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UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA MAICON SERGIO FACCHIN LAURI EMILLIANO NILSON ZEFERINO FERNANDO DURANTE INTRODUÇÃO À METROLOGIA RELÓGIO COMPARADOR E RELÓGIO APALPADOR Relatório de pesquisa tendo como enfoque à utilização do instrumento de medição do relógio comparado e o relógio apalpador do curso de Engenharia da Universidade Luterana do Brasil de Canoas – Ulbra. Professor: Renato Consul. Canoas, Junhol/2015 Relógio Comparador e sua utilização Este instrumento de medição opera afixado a dispositivos como bases, apoios, desempenos ou guias. Em virtude da sua fragilidade, desaconselha-se sua utilização na mão do operador. Relógio Comparador e a medição (indicação) direta Por definição, medição (ou indicação) direta é quando o valor da grandeza desejado (mensurando) é lido diretamente no dispositivo mostrador do instrumento de medição. Por exemplo, (quando determinamos uma dimensão linear com um paquímetro), a leitura que obtemos na escala e nônio dele, desconsiderando os erros, é a medida efetiva do objeto que estamos submetendo à medição. Utilizamos o relógio comparador nesta modalidade de medição em conjunto com desempenos e(ou) suportes para medir a espessura de chapas, por exemplo, dentre outras medidas relativamente pequenas. Este método de utilização é visto no Simulador e na figura 1. Submetemos o instrumento a uma pré-carga, o zeramos (girando o mostrador), movemos o fuso manualmente dando espaço para colocar o objeto a ser medido no eixo do instrumento e retornamos o fuso até que o contato com a peça o detenha. A dimensão é lida diretamente no mostrador, pela posição relativa (deslocamento) do ponteiro principal e do contador de voltas. Relógio Comparador e a medição indireta Neste caso, por contraste, temos medição (indicação) indireta, quando o valor lido no dispositivo mostrador do instrumento não é o valor da grandeza mensurando. Por exemplo. Quando se utiliza um barômetro, ou meço a sombra, para determinar a altura de um edifício. Uma possibilidade de utilização do relógio comparador é calcular a diferença entre a dimensão de um padrão e a do mensurando. Dimensão da peça = Dimensão do padrão + (ou) - Valor lido no instrumento Zeramos o instrumento com um padrão cuja dimensão conhecemos e estabelecemos a diferença entre ela e a do objeto que estamos submetendo à medição, algebricamente -figura 2. Relógio Comparador e a mecânica da sua leitura Utilizar um relógio comparador é uma das tarefas mais fáceis da metrologia. Vamos compreender este método usando como exemplo o simulador e você conseguirá utilizar vários outros modelos, com suas escalas, alcances e resoluções. Em geral, eles vêm com uma 'colinha' impressa no mostrador dizendo sua resolução e faixa nominal (ex: 0.01 - 10.00mm ou 0.001 - 1.000"). Uma volta completa do ponteiro principal do nosso simulador representa o equivalente a um milímetro de movimento do fuso. O seu mostrador possui dez divisões numeradas (de 0 a 90 de dez em dez) e cada uma destas está subdividida por dez, perfazendo cem (100) divisões. Desta forma cada um das marcas do mostrador equivale à centésima parte do milímetro (0,01mm) -figura 1. A faixa nominal do instrumento das figuras 1 e 2 é de 10mm (para contornar as limitações impostas pela resolução dos monitores, a faixa nominal deste Simulador de Relógio Comparador é de 1,14mm - ; esta característica torna necessário que algum dispositivo conte o número de voltas do ponteiro principal (número de milímetros inteiros a ser somado à parte centesimal). Procedimento para leitura direta figura 1 - relógio comparador -medição direta Este passo a passo descreve os procedimentos para a leitura da figura 1, observe que os ponteiros são contra-rotantes e o movimento do principal é horário; o instrumento é afixado em um suporte que trabalha em conjunto com um desempeno encoste a ponta de contato no desempeno e aplique a pré-carga gire o mostrador até o traço com o zero (0) fique alinhado com o ponteiro leia a condição inicial dos ponteiros, comparando com o mostrador gentilmente, levante o fuso até que haja espaço para a entrada do objeto da medição com o mesmo cuidado retorne o fuso (propelido por uma mola) até que ele toque no objeto da medição leia o ponteiro do contador de voltas (mostrador pequeno), subtraindo o número de espaços entre as marcas que ele varreu 7-0 = 7mm veja que o ponteiro estava perfeitamente alinhado com o zero no início e depois passou a linha sete. Isto significa que há uma parte centesimal a ser apreciada leia o ponteiro principal para determinar os centésimos ele varreu sete linhas com número (0,1mm cada) e uma linha curta quando saiu do zero e parou na última volta, assim: 7x0,1mm + 1x0,01mm = 0,71mm some os resultados 7mm + 0,71mm = 7,71mm, que é a dimensão do objeto que está sendo medido. Procedimento para leitura indireta figura 2 - relógio comparador -medição indireta Este passo a passo descreve os procedimentos para a leitura da figura 2, observe que os ponteiros são contra-rotantes e o movimento do principal é anti-horário, não esqueça que para leituras indiretas: Dimensão da peça = Dimensão do padrão + (ou) - Valor lido no instrumento o instrumento é afixado em um suporte que trabalha em conjunto com um desempeno encoste a ponta de contato no padrão e aplique apré-carga gire o mostrador até o traço com o zero (0) fique alinhado com o ponteiro leia a condição inicial dos ponteiros gentilmente levante o fuso retire o padrão e coloque o objeto da medição com o mesmo cuidado retorne o fuso até que toque o objeto da medição leia o ponteiro do contador de voltas, subtraia o número de espaços entre as marcas que ele varreu 10-8 (ele se movimentou no sentido contrário ao da contagem) = 2mm leia o ponteiro principal para determinar os centésimos ele varreu duas linhas com número (0,1mm cada) e nove linhas curtas quando saiu do zero e parou na última volta, assim: 2x0,1mm + 1x0,09mm = 0,29mm outro jeito de ler esta coisa é: 100/100-70/100 = 30/100+1/100 = 0,29mm veja que ele varreu os décimos no sentido contrário ao da contagem, assim use (-), contudo, o ponteiro não chegou ao 70 centésimos, faltou um centésimo, daí somar (+) 1/100 some os resultados 2mm + 0,29mm = 2,29mm subtraia este resultado do valor da dimensão aferida do padrão (o sentido de rotação dos ponteiros (contrarrotantes, indicam que o objeto é menor que o padrão 10mm - 2,29mm = 7,71mm figura 3 - relógio comparador - alinhado o zero do mostrador Zerando o mostrador Depois de estabelecida a pré-carga, o relógio comparador dispõe de um aro que permite girar o mostrador para, por exemplo, alinhar o zero com o Ponteiro Principal para facilitar a leitura, para isto deve-se soltar o Parafuso de fixação do aro. Relógio Apalpador e sua utilização Como o próprio nome indica, trata-se de um instrumento que determina uma medida apalpando a peça. Semelhante aos relógios comparadores, eles dependem de algum tipo de suporte, sem o qual fica impossibilitado de prestar suas múltiplas aplicações no controle dimensional. Os relógios apalpadores, permitem uma solução simples e rápida para os seguintes situações: Controle de excentricidade, controle de paralelismo, perpendicularidade, conicidade, alinhamento ou centragem de peças, além do controle de dimensões. Análise Construtiva O funcionamento de um relógio apalpador é efetuado pelo contato de uma ponta de medição que através de um braço transmite à engrenagem do pinhão intermediário um movimento ao pinhão central, que tem em seu eixo o ponteiro indicador de leitura. Um cabelo ligado a uma engrenagem serve para evitar erros devido à folgas entre a engrenagem e o pinhão. A leitura é obtida pelo posicionamentodo ponteiro numa escala graduada. Características do Instrumento Devemos identificar: Faixa de Medição: É definida como a faixa de utilização do instrumento, dentro do qual se admite que o erro do instrumento de medição mantém se, dentro dos limites especificados. Para os relógios apalpadores é o movimento completo da haste de medição. Resolução: Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser significativamente percebida, ou seja menor leitura do instrumento. Nos relógios apalpadores é a menor divisão do mostrador. Sendo resolução de 0,01 (m) ou 0,001 m por exemplo, no catálogo do fabricante será possível identificar outros modelos Leituras: Observemos um relógio apalpador com faixa de operação de 0.8 m e resolução de 0,01 m . Cada graduação do mostrador representa 0,01 m. A cada 10 graduações está numerado, portanto 10 significa 0,10 m, o número 20 significa 0,20 m, e assim por diante. Procedimento de Medição Instrumento: Relógio Apalpador Resolução 0,01mm Descrição Recomendações especiais 1. Limpar a face de medição do relógio apalpador; 2. Limpar a superfície da peça a ser medida; 3. Confira o alinhamento entre a ponta de contato do relógio apalpador e a peça 4. Para se obter uma medição correta. A ponta de contato do relógio apalpador deverá estar perpendicular à peça a ser medida. 5. Usar suportes rígidos e estáveis. 6. Para verificar a excentricidade de uma peça cilíndrica a ponta de contato deverá estar tangenciando com a superfície de revolução da peça. 7. Utilizar pontas de contatos adequadas. Anexo: Relógio Comparador Relógio Apalpador Referência: www.sociesc.org.br/download/?tipo www.academiabc.com.br/metrologia Pratica em aula com professor Renato Consul – Metrologia.