolo para furo As e para eixo as. Linha Zero – linha que nos desenhos fixa a dimensão nominal e serve de origem aos afastamentos. Figura 4
  • 11. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Eixo – Termo convenientemente aplicado para fins de tolerâncias e ajustes, como sendo qualquer parte de uma peça cuja superfície externa é destinada a alojar-se na superfície interna da outra. Furo - Termo convenientemente aplicado para fins de tolerâncias e ajustes, como sendo todo o espaço delimitado por superfície interna de uma peça e destinado a alojar o eixo. Figura 5
  • 12. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Folga ou Jogo (F) – diferença entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Figura 6 Folga Máxima (Fmax) – diferença entre as dimensões máxima do furo e a mínima do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Folga Mínima (Fmin) - diferença entre as dimensões mínima furo e a máxima do eixo, quando o eixo é menor que o furo.
  • 13. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 7 Interferência (I) – diferença entre as dimensões do eixo e do furo, quando o eixo é maior que o furo. Interferência Máxima (Imax) – diferença entre a dimensão máxima do eixo e a mínima do furo, quando o eixo é maior que o furo. Interferência Mínima (Imin) – diferença entre a dimensão mínima do eixo e a máxima do furo, quando o eixo é maior que o furo.
  • 14. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 8 Ajuste ou Acoplamento – comportamento de um eixo num furo, ambos da mesma dimensão nominal caracterizado pela folga ou interferência apresentada. Ajuste com Folga – o afastamento superior do eixo é menor ou igual ao afastamento inferior do furo.
  • 15. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 9 Ajuste com Interferência – o afastamento superior do furo é menor ou igual ao afastamento inferior do eixo. Figura 10
  • 16. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Ajuste Incerto – o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo e o afastamento superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo. Figura 11 Eixo Base – é o eixo em que o afastamento superior é pré-estabelecido como sendo igual a zero. Furo Base - é o furo em que o afastamento inferior é pré-estabelecido como sendo igual a zero.
  • 17. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 12 Campo Tolerância – é o conjunto de valores compreendidos entre o afastamento superior e inferior. Por convenção, as tolerâncias que estão sobre a linha zero são positivas (+) e as que estão sob tal linha são negativas (-).
  • 18. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 13 Exercícios (solução em sala de aula) Exercícios propostos CALIBRADORES Quando as dimensões e as tolerâncias admissíveis são indicadas no projeto, torna-se necessário apenas que as peças fabricadas se mantenham dentro das tolerâncias, isto é, as
  • 19. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga dimensões das peças devem estar entre as dimensões máximas e mínimas determinadas pela tolerância indicada. Em lugar de um calibrador simples, com a dimensão nominal, são empregados dois calibradores com as dimensões limite. Estes dois calibradores, chamados de calibradores limite, freqüentemente constituem uma única peça, com as dimensões máximas e mínimas, e são fixos na maioria das aplicações industriais. Não sendo impossível estreitar um furo depois de aberto, as peças que apresentem furos de dimensões acima dos limites superiores não podem ser aproveitadas, por este motivo, o calibrador tampão com a dimensão superior é utilizado, também chamado de calibrador de refugo. Este calibrador de refugo ou o “lado de refugo” do calibrador, não deve penetrar no orifício, recebendo por isso a denominação mais correta de calibrador-não-passa ou lado-não-passa. O lado da dimensão inferior é chamado lado-passa ou calibrador-passa. Este lado deve penetrar no furo, quando a peça satisfaz as exigências.
  • 20. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Para o controle das dimensões dos eixos ocorre o mesmo, mas em sentido inverso. O eixo deve penetrar no calibrador passa, mas não no calibrador-não-passa. As peças fabricadas sob o controle de calibradores- limite permitem o perfeito ajuste na ocasião da montagem, sem intervenção do fator pessoal do operário. DEFINIÇÃO DE CALIBRADORES Calibrador Tampão – aquele cuja superfície de medir é cilíndrica externa. Calibrador Anular – aquele cuja superfície de medir é cilíndrica interna. Calibrador Chato – aquele cuja superfície de medir são as duas partes de ma superfície cilíndrica externa, compreendidas entre dois planos paralelos eqüidistantes do eixo. Calibrador Fixo – aquele sem dispositivo de regulagem.
  • 21. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Calibrador Regulável - aquele cujos afastamentos podem ser regulados. Calibrador de Boca – aquele que tem forma de meio anel e superfícies de medir planas. Calibrador com Superfícies de Medir Esféricas – aquele cujas extremidades pertencem à superfície de uma esfera. Calibrador Não Passa – aquele que controla o afastamento inferior de um eixo ou o afastamento superior de um furo. Calibrador Passa – aquele que controla o afastamento superior de um eixo ou o afastamento inferior de um furo. Lado “Não Passa” – aquele do calibrador que não deve passar. Lado “Passa” – aquele do calibrador que deve passar. EXEMPLOS DE CALIBRADORES
  • 22. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 14 – Calibradores de boca ajustáveis. Figura 15 – Calibradores de boca fixos “passa não passa”
  • 23. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 16 – Anéis de referência
  • 24. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 17 – Calibradores tampão “passa não passa” Figura 18 - Calibradores tampão “passa não passa” ajustáveis.
  • 25. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Figura 19 Figuras 20.
  • 26. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga SISTEMAS DE TOLERÂNCIAS E AJUSTES Este sistema é definido como sendo o conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de tolerâncias para a produção econômica das peças intercambiáveis. O sistema ISSO fixa os seguintes princípios, regras e tabelas que se aplicam a tecnologia mecânica, afim da escolha racional de tolerâncias e ajustes visando à fabricação de peças intercambiáveis: - Unidade de tolerância. - Grupo de dimensões. - Grau de precisão ou qualidade do trabalho; - Campos de tolerância; - Temperatura de referência (20º)
  • 27. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga UNIDADE DE TOLERÂNCIA O cálculo da tolerância é baseado na unidae de tolerância, a seguir: i = 0,45 D’1/3 + 0,001 D’ onde: i = unidade de tolerância expressa em micron (µ) D’ = média geométrica dos dois valores extremos de cada grupo de dimensões fixados a seguir. A unidade de tolerância serve de base ao desenvolvimento do sistema e fixa a ordem de grandeza dos afastamentos. GRUPO DE DIMENSÕES O sistema de tolerância ISO considera todas as dimensões compreendidas entre 1 e 500 mm nos seguintes grupos de dimensões.
  • 28. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Os números grifados subdividem os grupos e são aplicáveis para os casos de ajuste com grande folga ou com grande interferência. QUALIDADE DE TRABALHO Desejando definir os graus de precisão com os quais pode ser trabalhar uma peça o sistema considera 18 qualidades de trabalho designadas por um número compreendido entre 01, 0, 1 ...... até 16 precedido das letras IT (I = ISO, T = tolerância) Exemplo: IT8
  • 29. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga A aplicação desses graus de precisão é mostrada no gráfico a seguir: Eixos De 01 a 3 para calibradores De 4 a 11 para acoplamentos De 12 a 16 para execução grosseira de peças isoladas Furos De 01 a 4 para calibradores De 5 a 11 para acoplamentos De 12 a 16 para execução grosseira de peças isoladas. A tabela 1 mostra as tolerâncias fundamentais em micron para cada grupo de dimensões, dependendo da qualidae de trabalho. Desta forma defini-se tolerância fundamental aquela que é calculada para cada qualidade de trabalho e para cada grupo de dimensão. (xerox da tabela)
  • 30. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga As tolerâncias fundamentais indicadas na tabela 1 foram calculadas com o auxílio das seguintes fórmulas: Tabela 2 Exercícios propostos CAMPOS DE TOLERÂNCIA A qualidade de trabalho determina o valor do campo de tolerância, mas não define a posição a posição deste campo em relação à linha zero. Dependendo do ajuste requerido o campo pode situar mais próximo ou mais afastado, acima ou abaixo da linha zero. Cada posição é distinguida com uma ou duas letras do alfabeto, adotando-se letras maiúsculas para o furo e minúsculas para os eixos. O gráfico mostra esquematicamente as posições dos campos de tolerâncias.
  • 31. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Observar que a posição H e h possui a característica de ter uma posição coincidente com a linha zero. REPRESENTAÇÃO SIMBÓLICA A indicação da tolerância é feita à direita da cota nominal e deve traduzir a posição do cvampo de tolerância e a qualidade do trabalho. Deste modo, o simbolo é formado acrescentando a letra do campo, o número indicativo da qualidade. Na prática,
  • 32. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga também se usa colocar o valor numérico da dimensão nominal seguido apenas das dimensões limites em mm. Exemplos: 25m6 , 25 +0,008 +0,021 H7 – m6, H7/m6 SISTEMA FURO BASE Neste sistema a linha zero constitui o limite inferior da tolerância do furo. Os furos H são os elementos básicos do sistema.
  • 33. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga SISTEMA EIXO BASE Neste sistema a linha zero constitui o limite superior da tolerância do eixo. Os eixos h são elementos básicos do sistema. AFASTAMENTO DE REFERÊNCIA CLASSES DE AJUSTE São previstos três classes de ajuste (acoplamentos):
  • 34. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Nos sistemas furo base e eixo base estas três classes de acoplamento podem ser visualizadas no esquema abaixo.
  • 35. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga
  • 36. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga INSTRUMENTOS PARA A METROLOGIA DIMENSIONAL Principais fontes de erro na medição - Variação da temperatura: A temperatura padrão de referência é 20ºC. Se a temperatura muda , a peça se expande ou contrai, afetando o resultado da medição. Quando não é possível trabalhar com a temperatura controlada a 20ºC podem ser feitos cálculos para compensar o erro, para tanto é necessário conhecer o coeficiente de dilatação térmica do material.
  • 37. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga O comprimento da peça varia de acordo com a equação: ΔL = L . γ . Δt (mm) Onde: ΔL = variação de comprimento L = comprimento da peça γ = coeficiente de expanção térmica do material. Δt = variação de temperatura. Força de medição: Normalmente, os processos simples de medida envolvem o contato entre o instrumento e a peça, sendo que a força que promove este contato deve ser tal que não cause deformação na peça ou no instrumento. Como exemplo podemos citar o paquímetro que não possui controle de força e dependem da habilidade do operador para não alterar a leitura.
  • 38. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Os micrômetros possuem um sistema de catraca, que permite exercer a mesma pressão de contato em todas as medições. Forma da peça: Imperfeições na superfície, retilineidade, cilindricidade e planeza exigem um posicionamento correto do instrumento de medição. No caso de peças cilindricas, deve-se efetuar mais de uma medição do diâmetro de uma seção, para verificar se é circular ou não e medir mais seções diferentes para verificar se a peça é cilíndrica ou cônica. Forma de contato: Deve-se sempre buscar um contato entre a peça e o instrumento que gere uma linha ou um ponto para uma maior precisão das medidas. Paralaxe: qundo os traços de uma escala principal e outra secundária (nônio, por exemplo), estiverem em planos diferentes, dependendo da direção de observação, pode-se ter valores de leitura diferents, que implicam em
  • 39. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga erro. Assim, como regra geral, o observação da leitura deve ser feita sempre no melhor posicionamento perpendicular da vista. Estado de conservação do instrumento: Folgas provocadas por desgaste em qualquer parte do instrumento poderão acarretar em erros de medição. Um programa de aferição e calibração periódica serão a garantia de uma medida confiável. Habilidade do operador: A falta de prática ou o desconhecimento do sistema de medição pode ser uma fonte importante de erros. Recomenda-se efetuar práticas de medição utilizando peças precisas com valores conhecidos (por exemplo, blocos padrão, pinos calibrados, anéis padrão, etc..) e “medi-los” repetidas vezes com diversos instrumentos.
  • 40. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Tipos de instrumentos de medição. Exite uma ampla gama de instrumentos de medição e de acordo com o seu princípio de trabalho podem ser classificados em: Paquímetros Traçadores de altura Micrômetros Relógios comparadores Relógios apalpadores Rugosímetros Goniômetros O paquímetro e o traçador de altura utilizam-se do nônio para ampliar a leitura, o micrômetro utiliza-se do passo de uma rosca e um tambor graduado e os relógios utilizam-se de um mecanismo de engrenagens e alavancas.
  • 41. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga PAQUÍMETROS Esse sistema de medição é constituído basicamente de dois corpos móveis que permitem geralmente quatro maneiras de acesso à peça para efetuar a medição e, por isso, são chamados de paquímetros quadrimensionais. Podem fornecer resultados de medição com leituras de 0,1 mm, 0,05 mm ou 0,02 mm no sistema métrico e de 0,001” ou 1/128” no sistema polegada.
  • 42. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Sistema de graduação para a leitura Os paquímetros são fabricados geralmente com dois tipos de leitura: métrico e polegada; porém, alguns são fabricados em um sistema somente. A gradução que define o tipo de leitura é feita nas duas partes móveis do instrumento e cada uma tem as particularidades que se indicam a seguir: a) Régua principal – aqui geralmente os paquímetros tem dupla gravação de traço: sistema métrico e polegadas. No sistema métrico são garvados traços de 1 mm, e no sistema polegada este podem corresponder a 1 polegada dividida em 16 partes ou 40 partes. b)Cursor – Nesta parte são gravados dois conjuntos de traços chamados “NÔNIO”, um para trabalhar com a escala do sistema métrico e outro para a escala do sistema polegada. Para o sistema métrico geralmente são gravados 20 ou 50 traços e para o sistema polegada geralmente 8 ou 25 traços, que tem valor progressivo da mesma forma que a escala principal.
  • 43. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Concveito de resolução ou leitura A resolução ou leitura de um paquímetro está definida pelo resultado obtido ao dividir o valor do menor traço gravado na escala principal pelo número de traços do nônio. Assim temos: a) Se o valor do menor traço da escala é 1 mm e o Nônio está composto por 20 traços, a leitura desse paquímetro será: 1 /20 = 0,05 mm. Este valor corresponde ao primeiro traço do Nônio depois do “zero”, assim o segundo traço vale 0,10 mm, o terceiro vale 0,15 e assim por diante até o último que vale 1mm. b) Da mesma forma, se o nônio estiver composto por 50 traços, a leitura deste paquímetro será: 1/50 = 0,02 mm. Assim, este será o valor do primeiro traço do Nônio depois do “zero”, o segundo vale 0,04 mm, o terceiro vale 0,06 mm e assim por diante até o último que vale 1 mm. c) Se o valor do menor traço da escala for 1/16” e o Nônio tiver 8 traços, a leitura será: 1/16” ÷ 8 =
  • 44. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 1/128”, e da mesma forma do exemplo anterior, esse valor corresponde ao primeiro traço do Nônio depois do “zero”, assim, o segundo vale 1/64, o terceiro vale 3/128” e assim por diante até o último que vale 1/16” (8/128”). d) E, por último, se o valor do menor traço da escala for 0,025” (polegada dividida por 40 partes) e o Nônio tiver 25 partes, a leitura será: 0,025”/25 = 0,001”. Por analogia com os exemplos anteriores, este valor corresponde ao primeiro traço do Nônio depois do “zero”, o segundo vale 0,002”, o terceiro vale 0,003” e assim por diante até o último que vale 0,025”. e) Qualque outro tipo de graduação pode ser interpretado de maneira similar. Resultado de uma medida Tomando todos os cuidados de medição e conservação do instrumento temos a medida:
  • 45. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga a) Tomando como referência o primeiro traço do Nônio (traço zero) conte todos os traços da escala principal que ficam à direita. b) Verifique qual dos traços do Nônio coincide com outro da escala principal. Sempre haverá um que fica melhor alinhado que os restantes. c) Some os valores obtidos na escala principal e o Nônio. Este é o resultado da medida. Exemplos de Leitura
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  • 48. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Recomendações para uso do paquímetro 1 – Selecione o paquímetro mais adequado para atender plenamenta a necessidade de medição; Tipo normal ou especial Leitura de acordo com o campo de tolerância especificado na peça. 2 – Limpe cuidadosamente as partes móveis, eliminando poeira e sugeiras com um pano macio. 3 – Verifique se o movimento do cursor é suave e sem folgas em toda a capacidade útil. Caso exista um jogo anormal, proceda a seu ajuste girando os parafusos sté encostar no fundo e a seguir retorne 1/8 de volta.
  • 49. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 4 – Posicione corretamente os bicos principais na medição externa aproximando o máximo possível a peça da escala graduada. Isso evitará erros por folga do cursor e o desgaste prematuro das pontas onde a área de contato é menor. Verifique também o perfeito apoio das faces de medição como mostra a figura.
  • 50. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 5 – Posicione corretamente as orelhas para a medição interna. Procure introduzir o máximo possível as orelhas no furo ou ranhura, mantendo o paquímetro sempre paralelo à peça que está sendo medida. Verifique que as superfícies de medição das orelhas coincidam com a linha de centro do furo. Ao medir um diâmetro, tome a máxima leitura. Ao medir ranhuras tome a mínima leitura.
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  • 52. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 6 – Posicione corretamente a vareta de profundidade.
  • 53. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 7 – Posicione corretamente as faces para medição de ressaltos.
  • 54. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 8 – Evite o erro de paralaxe ao fazer a leitura. Cuidados especiais com o paquímetro 1 – evitar aplicar o paquímetro em esforços excessivos. Tome providências para que o instrumento não sofra quedas ou seja usado como martelo.
  • 55. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 2 – Evite danos nas pontas de medição. Nunca utilize as orelhas de medição como compasso de traçagem.
  • 56. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 3 – proteja o paquímetro ao guardar por longo período. Usando um pano macio embebido em óleo fini anti- ferrugem.
  • 57. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Tipos de paquímetros
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  • 59. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga MICRÔMETRO Devido a sua forma construtiva, este instrumento permite leituras da ordem de 0,01 mm nos modelos comuns e de 0,001 mm nos que incorporam um nônio. Os modelos para a medição de furos permitem leituras diretas de até 0,005 mm. Uma catacterísticas importantes dos micrômetros é a incorporação de um dispositivo que assegura uma pressão de medição constante, chamado catraca ou ficção, dependendo do seu mecanismo.
  • 60. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Princípio de funcionamento e leitura O princípio de funcionamento do micrômetro baseia-se no deslocamento axial de um parafuso micrométrico de passo de alta precisão dentro de uma porca ajustável. Girando-se o parafuso micrométrico, este avança proporcionalmente ao passo que normalmente é de 0,5 mm (ou 0,025”), a circunferência da rosca (que corresponde ao tambor, pois este é fixado firmimente ao parafuso por encaixe cônico), é dividiva em 50 partes iguais (ou 25 partes nos instrumentos em polegada) possibilitando leituras de 0,01 mm ou 0,001”. Assim uma volta completa do tambor corresponde ao passo da rosca, desta forma conclui-se: Leitura do tambor = passo da rosca/nº de divisões do tambor. Se o micrômetro apresentar ainda um nônio com 10 divisões na bainha será possível a leitura de 0,001 mm (0,0001”).
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  • 62. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Recomendações especiais para uso do Micrômetro. 1 – Selecione o micrômetro mais adequado 2 – Limpe as partes móveis 3 – Deixe estabilizar a temperatura da peça e do micrômetro. 4 – Antes do uso limpe as faces de medição. Use somente uma folha de papel macio (do tipo para limpar lentes). 5 – Tome cuidado para ajustar o zero do micrômetro:
  • 63. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Encoste suavemente as faces de medição usando somente a catraca ou ficção. Verifique a concidência das linhas de referência da bainha e do zero do tambor olhando bem de frente o instrumento. Se estas não coincidem, proceda ao seu ajuste movimentando a bainha com a chave apropriada.
  • 64. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga 6 – Sempre utilize a catraca ou ficção ao efetuar as medições. Duas ou três voltas, após o encosto das faces de medição na peça, são suficientes. Assim a pressão de medição será sempre constante. TIPOS DE MICRÔMETROS
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  • 67. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga RELÓGIO COMPARADOR Este instrumento foi desenvolvido para detectar pequenas variações dimensionais através de uma ponta de contato e por um sistema de ampliação mecânica apresentar seu valor com uma leitura clara e suficientemente precisa. O relógio comparador tradicional transforma ( e amplia) o movimento retilíneo de um fuso em movimento circular de um ponteiro montado em um mostrador graduado. Trata-se de um instrumento de múltiplas aplicações, porém, sempre acoplado a algum meio de fixação.
  • 68. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Conceito de leituta A leitura ou resolução está ligada ao grau de ampliação do deslocamento que experimenta a ponta de contato no processo de medição. Assim, uma volta completa do ponteiro (360º) corresponde a um certo valor de movimento do fuso. Esta volta é subdividida angularmente em frações iguais e o valor entre cada uma delas é o valor de leitura do relógio. Como exemplo, temos o relógio de leitura centesimal (0,01 mm) e onde para 1 mm de deslocamento do
  • 69. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga fuso corresponde a 1 volta do ponteiro, sendo que esta volta é subdividida em 100 partes iguais; daí o valor de leitura 0,01 mm. Procedimento para a leitura Os relógios mais comuns apresentam uma dupla graduação. Isto é, possuem contagem com incrementos no sentido horário e anti-horário, dependendo da definição do ponto inicial de trabalho da ponta de contato. Definido o ponto inicial, a leitura é feita primeiramente no contador de voltas e à seguir no ponteiro principal.
  • 70. Autor: Professor Dr. Eduardo Braga Recomendações especiais para uso dos relógios comparadores. Similar as recomendações para o paquímetro e micrômetro