FORMACIÓN SOBRE UN OFICIO
Útiles estándar / Metrología
Las informaciones técnicas que figuran en estos documentos no pueden ser utilizadas por personas que no sean especialistas en el campo de la reparación de automóviles. Están destinadas a la ejecución de trabajos de reparación y de mantenimiento de los vehículos de la marca RENAULT, exclusivamente por profesionales de la reparación del automóvil que tengan las competencias necesarias para realizar dichos trabajos. RENAULT no es en ningún caso responsable de los trabajos efectuados ya que sólo quienes los hayan realizado asumirán toda la responsabilidad. Quien utilice las informaciones técnicas de RENAULT deberá asegurarse de que éstas corresponden a la última puesta al día efectuada por RENAULT. RENAULT no asumirá ninguna responsabilidad derivada de la utilización de informaciones técnicas que no correspondan a la última puesta al día realizada por RENAULT.
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SUMARIO Introducción 4 Las unidades de medida 6 La medición dimensional 11 La medida de presión y de temperatura 28 La dinamometría 34 Cuestionario 40
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INTRODUCCIÓN Útiles estándar / Metrología 5
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Introducción
Útiles estándar / Metrología
OBSERVACIÓN Las informaciones y las características contenidas en este documento hacen generalmente referencia a una configuración específica. Esta regla no es aplicable a todos los vehículos, por lo que es indispensable consultar la documentación del vehículo en cuestión antes de intervenir.
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LAS UNIDADES DE MEDIDA El sistema métrico 7 La tolerancia 7 La presión 8 La temperatura 9
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Las unidades de medida
El sistema métrico Las principales unidades del sistema métrico son las siguientes:
• • • • •
el kilómetro, el metro, el centímetro, el milímetro, el micrómetro.
Las distancias largas generalmente se indican en kilómetros y en metros. Las distancias cortas generalmente se indican en centímetros, en milímetros y en micrómetros.
La tolerancia Todos los valores de control tienen una tolerancia que se indica en la documentación técnica (figura 1).
Definición La tolerancia es el intervalo dentro del cual se considera correcta una medida. Una tolerancia generalmente se indica mediante los signos más o menos (1), superior a (2) o inferior a (3).
Figura 1. Todos los valores tienen una tolerancia
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Las unidades de medida
La presión Útil de medición La presión se mide en los gases y los líquidos. Se mide con un manómetro (figura 2).
Unidad de medida
La medida se expresa en bares o en milibares. Un bar es igual a 1.000 milibares.
Figura 2. Manómetro de medición
La presión de los gases La medición de la presión de los gases (figura 3) se realiza bien en relativo (1) bien en absoluto (2).
Figura 3. Presión relativa y presión absoluta
El primer manómetro (1) muestra cero a nivel del mar y menos un bar en vacío.
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Las unidades de medida
Este manómetro presenta la presión relativa, es decir, la diferencia entre la presión a la que está sometido y la presión absoluta. El segundo manómetro (2) indica la presión absoluta. Muestra una reducción de presión hasta cero en vacío.
La presión de los líquidos La presión de los líquidos depende de la fuerza aplicada.
Independientemente de la fuerza aplicada, el volumen de los líquidos se mantiene constante. Los líquidos son incompresibles por naturaleza (figura 4).
Figura 4. Incompresibilidad de los líquidos
La temperatura La temperatura altera las propiedades físicas de los sólidos, de los líquidos y de los gases.
Los efectos de la temperatura sobre los sólidos Bajo el efecto del calor, la mayoría de los sólidos se dilatan y se pueden deformar más fácilmente. Los sólidos se retraen y se vuelven más frágiles bajo el efecto del frío.
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Las unidades de medida
Los efectos de la temperatura sobre los líquidos Bajo el efecto del calor, como por ejemplo en un circuito de refrigeración del motor, los líquidos se dilatan antes de retraerse con la refrigeración.
Los efectos de la temperatura sobre los gases La presión y el volumen de un gas varían con la temperatura. A volumen constante, la presión aumenta con la elevación de la temperatura. A presión constante, el volumen aumenta con la elevación de temperatura.
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LA MEDICIÓN DIMENSIONAL La metrología 12 El pie de rey 16 El micrómetro 21 El comparador 24 Los accesorios 26
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La medición dimensional
La metrología La metrología es el método utilizado para medir las cotas de una pieza mecánica. Los instrumentos de medida que se utilizan con mayor frecuencia en el taller son los siguientes:
• • •
el pie de rey, el micrómetro, el comparador.
Los instrumentos de medida son instrumentos de precisión. La elección del medio de medición metrológica depende de las características de la pieza y del nivel de precisión deseado.
La periodicidad del control La periodicidad del control debe adaptarse a las exigencias de la medición, a los riesgos de deriva de los elementos y a las condiciones de utilización de los instrumentos de medida. El manual que se entrega con cada instrumento de medida, indica, generalmente, la periodicidad del control. Cuando existe un sistema de garantía de la calidad en la empresa, la periodicidad del control viene claramente definida en un manual de calidad para cada instrumento de medida.
ATENCIÓN El control pasa a ser obligatorio si el instrumento de medida sufre un choque violento o cualquier otro daño que pueda modificar su precisión o sus características.
El ajuste de los instrumentos de medida Según su modo de ajuste, los instrumentos de medida pueden clasificarse en tres categorías:
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La medición dimensional
1. Los instrumentos de medida que no se pueden ajustar. Instrumentos para los que no es posible ninguna acción correctiva. 2. Los instrumentos de medida que puede ajustar el técnico. Instrumentos cuya deriva puede ser corregida por el técnico. 3. Los instrumentos de medida que puede ajustar el fabricante. Instrumentos de gran precisión cuya deriva sólo puede ser corregida por el fabricante o por un organismo autorizado.
La precisión de la medición Si la precisión de la medida depende directamente de la precisión del instrumento empleado, también depende de la precisión de la medición. Para obtener la precisión requerida, respetar estos puntos: 1. Determinar el instrumento de medida adaptado. 2. Verificar la precisión del instrumento de medida. 3. Asegurarse de que las partes en contacto con el instrumento de medida están limpias. 4. Asegurarse de que el instrumento está bien colocado sobre la pieza que hay que medir (figura 5). 5. Interpretar correctamente la medida en el instrumento.
Figura 5. Correcto posicionamiento de los instrumentos de medida
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La medición dimensional
Generalmente, la precisión de la medición se puede determinar mediante la simple repetición de la misma.
ATENCIÓN No hay que utilizar nunca un instrumento de medida cuya precisión no se pueda verificar ni garantizar. Cualquier anomalía constatada, que comprometa la integridad de la medida, debe ser señalada y claramente indicada en el instrumento.
Las precauciones de utilización y de almacenamiento Para realizar una medición metrológica correcta, respetar las precauciones siguientes (figuras 6 a 10):
Guardar siempre los instrumentos de medida en su maletín de origen.
Figura 6. Precaución de utilización
Asegurarse de que la graduaciones y las superficies de contacto están limpias.
Figura 7. Precaución de utilización
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La medición dimensional
No limpie nunca las superficies de medición con un elemento abrasivo.
Figura 8. Precaución de utilización
Nunca deje caer ni permita que choquen entre sí los instrumentos de medida.
Figura 9. Precaución de utilización
No guarde nunca los equipos de medición en lugares húmedos ni sometidos a temperaturas extremas.
Figura 10. Precaución de almacenamiento
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La medición dimensional
El pie de rey El pie de rey se puede utilizar para medir la longitud, el espesor, el diámetro exterior o interior, o la profundidad de las piezas mecánicas.
Los elementos del pie de rey El pie de rey (figura 11) se compone de una parte fija y de una parte móvil. La parte fija está compuesta por estos elementos:
• • •
una cabeza (1), un pico exterior (2), una regla graduada (3).
La parte móvil está compuesta por estos elementos:
• • •
un cursor con un nonio graduado (4), un pico exterior (2), una sonda de profundidad (5).
Figura 11. Pie de rey
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La medición dimensional
Las precauciones de utilización El pie de rey está sujeto a las precauciones generales de utilización de los instrumentos de medida. Antes de utilizar un pie de rey, debe verificar los puntos siguientes:
• • • •
La precisión del pie de rey. El deslizamiento sin juego y sin punto duro de los elementos móviles. El paralelismo de las puntas interiores. El alineamiento de la primera y de la última graduación del nonio con las de la regla (figura 12), cuando las dos puntas interiores están en contacto.
•
La ausencia de separación entre las dos puntas cuando están en contacto.
Figura 12. Alineamiento correcto de las marcas
OBSERVACIÓN En la mayoría de los pies de rey, dos tornillos situados en el nonio permiten corregir el paralelismo de las puntas.
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La medición dimensional
La precisión de los pies de rey La precisión del pie de rey se calcula dividiendo el valor de una graduación de la regla entre el número de graduaciones de la escala del nonio. Existen tres tipos de escala principales de nonio (figura 13):
•
Una escala del nonio que consta de 10 graduaciones (1). En caso de una escala de nonio con 10 graduaciones, si la graduación de la regla vale 1 mm, la precisión del pie de rey será de 1 entre 10, es decir, 1 décima de milímetro.
•
Una escala de nonio que consta de 20 graduaciones (2). En caso de una escala de nonio con 20 graduaciones, si la graduación de la regla vale 1 mm, la precisión del pie de rey será de 1 entre 20, es decir, 5 centésimas de milímetro.
•
Una escala del nonio que consta de 50 graduaciones (3). En caso de una escala de nonio con 50 graduaciones, si la graduación de la regla vale 1 mm, la precisión del pie de rey será de 1 entre 50, es decir, 2 centésimas de milímetro.
Figura 13. Diferentes escalas de nonio
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La medición dimensional
La medición Para obtener una medida correcta con el pie de rey, hay que respetar las siguientes consignas:
• • •
No forzar el cursor al realizar la medición. Bloquear el tornillo del nonio para mantener las puntas en su posición. Retirar el pie de rey de la pieza que hay que medir en caso de que el entorno pueda perturbar la lectura de los valores.
•
Leer la medida, con el campo visual lo más perpendicular posible al útil.
La interpretación de la medida Con una escala del nonio que consta de 10 graduaciones.
La regla indica los milímetros y el nonio las décimas de milímetros. La suma de los dos valores arroja la medida final.
Figura 14. Nonio con una precisión de 1/10 de mm
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La medición dimensional
Con una escala del nonio que consta de 20 graduaciones.
La medida se obtiene multiplicando el número de graduaciones del nonio, determinado por el alineamiento, por 0,05.
Figura 15. Nonio con una precisión de 5/100 de mm
Con una escala del nonio que consta de 50 graduaciones.
La medida se obtiene multiplicando el número de graduaciones del nonio, determinado por el alineamiento, por 0,02.
Figura 16. Nonio con una precisión de 2/100 de mm
OBSERVACIÓN En algunos modelos de pie de rey, la medida de una cota interior se obtiene añadiendo el espesor de las dos puntas al valor leído.
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La medición dimensional
El micrómetro El micrómetro (figura 17) permite medir, con una precisión de 0,01 milímetros, el diámetro de un cilindro y el espesor de una pieza.
Los elementos del micrómetro El micrómetro (figura 17) se compone de estos elementos:
• • • • • •
un cuerpo (1), un palpador fijo (2), un palpador móvil (3), un casquillo cilíndrico fijo graduado (4), un nonio rotativo que incluye 50 divisiones (5), un trinquete (6).
Figura 17. Micrómetro
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La medición dimensional
Las precauciones de utilización El micrómetro está sujeto a las precauciones generales de utilización de los instrumentos de medida. Antes de utilizar un micrómetro, verificar siempre estos puntos:
• • • •
La capacidad del micrómetro respecto a la pieza que hay que medir. La limpieza de los palpadores. El libre movimiento del nonio rotativo. El perfecto alineamiento de los ceros (figura 18) del casquillo cilíndrico y del nonio cuando los palpadores están en contacto.
Figura 18. Alineamiento correcto de las marcas
La medición Para obtener una medida correcta con el micrómetro, respetar estos puntos:
•
Posicionar correctamente los palpadores a ambos lados de la pieza que hay que medir. Los palpadores deben colocarse correctamente en la pieza que hay que medir y no deben estar descentrados.
•
Poner los palpadores en contacto con la pieza, girando el trinquete, con precaución, hasta que patine.
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La medición dimensional
ATENCIÓN No apriete nunca la pieza forzando en el nonio rotativo.
La interpretación de la medida El punto de intersección del casquillo y del nonio indica la medida que hay que leer (figura 19).
El casquillo muestra los milímetros por intervalos de 0,5 milímetros y el nonio muestra las centésimas de milímetro. La suma de los dos valores arroja la medida final.
Figura 19. Indicación de la medida que hay que leer
El tamaño del micrómetro Existen diferentes tamaños de micrómetros para capacidades adaptadas a la medida. Ejemplos de capacidades: 0 a 25 mm, 25 a 50 mm, 50 a 75 mm, etc.
Para guardar el micrómetro Tras su utilización, el micrómetro debe guardarse con los palpadores separados en su maletín de origen.
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La medición dimensional
El comparador El comparador permite medir los desplazamientos relativos de diferentes piezas.
Los elementos del comparador El comparador (figura 20) consta de estos elementos:
• • • •
una esfera rotativa (1), una escala de medida exterior (2), una escala de medida interior (3), una punta de medición (4) que se desliza axialmente.
La esfera principal (1) se puede girar para colocar el “0” frente a la aguja principal.
Figura 20. Comparador
Las precauciones de utilización Antes de utilizar un comparador, verificar siempre estos puntos:
• • • • • •
La limpieza del comparador. La elección de una punta de medición adaptada a la medida. El correcto apriete de la punta de medición. La libre rotación de la esfera. El libre deslizamiento de la punta de medición en toda su longitud. La horquilla de medida del comparador respecto a la medición que hay que efectuar.
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La medición dimensional
La medición Para obtener una medida correcta con el comparador, respetar estos puntos:
• • •
Fijar sólidamente el comparador a un soporte. Instalar el comparador en el eje del desplazamiento. Instalar el comparador en posición perpendicular respecto al borde de la pieza que hay que medir.
•
Efectuar la medición.
La interpretación de la medida El comparador tiene una escala exterior y una escala interior, cada una de las cuales incluye una aguja de lectura (figura 21).
La escala exterior representa un milímetro dividido en cien graduaciones. La escala interior representa el número de milímetros recorrido por la aguja exterior.
Figura 21. Escala de medición de un comparador
La medida final se obtiene por sustracción de dos valores medidos.
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La medición dimensional
Los accesorios Si el acceso es difícil, algunos accesorios pueden facilitar la medición (figura 22).
El compás (1 y 2) se puede utilizar para trasladar las cotas interiores o exteriores. El calibre (3) se puede utilizar para las dimensiones de algunos diámetros.
Figura 22. Accesorios para accesos difíciles
La lectura de las medidas se efectúa después con los instrumentos tradicionales.
Se pueden utilizar otros accesorios La bancada y los soportes en uve (figura 23). Se puede utilizar una bancada (1) con soportes en uve (2) y con un comparador (3) montado en su soporte para medir el ovalado de algunas piezas.
Figura 23. Medición del ovalado en la bancada
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La medición dimensional
El juego de calas Un juego de calas consta de un conjunto de láminas calibradas. Se puede utilizar un juego de calas asociado a una regla para verificar la planidad de una culata (figura 24) o el juego de un montaje de rodamiento.
Figura 24. Verificación de la planidad de una culata
Antes de utilizar un juego de calas y una regla, verificar siempre estos puntos:
• •
La limpieza de la regla y de las calas. El estado y la integridad de la regla y de las calas.
Después de utilizarlos, siempre se deben limpiar, controlar y lubricar ligeramente la regla y el juego de calas. La regla y el juego de calas deben guardarse en sus respectivos estuches (maletines).
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LA MEDIDA DE PRESIÓN Y DE TEMPERATURA Los manómetros de presión de los gases 29 Los manómetros de presión de los líquidos 29 Los termómetros 31
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La medida de presión y de temperatura
Los manómetros de presión de los gases Los manómetros permiten medir una presión o una depresión. En un vehículo, la medición de la presión de los gases es un elemento importante de ayuda al diagnóstico. La posición de la aguja en las graduaciones del manómetro indica la medida. La sección de utillaje específico de la documentación técnica RENAULT indica el tipo de manómetro que hay que utilizar para efectuar un diagnóstico.
Los manómetros de presión de los líquidos Existe una gran variedad de circuitos hidráulicos bajo presión. La medida de la presión hidráulica requiere un utillaje específico adaptado a cada circuito.
La mayoría de los manómetros tienen una escala graduada en bares.
Figura 25. Manómetro graduado en bares
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La medida de presión y de temperatura
Para algunas aplicaciones, la escala se puede graduar en milibares.
Figura 26. Manómetro graduado en milibares
RECUERDEN Un bar es igual a 1.000 milibares.
Las maletas específicas de medición de la presión de los líquidos En la mayoría de los controles de la presión hidráulica, una maleta específica (figura 27) consta de un manómetro (1), un flexible de conexión (2) y adaptadores (3) que hay que instalar en el vehículo.
Figura 27. Maleta de medición de la presión de los líquidos
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La medida de presión y de temperatura
ATENCIÓN Hay que prestar mucha atención a la elección de la maleta. Una mala elección puede provocar daños corporales o daños en el vehículo.
Las precauciones de utilización La medición de una presión hidráulica está sujeta a estas precauciones:
•
Asegurarse de que el sistema hidráulico está despresurizado antes de intervenir para evitar cualquier riesgo de lesiones.
•
Instalar el adaptador según el proceso descrito en la documentación técnica RENAULT prestando mucha atención para no dañar las roscas.
•
Verificar el estado de los acoplamientos, sobre todo de las juntas tóricas del adaptador para evitar riesgos de fuga.
Los termómetros La unidad de medida La unidad de medición de la temperatura es el grado Celsius. Hay tres tipos de termómetros:
• • •
El termómetro de ampolla. El termómetro de esfera. El termómetro digital.
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La medida de presión y de temperatura
El termómetro de ampolla. El termómetro de ampolla (figura 28) se utiliza para medir la temperatura de los líquidos.
La ampolla que contiene líquido se pone en contacto con el líquido que hay que medir.
Figura 28. Termómetro de ampolla
El valor de la temperatura se lee cuando el líquido del termómetro se estabiliza.
El termómetro de esfera. El termómetro de esfera (figura 29) es más robusto y su lectura es más fácil que la del termómetro de ampolla.
El extremo del termómetro de esfera se coloca en el líquido que hay que medir.
Figura 29. Termómetro de esfera
Ahora bien, el tiempo de reacción de este termómetro es mayor que el de los otros termómetros.
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La medida de presión y de temperatura
Por lo tanto, el termómetro de esfera sólo se utiliza cuando la variación de temperatura es brutal.
El termómetro digital El termómetro digital (figura 30) ofrece estas ventajas:
•
El termómetro digital lee de manera precisa las fracciones de grado.
•
El termómetro digital es muy preciso para medir la temperatura del aire acondicionado.
•
La medición es instantánea.
•
La visualización se lee fácilmente. Las escalas de medida pueden cambiarse.
El termómetro digital se utiliza de manera muy sencilla colocando el captador de medición en un líquido o un flujo de aire.
Figura 30. Termómetro digital
El termómetro digital ofrece una lectura más precisa e instantánea de la temperatura del aire o de los líquidos.
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LA DINAMOMETRÍA El apriete 35 Las llaves dinamométricas y transportadores de ángulos 37
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La dinamometría
El apriete El objetivo del apriete es garantizar una fuerza de contacto entre dos piezas mecánicas. La tensión presente en el conjunto tornillo-tuerca es directamente proporcional a la fuerza de contacto deseada. La tensión que se ejerce en el conjunto tornillo-tuerca se deriva de las propiedades de deformación del material del conjunto tornillo-tuerca.
Las fases de deformación de los materiales La deformación de un material se caracteriza por estas fases (figura 31): 1. Una fase elástica durante la cual el material recupera su dimensión inicial si el esfuerzo de deformación se interrumpe. 2. Una fase plástica durante la cual el material sigue deformándose y no recupera su dimensión inicial si el esfuerzo de deformación se interrumpe. 3. Una vez superado el límite plástico, el esfuerzo de deformación lleva a la rotura del material.
Figura 31. Fases de deformación de un material
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La dinamometría
El par de apriete El par es el esfuerzo de rotación que se ejerce sobre un objeto que gira. El par que hay que aplicar en un conjunto tornillo-tuerca se ha calculado para que su material esté en una fase de deformación plástica.
El par es igual a la fuerza aplicada en newtons multiplicada por la distancia de aplicación de la fuerza (figura 32).
Figura 32. Aplicación de un par a un tornillo
La unidad del par de apriete La unidad de medida del par es el newtonmetro. La unidad de medida del par más utilizada en la documentación técnica RENAULT es el decanewtonmetro, que es igual a 10 newtonmetros.
ATENCIÓN Los valores de los pares de apriete se indican en la documentación técnica RENAULT y nunca deben sobrepasarse para evitar que se rompa el conjunto tornillo-tuerca.
El apriete angular El apriete permite garantizar el contacto entre dos superficies planas. Algunos rozamientos entre el tornillo y la tuerca alteran este fenómeno. Para evitar algunas perturbaciones debidas a los rozamientos, los aprietes se indican en valor de par y de ángulo de rotación.
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La dinamometría
Las llaves dinamométricas y transportadores de ángulos Para aplicar un par a un conjunto tornillo-tuerca, se utiliza una llave dinamométrica. Las llaves dinamométricas son instrumentos de medida y control. Existen tres tipos de llaves dinamométricas principales (figura 33):
• • •
Las llaves dinamométricas de aguja. Las llaves dinamométricas de trinquete. Las llaves dinamométricas de esfera o de visualización digital.
Figura 33. Tres tipos de llaves dinamométricas principales
La llave dinamométrica de trinquete La llave dinamométrica más conocida es la llave dinamométrica de trinquete. Para efectuar un apriete con una llave dinamométrica de trinquete, basta con ajustar el valor de corte antes de aplicar una rotación constante. Cuando la llave ha saltado, está lista para realizar un nuevo apriete.
ATENCIÓN Una vez haya saltado la llave dinamométrica, sobre todo no hay que continuar insistiendo en el tornillo para no aumentar el par de apriete.
Tras utilizarlo, el dispositivo de corte de la llave debe ponerse a cero.
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La dinamometría
La llave dinamométrica de aguja, o de visualización con esfera mecánica o digital La llave dinamométrica de aguja, o de visualización mediante esfera mecánica o digital, muestra el valor exacto del par durante el apriete. Hay que alcanzar el valor que se desea y leerlo en la pantalla de visualización. En todos los casos, antes de utilizarla, se debe comprobar el cero.
Figura 34. Llaves dinamométricas de esfera mecánica y de aguja
Las precauciones de utilización La llave dinamométrica debe utilizarse atendiendo a las precauciones generales de empleo de los útiles de medida y de control. Antes de utilizar la llave, en función del tipo de que se trate, verificar siempre estos puntos:
• • •
El estado y el funcionamiento del sistema de arrastre del trinquete. El estado y la integridad de los accesorios. El bloqueo del sistema de corte.
Para obtener un apriete correcto, la llave dinamométrica debe colocarse en posición perpendicular al eje del tornillo y se debe aplicar al mismo una rotación constante.
Los transportadores de ángulos El apriete final de un tornillo se efectúa normalmente por apriete angular.
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La dinamometría
Hay dos tipos de transportadores de ángulos (figura 35): el transportador de ángulos de aguja móvil y de esfera fija (1) y el transportador de ángulos con esfera móvil y aguja fija independiente, que está conectada por un flexible a una base magnética (2).
Figura 35. Dos tipos de transportadores de ángulos
Tabla para conversión de medidas
Unidades actuales Fuerza Kg.f Torque N.m Torque Kg.f*cm Presion Bar Presion PSI Temperatura Grados Centigrados Temperatura Grados Centigrados
Multiplicar por 9,8 Multiplicar por 10,19 Multiplicar por 0,098 Multiplicar por 14,5 Multiplicar por 0,068 Sumar 274,5 Sumar 33,8
Se obtiene Newton Kg.f*cm N.m PSI Bar Grados Kelvin Grados Fahrenheit
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