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Metrologia e Instrumentação Faculdade Nobre de Feira de Santana Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - O projetor de perfil destina-se à verificação de peças pequenas, principalmente as de formato complexo. Ele permite projetar em sua tela de vidro a imagem ampliada da peça. Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Esta tela possui gravadas duas linhas perpendiculares, que podem ser utilizadas como referência nas medições. - O projetor possui uma mesa de coordenadas móvel com dois cabeçotes micrométricos, ou duas escalas lineares, posicionados a 90º. Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Ao colocar a peça que será medida sobre a mesa, obtemos na tela uma imagem ampliada, pois a mesa possui uma placa de vidro em sua área central que permite que a peça seja iluminada por baixo e por cima simultaneamente, projetando a imagem na tela do projetor. Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Ao colocar a peça que será medida sobre a mesa, obtemos na tela uma imagem ampliada, pois a mesa possui uma placa de vidro em sua área central que permite que a peça seja iluminada por baixo e por cima simultaneamente, projetando a imagem na tela do projetor. - O projetor de perfil permite também a medição de ângulos, pois sua tela é rotativa e graduada de 1º a 360º em toda a sua volta Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Sistema de projeção Diascópica Episcópica Ambas Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Projeção Diascópica Na projeção diascópica, a iluminação transpassa a peça que será examinada. Com isso, obtemos na tela uma silhueta escura, limitada pelo perfil que se deseja verificar. Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Projeção episcópica Nesse sistema, a iluminação se concentra na superfície da peça, cujos detalhes aparecem na tela. Eles se tornam ainda mais evidentes se o relevo for nítido e pouco acentuado. Esse sistema é utilizado na verificação de moedas, circuitos impressos, gravações, acabamentos superficiais etc. Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Projeção por ambos os métodos Metrologia e Instrumentação Projetor de perfil - Conservação Limpar a mesa de vidro e a peça que será examinada com benzina ou álcool. Limpar as partes ópticas com álcool isopropílico somente quando necessário. Manter as objetivas cobertas e em lugar bem seco quando o aparelho não estiver em uso. Lubrificar as peças móveis com óleo fino apropriado. Limpar as partes expostas, sem pintura, com benzina, e untá-las com vaselina líquida misturada com vaselina pastosa. Metrologia e Instrumentação Faculdade Nobre de Feira de Santana Máquinas operatrizes Desgastes das ferramentas Instrumentos de medição Leitura do operador Impossibilidade de obter exatidão absoluta das medidas indicadas em projeto TOLERÂNCIA DIMENSIONAL PEÇAS INTERCAMBIÁVEIS ✓ Peças “iguais” dentro de limites pré-estabelecidos; ✓ Substituição simples e rápida. Metrologia e Instrumentação Tipos de erros Dimensão nominal: 20 mm Afastamentos: + 0,28 e + 0,18 mm Dimensão máxima: 20,28 mm Dimensão mínima: 20,18 mm Tolerância: 0,10 mm CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO D > 20,28 mm RETRABALHAR 20,18 ≤ D ≤ 20,28 mm ACEITAR D < 20,18 mm REFUGAR, RECICLAR, REUTILIZAR Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Exercício - Em cada caso, determine as dimensões nominal, máxima e mínima. Além disso, calcule a tolerância da cota e estabeleça os critérios de aceitação das peças consideradas. FOLGA INTERFERÊNCIA INCERTO Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Tipos de ajustes FURO Dimensão máxima: 25,21 mm Dimensão mínima: 25,00 mm EIXO Dimensão máxima: 24,80 mm Dimensão mínima: 24,59 mm ANÁLISE: Dimensão máxima do eixo é MENOR que dimensão mínima do furo! AJUSTE COM FOLGA Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Ajustes com folga Quanto é a folga máxima? E a folga mínima, quanto vale? Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Ajustes com folga FURO Dimensão máxima: 25,21 mm Dimensão mínima: 25,00 mm EIXO Dimensão máxima: 25,41 mm Dimensão mínima: 25,28 mm ANÁLISE: Dimensão máxima do furo é MENOR que dimensão mínima do eixo! AJUSTE COM INTERFERÊNCIA Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Ajustes com interferência Quanto é a interferência máxima? E a interferência mínima, quanto vale? No setor industrial, que métodos podem ser usados para acoplar eixo e furo sob interferência? Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Ajustes com interferência Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Ajustes com interferência FURO Dimensão máxima: 30,25 mm Dimensão mínima: 30,00 mm EIXO Dimensão máxima: 30,18 mm Dimensão mínima: 30,02 mm ANÁLISE: Não é possível afirmar se o ajuste será SEMPRE com folga ou SEMPRE com interferência! AJUSTE INCERTO Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Ajuste incerto Metrologia e Instrumentação Tolerância dimensional - Exercício - Avalie o tipo de ajuste correspondente ao acoplamento entre o furo e o eixo mostrados na figura a seguir: Metrologia e Instrumentação Tolerância geométrica - Apesar do alto nível de desenvolvimento tecnológico, ainda é impossível obter superfícies perfeitamente exatas. Por isso, sempre se mantém um limite de tolerância nas medições. Mesmo assim, é comum aparecerem peças com superfícies fora dos limites de tolerância, devido a várias falhas no processo de usinagem, nos instrumentos ou nos procedimentos de medição. Nesse caso, a peça apresenta erros de forma. Metrologia e Instrumentação Tolerância geométrica - Conceito de erro de forma Diferença entre a superfície real da peça e a forma geométrica teórica. - Causas Vibrações, imperfeições na geometria da máquina, defeito nos mancais e etc. Metrologia e Instrumentação Tolerância geométrica - Conceitos básicos Superfície real: superfície que separa o corpo do ambiente. Superfície geométrica: superfície ideal prescrita nos desenhos e isenta de erros. Exemplos: superfícies plana, cilíndrica, esférica. Superfície efetiva: superfície levantada pelo instrumento de medição. É a superfície real, deformada pelo instrumento. Metrologia e Instrumentação Tolerância geométrica - Conceitos básicos Com instrumentos, não é possível o exame de toda uma superfície de uma só vez. Por isso, examina-se um corte dessa superfície de cada vez. Assim, definimos: Perfil real: corte da superfície real. Perfil geométrico: corte da superfície geométrica. Perfil efetivo: corte da superfície efetiva. Metrologia e Instrumentação Tolerância geométrica - Conceitos básicos As diferenças entre o perfil efetivo e o perfil geométrico são os erros apresentados pela superfície em exame e são genericamente classificados em dois grupos: Erros macrogeométricos: detectáveis por instrumentos convencionais. Exemplos: ondulações acentuadas, conicidade, ovalização etc. Erros micro geométricos: detectáveis somente por rugosímetros, perfiloscópios etc. São também definidos como rugosidade. Metrologia e Instrumentação Faculdade Nobre de Feira de Santana Metrologia e Instrumentação Traçagem - Conceito É uma operação executada antes de se proceder à operação de usinagem. Consiste em marcar na peça os seus contornos e centro de furos. Metrologia e Instrumentação Traçagem Plana - Conceito Se realiza em superfícies planas de chapas ou em peças de pequenas espessuras . Metrologia e Instrumentação Traçagem no espaço - Conceito Se realiza em peças forjadas e fundidas e que não são planas, útil para delimitar volume. Metrologia e Instrumentação Traçagem - Instrumentos utilizadosno processo de traçagem: 1. Para medir: Metrologia e Instrumentação Traçagem - Instrumentos utilizados no processo de traçagem: 2. Para traçar: Metrologia e Instrumentação Traçagem - Instrumentos utilizados no processo de traçagem: 3. Para marcar: Metrologia e Instrumentação Traçagem - Instrumentos utilizados no processo de traçagem: 4. Para auxiliar: Metrologia e Instrumentação Traçagem - Etapas para a operação de traçagem: 1. Limpeza das superfícies que estarão em contato, ou seja, a peça e a mesa de traçagem 2. A peça deve ter sido previamente rebarbada, e passada por uma pré-usinagem. 3. Aplicação de uma pintura adequada, que permita visualizar os traços do riscador. 4. Posicionamento da peça sobre a superfície de referencia. 5. Preparar o graminho com a medida correta. 6. A traçagem em si. Metrologia e Instrumentação Rugosidade - Conceito É o conjunto de irregularidades, isto é, pequenas saliências e reentrâncias que caracterizam uma superfície. Metrologia e Instrumentação Rugosidade - Definições básicas Erro macrogeométrico: São erros de forma verificáveis, por meio de instrumentos convencionais de medição como micrômetro, relógio comparador e paquímetro. Erro microgeométrico: São os erros ocasionados pela direção de trabalho das ferramentas de corte e acabamento. Geralmente imperceptível ao olho humano, também conhecido como rugosidade, necessitam de equipamentos especiais para sua verificação. Ex.: Rugosímetro. Metrologia e Instrumentação Rugosidade - Rugosímetro É o equipamento utilizado para a verificação da rugosidade. Metrologia e Instrumentação Rugosidade - Rugosímetro Apalpador - desliza sobre a superfície que será verificada, levando os sinais da agulha apalpadora de diamante, até o amplificador. Unidade de acionamento - desloca o apalpador sobre a superfície, numa velocidade constante e por uma distância desejável, mantendo-o na mesma direção. Amplificador - contém a parte eletrônica principal, dotada de um indicador de leitura que recebe os sinais da agulha, amplia-os, e os calcula em função do parâmetro escolhido. Registrador - é um acessório do amplificador (em certos casos fica incorporado a ele) e fornece a reprodução, em papel, do corte efetivo da superfície. Metrologia e Instrumentação Rugosidade - Importância e influência da rugosidade Qualidade de deslizamento; Resistência ao desgaste; Possibilidade de ajuste do acoplamento forçado; Resistência oferecida pela superfície ao escoamento de fluidos e lubrificantes; Qualidade de aderência que a estrutura oferece às camadas protetoras; Resistência a corrosão e à fadiga; Vedação Aparência. Metrologia e Instrumentação Rugosidade - Tipos de superfícies Superfície Geométrica; Superfície Real; Superfície Efetiva; Metrologia e Instrumentação Faculdade Nobre de Feira de Santana Metrologia e Instrumentação Calibração de sistemas de medição - Sistemas de medição sempre apresentam erros; - Com o uso, há uma tendência do sistema de medição em degradar seu desempenho ao longo dos meses; - A forma usual de caracterizar o desempenho metrológico de um sistema de medição é pelo procedimento denominado calibração. Metrologia e Instrumentação O que é calibração e para que serve? - Calibração é o conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento ou sistema de medição ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referencia e os valores correspondentes das grandezas estabelecidos por padrões. - Não esta restrita aos SM, é também utilizada para caracterizar o valor efetivo de medidas materializadas e em materiais de referência. - Ex.: Determinação do valor efetivo de uma massa-padrão; resistor-padrão; comprimento de um bloco-padrão ou a concentração efetiva de um reagente químico, ou do seu pH. Metrologia e Instrumentação O que é calibração e para que serve? - Os valores de referência da calibração são estabelecidos por padrões. - Padrão é uma medida materializada, instrumento de medição, material de referência ou sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza para servir como referência. - O resultado de uma calibração permite tanto o estabelecimento dos valores do mensurando para as indicações como a determinação das correções a serem aplicadas. - O resultado da calibração geralmente é registrado em um documento específico chamado certificado de calibração ou relatório de calibração. Metrologia e Instrumentação O que é calibração e para que serve? - Neste certificado de calibração consta várias informações que deixam claro o procedimento e as condições em que a calibração foi efetuada, o desempenho metrológico do sistema de medição. - Se realiza a calibração para garantir a confiabilidade metrológica. - Um dos requisitos técnicos necessários para que uma empresa obtenha a certificação pelas normas da série ISO 9000 exige que os sistemas de medição e os padrões de referência utilizados no processo produtivo tenham certificados de calibração reconhecidos e dentro do prazo de validade. Metrologia e Instrumentação Verificação, ajuste e regulagem - A calibração completa de um sistema de medição ou de uma medida materializada demanda um volume razoável de trabalho. - Seu custo pode tornar-se proibitivo se for realizada muito frequentemente. - Como manter a confiabilidade metrológica? - É utilizada uma versão simplificada da calibração denominada verificação. - É uma calibração simplificada utilizada para testar se um sistema de medição, ou medida materializada, está em conformidade com uma dada especificação técnica. Metrologia e Instrumentação Verificação, ajuste e regulagem - Ex.: Os Institutos de Pesos e Medidas Estaduais efetuam verificações periódicas nos meios de medição utilizados no comércio. Metrologia e Instrumentação Verificação, ajuste e regulagem - Quando o desempenho de um sistema de medição ou as características de uma medida materializada não estão em conformidade com as normas, é necessário agir sobre o meio de medição. - O ajuste é uma operação corretiva destinada a fazer que o um instrumento de medição tenha desempenho compatível com o seu uso. O ajuste pode ser automático, semiautomático ou manual. - O ajuste é efetuado usando os meios que forem necessários para fazer coincidir, da melhor forma possível, a indicação do sistema de medição com o valor verdadeiro. - Ex.: A regulagem do “zero” de um manômetro por meio de parafuso interno. Metrologia e Instrumentação Verificação, ajuste e regulagem - A regulagem também é uma operação corretiva que visa coincidir, da melhor forma possível, o valor indicado pelo sistema de medição com o valor correspondente do mensurando. - Sua diferença em relação ao ajuste é que é realizada pelo usuário comum, com os controles externos naturalmente disponibilizados ao usuário pelo fabricante para este fim. - Ex.: A regulagem do “zero” de uma balança eletrônica mediante um botão apropriado para tal. Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração direta - Na calibração direta de um sistema de medição, o padrão utilizado é composto por uma ou um conjunto de medidas materializadas. - O valor de referencia do padrão, que deve ser bastante conhecido, é comparado com a indicação do sistema de medição a calibrar. VVC ISMC sistema de medição a calibrar padrão comparação Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração direta -0,00025 BP a calibrar BP de referência -1,237600,00000 Zerando Comparação Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração direta - Ex.: sistema de medição a calibrar 102,40 comparação 100,00 102,40 g ± 0,002g massa-padrão 100,000 Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração direta - Ex.: Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração indireta - Para certas grandezas, não existem medidas materializadas ou não seria prático utilizá-las. - A grandeza a medir é gerada por meio de um dispositivo auxiliar, chamado de sistema de medição-padrão. O qual deve possuir dez vezes menos incertezas do sistema de medição a calibrar. sistema de medição a calibrar gerador da grandeza sistema de medição padrão ISMC ISMPcomparação Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração indireta comparação 80,0 km/h78,50 km/h Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração indireta - Ex.: Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração In Loco - A calibração In Loco é uma alternativa para os casos em que as condições de uso diferem muito das condições de calibração. - Neste caso, os padrões são levados até o local onde o sistema de medição se encontra e a calibração é efetuada no local e nas condições de uso. - Não faz parte da rotina da maioria dos laboratórios de calibração, geralmente são serviços especiais, mas que se feitos com devido cuidado, levam a resultados perfeitamente confiáveis. Metrologia e Instrumentação Métodos de calibração – Calibração Parcial - Este caso é quando há interesse ou é conveniente calibrar em separado um ou mais módulos que compõem o sistema de medição. - Ex.: Metrologia e Instrumentação Quem pode fazer calibrações? - Quem dispuser dos conhecimentos e meios necessários para efetuá-las. - Entidade especializadas e independentes. - Para que a entidade seja considerada oficialmente apta a realizar calibrações, é necessário que ela atenda a uma série de exigências técnicas e organizacionais. CONMETRO INMETRO SINMETRO Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Órgão normativo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Órgão executivo Metrologia e Instrumentação O sistema metrológico brasileiro Metrologia Científica Metrologia Industrial Metrologia Legal INMETRO Relacionadas ao mais alto nível de qualidade metrológica. Controle dos processos produtivos na garantia da qualidade dos produtos finais. Proteção ao consumidor em relação às unidades de medida. Metrologia e Instrumentação O sistema metrológico brasileiro Metrologia e Instrumentação O sistema metrológico brasileiro - Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem calibrações oficiais. - Esta rede contem hoje cerca de 353 laboratórios acreditados. - Certificados com selo do Inmetro Metrologia e Instrumentação Sistema de medição Intervalo de calibração Blocos-padrão 12 meses Paquímetros 6 meses Balanças 12 a 36 meses Hidrômetros 36 meses Manômetros 6 a 12 meses Intervalo de calibração - Intensidade do uso; - Condições de uso; - Tipo de sistema de medição; - Normas e recomendações técnicas; - Política da empresa; - Ex.: Metrologia e Instrumentação Roteiro típico de calibração - Definição dos objetivos da calibração; - Caracterização do sistema de medição a calibrar; - Seleção do padrão; - Planejamento e preparação do experimento; - Execução da calibração; - Processamento e documentação; - Análise dos resultados; - Certificado de calibração. Metrologia e Instrumentação Certificado de calibração Metrologia e Instrumentação Faculdade Nobre de Feira de Santana Metrologia e Instrumentação 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 a 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. Metrologia e Instrumentação Relógio comparador Metrologia e Instrumentação Relógio comparador - Relógio comparador analógico - Relógio comparador digital - Relógio comparador com fuso perpendicular Metrologia e Instrumentação Relógio comparador - Mecanismos de amplificação por engrenagem Metrologia e Instrumentação Relógio comparador - Mecanismos de amplificação por alavancas Metrologia e Instrumentação Relógio comparador - Mecanismos de amplificação misto É o resultado da combinação entre alavanca e engrenagem. Permite levar a sensibilidade até 0,001mm, sem reduzir a capacidade de medição Mais caros e difíceis de achar. Metrologia e Instrumentação Relógio comparador - Usos e aplicações Medições especiais de superfícies verticais, de profundidade, de espessuras de chapas e furos; Paralelismos entre faces; Excentricidade de peças; Alinhamento e centragem de peças nas máquinas; Medições internas; Medições de detalhes de difícil acesso. 1,55 mm Exemplos – S.M. Metrologia e Instrumentação -3,78 mm Exemplos Metrologia e Instrumentação -.284" Exemplos Metrologia e Instrumentação 2,03 mm Exemplos Metrologia e Instrumentação 0,46 mm Exemplos Metrologia e Instrumentação - 1,98 mm Exemplos Metrologia e Instrumentação 2,53 mm Exemplos Metrologia e Instrumentação .167" Exemplos – S.I. Metrologia e Instrumentação .227" Exemplos Metrologia e Instrumentação - .157" Exemplos Metrologia e Instrumentação .102" Exemplos Metrologia e Instrumentação Metrologia e Instrumentação Faculdade Nobre de Feira de Santana Metrologia e Instrumentação Goniômetro - É um instrumento de medição ou de verificação de medidas angulares. - O goniômetro simples, também conhecido como transferidor de grau, é utilizado em medidas angulares que não necessitam extremo rigor. Sua menor divisão é de 1° (um grau). Metrologia e Instrumentação Goniômetro - Componentes Metrologia e Instrumentação Metrologia e Instrumentação Goniômetro - Aplicações Metrologia e Instrumentação Goniômetro - Aplicações Metrologia e Instrumentação Goniômetro - Cálculo da resolução Na leitura do nônio, utilizamos o valor de 5' (5 minutos) para cada traço do nônio. Dessa forma, se é o 2º traço no nônio que coincide com um traço da escala fixa, adicionamos 10' aos graus lidos na escala fixa; se é o 3º traço, adicionamos 15'; se o 4º, 20' etc. Metrologia e Instrumentação Goniômetro - Leitura do goniômetro Os graus inteiros são lidos na graduação do disco, com o traço zero do nônio. Na escala fixa, a leitura pode ser feita tanto no sentido horário quanto no sentido anti-horário. A leitura dos minutos, por sua vez, é realizada a partir do zero nônio, seguindo a mesma direção da leitura dos graus. A1 = 64° B1 = 30' 64° 30' Exemplos Metrologia e Instrumentação A2 = 42° B2 = 20' 42° 20' Exemplos Metrologia e Instrumentação A3= 9° B3 = 15' 9° 15' Exemplos Metrologia e Instrumentação 50° 15' Exemplos Metrologia e Instrumentação 30° Exemplos Metrologia e Instrumentação 9° 15' Exemplos Metrologia e Instrumentação 24° 10' Exemplos Metrologia e Instrumentação 50´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 11° 30´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 35´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 14° 15´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 9° 25´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 19° 10´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 29° 20´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 5° 20´ Exemplos Metrologia e Instrumentação14° 5´ Exemplos Metrologia e Instrumentação 20´ Exemplos Metrologia e Instrumentação Metrologia e Instrumentação Faculdade Nobre de Feira de Santana Metrologia e Instrumentação Régua e mesa 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. Metrologia e Instrumentação Régua e mesa de seno - Diferença para o goniômetro Serve para medir ângulos de peças com maior exatidão. O uso de goniômetro não satisfazia porque a medição era feita com resolução de 5 minutos. Mesa de seno, permite medições com resolução de segundos. Metrologia e Instrumentação Régua e mesa de seno - Exemplo Deseja-se inclinar a régua de seno 30º (a), sabendo que a distância entre os cilindros é igual a 100 mm (L). Qual é a altura (H) dos blocos padrão? Metrologia e Instrumentação Régua e mesa de seno - A mesa de seno é semelhante à régua de seno; - 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. Metrologia e Instrumentação Régua e mesa de seno
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