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FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Professor Carlos Eduardo S. Anjo METROLOGIA DIMENSIONAL 2018.1 FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 1 INTRODUÇÃO BREVE HISTÓRICO SOBRE UNIDADES DE MEDIDA As primeiras unidades de medida de que se tem conhecimento eram baseadas em partes do corpo humano, tidas à época como referências universais, pois, teoricamente poderiam ser verificadas por qualquer um em qualquer lugar. A seguir, alguns exemplos: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 2 Em uma das passagens da Bíblia, o Criador mandou Noé construir uma arca com dimensões muito específicas, baseadas em CÔVADOS, que era uma medida padrão da região onde habitava Noé, equivalente a três palmos, cerca de 66 cm. Há cerca de 4.000 anos, os egípcios usavam como padrão de medida o CÚBITO, que era a distância do cotovelo à ponta do dedo médio. O cúbito é o nome de um dos ossos do antebraço. Como as pessoas não são do mesmo tamanho e consequentemente as partes de seus corpos também não, muitos inconvenientes foram sendo observados ao longo do tempo no uso das unidades de medida primitivas. Buscando soluções para estes problemas, os povos antigos desenvolveram dispositivos que pudessem substituir as partes do corpo humano como padrões de medição para serem utilizados em qualquer situação, por qualquer pessoa e em qualquer lugar. Primeiramente, foram criados blocos em pedra com medidas padrão, que apresentavam como inconveniente principal e limitador ao seu uso, a dificuldade de serem carregados, pois, eram muito pesados. Foram desenvolvidos então os padrões dimensionais em madeira, por serem mais leves e fáceis de carregar, porém, não foram a solução definitiva, pois, a madeira se FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 3 deteriorava com muita facilidade, o que fazia com que os artefatos não fossem totalmente confiáveis. Chegou-se então a conclusão de que os metais poderiam ser utilizados nestes artefatos, porém, como a madeira, os mesmos se desgastavam ao longo do tempo, o que ainda não garantia confiabilidade ao seu uso. O METRO E O SISTEMA MÉTRICO No fim do Século XVIII, iniciou-se um movimento para que fosse estabelecida uma unidade de medida natural, ou seja, que pudesse ser encontrada na natureza e assim, ser facilmente copiada, constituindo um padrão de medida definitivo e confiável. Havia também outra exigência para essa unidade de medida: ela deveria ter seus submúltiplos estabelecidos segundo o sistema decimal, já inventado na Índia quatro séculos antes de Cristo. Finalmente, um sistema com essas características foi apresentado na França em um projeto que se transformou em lei naquele país, sendo aprovada em 8 de maio de 1790. Estabelecia-se então que a nova unidade deveria ser igual à décima milionésima parte de um quarto do meridiano terrestre e foi denominada METRO (do termo grego "metron" que significa medir). FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 4 Uma equipe de astrônomos franceses foi incumbida de medir o meridiano e assim, mediram a distância entre Dunkerque (França) e Montjuich (Espanha) e após os cálculos necessários, chegou-se a uma distância que foi materializada numa barra de platina de secção retangular de 4 x 25 mm. O comprimento dessa barra era equivalente ao comprimento da unidade padrão METRO. Foi esse metro transformado em barra de platina que passou a ser denominado "metro dos arquivos". Com o desenvolvimento da ciência e o passar dos anos, esta definição do metro foi sendo modificada diversas vezes, sendo que atualmente, o padrão do metro em vigor no Brasil é recomendado pelo INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) baseado na velocidade da luz, de acordo com decisão da 17ª Conferência Geral dos Pesos e Medidas de 1983. O INMETRO em sua resolução 3/84, assim o definiu: "metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante o intervalo de tempo de 1 ÷ 299.792.458 do segundo". Cabe observar ainda que no Brasil, o sistema métrico foi implantado pela Lei Imperial nº 1.157 de 26 de junho de 1862. PRINCIPAIS MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS DO METRO FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 5 O SISTEMA INGLÊS Apesar do Sistema Métrico ser atualmente o mais utilizado em todo o mundo, o Sistema Inglês ainda é utilizado na Inglaterra, nos Estados Unidos e em diversos países que já foram colônias inglesas. No Brasil, o Sistema Inglês ainda é utilizado principalmente na área da mecânica e nas indústrias, devido à origem inglesa dos maquinários e dispositivos empregados. O Sistema Inglês difere totalmente do Sistema Métrico, sendo baseado nas seguintes unidades principais: JARDA → de simbologia (yd) = 3 pés PÉS → de simbologia (ft.) = 12 polegadas POLEGADAS → de simbologia (inch) A principal das unidades, a jarda, também tem sua história: o termo vem da palavra inglesa "yard " que significa “vara”, em referência ao uso de varas nas medições, tendo sido esse padrão criado por alfaiates ingleses na antiguidade. No século XII, em consequência da sua grande utilização, o padrão foi oficializado pelo Rei Henrique I, sendo definida como a distância entre a ponta do nariz do Rei e a de seu polegar, com o braço esticado. A exemplo do metro, foram construídas e distribuídas barras metálicas para facilitar as medições, porém, apesar da tentativa de uniformização, não se conseguiu evitar que o padrão sofresse modificações. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 6 Somente em 1959, as unidades de medida principais do Sistema Inglês passaram a ter seus valores expressos também em metros: 1 jarda = 0,9144 m = 914,4 mm 1 pé = 0,3048 m = 304,8 mm 1 polegada = 0,0254 m = 25,4 mm A POLEGADA A polegada é a menor das principais unidades de medida do Sistema Inglês e equivale a25,4 mm ou 0,0254 m. Sua utilização é comum na área da mecânica e nas indústrias, pelo mesmo motivo exposto anteriormente sobre a origem dos maquinários e dispositivos empregados. Sua representação se dá pela utilização de trema após o numeral. A polegada divide-se em frações ordinárias de denominadores iguais a 2, 4, 8, 16, 32, 64 ou 128, de onde se obtém as seguintes divisões: 1/2" = meia polegada 1/4" = um quarto da polegada 1/8" = um oitavo da polegada 1/16" = um dezesseis avos da polegada 1/32" = um trinta e dois avos da polegada 1/64" = um sessenta e quatro avos da polegada 1/128" = um cento e vinte e oito avos da polegada Os numeradores das frações devem ser números ímpares (exemplos: 1/2", 3/5", 5/16", 7/64" e 13/32"). Caso o numerador seja par, deve-se então proceder à simplificação da fração, conforme exemplos a seguir: 4/8" → dividindo numerador e denominador por 4 = 1/2" (irredutível) 10/32" → dividindo numerador e denominador por 2 = 5/16" (irredutível) FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 7 Além da polegada fracionária, outra forma de representação também pode ser utilizada: a polegada milesimal. Exemplos: 1.003" = 1 polegada e 3 milésimos 1.247" = 1 polegada e 247 milésimos .725" = 725 milésimos de polegada Cabe observar que no Sistema Inglês, o ponto indica separação de decimais ao invés da vírgula, e que o zero à esquerda sempre será suprimido da representação da polegada (valores menores que 1). CONVERSÕES ENTRE OS SISTEMAS MÉTRICO E INGLÊS POLEGADA FRACIONÁRIA X POLEGADA MILESIMAL MILESIMAL → FRACIONÁRIA A polegada milesimal é convertida em polegada fracionária quando se multiplica a medida expressa em milésimo por uma das divisões da polegada (sugere-se 128, devendo ser multiplicados o numerador e o denominador), que passa a ser o denominador da polegada fracionária resultante. Exemplos: .5" x 128/128 = 0,5 x 128/128 = 64/128" = 1/2" (após simplificação) 2.25" x 128/128 = 2,25 x 128/128 = 288/128 = 1 1/4" (após simplificação) EXERCÍCIO PROPOSTO Faça a conversão entre polegada milesimal e fracionária: .25" = .375" = .625" = FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 8 .9688" = 1" = 1.375" = 3.25" = 5.5625" = FRACIONÁRIA → MILESIMAL Para se converter polegada fracionária em polegada milesimal, basta dividir o numerador da fração pelo seu denominador. Exemplos: 3/8" = 3/8 = 0,375 = .375" 1 3/4" = 1 + 3/4 = 1 + 0,75 = 1.75" EXERCÍCIO PROPOSTO Faça a conversão entre polegada fracionária e milesimal: 1/4" = 5/8" = 3/4" = 15/16" = 1 5/8" = 2 9/16" = FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 9 3 7/8" = POLEGADA X MILÍMETRO POLEGADA FRACIONÁRIA → MILÍMETRO Para se converter polegada fracionária em milímetro, deve-se multiplicar a fração por 25,4 (valor de 1" em milímetros). Exemplos: 1/4" = (1 x 25,4) ÷ 4 = 25,4/4 = 6,35 mm 2 3/8" = (2 x 25,4) + [ (3 x 25,4) ÷ 8 ] = 50,4 + (76,2 / 8) = 50,4 + 9,525 = 59,925 mm EXERCÍCIO PROPOSTO Faça a conversão entre polegada fracionária e milímetro: 5/32" = 1/2" = 3/4" = 15/16" = 1 1/4" = 1 7/8" = 2 5/8" = 4 15/16" = FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 10 MILÍMETRO → POLEGADA FRACIONÁRIA A conversão de milímetro para polegada fracionária é feita dividindo-se o valor em milímetro por 25,4 e multiplicando-o por 128. O resultado deve ser escrito como numerador de uma fração cujo denominador é 128. Caso o numerador não dê um número inteiro, deve-se arredondá-lo para o número inteiro mais próximo. Exemplos: 12,7 mm → [ (12,7 / 25,4) x 128 ] ÷ 128 = (0,5 x 128) / 128 = 64/128 = 1/2" 69,85 mm → [ (69,85 / 25,4) x 128 ] ÷ 128 = { [ 2 + (19,05 / 25,4) ] x 128 } ÷ 128 = [ (2 + 0,75) x 128 ] ÷ 128 = (2,75 x 128) ÷ 128 = 352/128 = 2 3/4" REGRA PRÁTICA: Para se facilitar a conversão, basta multiplicar o valor em milímetro por 5,04, mantendo-se o 128 como denominador, pois: mm x 128 25,4_____ = mm x 5,04 → 5,04 é o resultado da divisão 128/25,4. 128 128 Refazendo os exemplos anteriores: 12,7 mm = (12,7 x 5,04) / 128 = 64/128 = 1/2" 69,85 mm = 2 + [ (19,05 x 5,04) / 128 ] = 2 + 96/128 = 2 3/4" EXERCÍCIO PROPOSTO Faça a conversão entre milímetro e polegada fracionária: 3,175 mm = 15,875 mm = 22,225 mm = 25,4 mm = FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 11 31,75 mm = 76,2 mm = 88,9 mm = 158,75 mm = POLEGADA MILESIMAL → MILÍMETRO Para se converter polegada milesimal em milímetro, basta multiplicá-la por 25,4: .875" = 0,875 x 25,4 = 22,225 mm 2.3125" = 2,3125 x 25,4 = 58,7375 mm EXERCÍCIO PROPOSTO Converta polegada milesimal em milímetro: .0625" = .375" = .5" = .9375" = 1" = 2.875" = 3.25" = 4" = FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 12 MILÍMETRO → POLEGADA MILESIMAL Para converter milímetro em polegada milesimal, basta dividir o valor em milímetro por 25,4. Exemplos: 6,35 mm = 6,35 ÷ 25,4 = 0,25 = .25" 38,1 mm = 38,1 ÷ 25,4 = 1,5 = 1.5" EXERCÍCIO PROPOSTO Converta milímetro em polegada milesimal: 3,175 mm = 12,7 mm = 15,875 mm = 22,225 mm = 44,45 mm = 60,325 mm = 114,3 mm = 152,4 mm = FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 13 INSTRUMENTOS BÁSICOS DE MEDIÇÃO LINEAR A RÉGUA GRADUADA, o METRO ARTICULADO e a TRENA são os mais populares instrumentos básicos de medição linear utilizados nas indústrias. São tidos como básicos, pois, devido ao modo como são fabricados, não possibilitam a garantia de grande precisão nas leituras que realizam. Outro fator relevante é a pequena resolução de leitura que apresentam (menor medida possível de ser lida), estando comumente limitada a 1 mm no Sistema Métrico (serão estudados somente os instrumentosno Sistema Métrico, apesar de existirem também no Sistema Inglês). RÉGUA GRADUADA A régua graduada utilizada nas indústrias apresenta-se normalmente em forma de lâmina de aço-carbono ou aço inoxidável, onde são gravadas as medidas em centímetros (cm) e milímetros (mm). São encontradas normalmente nas dimensões de 150, 200, 250, 300, 500, 600, 1000, 1500, 2000 e 3000 mm, sendo as mais usadas as de 150 mm ou 300 mm. A seguir são apresentados alguns tipos especiais de réguas graduadas e onde podem ser aplicados: RÉGUA DE ENCOSTO INTERNO Destinada às medições que apresentem faces internas de referência. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 14 RÉGUA COM ENCOSTO Destinada à medição de comprimentos a partir de uma face externa, a qual é utilizada como encosto. RÉGUA DE PROFUNDIDADE Utilizada nas medições de canais ou rebaixos internos. RÉGUA DE DOIS ENCOSTOS Dotada de duas escalas: uma com referência interna e outra com referência externa, sendo utilizada principalmente pelos ferreiros. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 15 MÉTRO ARTICULADO O metro articulado é encontrado normalmente nos comprimentos totais de 1, 2 ou 3 metros, sendo subdividido em partes dobráveis de 20 cm cada. São fabricados geralmente em madeira, plástico e alumínio. TRENA Trata-se de um instrumento de medição linear constituído por uma fita de aço, fibra ou tecido, graduada em uma ou em ambas as faces ao longo de seu comprimento com traços transversais. Em geral, a fita está acoplada a um estojo ou suporte dotado de um mecanismo que permite recolher a fita de modo manual ou automático. Tal mecanismo, por sua vez, pode ou não ser dotado de trava. São encontradas normalmente nos comprimentos totais de 2 a 5 metros. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 16 LEITURA DOS INSTRUMENTOS NO SISTEMA MÉTRICO Cada centímetro na escala encontra-se dividido em 10 partes iguais e cada uma destas partes equivale a 1 mm. Observe os exemplos de leitura a seguir: Peça A → de 0 a 34 = 34 - 0 = 34 mm ou 3,4 cm. Peça B → de 43 a 85 = 85 - 43 = 42 mm ou 4,2 cm. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 17 EXERCÍCIOS PROPOSTOS Faça a leitura adequada e Indique as dimensões a seguir: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 18 PAQUÍMETRO O paquímetro é um instrumento usado para medir variadas dimensões em uma peça/objeto. É composto de uma régua graduada com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor móvel: O cursor ajusta-se à régua e é de livre movimentação ao longo dela com um mínimo de folga. Ele é dotado de uma escala auxiliar, chamada nônio ou vernier. Essa escala auxiliar permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. As superfícies do paquímetro são planas e polidas e o instrumento geralmente é feito de aço inoxidável. Suas graduações são calibradas a 20 ºC. TIPOS E USOS PAQUÍMETRO UNIVERSAL É utilizado em medições internas, externas, de profundidade e de ressaltos. Trata-se de um dos tipos mais usado: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 19 PAQUÍMETRO UNIVERSAL COM RELÓGIO O relógio acoplado ao cursor facilita a leitura, agilizando a medição. PAQUÍMETRO COM BICO MÓVEL (BASCULANTE) Empregado para medir peças cônicas ou peças com rebaixos de diâmetros diferentes: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 20 PAQUÍMETRO DE PROFUNDIDADE Serve para medir a profundidade de furos não vazados, rasgos, rebaixos, etc. Esse tipo de paquímetro pode apresentar haste simples ou haste com gancho: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 21 PAQUÍMETRO DUPLO Serve para medir dentes de engrenagens: PAQUÍMETRO DIGITAL É atualmente um dos tipos mais utilizados junto com o Universal: PRINCÍPIO DO NÔNIO A escala auxiliar do cursor é chamada de nônio ou vernier, em homenagem ao português Pedro Nunes e ao francês Pierre Vernier, considerados seus inventores. O nônio possui uma divisão a mais que a unidade usada na escala fixa: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 22 No sistema métrico, existem paquímetros em que o nônio possui dez divisões equivalentes a nove milímetros (9 mm). Há, portanto, uma diferença de 0,1 mm entre o primeiro traço da escala fixa e o primeiro traço da escala móvel: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 23 Essa diferença é de 0,2 mm entre o segundo traço de cada escala, de 0,3 mm entre o terceiro traço e assim por diante: CÁLCULO DA RESOLUÇÃO NO SISTEMA MÉTRICOAs diferenças entre a escala fixa e a escala móvel de um paquímetro podem ser calculadas pela sua resolução. A resolução é a menor medida que o instrumento oferece. Ela é calculada utilizando-se a seguinte fórmula: Resolução = unidade da escala fixa_______ número de divisões do nônio E são justamente estas 3 resoluções (0,1 mm; 0,05 mm e 0,02 mm) as mais encontradas nos paquímetros do sistema métrico. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 24 LEITURA NO SISTEMA MÉTRICO Para se realizar a leitura de um paquímetro no sistema métrico, devem ser executadas as seguintes etapas: 1) Na escala principal ou fixa, observa-se o número posicionado antes do zero daquela escala. Esta leitura corresponde à leitura dos milímetros inteiros. 2) Em seguida, devem ser contados os traços do nônio (considerando a resolução do instrumento) até o ponto em que um deles coincida com um traço da escala principal. Esta leitura corresponde à fração do milímetro. 3) Finalmente, deve ser somado o número lido na escala principal ao número lido no nônio. Exemplos de leitura em paquímetros com resolução de 0,1 mm: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 25 EXERCÍCIOS PROPOSTOS Exemplo de leitura em um paquímetro com resolução de 0,05 mm: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 26 EXERCÍCIOS PROPOSTOS Exemplo de leitura em um paquímetro com resolução de 0,02 mm: EXERCÍCIOS PROPOSTOS FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 27 FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 28 FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 29 MICRÔMETRO O micrômetro é um instrumento que possibilita medições mais exatas e rigorosas do que as obtidas com os paquímetros. Criado na França por Jean Louis Palmer no século 19, foi sendo aperfeiçoado ao longo do tempo, possibilitando a leitura de pequenas frações da polegada ou milésimos de milímetros de maneira simples. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO O princípio de funcionamento do micrômetro assemelha-se aos dos sistemas parafuso e porca: há uma porca fixa e um parafuso móvel que, se der uma volta completa, provocará um descolamento igual ao seu passo. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 30 Então, dividindo-se a cabeça do parafuso, pode-se avaliar frações menores que uma volta e assim, medir comprimentos menores do que o passo do parafuso. NOMENCLATURA A figura seguinte mostra os principais componentes de um micrômetro: Arco - é constituído de aço especial ou fundido, tratado termicamente para eliminar as tensões internas. Isolante térmico - fixado ao arco, evita sua dilatação porque isola a transmissão de calor das mãos para o instrumento. Fuso micrométrico - é construído de aço especial temperado e retificado para garantir exatidão do passo da rosca. Faces de medição - tocam a peça a ser medida e para isso, apresentam-se rigorosamente planas e paralelas. Em alguns instrumentos, os contatos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste. Porca de ajuste - permite o ajuste da folga do fuso micrométrico, quando necessário. Tambor - onde se localiza a escala centesimal. Ele gira ligado ao fuso micrométrico, portanto, a cada volta, seu deslocamento é igual ao passo do fuso micrométrico. Catraca ou fricção - assegura uma pressão de medição constante. Trava - permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 31 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS Os micrômetros caracterizam-se pela capacidade, resolução e aplicação: CAPACIDADE DE MEDIÇÃO Normalmente é de 25 mm (1"), variando o tamanho do arco de 25 em 25 mm (1" em 1"), podendo chegar a 2000 mm (quase 80"). RESOLUÇÃO Pode ser de 0,01 mm; 0,001 mm; .001" ou .0001". APLICAÇÕES DE PROFUNDIDADE: conforme a profundidade a ser medida, utilizam-se hastes de extensão. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 32 COM ARCO PROFUNDO: serve para medições de espessuras de bordas ou de partes salientes das peças/objetos a medir. COM DISCO NAS HASTES: o disco aumenta a área de contato, possibilitando a medição de papel, cartolina, couro, borracha, pano, etc. Também é empregado para medir dentes de engrenagens. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 33 PARA MEDIÇÃO DE ROSCAS: especialmente construído para medir roscas triangulares, este micrômetro possui as hastes furadas para que se possa encaixar as pontas intercambiáveis, conforme o passo para o tipo da rosca a medir. COM CONTATO EM FORMADE V: é especialmente construído para medição de ferramentas de corte que possuem número ímpar de cortes (fresas de topo, macho, alargadores, etc.). FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 34 PARA MEDIR PAREDE DE TUBOS: este micrômetro é dotado de arco especial e possui o contato a 90º com a haste móvel, o que permite a introdução do contato fixo no furo do tubo. CONTADOR MECÂNICO: é para uso comum, porém, sua leitura pode ser efetuada no tambor ou no contador mecânico. Facilita a leitura independentemente da posição de observação. DIGITAL ELETRÔNICO: ideal para leitura rápida, livre de erros de paralaxe, próprio para uso em controle estatístico de processos, juntamente com microprocessadores. FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 35 LEITURA NO SISTEMA MÉTRICO A cada giro (volta) completa do tambor de um micrômetro, o seu fuso micrométrico avança uma distância chamada PASSO, assim, a resolução de um micrômetro corresponde ao menor deslocamento do seu fuso e para que ela seja obtida, basta dividir o passo pelo número de divisões do tambor do instrumento: Resolução = passo da rosca do fuso micrométrico número de divisões do tambor RESOLUÇÃO DE 0,01 mm Se o passo da rosca do micrômetro é 0,5 mm e o seu tambor tem 50 divisões, a resolução será = 0,5 / 50 = 0,01 mm. Resumidamente, girando-se o tambor de um micrômetro, cada divisão provocará um deslocamento de 0,01 mm no fuso do instrumento. Para a leitura de um micrômetro com resolução de 0,01 mm, devem ser executadas as seguintes etapas: 1) Primeiramente, são lidos os milímetros inteiros e suas frações (meios) na escala da bainha (traços que estejam aparentes): FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 36 2) São lidos em seguida os centésimos de milímetro na escala do tambor (traço coincidente com a linha horizontal da escala da bainha): 3) Finalmente, são somados todos os valores lidos, obtendo-se a medida. Exemplos de leitura em micrômetros com resolução de 0,01 mm: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 37 RESOLUÇÃO DE 0,001 mm Quando no micrômetro houver nônio, ele indicará o valor a ser acrescentado às leituras obtidas na bainha e no tambor. A medida indicada pelo nônio é igual à leitura do tambor, dividida pelo número de divisões do nônio. Caso o nônio tenha 10 (dez) divisões marcadas na bainha, sua resolução será: 0,01 / 10 = 0,001 mm. Para a leitura de um micrômetro com resolução de 0,001 mm, devem ser executadas as seguintes etapas: 1) Primeiramente, são lidos os milímetros inteiros e suas frações (meios) na escala da bainha (traços que estejam aparentes): 2) São lidos em seguida os centésimos de milímetro na escala do tambor (traço coincidente ou o mais próximo da linha horizontal da escala da bainha): FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 38 3) São lidos então os milésimos de milímetro com o auxílio do nônio da bainha, verificando qual dos traços do nônio coincide com o da escala do tambor: 4) Finalmente, são somados todos os valores lidos, obtendo-se a medida. Exemplos de leitura em micrômetros com resolução de 0,001 mm: FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 39 EXERCÍCIOS PROPOSTOS FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 40 FUNDAÇÃO DE APOIO À ESCOLA TÉCNICA – FAETEC METROLOGIA DIMENSIONAL __________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Metrologia Dimensional – Professor Carlos Eduardo S. Anjo 41
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