Relatório de Aula Prática - Mesa de Seno

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CONTROLE DE PROCESSOS INDUSTRIAIS
CAMPUS RECIFE
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
MESA DE SENO
Grupo: Danyllo Alexandre Bento dos Santos
Emilly Cristine Pereira da Silva
Mateus Fernando da Silva Eduardo
Maxssuel Hiago de Oliveira Muniz
Pedro Heitor Lima Galdino Gomes
Waldeson Nivaldo de Andrade
Wesley da Silva Santana
Turma: 344 - 20172.D31RC.2N
Data: 04/01/2018
Professor: Danilo Quintella Farah
Recife – 2018.
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
MESA DE SENO
Relatório entregue ao Profº Danilo Quintella Farah, da disciplina Metrologia II, da turma 344 - 20172.D31RC.2N – turno noite.
Recife – 2018.
ÍNDICE
INTRODUÇÃO	4
Régua e Mesa de Seno	4
Blocos Padrão	6
Relógio Comparador	7
OBJETIVOS	9
MATERIAL UTILIZADO	10
METODOLOGIA	12
RESULTADOS	14
CONCLUSÃO	16
REFERÊNCIAS	17
INTRODUÇÃO
Régua e Mesa de Seno
Uma mesa/régua de seno é assim que nomeada, porque para estabelecer um ângulo, o "seno" é a função trigonométrica utilizada para calcular a altura dos blocos padrões que precisam elevar um dos cilindros de apoio. 
A régua de seno é constituída de uma barra de aço temperado e retificado. Com formato retangular, possui dois rebaixos: um numa extremidade e outro próximo à extremidade oposta. Nesses rebaixos é que se encaixam os dois cilindros que servem de apoio à régua. Os furos existentes no corpo da régua reduzem seu peso e possibilitam a fixação das peças que serão medidas.
	
	Figura 1 - Régua de Seno
O fabricante garante a exatidão da distância (L), já a altura (H) é conseguida com a utilização de blocos-padrão, e assim temos a relação trigonométrica:
A mesa de seno é semelhante à régua de seno, entretanto suas proporções são maiores. Possui também uma base, na qual se encaixa um dos cilindros,
o que facilita sua inclinação.
Para medir o ângulo de uma peça com a mesa de seno, é necessário que a
mesa esteja sobre o desempeno e que tenha como referência de comparação o relógio comparador. Se o relógio, ao se deslocar sobre a superfície a ser verificada, não alterar sua indicação, significa que o ângulo da peça é semelhante ao da mesa.
	
	Figura 2 - Medição na Mesa de Seno
Para a medição de ângulos pequenos, a mesa de seno possui uma diferença de plano (dp). Com esse recurso podemos fazer qualquer inclinação, por menor que seja, e ainda assim usar blocos-padrão protetores. Para obter a igualdade de plano, basta colocar blocos-padrão que correspondam à diferença de altura entre a base e o cilindro. 
	
	Figura 3 - Mesa de Seno com Diferença de Plano
Para a medição do ângulo de peças cônicas existe a mesa de seno com contrapontas. Para isso inclina-se a mesa até a superfície superior da peça ficar paralela à base da mesa, dessa forma a inclinação da mesa será igual à da peça.
	
	Figura 4 - Medição na Mesa de Seno com Contrapontas
Blocos Padrão
Blocos padrão são padrões de comprimento ou ângulo, corporificados através de duas faces específicas de um bloco, ditas “faces de medição”, sendo que estas faces apresentam uma planicidade que tem a propriedades de se aderir à outra superfície de mesma qualidade, por atração molecular.
A característica marcante destes padrões está associada aos pequenos erros de comprimento, em geral de décimos ou até centésimos de micrometros (m), que são obtidos no processo de fabricação dos mesmos. Em função disto, pode-se afirmar que os blocos padrão exercem papel importante como padrões de comprimento na metrologia.
A fim de alcançar um bom aproveitamento dos blocos padrão, estes são reunidos em jogos que se diferem entre si pelos seguintes fatores: mínimo escalonamento, faixa que o escalonamento abrange e número de peças que os constituem. Não devemos, então, adotá-los apenas por sua quantidade de peças, mas pela variação de valores existentes em seus blocos fracionários.
	
	Figura 5 - Exemplos de Bloco Padrão
As dimensões dos blocos-padrão são extremamente exatas, mas o uso constante pode interferir nessa exatidão. Por isso, são usados os blocos-protetores, mais resistentes e aderidos às superfícies extremas de blocos padrão, com a finalidade de impedir que os blocos-padrão entrem em contato direto com instrumentos ou ferramentas.
	
	Figura 6 - Empilhamento de Blocos Padrão com Blocos Protetores
Além dessa, há um uma série de outras recomendações de armazenamento e manuseio de forma a evitar o desgaste dos blocos padrão, entre elas: evitar choque mecânico, manter na embalagem enquanto não estiver em utilização, evitar deixar os blocos padrão aderidos por muito tempo etc.
Para empilhar os blocos deve-se posicioná-los de maneira justaposta com os eixos maiores de seção transversal inicialmente perpendiculares entre si, usando-se um certo movimento relativo deslizante. Por giro e leve pressão ambas as superfícies são levadas a uma superposição completa, expulsando a lâmina de ar que as separa e assim se ligam entre si por adesão entre as moléculas dos dois blocos.
	
	Figura 7 - Técnica de Empilhamento de Blocos Padrão
Relógio Comparador
O relógio comparador é um instrumento de medição por comparação, dotado de uma escala e um ponteiro, ligados por mecanismos diversos a uma ponta de contato. As diferenças percebidas nele pela ponta de contato são amplificadas mecanicamente e irão movimentar o ponteiro rotativo diante da escala.
Quando o ponta de contato sofre uma pressão e o ponteiro gira em sentido horário, a diferença é positiva, isso significa que a peça apresenta maior dimensão que a estabelecida. Se o ponteiro girar em sentido anti-horário, a diferença será negativa, ou seja, a peça apresenta menor dimensão que a estabelecida.
	
	Figura 8 - Componentes do Relógio Comparador
Caso apresentem um curso que implique mais de uma volta, os relógios comparadores possuem, além do ponteiro normal, outro menor, denominado contador de voltas do ponteiro principal.
Seguem algumas recomendações no uso do relógio comparador:
Antes de tocar na peça, o ponteiro do relógio comparador fica em uma posição anterior a zero. Assim, ao iniciar uma medida, deve-se dar uma pré-carga para o ajuste do zero;
Deve-se colocar o relógio sempre numa posição perpendicular em relação à peça, para não incorrer em erros de medida;
Descer suavemente a ponta de contato sobre a peça;
Levantar um pouco a ponta de contato ao retirar a peça;
Evitar choques, arranhões e sujeira.
OBJETIVOS
Este relatório tem por objetivo descrever a experiência vivida pelos alunos do curso de Mecânica Industrial do IFPE 2017.1 Noite, na ministração da aula prática da cadeira de Metrologia II, no dia 04 de janeiro de 2018. A aula consistia num exercício no qual o grupo deveria fazer a medição do ângulo de uma peça especifica, utilizando para isso, elementos e equipamentos estudados em sala de aula, tais como: paquímetro, relógio comparador, mesa de seno, mesa de desempeno e jogo de blocos padrão.
 	A aula prática de mesa de seno / régua seno, teve por objetivo trazer aos alunos um contato direto com equipamentos estudado em sala de aula, bem como possibilitar a experiência de realizar medições de ângulo através da mesa de seno e blocos padrão, assuntos abordados em sala de aula durante o segundo período do curso.
Deste modo, os principais objetivos da prática vivenciada foram: possibilitar aos alunos uma experiência real na utilização da mesa de seno e blocos padrão; desenvolver a habilidade de converter conhecimento teórico em informação útil e funcional; experimentar os desafios e as limitações da realização de medidas de ângulo na mesa seno; e somar a experiência profissional e acadêmica dos alunos no curso.
MATERIAL UTILIZADO
Para elevação da mesa de seno foi utilizado: 
Jogo de blocos padrão da CARY LE LOCLE SUISSE 880 EXTRA, com 88 peças divididas da seguinte forma:
	Série dimensional
	Nº peças
	Escalonamento
	IntervaloMilionésimos de mm
	1
	-
	1,0005 mm
	Milésimos de mm
	9
	0,001 mm
	1,001 até 1,009
	Centésimos de mm
	49
	0,01 mm
	1,01 até 1,49
	Décimos de mm
	20
	0,5 mm
	0,5 até 10 mm
	mm
	9
	10 mm
	20 a 100 mm
Kit de blocos de proteção, com dois blocos de 2 mm de espessura;
	
	
	
	Figura 9 - Jogo de Blocos Padrão 
	
	Figura 10 - Kit de Blocos de Proteção
Para estimar o tamanho da peça a ser medida foi utilizado:
Paquímetro Mitutoyo com resolução de 0,01 mm; 
Bloco padrão de 100 mm;
	
	
	
	Figura 11 - Paquímetro Mitutoyo
	
	Figura 12 - Bloco Padrão de 100 mm
Para realizar a medição foram utilizados os seguintes equipamentos:
Relógio comparador MetroTools com resolução de 0,01 mm;
Suporte para relógio comparador com base rosqueada e ajuste por pressão;
Mesa de desempeno;
Mesa de seno dupla com placa magnética, cujo L = 200 mm e dp = 2 mm; 
Peça 5, como corpo de prova para medição;
	
	
	
	Figura 13 - Relógio Comparador MetroTools
	
	Figura 14 - Suporte para Relógio Comparador 
	
	
	
	
	
	
	Figura 15 - Mesa de desempeno (em preto)
	
	Figura 16 - Mesa de Seno Dupla
	
	
	
	
	Figura 17 - Peça 5 (Corpo de Prova)
METODOLOGIA
O objetivo da atividade era medir o ângulo de inclinação de uma peça de forma precisa com a utilização da mesa seno e relógio comparador. 
A primeira etapa da atividade foi estimar de forma aproximada o ângulo de inclinação da peça, utilizando um paquímetro universal com resolução de 0,01 mm. Para a medição da base utilizou-se o auxílio de um bloco padrão de 100 mm, devido à sua medida ultrapassar a capacidade de medição do paquímetro utilizado.
	
	
	Figuras 18 e 19 - Obtendo as dimensões da peça para estimar o ângulo da inclinação
Após os cálculos iniciais para determinação do ângulo de inclinação com as dimensões fornecidas pelo paquímetro, foi realizado a escolha dos blocos padrão que seriam utilizados para anular o desnível da peça, levando em considerando a diferença de plano de 2 mm que a mesa seno possui e a utilização dos dois blocos protetores de 2 mm cada.
Com a montagem do conjunto de blocos na mesa seno, foi realizada a fixação da peça sobre a mesa e com o auxílio da haste de fixação e um relógio comparador foi feita a aferição da variação sofrida pelo ponteiro do relógio com o deslocamento sobre a superfície da peça.
	
	Figura 20 - Empilhamento de blocos padrão posicionado na mesa de seno
Ao ser posicionado sobre o lado menor da peça com uma pré-carga, de aproximadamente 2 voltas, o relógio comparador foi zerado e depois deslocado lentamente até o lado maior da peça (giro no sentido horário), com a cautela de mínimo impacto sobre todos os componentes do experimento.
	
	Figura 21 - Aferição do desnível da peça com o auxílio do relógio comparador
Observando a variação do ponteiro, foi possível fazer os ajustes necessários no conjunto de blocos para anular essa mudança de posição. Em seguida foi observado que com o conjunto correto de blocos, o ponteiro não sofria uma grande variação de posição, oscilando em uma região próxima à posição inicial.
Com a altura de blocos correta e com a medida do comprimento da mesa seno, tornou-se possível calcular o valor do ângulo de inclinação da peça de forma precisa.
RESULTADOS
Primeiramente necessitamos obter a altura H do empilhamento de blocos padrão correspondente à inclinação da peça. Como estratégia para tal, realizamos a medição da peça.
	
	Figura 22 - Peça 5 e suas respectivas medidas
Então, pelas características geométricas da peça, chegamos ao H inicial de H1 = 46,10 – 37,40 = 7,70 mm.
	
	Figura 23 - Estimação inicial da altura H
Mas, para se obter o valor de empilhamento, foi necessário levar em consideração a diferença de plano da mesa de seno. Ou seja, adicionou-se à H1 a dp = 2 mm, logo H1’ = 7,70 + 2 = 9,70 mm, cujo empilhamento é detalhado a seguir:
Após a montagem de todos os componentes e a realização da passagem do relógio comparador, verificamos que a referência do relógio foi de 0,72 mm no sentido horário, indicando que a inclinação da peça está maior que a da mesa de seno.
Então, de acordo com este resultado, diminuímos as variáveis iniciais em 0,7 mm, resultando em H2 = 7,00 mm e H2’ = 9,00 mm.
Foi realizado o mesmo procedimento anterior, mas neste o relógio comparador permaneceu “estacionário” no zero. Com oscilação até 0,1 mm em alguns pontos, devido à peça não ser perfeitamente plana, por isso o resultado foi considerado válido.
Logo, através das relações trigonométricas e das medidas padrões dos blocos e da mesa de seno, chegou-se ao seguinte resultado:
	
	Figura 24 - Medidas padrões
CONCLUSÃO
Partindo da teoria os alunos puderam, de forma prática, realizar todas as atividades e testes concernentes a medição de ângulo na mesa de seno, observadas em aula, experimentando formas e métodos para fazer a estimativa das medidas iniciais da peça. A prática também ofereceu para o grupo a oportunidade de discutir e verificar o funcionamento do empilhamento dos blocos padrão, que foi feito de forma a utilizar o menor número possível de blocos. 
Durante a prática os alunos tiveram que lidar com erro de paralaxe, ajuste do suporte do relógio comparador, irregularidades na superfície da peça e setup do zero no relógio comparador. Deste modo atingiu-se de forma completa os objetivos propostos pela aula prática, conferindo aos alunos uma vivência a somar em seu currículo e histórico prático acadêmico.
REFERÊNCIAS
CAVACO, Marco. Parte II: Metrologia (Apostila). LabMetro, UFSC. Florianópolis, 2002.
TELECURSO 2000. Metrologia: Aula 12 – Blocos-padrão.
TELECURSO 2000. Metrologia: Aula 15 – Relógio Comparador.
TELECURSO 2000. Metrologia: Aula 17 – Régua e Mesa de Seno.