METROLOGIA 203049A_474
Unidad 2: Fase 3- Realizar Lluvia de ideas y selección de la idea adecuada para la solución del problema planteado
Presentado a: OSCAR IVAN VALDERRAMA Tutor
Programa: Ingeniería Electrónica
Entregado por: JAIME JOSE JIMENEZ ARGEL Code: 72244824
Grupo: 203049_12
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNAD VICERRECTORIA ACADEMICA Y DE INVESTIGACION 27 OCTUBRE 2018 BARRANQUILLA
Actividades a desarrollar
El estudiante debe estudiar las temáticas correspondientes a la Unidad 2, y realizar las siguientes actividades: 1. Identificar los instrumentos necesarios para realizar las medidas de magnitudes en el proceso de fabricación de condensadores, y describir brevemente su uso.
Instrumento Instrumento 1. Reglas de medición
Imagen
Descripción de su uso La regla, también regla graduada, es un instrumento de medición con forma de plancha delgada y rectangular que incluye una escala de longitud graduada, por ejemplo, en centímetros o pulgadas; es útil para trazar segmentos con la ayuda de un bolígrafo o lápiz, y puede ser rígida, semirrígida o muy flexible, construida de madera, metal y material plástico, entre otros materiales. Su longitud total rara vez llega a un metro de longitud, y la mayoría se construyen de 30 centímetros. Suelen incluir graduaciones de diversas unidades de medida, como milímetros, centímetros y decímetros, aunque también las hay con graduación en pulgadas o incluso en ambas escalas. Es muy utilizada en los estudios técnicos y materias que tengan que ver con uso de medidas, como arquitectura, ingeniería y construcción.
Instrumento 2. Lainas
Transcript of Lainas o Galgas. Se llama galga o calibre fijo a los elementos que se utilizan en el mecanizado de piezas para la verificación de las cotas con tolerancias estrechas cuando se trata de la verificación de piezas en serie.
Instrumento 3. Medidores Vernier
El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera o pie de rey, es un instrumento de medición, principalmente de diámetros exteriores, interiores y profundidades, utilizado en el ámbito industrial. El vernier es una escala auxiliar que se desliza a lo largo de una escala principal para permitir en ella lecturas fraccionales exactas de la mínima división. Para lograr lo anterior, una escala vernier está graduada en un número de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas escalas están marcadas en la misma dirección. El micrómetro, micrón o micra es una unidad de longitud equivalente a una milésima parte de un milímetro. Su símbolo es µm. Su nombre proviene del griego μικρός (micrós), neutro de μικρόν (micrón): pequeño. También es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o simplemente palmer. Su funcionamiento se basa en un tornillo micrométrico que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro (0,01 mm y 0,001 mm, respectivamente).
Instrumento 4. Micrómetros
Instrumento 5. Goniómetro
Instrumento 6. Medidor de capacitancia
Un goniómetro es un aparato en forma de semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º, utilizado para medir o construir ángulos. Este instrumento permite medir ángulos entre dos objetos, tales como dos puntos de una costa, o un astro, generalmente el Sol, y el horizonte. Transportadores Universales (en este caso de Starrett) con vernier, pueden ser leídos precisamente con una aproximación de 5 minutos (5’) ó 1/12 de grado. El cuadrante está graduado a la derecha y a la izquierda del cero, hasta 90 grados. La escala del vernier está también graduada a l a derecha y a la izquierda del cero, hasta 60 minutos (60’). El capacímetro es un equipo de prueba electrónico utilizado para medir la capacidad o capacitancia de los condensadores. Dependiendo de la sofisticación del equipo, puede simplemente mostrar la capacidad o también puede medir una serie de parámetros tales como las fugas, la resistencia del dieléctrico o la componente inductiva.
2. Investigar los conceptos de ajuste y tolerancia según la ISO, y establecer su relación y aplicación con las medidas de los productos obtenidos en la fabricación de condensadores.
La tolerancia admisible referida principalmente a las dimensiones de un elemento dado que debe fabricarse, también puede incluir a la forma y posición de las superficies que lo limitan, puesto que según las razones ya expuestas, la forma de una superficie mecanizada no será nunca absolutamente plana, cilíndrica, circular o esférica. Por otra parte, aún cuando el mecanizado sea muy preciso, no es posible conseguir superficies perfectamente paralelas, perpendiculares o coaxiales entre sí. Por ejemplo, no es posible conseguir perpendicularidad perfecta entre caras adyacentes de un cubo, ya sea mecanizado a mano o a máquina, ni paralelismo perfecto entre sus caras opuestas. Tampoco es posible obtener en un torno, y ni siquiera en una
rectificadora, una pieza cilíndrica cuyas generatrices sean perfectamente paralelas entre sí. Por consiguiente deberán admitirse: •
•
Tolerancias dimensionales Tolerancias geométricas de forma y de posición
Teniendo en cuenta además los errores inevitables en la medición de las piezas, las tolerancias citadas deben disminuirse a efectos de poder garantizar que todas las piezas obtenidas cumplan con las cotas del plano, y de ese modo pueda esperarse que su funcionamiento responda según lo previsto. Los símbolos, designaciones y definiciones que emplearemos son los de las normas UNE 4024, 4026 y 5023, basadas en el sistema de tolerancias de la norma ISO 286 universalmente aceptado. Las definiciones se refieren al acoplamiento de piezas cilíndricas (ejes y agujeros), pero pueden aplicarse a elementos de cualquier otra forma. La temperatura de referencia de las dimensiones e s de 20 ºC. Construcciones Mecánicas Ajustes (acoplamientos)
Las construcciones mecánicas están generalmente compuestas por una cadena más o menos compleja de elementos acoplados, móviles o no, cada uno con respecto al sucesivo. Dicha cadena se inicia en el bastidor, o sostén de todos los mecanismos, y finaliza cerrándose sobre el mismo. Los elementos acoplados más simples y comunes, son: un eje trabajando y su correspondiente alojamiento, es decir, un agujero. El acoplamiento será móvil, cuando exista entre eje y agujero un cierto espacio radial (juego), destinado a consentir el movimiento relativo de rotación, traslación, y además a contener la película lubricante. Será forzado cuando el eje queda fijado al agujero mediante una fuerza que suprime el movimiento relativo entre ambos, quedando solidarios entre si. Para que ello ocurra, el diámetro del eje debe ser, antes de acoplarse, mayor que el del agujero (interferencia o aprieto). El montaje es posible en este caso, variando la temperatura de una o ambas piezas, o bien, debido a la deformación plástica y elástica de los dos
elementos que se acoplan, y que sufren por consiguiente un en grane o trabazón mutua o permanente, creando en consecuencia un vínculo rígido. Piezas ajustadas, son las acopladas entre sí, articuladas o no, formando ellas el llamado vínculo, y de acuerdo a las dimensiones de ambas piezas, habrá: •
•
Ajustes con juego, cuando el eje es menor que el agujero. Ajustes con aprieto, cuando el eje es mayor que el agujero, antes de ser montados.
El tipo de vinculación debe mantener sus características durante el trabajo variable del mecanismo que involucran, con cargas dinámicas variables o bruscas, variación en el número de revoluciones, variación en las propiedades del lubricante, cambios de temperatura, etc. Los dos tipos de ajustes mencionados, se obtendrán estableciendo dos límites (máximo y mínimo) en las medidas de cada uno de los elementos a acoplarse, cuya magnitud debe prever el proyectista basándose en general en normas de ajuste o en ciertos casos en su propia experiencia. La diferencia entre esos límites es la ya citada tolerancia de fabricación de cada elemento. Tolerancias y ajustes Según ISO (International Standardization Organization)
Como ya se ha dicho, no existen máquinas que construyen piezas exactamente iguales entre sí. Instrumentos de medición que permitan asegurar la absoluta repetitividad y precisión de las medidas, tampoco existen. Medidas absolutas no se pueden obtener. Tanto la fabricación como la medición están pues sujetas a errores de muy distinta índole. Todo lo enunciado obliga a establecer límites, ajustados a las necesidades, en la obtención de cada cota. Donde los límites pueden ser muy amplios, ellos no se fijan en el diseño, llamándose cotas libres. En general, se aclara en el plano, cuáles son las tolerancias máximas para las dimensiones libres. Por ejemplo, así: todas las cotas sin tolerancia, admiten 0,5 mm.
De acuerdo a lo expresado, habrá en consecuencia un máximo y un mínimo, entre los cuales puede variar la cota real de la pieza buena, que se llama tolerancia. Ella debe ajustarse lo más estrictamente a las necesidades, pues si bien cuanto más estrecha, hay más seguridad de intercambiabilidad, el Tolerancia costo crece muy rápidamente, según una ley hiperbólica expresada en la Figura 1, cuando el valor de la tolerancia disminuye. Las Normas ISO 286 establecen: -Un sistema de tolerancias
Costo
Figura 1
-Un sistema de ajustes -Un sistema de calibres límites para la verificación y control de piezas.
Dichas normas corresponden a las piezas más simples, es decir las cilíndricas (ejes o árboles y agujeros), pudiendo por extensión aplicarse a casos más complicados. A continuación se extractan definiciones de dichas no rmas (Ver normas fundamentales DIN 7182 en adelante). Cada medida recibe una tolerancia de acuerdo a su empleo. Las tolerancias pueden referirse a dimensiones y formas (tolerancias macro geométricas) o a rugosidad superficial (tolerancias micro geométricas). Estas últimas no están normalizadas por ISO. Factores que influyen en las diferencias de medida de las piezas respecto a los valores nominales. Las diferencias se derivan de imperfecciones: del operario, de la máquina, del dispositivo o montaje, de la herramienta, del calibre o instrumento de control, de la rigidez del material; y en cuanto a la pieza terminada, del tratamiento térmico, que puede afectar su forma y dimensiones. Errores de primer grado, son los provenientes de la influencia de la máquina-herramienta, con sus defectos inherentes a ajustes de mesas y carros móviles en sus guías, con sus juegos inevitables, imperfecciones en el bastidor o en la bancada, juego con los husillos, que originan errores de ejecución.
Los errores de segundo grado son variables e imprevisibles y se originan en deformaciones temporarias, bajo la acción de los esfuerzos de corte, vibraciones, temperatura, flexión de partes móviles y fijas, etc. La distribución de los errores o discrepancias en las piezas maquinadas, definida con control estadístico, responde a una curva de Gauss cuyo máximo está ubicado en la zona de diámetros nominales (solo si los mismos equidistan de los límites). Para árboles, se desplaza generalmente hacia los valores positivos de las discrepancias, y en los agujeros hacia los negativos, provocado ese desplazamiento p or la influencia que pone en juego el operario o el preparador de máquinas, para evitar rechazos por defecto de material en la fabricación de la pieza.
3. Relacionar los patrones primarios, secundarios y de trabajo para las medidas requeridas en el proceso de fabricación de condensadores. Patrón primario
Patrón que es designado o ampliamente reconocido como poseedor de las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor se acepta sin referirse a otros patrones de la misma magnitud. Con base en el patrón nacional de capacitancia, el alcance de medición cubre un intervalo comprendido entre 1 pF (10-12F) a 1 F. Para establecer los valores de capacitancia de 1 pF a 100 pF se emplean capacitores de dieléctrico de sálica fundida. Para el valor de 1 nF (10-9 F) se emplean capacitores de dieléctrico de nitrógeno seco, para valores de 10 nF a 1 μF (10-6 F) se utilizan capacitores de dieléctrico de mica, y Para valores de 10μF a 1 F se emplea un capacitor de cuatro terminales cuyo funcionamiento está basado en transformadores de relación. Para realizar el escalamiento a partir del patrón nacional, se utiliza un puente de capacitancia basado en un divisor inductivo de tensión y capacitores de balance, los cuales permiten realizar mediciones con relaciones de 1:1 y 10:1, con una resolución n de 0,1 aF.
Patrón secundario
Patrón cuyo valor se establece por comparación con un patrón primario de la misma magnitud. Estos son los laboratorios industriales donde se fabrican los condensadores, y se deben de regir por la medida patrón de capacitancia que es suministrada o regulada por el patrón nacional de capacitancia. Patrón de trabajo Patrón que se utiliza corrientemente para calibrar o controlar medidas materializadas, instrumentos de medida o materiales de referencia. Los patrones de trabajo de capacitancia se pueden obtener en un amplio rango de valores. Por lo general los valores más pequeños son capacitores de aire, mientras que los capacitores más grandes utilizan materiales dieléctrico sólido. Las elevadas constantes dieléctricas y las capas dieléctricas muy delgadas son la base de los patrones más compactos. Los capacitores de nica-placa son excelentes patrones d e trabajo, son muy estable y tienen un factor de disipación muy bajo, un coeficiente de temperatura muy pequeño y poco o nada de envejecimiento. Estos tres patrones se relacionan en la fabricación de un condensador. 4. De acuerdo con lo investigado en los numerales anteriores, realizar una lluvia de ideas para proponer soluciones al problema plateado.
a. Verificar que los patrones de trabajo y secundarios estén bien calibrados o cumplan con la norma que los regula. b. Controles de Calidad riguroso que garanticen un producto al 100%. c. Revisión y control de las placas de los condensadores fabricados sean iguales. d. Garantizar que las placas manejen un estándar de distancia entre las Placas. e. Establecer criterios para evaluar cada una de las ideas generadas y seleccionar como grupo la idea que más se adecua para dar solución al problema planteado.
