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INSTITUTO TECNOLOGICO DE VILLAHERMOSA
DOCENTE: ING. Zinath Javier Gerónimo
MATERIA: Metrología y Normalización
ALUMNO: Martín López Vidal.
MATRICULA: 18300639
4to SEMESTRE
Índice
2.1.- Antecedentes………………………………………………………………………...1
2.2.- Conceptos Básicos………………………………………………………………….2
2.3.- Uso de los Sistemas Internacionales de Medida………………………………...3
2.4.- Sistemas de medición, temperatura, presión, torsión y esfuerzos mecánicos.4
2.5.- Diferencia, ventajas y desventajas de instrumentos analógicos y digitales…..5
2.6.- Campos de aplicación de la metrología…………………………………………..6
2.7.- Metrología dimensional: Generalidades, dimensiones y tolerancias
geométricas, definiciones, sistemas ISC de tolerancias………………………………7
2.8.- Tipos de errores: Definición, impacto en la medición, clasificación, causas de
los errores, consecuencias en la medición, estudios de repetitividad y
reproducibilidad……………………………………………………………………………8
2.8.1.- Instrumentos de medición directa……………………………………………….9
2.8.2.- Clasificación de los instrumentos de medición……………………………….10
2.8.3.- Instrumentos de medición analógica y digital………………………………...11
2.8.4.- Calibrador Vernier……………………………………………………………….12
2.8.5.- Micrómetro……………………………………………………………………….13
2.8.6.- Comparadores de caratula……………………………………………………..14
2.8.7.- Bloques Patrón………………………………………………………………….15
2.8.8.- Calibres pasa-no pasa……………………………………………….…………16
2.8.9.- Calibrador de altura……………………………………………………………..17
2.9.- Rugosidad…………………………………………………………………………..18
2.9.1.- Características…………………………………………………………………...19
2.9.2.- Tipos de medición de rugosidad……………………………………………….20
Introducción
Este trabajo está basado en la “metrología”; por lo que sabemos la metrología es
la ciencia que estudia las mediciones de las magnitudes garantizando su
normalización mediante la trazabilidad. Acorta la incertidumbre en las medidas
mediante un campo de tolerancia.
También desarrollaremos todo lo que corresponde a la unidad 2 la cual incluye
temas como: sistemas de medición, metrología dimensional, clasificación de
instrumentos de medición entre muchos más.
Es muy importante tener en claro cada uno de los conceptos de los temas ya que
son de mucha ayuda a lo largo de nuestra formación como ingenieros industriales.
A continuación se muestra información clara y estricta de todos los temas de se
desglosan de la metrología.
2.1.- Antecedentes
La metrología es la ciencia y técnica que tiene por objeto el estudio de los
sistemas de pesos y medidas, y la determinación de las magnitudes físicas.
Desde la antigüedad medir es una necesidad vital para el hombre. La medida
surge debido a la necesidad de informar a los demás de las actividades de caza y
recolección, como, por ejemplo: a que distancia estaba la presa, que tiempo
transcurría para la recolección; hasta donde marcaban los límites de la población.
Los sistemas de medidas concretos, tales como las de longitud, superficie,
tuvieron una evolución muy distinta. Los de longitud derivaron de las dimensiones
que se recorrían. Sin embargo, en las medidas de capacidad hubo un doble
sistema según fuera para medir líquido o sólido, y los nombres de ambos sistemas
deriva.
La Metrología en México es atendida por diversas instituciones públicas y
privadas, que conforman el Sistema Metrológico Nacional. La Dirección General
de Normas, además de realizar directamente actividades relacionadas con la
metrología científica, industrial y legal, coordina los esfuerzos que aporta el sector
público federal a dicho Sistema por medio de las instituciones que tienen alguna
competencia en la materiaron de los recipientes en los que eran contenidos o de
sus divisores.
La existencia de tan diversa cantidad de sistemas metrológicos generó, hasta la
fijación del sistema métrico decimal, cuantiosas dificultades en el desarrollo de las
transacciones comerciales. Las equivalencias y los nombres de las unidades de
medida solían ser distintos por lo que eran frecuentes las estafas o las
equivocaciones en negociaciones entre miembros de comunidades distintas, con
lo cual, en cualquier tipo de operación comercial, reinaba un “desorden” constante,
por llamarlo de forma eufemística, según More-Rey (1986: 6-7).
2.2.- Conceptos Básicos
Metrología legal: La metrología legal se ocupa de la verificación de los
patrones e instrumentos de medida utilizados en las transacciones
comerciales, en la salud, en la seguridad pública y en el medio ambiente.
Metrología científica: También conocida como “metrología general”. “Es la
parte de la Metrología que se ocupa a los problemas comunes a todas las
cuestiones metrológicas, independientemente de la magnitud de la medida”.
Metrología tecnológica: La caracterización de materiales es uno de los
pilares que sostiene el auge en el desarrollo de nuevas tecnologías y
nuevos materiales.
Metrología. Ciencia de las mediciones y sus aplicaciones.
ISO. La ISO (Organización Internacional de Normalización) es una federación
mundial de organismos nacionales de normalización (miembros ISO). La labor de
preparación de normas internacionales es normalmente llevada a cabo a través de
los comités técnicos de ISO.
Sistema Internacional de Magnitudes (ISQ2). Sistema de magnitudes
basado en las siete magnitudes básicas: longitud, masa, tiempo, corriente
eléctrica, temperatura termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad
luminosa.
Sistema internacional de Unidades (Sistema SI). Sistema de unidades
basado en el Sistema Internacional de Magnitudes, con nombres y
símbolos de las unidades, y con una serie de prefijos con sus nombres y
símbolos, así como reglas para su utilización, adoptado por la Conferencia
General de Pesas y Medidas (CGPM).
2.3. Uso de los sistemas internacionales de medida.
El Sistema Internacional de Unidades es la forma actual del sistema métrico
decimal y establece las unidades que deben ser utilizadas internacionalmente. Fue
creado por el Comité Internacional de Pesos y Medidas con sede en Francia. El
Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las que
se utilizan para expresar las magnitudes físicas consideradas básicas a partir de
las cuales se determínenlas demás.
Unidades básicas.
Magnitud Nombre Símbolo
Longitud Metro m
Masa Kilogramo kg
Tiempo Segundo s
Intensidad de corriente eléctrica Amperio A
Temperatura termodinámica Kelvin K
Cantidad de sustancia Mol mol
Intensidad luminosa Candela cd
El Real Decreto 2032/2009, de 30 de diciembre por el que se establecen las
Unidades Legales de Medida, publicado el jueves 21 de enero de 2010, reproduce
lo dispuesto en la Ley 3/1985 de 18 de marzo, sobre la utilización obligatoria del
Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado por la Conferencia General de
Pesas y Medidas y vigente en la Unión Europea.
2.4.- Sistemas de medición; temperatura, presión, torsión y esfuerzos mecánicos.
Los sistemas de medición son una herramienta muy útil para mejorar los procesos
y servicios en las empresas. No obstante, si están mal planteados pueden ser
innecesariamente complejos y robarte tiempo y recursos, haciéndote más difícil el
camino de la mejora continúa.
Temperatura. La temperatura es una magnitud física que determina o
refleja la cantidad de calor de un objeto, del ambiente o de un cuerpo. Es la
medición de la cantidad de calor (o de energía) generada por los
movimientos de las partículas de una masa gaseosa, líquida o sólida. La
medición de la temperatura está relacionada con la noción de frío (menor
temperatura) y de calor (mayor temperatura), que se puede percibir de
manera instintiva.
Presión. La presión queda determinada por el cociente entre una fuerza y el
área sobre la que actúa esa fuerza. Así, si una fuerza F actúa sobre una
superficie A, la presión P queda estrictamente definida por la siguiente
expresión: P = F /A.
Torsión. Proceso que se produce cuando a una barra cilíndrica (un hilo, o
un alambre, etc.) fija por un extremo se le aplica un par de fuerzas, de tal
forma, que los distintos discos horizontales en que podemos considerar
dividida la barra se deslizan unos respecto a otros. Una generatriz de la
barra pasa a ser una hélice.
Esfuerzos mecánicos. Tracción: esfuerzo a que está sometido un cuerpo
por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a
estirarlo, aumentando su longitud y disminuyendo su sección.
Compresión: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de
dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a comprimirlo,
disminuyendo su longitud y aumentando su sección.
Flexión: esfuerzo que tiende a doblar el objeto. Las fuerzas que actúan son
paralelas a las superficies que sostienen el objeto. Siempre que existe flexión
también hay esfuerzo de tracción y de compresión.
Cortadura: esfuerzo que tiende a cortar el objeto por la aplicación de dos fuerzas
en sentidos contrarios y no alineados. Se encuentra en uniones como: tornillos,
remaches y soldaduras.
Torsión: esfuerzo que tiende a retorcer un objeto por aplicación de un momento
sobre el eje longitudinal.
2.5.- Diferencia, ventajas y desventajas de instrumentos analógicos y digitales.
En general los parámetros que caracterizan un fenómeno pueden clasificarse en
Analógicos y Digitales, se dice que un parámetro es analógico cuando puede
tomar todos los valores posibles en forma continua, por ejemplo: el voltaje de una
batería, la intensidad de luz, la velocidad de un vehículo, la inclinación de un
plano, etc. Por otra parte se dice que un parámetro es digital cuando solo puede
tomar valores discretos, por ejemplo: el número de partículas emitidas por un
material radioactivo en un segundo, el número de moléculas, en un volumen dado
de cierto material, el número de revoluciones de un motor en un minuto, etc.
Instrumentos Analógicos; Ventajas.
a) Bajo Costo.
b) En algunos casos no requieren de energía de alimentación.
c) No requieren gran sofisticación.
d) Presentan con facilidad las variaciones cualitativas de los parámetros
para visualizar rápidamente si el valor aumenta o disminuye.
e) Es sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escalas no lineales.
Desventajas.
a) Tienen poca resolución, típicamente no proporcionan más de 3 cifras.
b) El error de paralaje limita la exactitud a ± 0.5% a plena escala en el mejor
de los casos.
c) Las lecturas se presentan a errores graves cuando el instrumento tiene
varias escalas.
d) La rapidez de lectura es baja, típicamente 1 lectura/ segundo.
e) No pueden emplearse como parte de un sistema de procesamiento de
datos de tipo digital. Hay muchos métodos e instrumentos diferentes que se
emplean para medir la corriente y el voltaje.
Instrumentos Digitales; Ventajas.
a). Tienen alta resolución alcanzando en algunos casos más de 9 cifras en
lecturas de frecuencia y una exactitud de % en mediciones de voltajes.
b). No están sujetos al error de paralelare.
c). Pueden eliminar la posibilidad de errores por confusión de escalas.
d). Tienen una rapidez de lectura que puede superar las 1000 lecturas por
segundo.
e). Puede entregar información digital para procesamiento inmediato en
computadora.
Desventajas.
a). El costo es elevado.
b). Son complejos en su construcción.
c). Las escalas no lineales son difíciles de introducir.
d). En todos los casos requieren de fuente de alimentación.
2.6.- Campos de la aplicación de la Metrología.
La metrología tiene varios campos: metrología legal, metrología industrial y
metrología científica son divisiones que se ha aceptado en el mundo encargadas
en cubrir todos los aspectos técnicos y prácticos de las mediciones.
Además de determinar la cantidades, podemos determinar las propiedades físicas
y químicas que puede tener un determinado producto, así como; que instrumento
de medición y que unidades de medida se debe emplear para realizar una
medición, que requisitos metrológicos debe tener el instrumento de medición y
cuál es el procedimiento adecuado para realizar la medición, etc.
Dar a conocer al asistente de forma práctica el campo de aplicación y la
importancia de la metrología dimensional.
Dar a conocer al asistente las magnitudes de influencia en el campo de
Metrología dimensional.
Explicar los requisitos de los distintos métodos de calibración en Metrología
dimensional.-Proporcionar criterios y conocimientos básicos para
desarrollar una estimación de incertidumbre de la medición.
La Metrología Industrial
Esta disciplina se centra en las medidas aplicadas a la producción y el control de
la calidad. Materias típicas son los procedimientos e intervalos de calibración, el
control de los procesos de medición y la gestión de los equipos de medida.
México actualmente cuenta con una ley obligatoria en el ámbito de la metrología que es la “Ley Federal de Metrología y Normalización” que es la encargada de hacer cumplir con todos los requisitos de metrología, normalización, acreditación y verificación que toda empresa en México necesita para operar y que debe cumplir.
2.7.- Metrología dimensional: Generalidades, dimensiones y tolerancias geométricas, definiciones,
sistemas ISC de tolerancias. Generalidades. La metrología dimensional es básica para la producción en
serie y la intercambiabilidad departes. Con tal propósito esta División tiene
a su cargo los patrones nacionales de longitud y ángulo plano. La unidad de
longitud se disemina mediante la calibración interferométrica de bloques
patrón de alto grado de exactitud.
Dimensiones de la metrología dimensional.
La división de Metrología Dimensional tiene la tarea y la función de:
Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de longitud.
Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de ángulo.
Ofrecer servicios de calibración para patrones e instrumentos de longitud y
ángulo.
Asesorar a la industria en la solución de problemas específicos de
mediciones y calibraciones dimensionales.
Tolerancias geométricas. Las tolerancias geométricas se especifican para
aquellas piezas que han de cumplir funciones importantes en un conjunto,
de las que depende la fiabilidad del producto. Estas tolerancias pueden
controlar formas individuales o definir relaciones entre distintas formas.
Formas primitivas: rectitud, planicidad, redondez, cilindricidad
Formas complejas: perfil, superficie
Orientación: paralelismo, perpendicularidad, inclinación
Ubicación: concentricidad, posición
Oscilación: circular radial, axial o total
Sistemas ISC de tolerancias. La cantidad total que le es permitido variar a
una dimensión especificada se denomina tolerancia, y es la diferencia entre
los límites superior e inferior especificados. Al ensamblar piezas ocurre un
ajuste, el cual es la cantidad de juego o interferencia resultante de tal
ensamble.
2.8.- Tipos de errores: Definición, impacto en la medición, clasificación, causas de los errores, consecuencias en la medición de estudios de repetitividad y reproductibilidad.
Error absoluto. Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor
tomado como exacto.
Error relativo. Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor
exacto.
Clasificación.
Errores por el instrumento o equipo de medición. Las causas de errores atribuibles
al instrumento, pueden deberse a defectos de fabricación (dado que es imposible
construir aparatos perfectos).
Errores del operador o por el método de medición. Las causas del error aleatorio
se deben al operador, falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones
emocionales.
Error por el uso de instrumentos no calibrados. Los instrumentos no calibrados o
cuya fecha de calibración esta vencida, así como instrumentos sospechosos de
presentar alguna anormalidad en su funcionamiento no deben utilizar para realizar
mediciones hasta que no sean calibrados y autorizados para su uso.
Error por fuerza ejercida al efectuar mediciones (flexión a lo largo de la superficie
de referencia). La fuerza ejercida al efectuar mediciones puede provocar
deformaciones en pieza por medir, el instrumento o ambos, por lo tanto es un
factor importante que debe considerarse para elegir adecuadamente el
instrumento de medición para cualquier aplicación particular.
Error por método de sujeción del instrumento. El método de sujeción del
instrumento puede causar errores, un indicador de caratula está sujeto a una
distancia muy grande del soporte y al hacer medición fuerza ejercida provoca una
desviación del brazo.
Estudios de R y R.
Repetitividad de medida. Precisión de medida bajo un conjunto de condiciones de
repetitividad. Condición de repetitividad de una medición (condición de
repetitividad). Condición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que
incluye el mismo procedimiento de medida, los mismos operadores, el mismo
sistema de medida, las mismas condiciones de operación y el mismo lugar, así
como mediciones repetidas del mismo objeto o de un objeto similar en un periodo
corto de tiempo.
Reproducibilidad de medida (reproducibilidad). Precisión de medida bajo un
conjunto de condiciones de reproducibilidad. Condición de reproducibilidad de una
medición (condición de reproducibilidad). Condición de medición, dentro de un
conjunto de condiciones que incluye diferentes lugares, operadores, sistemas de
medida y mediciones repetidas de los mismos objetos u objetos similares.
2.8.1.- Instrumentos de medición directa.
Las reglas de acero se usan efectivamente como mecanismo de medición lineal;
para medir una dimensión la regla se alinea con las graduaciones de la escala
orientadas en la dirección de medida y la longitud se lee directamente. Las reglas
de acero se pueden encontrar en reglas de profundidad, para medir profundidades
de ranuras, hoyos, etc.
Regla Graduada: Es un tipo de regla, que es completamente plegable y en
su superficie cuenta con una numeración en centímetros o pulgadas, por lo
que permite hacer mediciones directas, ya que sólo con estirarla a lo largo
de un objeto obtendrás de una vez, la medida.
Metro: Es una cinta que se enrolla, que es elaborada por lo general de
plástico firme o de material metálico, el cual tiene un sistema de enrolle
rápido para recogerse inmediatamente después de estirada. Cuenta al igual
que la anterior con una numeración, que permite determinar la longitud de
un espacio, objeto u otro elemento.
Goniómetro: También conocido con el nombre de “Transportador de
ángulos”, este instrumento permite medir ángulos entre dos elementos y
también gozan de la particularidad de poder crear ángulos.
Calibradores o Pie de Rey: Es quizás el instrumento más universal que
existe para poder hacer la medición de longitudes, pues es una regla que
tiene en un extremo una escuadra, que le permite ver las longitudes y a su
vez proyectarlas en escalas determinadas.
Micrómetro: Es un elemento en forma de tornillo que permite medir
longitudes muy mínimas y precisas. Se considera un elemento de medición
directa, pues sólo basta en colocar el instrumento y posicionar el tornillo
para saber la medida por mínima que sea.
Alesómetro: Es un instrumento muy parecido al micrómetro, que permite es
saber la longitud de distintas piezas o en su defecto lo que se conoce como
Concentricidad.
2.8.2.- Clasificación de los instrumentos de medición.
Los instrumentos de medición existentes caen dentro de dos divisiones muy
amplias: la medición lineal y la medición angular. Partiendo de dicha división se
podrá encontrar una subdivisión: en medidores directos e indirectos para ambas
categorías. La medición se puede dividir en directa (cuando el valor de la medida
se obtiene directamente de los trazos) o indirecta (para obtener el valor de la
medida necesitamos compararla con alguna referencia).
Para medir longitud:
Flexómetro
Calibre
Micrómetro
Reloj comparador
Interferómetro
Para medir masa:
Balanza
Bascula
Espectrómetro
Cartómetro
Para medir tiempo:
Calendario
Cronometró
Reloj
Reloj automático
Datación radio métrica
Para medir temperatura:
Termómetro
Termopar
Pirómetro
Para medir presión:
Barómetro
Manómetro
Tubo de pitot
Anemómetro
Para medir flujo:
Caudalimetro
Para medir propiedades eléctricas:
Electrómetro
2.8.3.- instrumentos de medición analógica y digital.
Medición analógica: Son aquellos con los cuales solo podemos medir
magnitudes o valores que varían con el tiempo en forma continua, como la
distancia, la temperatura, la velocidad, entre otras.
Tipos:
Galvanómetro: instrumentos que sire para determinar la intensidad y el sentido de
una corriente eléctrica mediante la desviación que esta produce en una aguja
magnética.
Voltímetros analógicos: estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un
galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios.
Higrómetros: son instrumentos que se utilizan para medir el frado de humedad del
aire o de otros gases.
Medición digital: se refiere a aquellos instrumentos que trabajan midiendo
cantidades discretas, es decir cantidades específicas de dentro de un
determinada magnitud.
Tipos:
Multímetro digital: es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente
magnitudes eléctricas activas o pasivas.
Pinza amperimetrica: es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el
inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se requiere medir la corriente
para colocar un amperímetro clásico.
Osciloscopio: es un instrumento de visualización electrónico para la
representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo.
2.8.4.- Calibrador vernier
Calibrador vernier es uno de los instrumentos mecánicos para medición lineal de
exteriores, medición de interiores y de profundidades más ampliamente utilizados.
El vernier o nonio que poseen los calibradores actuales permiten realizar fáciles
lecturas hasta 0.05 o 0.02 mm y de 0.001 o 1/128 dependiendo del sistema de
graduación a utilizar (métrico o ingles). Normalmente los calibradores vernier
tienen un acabado en cromo satinado el cual elimina los reflejos, se construyen en
acero inoxidable con lo que se reduce la corrosión o bien en acero al carbono, la
dureza de las superficies del os palpadores oscila entre 550 y 700 vickers
dependiendo del material usado y de lo que establezcan las normas.
El calibrador vernier esta conformador por:
Pata fija: Corresponde a la mordaza para medir el exterior de la pieza
deseada.
Pata móvil: Corresponde a la mordaza para medir el exterior de las piezas,
permite ajustar la superficie de medición debido al deslizamiento que tiene.
Punta fija: Parte de la mordaza para medir interiormente la pieza deseada.
Punta móvil: Parte de la mordaza para medir el interior de las piezas,
permite ajustar la superficie de medición por medio del deslizamiento que
tiene.
Impulsor: También es conocido como botón de deslizamiento y freno,
permite apoyar el dedo pulgar para desplazar el cursor.
Tornillo de fijación o freno: Tornillo situado en la mordaza móvil o punta
móvil, al ser enroscado permite fijar la medida obtenida actuando sobre la
lámina de ajuste.
Nonio: Escala del calibrador que otorga la precisión de la herramienta
según su cantidad de divisiones, el nonio corresponde a la lectura de las
fracciones de milímetros (parte inferior) o de pulgadas (parte superior) en
que esté dividido.
Reglilla de profundidad: Se encuentra unida al cursor y permite tomar
medidas de profundidad.
TIPOS DE CALIBRADOR VERNIER
Calibrador vernier tipo M con ajuste fino: También conocido como vernier
de barras de profundidades, se utiliza para medir pequeñas dimensiones
interiores, podemos encontrar rangos de 130, 180 y 280 mm, todos con una
resolución de 0.02 mm.
Calibrador vernier tipo CM: Este vernier tiene un cursor abierto y cuenta con
un diseño de tal manera que las puntas de medición exteriores son posibles
de utilizar en la medición de interiores.
Calibrador vernier con indicador de carátula (o cuadrante)
Calibradores vernier digital: El avance de la tecnología permite facilitar la
tarea en el uso de instrumentos de medición, es por ello que la electrónica
digital es muy aplicada para las herramientas de medida.
Calibradores vernier con ajuste fino: Diseñado especialmente para medir
superficies externas, o bien para permitir solo mediciones internas con un
alcance de 600 a 2000 mm y cuenta con un tornillo de fijación de ajuste
fino.
Calibrador vernier con palpador ajustable de puntas desiguales: Este tipo
de calibrador vernier permite ajustar verticalmente la punta de medición
sobre la cabeza del brazo principal, por ello facilita mediciones en planos a
diferentes niveles en piezas escalonadas.
Calibrador Kafer: Especialmente diseñado para la medición de espesor en
objetos como plásticos, papel, cartón, alambres, hilos y cuerdas. Se pueden
encontrar como análogos o digitales.
Calibrador vernier doble: De gran tamaño y precisión, empleado para la
medición de engranajes.
2.8.5.- Micrómetro.
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).
Para proceder con la medición posee dos extremos que se aproximan
progresivamente. El tornillo micrométrico es un tornillo de rosca fina que dispone
en su contorno de una escala grabada, la cual puede incorporar un nonio. La
longitud máxima mensurable con el micrómetro de exteriores es normalmente de
25 mm, si bien también los hay de 0 a 30, siendo por tanto preciso disponer de un
aparato para cada rango de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm,
etc.
Partes del micrómetro:
1. Cuerpo: constituye el armazón del micrómetro; suele tener unas plaquitas de
aislante térmico para evitar la variación de medida por dilatación.
2. Tope: determina el punto cero de la medida; suele ser de algún material duro
(como acero o hierro) para evitar el desgaste, así como optimizar la medida.
3. Espiga: elemento móvil que determina la lectura del micrómetro; la punta suele
tener también la superficie en metal duro para evitar desgaste.
4. Palanca de fijación: que permite bloquear el desplazamiento de la espiga.
5. Trinquete: limita la fuerza ejercida al realizar la medición.
6. Tambor móvil: solidario a la espiga, en la que está grabada la escala móvil de
50 divisiones.
7. Tambor fijo: solidario al cuerpo, donde está grabada la escala fija de 0 a 25 mm.
2.8.6.- Comparadores de caratula.
Es un instrumento de medición en el cual un pequeño movimiento del husillo se
amplifica mediante un tren de engranes que mueven en forma angular una aguja
indicadora sobre la carátula del dispositivo. La aguja indicadora puede dar tantas
vueltas como lo permita el mecanismo de medición del aparato. Este instrumento
no entrega valores de mediciones, sino que entrega variaciones de mediciones (de
ahí su nombre) su exactitud está relacionada con el tipo de medidas que se desea
comparar, existiendo con resoluciones de 0,01 y 0,001 mm. Por supuesto que el
de mayor exactitud es más costoso. Su construcción es similar a un reloj. Consta
de una barra central en la que está ubicado el palpador en un extremo y en el otro
posee una cremallera que está conectada a un tren de engranajes que amplifican
el movimiento, finalmente este movimiento es transmitido a una aguja que se
desplaza en un dial graduado. La ventaja de este instrumento es que sirve para un
gran número de mediciones como por ejemplo: planitud, circularidad, cilindricidad,
esfericidad, concentricidad, desviación, desplazamiento, etcétera. Para fijar un
comparador de carátula se emplea generalmente un brazo articulado con base
magnética.
Partes del comparador de caratula:
1. Caratula
2. Aguja principal
3. Arillo
4. Vástago
5. Husillo
6. Punta de contacto
7. Aguja cuentavueltas
8. Indicadores pasa/no pasa
9. Capuchón
2.8.7.- Bloques patrón.
Los bloques patrón son herramientas de forma rectangular maciza, capaces de
materializar una longitud de terminada con una altísima precisión. Estas piezas
presentan un pulido que garantiza un excelente paralelismo y plenitud.
Los instrumentos son también llamados bloques Johansson, ya que su inventor
fue Carl Edward Johansson, quien en 1888 trabajo como inspector. La necesidad
de un nuevo diseño de herramientas para inspección, tuvo la idea de construir
bloques rectangulares con medidas fijas. Con el tiempo estos bloques fueron
denominados bloques patrón.
Tipos de bloques:
Bloques patrón de acero: Tienen una gran precisión y estabilidad
dimensional. En cuanto a su coeficiente de expansión térmica es bajo.
Bloques patrón de metal duro: Están fabricados generalmente con carburo
de tungsteno o plomo. Ofrecen una muy buena adherencia y son muy
resistentes el desgaste.
Bloques patrón de cerámica: Son los que mayor resistencia al desgaste y
propiedades de adherencia y estabilidad tienen. Están fabricadas con oxido
de circonio.
Requisitos que deben cumplir los bloques patrón:
Exactitud dimensional y geométrica. Debe cumplir con requisitos de
longitud, paralelismo y planitud.
Capacidad de adherencia con otros bloques patrón. Esta cualidad la brinda
el acabado superficial.
Estabilidad dimensional a lo largo del tiempo.
Resistencia al desgaste.
Tener un coeficiente de expansión térmica parecido al de los metales.
Ser resistentes a la corrosión.
2.8.8. Calibres pasa-no pasa.
Dispositivos con un tamaño estándar establecido que realizan una inspección
física de características de una pieza para determinar si la característica de una
pieza sencillamente pasa o no pasa la inspección. No se hace ningún esfuerzo de
determinar el grado exacto de error.
Un calibrador límite o pasa o no pasa se fabrica para ser una réplica inversa de la
dimensión de la parte y se diseña para verificar la dimensión de uno o más de sus
límites de tolerancia. Un calibrador límite con frecuencia tiene dos calibradores en
uno, el primero comprueba el límite inferior de la tolerancia en la dimensión de la
parte y el otro verifica el límite superior. Popularmente, se conocen como
calibradores pasa / no pasa, a que un límite del calibrador permite que la parte se
inserte, en tanto que el otro límite lo impide.
El límite pasase usa para verificar la dimensión en su máxima condición material;
este es el tamaño máximo para una característica interna, tal como un orificio y el
tamaño máximo para una característica externa tal como un diámetro externo.
El límite no pasa se usa para revisar la mínima condición material de la dimensión
en cuestión. Los calibradores de contacto y anillo son los de límite común que se
usan para verificar las dimensiones de partes externas y los calibradores de
inserción se utilizan para revisar dimensiones internas. Un calibrador de contacto o
exterior consta de un marco en forma de C con superficies de calibración
localizadas en las quijadas del marco .Los calibradores se usan para comprobar
dimensiones externas tales como diámetro, anchura, grosor y superficies
similares.
Los calibradores de anillos se emplean para revisar diámetros cilíndricos. Para
una aplicación determinada, generalmente se requieren un par de calibradores,
uno de pasa y el otro de no pasa, cada calibrador es un anillo cuya abertura se
maquina a uno de los límites de tolerancia del diámetro de la parte. Para facilidad
de manejo, la parte exterior del anillo está moleteada.
2.8.9.- Calibrador de altura.
El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o las
diferencias de altura entre planos a diferentes niveles. El calibrador de altura tiene
una exactitud de 0.001 de pulgada, o su equivalente en cm. Se leen de la misma
manera que los calibradores de vernier y están equipados con escalas vernier de
25 o 50 divisiones y con una punta de buril que puede hacer marcas sobre metal.
Uso del calibrador.
1. Asegúrese de que la base esté libre de rebabas que pudieran afectar
adversamente la estabilidad del trazado y medición.
2. Mantenga limpios el mecanismo del cursor y la cara de referencia de la escala
principal. Polvo acumulado puede causar deslizamiento pobre.
3. Apriete el tornillo de sujeción del cursor para prevenir que el cursor se mueva
durante el trazado.
4. El borde del trazador puede moverse hasta 0,01 mm cuando el tornillo de
sujeción del cursor es apretado. Verifique el movimiento usando un indicador de
carátula de tipo palanca.
5. El paralelismo entre el sujetador del trazador, cara de medición del trazador, y
superficie de referencia de la base es 0,01 mm ó menos. Evite mover el trazador
hacia delante o hacia atrás durante la medición dado que el movimiento puede
causar errores.
6. Use la alimentación fina para asegurar ajuste exacto en la posición final.
7. Esté consciente del posible error de paralaje en instrumentos con escala vernier
y siempre lea las escalas desde la dirección normal.
Los medidores de alturas digitales electrónicos han evolucionado para convertirse
en los denominados sistemas de medición vertical que permiten mediciones de
diámetros de agujeros con gran facilidad así como la determinación de alturas
máximas y mínimas o la diferencia entre ellas.
2.9.- Rugosidad.
La rugosidad (que es la huella digital de una pieza) son irregularidades
provocadas por la herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso de
producción, corte, arranque y fatiga superficial.
La rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de la superficie real,
definidas convencionalmente en una sección donde los errores de forma y las
ondulaciones han sido eliminados.
Superficie real: Superficie que limita el cuerpo y lo separa del medio que
lo separa.
Superficie geométrica: Superficie ideal cuya forma está especificada por el
dibujo y/o todo documento técnico.
Superficie de referencia: Superficie a partir de la cual se determinan los
parámetros de rugosidad. Tiene la forma de la superficie geométrica. Se
puede calcular por el método de mínimos cuadrados.
Perfil real: es la intersección de la superficie real con un plano normal.
2.9.1.- Características.
Promedio de rugosidad: El valor promedio de rugosidad en µm es el valor
promedio aritmético de los valores absolutos de las distancias del perfil de
rugosidad de la línea intermedia de la longitud de medición. El valor promedio de
rugosidad es idéntico a la altura de un rectángulo donde su longitud es igual a la
longitud total lm y esto a su vez es idéntico con la superficie de la suma que existe
entre el perfil de rugosidad y la línea intermedia. Rz: Promedio de la profundidad
de la rugosidad en µm (promedio aritmético de cinco profundidades singulares
consecutivas en la longitud de medición). Los rugosímetros sirven para detectar de
forma rápida las profundidades de la rugosidad en las superficies de materiales.
Los rugosímetros le indican en µm la profundidad de la rugosidad Rz y el promedio
de rugosidad Ra. Tenemos disponibles equipos con un máximo de trece
parámetros de medida. Son aplicables las siguientes normativas en la
comprobación de rugosidad en las superficies delas piezas de trabajo: DIN 4762,
DIN 4768, DIN 4771, DIN 4775. La rugosidad alcanzable de las superficies las
puede ver en DIN 4766±1. Los rugosímetros se envían calibrados (pero sin
certificado). Opcionalmente puede obtener para los rugosímetros una calibración
de laboratorio, incluido el certificado ISO. Así podrá integrar sus medidores en su
control de calidad ISO y calibrarlos anualmente (a través de PCE o cualquier
laboratorio acreditado).
Rugosidad obtenida: El costo de una superficie maquinada crece cuando se desea
un mejor acabado superficial, razón por la cual el diseñador deberá indicar
claramente cuál es el valor de rugosidad deseado, ya que no siempre un buen
acabado superficial redundará en un mejor funcionamiento de la pieza, como
sucede cuando desea lubricación eficiente y por tanto una capa de aceite debe
mantenerse sobre la superficie.
2.9.2.- Tipos de medición de rugosidad.
Los sistemas más utilizados son el de rugosidad Ra, rugosidad Rx, rugosidad Ry y
rugosidad Rz. Los más usuales son Ra. Rz, Ry. Ra
Los valores absolutos de los alejamientos del perfil desde la línea central.
La altura de un rectángulo de longitud lm, cuya área, es igual a la suma de las
áreas delimitadas por el perfil de rugosidad y la línea central Rz.
Promedio de las alturas de pico a valles. La diferencia entre el promedio de las
alturas delos cinco picos más altos y la altura promedio de los cinco valles más
profundos Ry.
La máxima altura del perfil. La distancia entre las líneas del perfil de picos y valles.
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