Unidades de medida. 1 polegada = 25,4 mm 1 palmo = 200 mm. 1 jarda = 914,40mm

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1 Metrologia 1

2 Unidades de medida Unidade - milímetros 1 polegada = 25,4 mm 1 palmo = 200 mm 1 pé = 304,79mm 1 jarda = 914,40mm 2

3 Sistemas de unidades Sistemas de unidades: As leis da física exprimem relações entre grandezas (físicas) como comprimento, tempo, força, energia e temperatura. A medição de uma destas grandezas envolve a comparação com um valor unitário chamado de unidade. 3

4 Sistemas de Unidades Sistemas de Unidades: Como já comentamos, há além do SI, cerca de cinco sistemas de unidades que possuem alguma representatividade e uso industrial. A seguir, resumidamente, comentaremos cada um deles, sob o ponto de vista da mecânica. L Comprimento [metro ---- m] M Massa [quilograma ---- kg] T Tempo [segundo --- s] A aceleração da gravidade possui valor 9,80665 m/s2. Sistema CGS: L Comprimento [centímetro --- cm] M Massa [grama ---- g] T Tempo [segundo ---- s] A aceleração da gravidade possui valor 980,665 cm/s2. Sistema Técnico MK*S: L Comprimento [metro --- m] F Força [quilograma-força --- kgf] T Tempo [segundo --- s] 4

5 Sistemas de Unidades Sistema Técnico Inglês IPS: L Comprimento [polegada ou inch --- in] F Força [libra ou libra-força ou Pound --- lb] T Tempo [segundo --- s] Sistema Técnico Inglês FPS: L Comprimento [pé ou foot --- pé ou ft] F Força [libra ou libra-força ou pound --- lb] T Tempo [segundo --- s] Síntese dos Sistemas de Unidades: 5

6 Unidades derivadas Grandeza derivada Unidade derivada Símbolo área metro quadrado m 2 volume metro cúbico m 3 velocidade metro por segundo m/s aceleração metro por segundo ao quadrado m/s 2 velocidade angular radiano por segundo rad/s aceleração angular radiano por segundo ao quadrado rad/s 2 massa específica quilogramas por metro cúbico kg/m 3 intensidade de campo magnético ampéres por metro A/m densidade de corrente ampéres por metro cúbico A/m 3 concentração de substância mol por metro cúbico mol/m 3 luminância candela por metro quadrado cd/m 2 6

7 Unidades de comprimento 7

8 Unidade de comprimento 8

9 Múltiplos e Submúltiplos do Metro 9

10 10

11 Conversão de unidades Comprimento Km hm dam M dm cm mm 2? 10?? 500? 150 5? 8?? 10? 30 Km- Quilômetro hm- hectômetro dam- decâmetro M- Metro dm- decímetro cm- centímetro mm- milímetro T- Tonelada Kg- Quilograma 3 1 dag- decagrama g- grama dg- decigrama 2 cg- centigrama 3 mg- miligrama Peso t Kg dag g dg cg mg

12 Unidades de pressão 12

13 Unidade de Temperatura 13

14 Exercício: Exercício 1- Para calibrar os pneus de um automóvel, seu manual recomenda a pressão de 32 lbs/pol². Chegando ao posto de serviços, o proprietário do veículo constata que o manômetro do compressor de ar registra as pressões em kg/cm². 2- Um projetista está dimensionando uma mola e precisa de um material que tenha o limite elástico mínimo de 500 MPa (tensão mecânica). Consultando os dados de um fornecedor, ele encontra um material, que após sofrer tratamento térmico de têmpera e revenido, de 600 N/mm². Este material serve ao projeto? 3- Imagine que você foi contratado para ser o projetista de uma indústria local. O seu primeiro trabalho é dimensionar um grande número de barras de sustentação de carga e para tanto, descobre que precisa de um aço que tenha o limite elástico mínimo de 360 MPa. Consultando os dados de um fornecedor, mostrados na tabela abaixo 14

15 Introdução a Metrologia A metrologia é a ciência que estuda as unidades de medida e de processo de medição. Tanto os equipamentos de fabricação como os instrumentos de medida são imperfeitos. O controle de medidas consiste, pois, na aplicação de processos que permitam manter os erros de fabricação dentro de limites aceitáveis, previamente estabelecidos. 15

16 Métodos empregados Medição direta- feita por instrumentos, aparelhos e máquinas de medir por coordenada. Medição indireta- feita por comparação com aquela que é padrão. 16

17 Métodos empregados Medição direta: feita por instrumentos, aparelhos e máquinas de medir por coordenada, paquímetros, micrometros, relógios comparadores. 17

18 Medição indireta: Métodos empregados bloco padrão, calibrador para eixos, furos ou roscas. Passa ou não passa. 18

19 Fração ordinárias ½ ¼ 1/8 1/16 Conversões de medidas Conversão de milímetros em polegadas fracionarias. 12,7mm 19,8mm 22,22mm 38,1mm 50,8mm 19

20 Exercício Cite dois métodos de medição empregados na metrologia? Cite três exemplos de cada método? Conversão de medidas: ¾ converter para mm; 5/8 converter para mm; 1 1/2 converter para mm; 19.05mm converter para polegada fracionaria 18,875mm converter para polegada fracionaria 38.1 mm converter para polegada fracionaria 20

21 Tópicos de discussão Sistemas de medidas Erros e incertezas de medição Técnicas de medição e controle Régua graduada Compasso Metro articulado Trena Paquímetro 21

22 Tópicos de discussão Paquímetro - Conservação e técnicas de utilização Micrômetro Micrômetros internos Goniômetro Conversões de medidas Relógio comparador Blocos padrão Régua e mesa de seno 22

23 Métodos empregados Medição direta: Instrumentos Medição indireta: Por comparação 23

24 Erros e incertezas de medição Erros de medição Por razões diversas, toda medição pode apresentar erro. O erro de uma medida é dado pela equação: E = M - VV onde: E = Erro M = Medida VV = Valor verdadeiro 24

25 Tipos de Ajustes 25

26 Tolerância Dimensional Tolerância é a variação entre a dimensão máxima e a dimensão mínima. Para obtê-la, calculamos a diferença entre uma e outra dimensão. Exemplo:

27 Afastamentos Os afastamentos são os desvios aceitáveis das dimensões nominais, para mais ou menos, que permitem a execução da peça sem prejuízo para o seu funcionamento e intercambiabilidade. Nessa representação, os valores dos afastamentos tem por finalidade facilitar a visualização do campo de tolerância, que é o conjunto dos valores compreendidos entre o afastamento superior e o afastamento inferior, intervalo que vai da dimensão mínima à dimensão máxima.

28 Ajustes: Qualquer dimensão efetiva entre os afastamentos superior e inferior, inclusive a dimensão máxima e a dimensão mínima, está dentro do campo de tolerância. As tolerâncias de peças que funcionam em conjunto dependem da função que estas peças vão exercer. Conforme a função, um tipo de ajuste é necessário.

29 Interpretação de tabelas de tolerâncias O diâmetro interno do furo representado neste desenho é 40 H7. A dimensão nominal do furo é de 40 mm. A tolerância vem representada por H7, a letra maiúscula A tolerância vem representada por H7, a letra maiúscula H representa a tolerância de furo padrão, o número 7 indica a qualidade de trabalho, que no caso corresponde a uma mecânica de precisão.

30 Interpretação de tolerâncias A tabela que corresponde a este ajuste tem o título de: Ajustes recomendados dos sistema furo-base H7. Veja, a seguir, a reprodução do cabeçalho da tabela.

31 Erros e incertezas de medição Um erro pode decorrer do sistema de medição e do operador, sendo muitas as possíveis causas. O comportamento de sistema de medição é influenciado por perturbações externas e internas. Temperatura. Desgaste do instrumento. Paralaxe. 31

32 Técnica de medição e controle Instrumentos de medidas lineares: Régua graduada, Compasso, Metro, trena, Paquímetro, Micrômetro externo e interno, Relógio comparador e apalpador. Instrumentos de medidas angulares: Goniômetro ou transferidor de grau. Goniômetro com nônio. 32

33 Régua graduada Característica: É necessário que os traços da escala sejam gravados, bem definidos, uniformes e finos. As distâncias entre os traços devem ser iguais. 33

34 34

35 Exercício 1. Leia os espaços marcados nas réguas abaixo e escreva os valores correspondentes. a= b= c= d= e= f= g= h= i= j= l= m= n= 35

36 Metro articulado O metro articulado é um instrumento de medição linear, fabricado de madeira, alumínio ou fibra. 36

37 Trena Trata-se de um instrumento de medição constituído por uma fita de aço, fibra ou tecido, graduada em uma ou em ambas as faces, no sistema métrico e/ou no sistema inglês, ao longo de seu comprimento, com traços transversais. 37

38 Paquímetro O paquímetro é um instrumento usado para medir dimensões lineares: internas, externas, ressalto e de profundidade. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, na qual desliza uma garra móvel. Abaixo, apresenta-se um paquímetro de uso geral; daí, seu nome: paquímetro universal. 38

39 Princípio do Nônio 39

40 Exercício 1º Faça a leitura e escreva as medidas nas linhas. 40

41 Exercícios 41

42 Exercício 1 Faça a leitura e escreva as medidas nas linhas. 2 Escala em milímetro e nônio com 50 divisões. 42

43 Exercícios 43

44 Exercícios 44

45 Exercício 45

46 Exercício 46

47 Tipos de Paquímetros 47

48 Tipos de medição O cursor ajusta-se à régua de modo a permitir sua livre movimentação, com um mínimo de folga. Ele é dotado de uma escala auxiliar, chamada de nônio ou vernier. Essa escala permite que se alcance uma maior precisão nas medidas. 48

49 Tipos de Paquímetros Paquímetro de profundidade: serve para medir profundidade de furos não vazados, rasgos, rebaixos, etc. 49

50 Tipos de Paquímetros Paquímetro de bicos alongados: medição de partes internas. 50

51 Exercício 51

52 Tipos de erros Além da falta de habilidade do operador, outros fatores podem provocar erros de leitura no paquímetro, como por exemplo, a paralaxe e a pressão de medição. Paralaxe: Dependendo do ângulo de visão do operador, aparentemente há coincidência entre um traço da escala fixa com outro da móvel. Pressão de medição: Já o erro de pressão de medição origina-se no jogo do cursor, controlado por uma mola. Pode ocorrer uma inclinação do cursor em relação à régua, o que altera a medida. 52

53 Medidas externas Nas medidas externas, a peça a ser medida deve ser colocada o mais profundamente possível entre os bicos de medição para evitar qualquer desgaste na ponta dos bicos: 53

54 Formas de medir Para maior segurança nas medições, as superfícies de medição dos bicos e da peça devem estar bem apoiadas. 54

55 Medidas internas Nas medidas internas, as orelhas precisam ser colocadas o mais profundamente possível. O paquímetro deve estar sempre paralelo à peça que está sendo medida: 55

56 Medir diâmetros internos Para maior segurança nas medições de diâmetros internos, as superfícies da medição das orelhas devem coincidir com a linha de centro do furo. 56

57 Medir Profundidade No caso de medidas de profundidade, apóia-se o paquímetro corretamente sobre a peça, evitando que ele fique inclinado. 57

58 Micrômetros O micrômetro, é um instrumento de medição de comprimentos. Sua precisão é maior do que a do paquímetro, permitindo medir, por leitura direta, dimensões com aproximação de 0,01 mm ou mesmo de 0,001 mm (um mícron). Daí, esse instrumento ser chamado de micrômetro. O micrômetro permite a medição de comprimento de 0 a 25mm, de 25 a 50 mm mm. Seu funcionamento baseia-se no avanço de um parafuso micrométrico. O passo do parafuso é de 0,5 mm, e cada volta dividi-se em aproximadamente 50 partes iguais, podendo, ainda, conter um nônio. 58

59 Micrômetros 59

60 Micrômetros Tipos e características É importante saber, também, que os micrômetros se caracterizam pela capacidade e pela aproximação da leitura: Pela capacidade, os micrômetros variam de 0 a 25mm; de 25 a 50mm... de 1975 a 2000 mm; Pela aproximação de leitura, podem ser de 0,01mm e 0,001mm ou de.001 e de No micrômetro de 0 a 25 mm, quando as faces das pontas estão juntas, a borda do tambor coincide com o traço zero da bainha. A linha longitudinal, gravada na bainha, coincide com zero da escala centesimal do tambor. 60

61 Micrômetros Os micrômetros podem ser ainda externos ou internos, dependendo da medida que se quer fazer: externa ou interna. 61

62 Micrômetros externos com batentes 62

63 Micrômetros Profundidade Existem também com leitura digital com base e hastes temperadas, retificadas e lapidadas; trava, catraca e hastes intercambiáveis. 63

64 Micrômetros interno Micrômetros internos tipo paquímetro (tambor e cilindro com acabamento cromo-acetinado) 64

65 Micrômetros externo Micrômetros externos (com relógio comparador embutido): 65

66 (Micrômetros para roscas ): Micrômetros externos Utilizados para medição de diâmetro primitivo de roscas com indicação direta. Pontas de medição são opcionais Os micrômetros maiores de 50mm (2 ) são fornecidos com padrão de rosca de 60 Leitura: 0,01mm ou

67 Formas de medir micrômetro externo Resolução: passo da rosca / divisões do tambor. Exemplo: 0,5 / 50 = 0,01mm 67

68 Exercício Micrômetro externo Faça a leitura e escreva a medida: Resolução do instrumento 0,01mm 68

69 Micrômetro com resolução 0,001 69

70 Exercício Micrômetro externo 70

71 Exercício Micrômetro externo 71

72 Micrômetros Interno Os micrômetros internos são utilizados exclusivamente para medidas cilíndricas internas. Há dois tipos principais: o micrômetro interno de três contatos e o micrômetro interno de dois contatos. Micrômetros de três contatos. Esse tipo de micrômetro possui três contatos intercambiáveis, para furos roscados, canais e furos sem saída. 72

73 Exercício Micrômetro Interno O micrômetro interno de dois contatos. Este micrômetro serve para medidas acima de 5mm. 73

74 Exercício Micrômetro Interno 74

75 75

76 1 volta do ponteiro = 1 mm Número de divisões = 100 Resolução = 1 mm / 100 = 0,01 mm Contador de voltas: 3,00 mm Ponteiro Principal: 0,15 mm Leitura: 3,15 mm 76

77 com fuso perpendicula r ao mostrador Relógio de alta precisão com mostrador nos dois lados Digital Eletrônico 77

78 Relógio comparador Relógio comparador é um instrumento medido por comparação, dotado de uma escala e ponteiro. 78

79 Relógio comparador Quando a ponta do apalpador toca na peça, e o ponteiro gira em sentido horário, significa que a peça está maior, e quando gira em sentido anti-horário a peça está menor. 79

80 Exercício 80

81 Relógio Apalpador 81

82 Comparador de Diâmetros Internos Batente Fixo Cabo Antitérmico Relógio Comparador Porca de Fixação Roletes Guia Batente Móvel Batentes Fixos Espaçadores 82

83 Tipos de Comparadores de Diâmetros Internos 0,95 a 18 mm 18 a 60 mm 6 a 10 mm 35 a 150 mm 60 a 400 mm 35 a 400 mm 10 a 18 mm 83

84 84

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