Laboratorio de Máquinas y Herramientas Facultad de Ingeniería Ingeniería Industrial E.A.P. Ingeniería Industrial – UNMSM Tema: Instrumentos de Medición Longitudinales Zegarra Terrazas Terrazas Gonzalo Antonio 06170032 Yakabi Cuba Angélica Sayuri 07170009
Horario: Martes 08-10 am Ciclo 2009-2
INTRODUCCIÓN
La necesidad moderna de productos manufacturados a un costo sumamente reducido, ha obligado al empleo de máquinas- herramientas perfeccionadas para responder a las exigencias actuales.
Una de las condiciones indispensables para cumplir esas exigencias, es la de la exactitud de las dimensiones y de las formas de las piezas elaboradas, que deben cumplir la condición de intercambiabilidad. Para que esta condición pueda ser cumplida es necesario trabajar las piezas con precisión indispensable y para controlar las dimensiones que cada una de ellas presenta, métodos y herramientas especiales de medición y control.
Por ello en el presente informe se tratará uno de los puntos indispensables para el diseño, la elaboración, y supervisión de piezas que es la medición, corroborando sus diferencias y similitudes haciendo empleo en el laboratorio de máquinas y herramientas los instrumentos de medición estándares y más utilizados actualmente.
MARCO TEÓRICO INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN LONGITUDINALES METROLOGÍA Efectuar una medición significa encontrar la distancia existente entre dos puntos dados. Este caso es más frecuente cuando las mediciones se refieren a cuerpos cuyas dimensiones deben establecerse. Para realizarla se puede proceder de dos maneras diferentes: directa o indirectamente.
MEDICIONES DIRECTAS E INDIRECTAS Son directas cuando se emplea un instrumento que brinda la lectura su escala respectiva. Son lecturas indirectas cuando se tiene que determinar la medida mediante un instrumento que no tiene escala y se debe relacionar con los de lectura directa. Instrumentos de medición directa: - Regla Graduada - Micrómetro ó Palmer Micrómetro tubular Micrómetro de Profundidad Micrómetro Interior con Brazo de medición Imicro - Vernier, Compás de corredera, Calibrador o Pie de Rey - Calibrador de Altura o Medidor de Altura
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA El Micrómetro ó Palmer: Es un aparato destinado a la medida de espesores. Dispone de un tornillo micrométrico que avanza con una tuerca fija en forma de herradura. La tuerca dispone de una escala para apreciar el número de vueltas completas que da el tornillo. El tornillo dispone de un tambor circular o limbo graduado que permite apreciar las fracciones de vuelta. El palmer tiene un tornillo de paso de ros ca “h” rigurosamente constante, de modo que si se le da una vuelta completa al tornillo, este avanza con respecto a la tuerca fija una distancia igual a su paso de rosca “h”. Para el palmer utilizado, el paso de la rosca “h” es igual a 0.5mm, es decir, cua ndo el limbo graduado
da una vuelta completa el tornillo avanza 0.5mm. El limbo graduado está dividido en “n” partes de manera que es posible apreciar 1/n partes de vuelta.
Figura 1: Partes del micrómetro B
E
B= tornillo micrométrico A= tuerca fija E= escala T= tambor circular o limbo T
A
Figura 2: Escala
Para el caso del micrómetro utilizado, se dispone de la escala fija, en la que las divisiones superiores corresponden a 1mm, y las mediciones inferiores a 0.5mm.
Figura 3: Limbo- escala móvil
Para el caso del micrómetro utilizado, se observa que el limbo tiene 50 divisiones correspondientes a las 50 partes de 0.5mm.
Figura 4: Rosca del limbo
El paso= una vuelta de limbo= 0.5mm de avance en la escala fija.
Sensibilidad: Dicha medida de 0.01 mm es llamada Sensibilidad (p): La sensibilidad del palmer será, por tanto, el cociente del paso de rosca “h” entre número de partes “n” que tiene el limbo graduado.
La sensibilidad viene especificada en el propio aparato en la tuerca fija en forma de herradura.
Cómo medir con el micrómetro: Se coloca el objeto entre el tornillo de ajuste y se hace avanzar este hasta que presiona suavemente sobre el objeto. A continuación se observa en la escala fija “E” el número de vueltas completas que ha avanzado el tornillo y en la escala fija inferior si el número de vueltas corresponden a un número entero mas 0.5mm o menos de 0.5mm. Seguidamente se observa el número de divisiones que señala la escala sobre el tambor “T” respecto a la línea horizontal de la escala fija, dicho valor multiplicado por 0.01
(sensibilidad) se le suma al valor previo hallado en la escala fija. Finalmente se le agrega la tolerancia de + 0.01mm.
Ejemplo: Figura 5: medición en el micrómetro
Línea de referencia para la medida de 41
41
Si la medida en el tambor se encuentra entre 2 divisiones, se tomará la inmediata inferior.
Medida:
2.50 + 41(0.01) 2.91 + 0.01mm
Error de Cero: El error de cero es la medida que marca el micrómetro cuando en ausencia de objeto a medir, se gira el tornillo hasta que el tornillo presione suavemente con el tope izquierdo del micrómetro. En teoría en este caso la medida del palmer debería ser cero, sin embargo, en la práctica esto no suele ser así. Por ejemplo el palmer de la imagen en vez de marcar cero señala una división por debajo de cero. Figura 6: Error de cero- ejemplo
Es decir, a las medidas realizadas con este palmer se debe sumar 0.01 mm para que la medida sea correcta. Por otro lado si en vez de marcar por debajo, marcara alguna división por encima de cero, en la figura siguiente: 2 divisiones por encima de cero entonces, a las medidas realizadas con este palmer habrá que restarle 0.02mm para que sean correctas. Figura 7: Error de cero- ejemplo
Vernier: También llamado calibrador, compás de corredera o pie de rey, permite medir diámetros interiores y exteriores, separación entre 2 planos paralelos, profundidades, espesores de planchas etc. Este es un instrumento basado en el nonius. El nonius consta de una escala fija llamada regla y una escala móvil denominada reglilla. Figura 8: Partes del vernier
Regla
Reglilla
Estas dos escalas regla y reglilla están graduada de tal modo que “n” divisiones de la reglilla coinciden con “n -1” divisiones de la regla. Para el nonius de la figura, se tiene lo
siguiente:
Figura 9: Divisiones de la regla y reglilla
n = 50; D = tamaño de divisiones de la regla=1mm Sensibilidad: El número “n” de divisiones en la reglilla corresponden a que cada 1mm de la regla está dividido en “n” partes.
Por tanto, la medida mínima determinada por la sensibilidad del calibrador para la figura será:
La sensibilidad viene especificada en el propio aparato al igual que en el palmer. Cómo medir con el vernier: Se hace coincidir el cero de la regla con un extremo de la longitud a determinar, y se desplaza la reglilla hasta que su cero coincida con el otro extremo. La medida se obtiene como sigue: Figura 10: Cómo medir con el vernier
Se observa primero la distancia medida en la regla que queda antes del cero de la reglilla. La medida será un valor “A” más algo. Para el caso A=19mm
Figura 11: Cómo medir con el vernier
Coincide en la División nro. 26
Este valor faltante será la distancia entre “A” y el cero de la reglilla. Se observa después qué división de la reglilla coincide con una división de la regla. Esta división “B” hallado en la reglilla se multiplica por la sensibilidad y se le suma al valor a “A”. Finalmente se le agrega la tolerancia como “ + sensibilidad”.
Medida:
19 + 26*(0.02) 19 + 0.52 19.52 + 0.02mm
Goniómetro: Este instrumento de medición mide o verifica los ángulos mediante un disco graduado, se compone principalmente de una regla móvil, que determina la posición con el trazado de la referencia de la base del cuerpo y un fijador para mantener la regla en el ángulo deseado. La precisión del goniómetro es de 1/10 grado, es decir, 6 minutos. El goniómetro de Zeiss tiene una precisión de 1 minuto. Figura 12: Goniómetro
Figura 13: Partes del goniómetro
El goniómetro o transportador de ángulos universal utilizado en el laboratorio de máquinas y herramientas es un instrumento de medición graduado compuesto de una escala principal que se compone de 4 campos de 90º y de una escala secundaria (Nonio) graduada (12 líneas) en ambos sentidos que permite medir ángulos con una sensibilidad de 5'.
Cómo medir con el goniómetro: Figura 14: Escala principal y secundaria
Divisiones principales: 1° En la escala superior de la figura cada división es correspondiente a una unidad respecto a las impresiones. División secundaria: 5’ (minutos) En la escala inferior de la figura cada división es correspondiente a 5 unidades respecto a las impresiones. Las sesenta unidades corresponden a 60 divisiones dentro de una unidad de la escala principal.
Para medir con goniómetro, se debe tener presente el tipo de ángulo sobre el cual se realiza la medición, esto es, si es un ángulo menor de 90º (ángulo agudo), mayor de 90º y menor de 180º (ángulo Obtuso), para ello se debe tener presente las siguientes reglas: a. Al medir ángulos agudos: Valor de medición = valor leído b. Al medir ángulos obtusos: Valor de medición = 180º - valor leído Se lee primeramente, partiendo de cero, en la escala principal el grado entero que coincida o que esté antes del cero del Nonio. En el caso de que una raya divisoria coincida exactamente con el cero del Nonio, entonces el valor de la lectura es el valor de dicha división. En el caso de que ninguna raya divisoria coincida con el cero del Nonio, se toma como lectura el valor del grado que está exactamente antes del cero del Nonio, y continuando en la misma dirección, se le agrega el valor de los minutos correspondiente de aquella raya divisoria del Nonio que coincida con cualquier raya de la escala principal.
MEDICIONES EN LABORATORIO
Medición = mínima unidad de medida/ número de divisiones Se utilizaron los instrumentos de medición de la regla, el calibrador y el micrómetro
Sector
Regla
Calibrador
A
12mm
11.9mm
Micrómetro(medida en pulgadas) 33/64
B
26.5mm
25.9mm
1 9/128
C
18mm
18mm
23/22
D
14mm
13.8mm
35/64
E
18mm
18.1mm
91/128
F
12mm
11.6mm
7/16
G
9mm
9.2mm
47/128
H
15mm
14.4mm
73/128
I
10mm
9.8mm
25/64
J
9mm
9.6mm
48/128
K
30mm
29.25mm
1 22/128
Datos: En este caso tenemos en siguiente:
DIAMETROS
MICROMETRO
CALIBRADOR
D1
9.43mm
9.40mm
D2
15.13mm
15.05mm
D3
20.14mm
20.20mm
Espesor: 11.81mm
Medición de los Ángulos:
El ángulo tomado es entre A y K
El resultado de la medición del ángulo del sólido tomado fue de 134º40’
RECOMENDACIONES
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El operador al realizar la medición deberá de colocar la pieza a medir sobre una superficie limpia y plana.
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El operador debe tener conciencia que se trata de instrumentos de precisión, tan sólo un tratamiento cuidadoso de estos le permitirá tal garantía.
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Los instrumentos se guardarán en separados de las herramientas.
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Para instrumentos de precisión se les debe ubicar sobre una superficie blanda, por ejemplo, fieltro, o un paño limpio, protegiéndolos contra suciedades y virutas pequeñas.
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Evitar las variaciones bruscas de temperatura, manteniéndolos en lugares adecuados (temperado).
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Protegerlos contra golpes u otros desperfectos.
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Guardar limpios los instrumentos después de su empleo.
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Los instrumentos expuestos a la oxidación, habrá que frotarlos con aceites libres de ácidos o con grasa.
lugares destinados a este fin y
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA 1. www.imariquique.cl/descargar.php?id==46 2. www.iesunibhi.com/..../METROLOGÍA_7_ _Instrumentos_elementales_para_medidas_angulares.pdf 3. http://www.tknika.net/sections/tic-elearning_---_tic/elearning_- _elearni/edukiak/froga7005/viewZip/file/ORA_adibideak.zip/Ora4/TK0002_02/ TK0002_02_03/TK0002_02_03_14.shtm 4. induscollao.blogdiario.com/img/APUNTES__MICROMETRO.pdf 5. www.scribd.com/..../Instrumentos-de-Medicion-calibrador 6. Fundamentos de Manufactura Moderna- Mikell P. Groover, edición 1997
