Instrumentos de Medidas e Controle

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1 Instrumentos de Medidas e Controle

2 Coordenação do Programa Formare Coordenação Pedagógica Coordenação da Área Técnica UTFPR Elaboração e edição Coordenação Geral Coordenação Técnica deste caderno Revisão Pedagógica Autoria deste caderno Produção Gráfica Apoio Beth Callia Zita Porto Pimentel Alfredo Vrubel VERIS Educacional S.A. Rua Vergueiro, º andar São Paulo SP Marcia Aparecida Juremeira Conrado Rosiane Aparecida Marinho Botelho Maria Aparecida dos Santos Márcia Stochi Veiga Maria Aparecida dos Santos Amadeu dos Santos Eliza Okubo Aldine Fernandes Rosa MEC Ministério da Educação FNDE Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação PROEP Programa de Expansão da Educação Profissional Santos, Maria Aparecida dos S237i Instrumentos de Medidas Industriais: Projeto Formare / Maria Aparecida dos Santos São Paulo: Veris Educacional, p. :il. Color.:30cm. (Fundação Iochpe / Cadernos Formare) Inclui exercícios e glossário Bibliografia ISBN Ensino Profissional 2. Sistema internacional (SI) de unidades 3. Tolerância dimensional 4. Paquímetro universal 5. Micrômetro 6. Relógio comparador e tolerância geométrica 7. Goniômetro I. Projeto Formare II. Título III. Série CDD Iniciativa Realização Fundação IOCHPE Al. Tietê, 618 casa 3, Cep , São Paulo, SP

3 Formare: uma escola para a vida Ensinar a aprender não podem dar-se fora da procura, fora da boniteza e da alegria. A alegria não chega apenas com o encontro do achado, mas faz parte do processo de busca. Paulo Freire Hoje a educação é concebida em uma perspectiva ampla de desenvolvimento humano e não apenas como uma das condições básicas para o crescimento econômico. O propósito de uma escola é muito mais o desenvolvimento de competências pessoais para o planejamento e realização de um projeto de vida do que apenas o ensino de conteúdos disciplinares. Os conteúdos devem ser considerados na perspectiva de meios e instrumentos para conquistas individuais e coletivas nas áreas profissional, social e cultural. A formação de jovens não pode ser pensada apenas como uma atividade intelectual. É um processo global e complexo, onde conhecer, refletir, agir e intervir na realidade encontram-se associados. Ensina-se pelos desafios lançados, pelas experiências proporcionadas, pelos problemas sugeridos, pela ação desencadeada, pela aposta na capacidade de aprendizagem de cada um, sem deixar de lado os interesses dos jovens, suas concepções, sua cultura e seu desejo de aprender. Aprende-se a partir de uma busca individual, mas também pela participação em ações coletivas, vivenciando sentimentos, manifestando opiniões diante dos fatos, escolhendo procedimentos, definindo metas. O que se propõe, então, não é apenas um arranho de conteúdos em um elenco de disciplinas, mas a construção de uma prática pedagógica centrada na formação. Nesta mudança de perspectiva, os conteúdos deixam de ser um fim em si mesmos e passam a ser instrumentos de formação. Essas considerações dão à atividade de aprender um sentido novo, onde as necessidades de aprendizagem despertam o interesse de resolver questões desafiadoras. Por isso uma prática pedagógica deve gerar situações de aprendizagem ao mesmo tempo reais, diversificadas provocativas. Deve possibilitar, portanto, que os jovens, ao dar opiniões, participar de debates e tomar decisões, construam sua individualidade e se assumam como sujeitos que absorvem e produzem cultura. Segundo Jarbas Barato, a história tem mostrado que a atividade humana produz um saber das coisas do mundo, que garantiu a sobrevivência do Instrumentos de Medidas e Controle 3

4 ser humano sobre a face da Terra e, portanto, deve ser reconhecido e valorizado como a sabedoria do fazer. O conhecimento proveniente de uma atividade como o trabalho, por exemplo, nem sempre pode ser traduzido em palavras. Em geral, peritos têm dificuldade em descrever com clareza e precisão sua técnica. É preciso vê-los trabalhar para aprender com eles. O pensar e o fazer são dois lados de uma mesma moeda, dois pólos de uma mesma esfera. Possuem características próprias, sem pré-requisitos ou escala de valores que os coloquem em patamares diferentes. Teoria e prática são modos de classificar os saberes insuficientes para explicar a natureza de todo o conhecimento humano. O saber proveniente do fazer possui uma construção diferente de outras formas que se valem de conceitos, princípios e teorias, nem sempre está atrelado a um arcabouço teórico. Quando se reconhece a técnica como conhecimento, considera-se também a atividade produtiva como geradora de um saber específico e valoriza-se a experiência do trabalhador como base para a construção do conhecimento naquela área. Técnicas são conhecimentos processuais, uma dimensão de saber cuja natureza se define como seqüência de operações orientadas para uma finalidade. O saber é inerente ao fazer, não uma decorrência dele. Tradicionalmente, os cursos de educação profissional eram rigidamente organizados em momentos prévios de teoria seguidos de momentos de prática. O padrão rígido explicação (teoria) antes da execução (prática) era mantido como algo natural e inquestionável. Profissões que exigem muito uso das mãos eram vistas como atividades mecânicas, desprovidas de análise e planejamento. Autores estão mostrando que o aprender fazendo gera trabalhadores competentes e a troca de experiências integra comunidades de prática nas quais o saber distribuído por todos eleva o padrão da execução. Por isso, o esforço para o registro, organização e criação de uma rede de apoio, uma teia comunicativa de relato de práticas é fundamental. Dessa forma, o uso do paradigma da aprendizagem corporativa faz sentido e é muito mais produtivo. A idéia da formação profissional no interior do espaço de trabalho é, portanto, uma proposição muito mais adequada, inovadora e ousada do que a seqüência que propõe primeiro a teoria na sala de aula, depois a prática. Atualmente, as empresas têm investido na educação continuada de seus funcionários na expectativa de que esse esforço contribua para melhorar os negócios. A formação de quadros passou a ser, nesses últimos anos, atividade central nas organizações que buscam o conhecimento para impulsionar seu desenvolvimento. No entanto, raramente se percebe que um dos conhecimentos mais importantes é aquele que está sendo construído pelos seus funcionários no exercício cotidiano de suas funções, é aquele que está concentrado na própria empresa. 4 Instrumentos de Medidas e Controle

5 A empresa contrata especialistas, adquire tecnologias, desenvolve práticas de gestão, inaugura centros de informação, organiza banco de dados, incentiva inovações. Vai acumulando, aos poucos, conhecimento e experiências que, se forem apoiadas com recursos pedagógicos, darão à empresa a condição de excelência como espaço de ensino e aprendizagem. Criando condições para identificar, registrar, organizar e difundir esse conhecimento, a organização poderá contribuir para o aprimoramento da formação profissional. Convenciona-se que a escola é o lugar onde se ensina e a empresa é onde se produz bens, produtos e serviços. Deste ponto de vista, o conhecimento seria construído na escola, e caberia à empresa o aprimoramento de competências destinadas à produção. Esta é uma visão acanhada e restritiva de formação profissional que não reconhece e não explora o potencial educativo de uma organização. Neste cenário, a Fundação IOCHPE, em parceria com a UTFPR Universidade Tecnológica Federal do Paraná, desenvolve a proposta pedagógica Formare, que apresenta uma estrutura curricular composta de conteúdos integrados: um conjunto de disciplinas de formação geral (Higiene, Saúde e Segurança; Comunicação e Relacionamento; Fundamentação Numérica; Organização Industrial e Comercial; Informática e Atividades de Integração) e um conjunto de disciplinas de formação específica. O curso Formare pretende ser uma escola que ofereça aos jovens uma preparação para a vida. Propõe-se desenvolver não só competências técnicas, mas também habilidades que lhes possibilitem estabelecer relações harmoniosas e produtivas com todas as pessoas, que os tornem capazes de construir seus sonhos e metas, além de buscar as condições para realizá-los no âmbito profissional, social e familiar. A proposta curricular tem a intenção de fortalecer, além das competências técnicas, outras habilidades: 1. Comunicabilidade Capacidade de expressão (oral e escrita) de conceitos, idéias e emoções de forma clara, coerente e adequada ao contexto; 2. Trabalho em equipe Capacidade de levar o seu grupo a atingir os objetivos propostos; 3. Solução de problemas Capacidade de analisar situações, relacionar informações e resolver problemas; 4. Visão de futura Capacidade de planejar, prever possibilidades e alternativas; 5. Cidadania Capacidade de defender direitos de interesse coletivo. Cada competência é composta por um conjunto de habilidades que serão desenvolvidas durante o ano letivo, por meio de todas as disciplinas do curso. Instrumentos de Medidas e Controle 5

6 Para finalizar, ao integrar o ser, o pensar e o fazer, os cursos Formare ajudam os jovens a desenvolver competências para um bom desempenho profissional e, acima de tudo, a dar sentido à sua própria vida. Dessa forma, esperam contribuir para que eles tenham melhores condições para assumir uma postura ética, colaborativa e empreendedora em ambientes instáveis como os de hoje, sujeitos a constantes transformações. Equipe FORMARE 6 Instrumentos de Medidas e Controle

7 Sobre o caderno Você, educador voluntário, sabe que boa parte da performance dos jovens no mundo do trabalho dependerá das aprendizagens adquiridas no espaço de formação do Curso em desenvolvimento em sua empresa no âmbito do Projeto Formare. Por isso, os conhecimentos a serem construídos foram organizados em etapas, investindo na transformação dos jovens estudantes em futuros trabalhadores qualificados para o desempenho profissional. Antes de esse material estar em suas mãos, houve a definição de uma proposta pedagógica, que traçou um perfil de trabalhador a formar, depois o delineamento de um plano de curso, que construiu uma grade curricular, destacou conteúdos e competências que precisam ser desenvolvidos para viabilizar o alcance dos objetivos estabelecidos e então foram desenhados planos de ensino, com vistas a assegurar a eficácia da formação desejada. À medida que começar a trabalhar com o Caderno, perceberá que todos os encontros contêm a pressuposição de que você domina o conteúdo e que está recebendo sugestões quanto ao modo de fazer para tornar suas aulas atraentes e produtoras de aprendizagens significativas. O Caderno pretende valorizar seu trabalho voluntário, mas não ignora que o conhecimento será construído a partir das condições do grupo de jovens e de sua disposição para ensinar. Embora cada aula apresente um roteiro e simplifique a sua tarefa, é impossível prescindir de algum planejamento prévio. É importante que as sugestões não sejam vistas como uma camisa de força, mas como possibilidade, entre inúmeras outras que você e os jovens do curso poderão descobrir, de favorecer a prática pedagógica. O Caderno tem a finalidade de oferecer uma direção em sua caminhada de orientador da construção dos conhecimentos dos jovens, prevendo objetivos, conteúdos e procedimentos das aulas que compõem cada capítulo de estudo. Ele trata também de assuntos aparentemente miúdos, como a apresentação das tarefas, a duração de cada atividade, os materiais que você deverá ter à mão ao adotar a atividade sugerida, as imagens e os textos de apoio que poderá utilizar. No seu conjunto, propõe um jeito de fazer, mas também poderá apresentar outras possibilidades e caminhos para dar conta das mesmas questões, com vistas a encorajá-lo a buscar alternativas melhor adequadas à natureza da turma. Como foi pensado a partir do planejamento dos cursos (os objetivos gerais de formação profissional, as competências a serem desenvolvidas) e dos planos de ensino disciplinares (a definição do que vai ser ensinado, em que seqüência e intensidade e os modos de avaliação), o Caderno pretende auxiliá-lo a realizar um plano de aula coerente com a concepção do Curso, preocupado em investir na formação de futuros trabalhadores habilitados ao exercício profissional. Instrumentos de Medidas e Controle 7

8 O Caderno considera a divisão em capítulo apresentada no Plano de Ensino e o tempo de duração da disciplina, bem como a etapa do Curso em que ela está inserida. Com esta idéia do todo, sugere uma possibilidade de divisão do tempo, considerando uma aula de 50 minutos. Também, há avaliações previstas, reunindo capítulos em blocos de conhecimentos e oferecendo oportunidade de síntese do aprendido. É preciso não esquecer, no entanto, que a aprendizagem é avaliada durante o processo, através da observação e do diálogo em sala de aula. A avaliação formal, prevista nos cadernos, permite a descrição quantitativa do desempenho dos jovens e também do educador na medida em que o erro, muitas vezes, é indício de falhas anteriores que não podem ser ignoradas no processo de ensinar e aprender. Recomendamos que, ao final de cada aula ministrada, você faça um breve registro reflexivo, anotando o que funcionou e o que precisou ser reformulado, se todos os conteúdos foram desenvolvidos satisfatoriamente ou se foi necessário retomar algum, bem como outras sugestões que possam levar à melhoria da prática de formação profissional e assegurar o desenvolvimento do trabalho com aprendizagens significativas para os jovens. Esta também poderá ser uma oportunidade de você rever sua prática como educador voluntário e, simultaneamente, colaborar para a permanente qualificação dos Cadernos. É um desafio-convite que lhe dirigimos, ao mesmo tempo em que o convidamos a ser co-autor da prática que aí vai sugerida. Características do Caderno Cada capítulo ou unidade possui algumas partes fundamentais, assim distribuídas: Página de apresentação do capítulo: Apresenta uma síntese do assunto e os objetivos a atingir, destacando o que os jovens devem saber e o que se espera que saibam fazer depois das aulas. Em síntese, focaliza a relevância do assunto dentro da área de conhecimento tratada e apresenta a relação dos saberes, das competências e habilidades que os jovens desenvolverão com o estudo da unidade. A seguir, as aulas são apresentadas através de um breve resumo dos conhecimentos a serem desenvolvidos em cada aula. Sua intenção é indicar aos educadores o âmbito de aprofundamento da questão, sinalizando conhecimentos prévios e a contextualização necessária para o tratamento das questões da aula. No interior de cada aula aparece a seqüência de atividades, marcadas pela utilização dos ícones que seguem: 8 Instrumentos de Medidas e Controle

9 Indica quais serão os objetivos do tópico a ser abordado, bem como o objetivo de cada aula. Exploração de links na internet Remete a pesquisas em sites onde educador e aluno poderão buscar textos e/ou atividades como reforço extraclasse ou não. Apresenta artigos relacionados à temática do curso, podendo-se incluir sugestões de livros, revistas ou jornais, subsidiando, dessa maneira o desenvolvimento das atividades propostas. Permite ao educador explorar novas possibilidades de conteúdo. Se achar necessário, o educador poderá fornecer esse texto para o aluno reforçando, assim, o seu aprendizado. Traz sugestão de exercício ou atividade para fechar uma aula para que o aluno possa exercitar a aplicação do conteúdo. Traz sugestão de avaliação extraclasse podendo ser utilizada para fixação e integração de todos os conteúdos desenvolvidos. Traz sugestão de avaliação, podendo ser apresentada ao final de um conjunto de aulas ou tópicos; valerão nota e terão prazo para serem entregues. Indica, passo a passo, as atividades propostas para o educador. Apresenta as informações básicas, sugerindo uma forma de desenvolvê-las. Esta seção apresenta conceitos relativos ao tema tratado, imagens que têm a finalidade de se constituir em suporte para as explicações do educador (por esse motivo todas elas aparecem anexas num CD, para facilitar a impressão em lâmina ou a sua reprodução por recurso multimídia), exemplos das aplicações dos conteúdos, textos de apoio que podem ser multiplicados e entregues aos jovens, sugestões de desenvolvimento do conteúdo e atividades práticas, criadas para o estabelecimento de relações entre os saberes. No passo a passo, aparecem oportunidades de análise de dados, observação e descrição de objetos, classificação, formulação de hipóteses, registro de experiências, produção de relatórios e outras práticas que compõem a atitude científica perante o conhecimento. Instrumentos de Medidas e Controle 9

10 Indica a duração prevista para a realização do estudo e das tarefas de cada passo. É importante que fique claro que esta é uma sugestão ideal, que abstrai quem é o sujeito ministrante da aula e quem são os sujeitos que aprendem, a rigor os que mais interessam nesse processo. Quando foi definida, só levou em consideração o que era possível no momento: o conteúdo a ser desenvolvido, tendo em vista o número de aulas e o plano de ensino da disciplina. No entanto você juntamente com os jovens que compõem a sua turma têm liberdade para alterar o que foi sugerido, adaptar as sugestões para o seu contexto, com as necessidades, interesses, conhecimentos prévios e talentos especiais do seu grupo. O glossário contém informações e esclarecimentos de conceitos e termos técnicos. Tem a finalidade de simplificar o trabalho de busca do educador e, ao mesmo tempo, incentivá-lo a orientar os jovens para a utilização de vocabulário apropriado referente aos diferentes aspectos da matéria estudada. Aparece ao lado na página em que é utilizado e é retomado ao final do Caderno, em ordem alfabética. Remete para exercícios que objetivam a fixação dos conteúdos desenvolvidos. Não estão computados no tempo das aulas, e poderão servir como atividade de reforço extraclasse, como revisão de conteúdos ou mesmo como objeto de avaliação de conhecimentos. Notas que apresentam informações suplementares relativas ao assunto que está sendo apresentado. Idéias que objetivam motivar e sensibilizar o educador para outras possibilidades de explorar os conteúdos da unidade. Têm a preocupação de sinalizar que, de acordo com o grupo de jovens, outros modos de fazer podem ser alternativas consideradas para o desenvolvimento de um conteúdo. Traz as idéias-síntese da unidade, que auxiliam na compreensão dos conceitos tratados, bem como informações novas relacionadas ao que se está estudando Apresenta materiais em condições de serem produzidos e entregues aos jovens, tratados, no interior do caderno, como texto de apoio. 10 Instrumentos de Medidas e Controle

11 Em síntese, você educador voluntário precisa considerar que há algumas competências que precisam ser construídas durante o processo de ensino aprendizagem, tais como: conhecimento de conceitos e sua utilização; análise e interpretação de textos, gráficos, figuras e diagramas; transferência e aplicação de conhecimentos; articulação estrutura-função; interpretação de uma atividade experimental. Em vista disso, o conteúdo dos Cadernos pretende favorecer: conhecimento de propriedade e de relações entre conceitos; aplicação do conhecimento dos conceitos e das relações entre eles; produção e demonstração de raciocínios demonstrativos; análise de gráficos; resolução de gráficos; identificação de dados e de evidências relativas a uma atividade experimental; conhecimento de propriedades e relações entre conceitos em uma situação nova. Como você deve ter concluído, o Caderno é uma espécie de obra aberta, pois está sempre em condições de absorver sugestões, outros modos de fazer, articulando os educadores voluntários do Projeto Formare em uma rede que consolida a tecnologia educativa que o Projeto constitui. Desejamos que você possa utilizá-lo da melhor forma possível e que tenha a oportunidade de refletir criticamente sobre ele, registrando sua colaboração e interagindo com os jovens de seu grupo a fim de investirmos todos em uma educação mais efetiva e na formação de profissionais mais competentes e atualizados para os desafios do mundo contemporâneo. Instrumentos de Medidas e Controle 11

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13 Introdução Acreditando sempre no princípio de que educar é criar condições para que o indivíduo desenvolva e expresse ao máximo as suas potencialidades, estabelecemos neste caderno ampla conexão entre a teoria e a prática, assim como a sala de aula e o ambiente de trabalho, permitindo que os jovens aproveitem suas próprias vivências na construção de uma aprendizagem sólida, cujos traços se voltam ao empreendedorismo, à produtividade e ao desenvolvimento de participação cidadã na sociedade. Realizamos, neste caderno medições de interiores, exteriores, profundidade, ângulos utilizando para o efeito instrumentos mecânicos tais como: paquímetro, micrômetro, comparador, dando suporte didático para o uso de instrumentos de medição e orientação quanto aos erros associados a medição. Instrumentos de Medidas e Controle 13

15 Sumário 1 Sistema Internacional de Unidades e Medições Primeira Aula Medição Histórico...21 Unidades de medida...22 Metrologia legal e metrologia industrial...22 Segunda Aula Controle dimensional e seus três elementos...24 Características dos instrumentos de medição...25 Instrumentação...25 Algarismos significativos...25 Terceira Aula Sistema Internacional - SI...27 Unidades fundamentais do SI e seus padrões...27 Quarta Aula Sistema métrico e inglês de medida de comprimento...29 Quinta Aula Metro...31 Múltiplos e submúltiplos do metro...32 Leitura no sistema métrico...33 Sexta Aula Conversão entre unidades de medida...35 Sétima Aula O milímetro e a polegada...36 Leitura de medidas no sistema inglês...37 Oitava Aula Controle industrial...39 Sensores...40 Pressão...40 Temperatura...41 Nona Aula Avaliação Teórica Tolerância Dimensional Primeira Aula Tolerância dimensional (tolerância de fabricação)...51 Instrumentos de Medidas e Controle 15

16 Tolerância de medidas...52 Afastamentos...53 Indicação de tolerância...54 Segunda Aula Ajustes...56 Tipos de ajustes...56 Terceira Aula Tolerância ISO (International Organization for Standardization)...57 Campo de tolerância...58 Qualidade de trabalho...58 Quarta Aula Avaliação Teórica Paquímetro Universal Primeira Aula Paquímetro...71 Métodos de utilização de um paquímetro...72 Tipos de paquímetro...72 Segunda Aula Execução de leituras com o paquímetro...75 Resolução do paquímetro...76 Terceira Aula Conservação do paquímetro...78 Utilização do paquímetro...78 Incertezas na medição com paquímetros...79 Quarta Aula Prática Micrômetro Externo e Interno Primeira Aula Micrômetro...87 Componentes de um micrômetro...88 Características do micrômetro...88 Tipos...89 Segunda Aula Funcionamento...92 Manuseio do micrômetro...92 Terceira Aula Leitura no sistema inglês com resolução 0, Instrumentos de Medidas e Controle

17 Leitura no sistema inglês com resolução 0, Conservação...96 Quarta Aula Micrômetro interno...96 Micrômetro externo...98 Quinta Aula Atividade prática Manuseio dos instrumentos de medidas...99 Sexta Aula Correção da atividade prática Relógio Comparador e Tolerância Geométrica Primeira Aula Relógio comparador Relógio comparador eletrônico Conservação Segunda Aula Leitura de relógio comparador Aplicações dos relógios comparadores Terceira Aula Tolerância geométrica Tolerâncias geométrica de forma Erro de forma Definições segundo NBR 6405/ Tolerância de forma Quarta Aula Tolerância de posição Tolerância de localização Tolerância de concentricidade Tolerância de simetria Tolerância de batimento Quinta Aula Atividade prática Verificação de forma de peças Medidas e Controles em Processo Livro Controle Estatístico de Processo Instrumentos de Medidas e Controle 17

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19 1 Sistema Internacional de Unidades e Medições Será mostrado nesse capítulo que o desenvolvimento e a consolidação da cultura metrológica vêm se constituindo em uma estratégia permanente das organizações, uma vez que resulta em ganhos de produtividade, qualidade dos produtos e serviços, redução de custos e eliminação de desperdícios. Deve-se observar que a construção de um senso de cultura metrológica não é tarefa simples, requer ações duradouras de longo prazo e depende de uma ampla difusão dos valores da qualidade em toda a sociedade. Objetivos Conhecer o histórico de medição. Diferenciar e identificar grandezas, medidas e unidades. Conhecer e diferenciar Metrologia legal e industrial. Desenvolver habilidades orais com técnica e naturalidade. Usar convenientemente os símbolos das unidades de medidas. Transformar e operar convenientemente com unidades do SI. Fazer a equivalência entre o sistema métrico e inglês de medidas de comprimento. Usar instrumentos para medir as dimensões do produto ou processo de análise. Instrumentos de Medidas e Controle 19

21 Primeira Aula Nessa aula serão apresentadas informações técnicas sobre Metrologia, que é a ciência que abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às medições, destacando as contribuições do tema para a melhoria de qualidade de serviços nas instituições e sociedade. Passo 1 / Aula teórica 30 min Medição Histórico Antigamente o homem usava o próprio corpo para medir as coisas. A distância entre o cotovelo e as plantas dos dedos era chamada cúbito ( 523 mm). Para medir coisas menores, usava-se a mão, e essa medida era chamada palmo ( 76 mm). Para efetuar medidas de comprimento, usava-se a polegada, o pé, o passo e a jarda (usada no futebol americano). Esses foram os primeiros padrões metrológicos usados no mundo, todos eles baseados no corpo humano. Cúbito Unidade de medida que corresponde à distância do cotovelo até a ponta do indicador e equivale a 523 mm. Polegada Unidade de comprimento usada no sistema imperial de medida britânico. Jarda Distância do nariz do rei Henrique I da Inglaterra até o polegar de seu braço estendido. O campo de aplicação da metrologia no dia-a-dia do homem é muito vasto, podendo ser citado como exemplo o controle e medição de alimentos e produtos de consumo. Aplica-se e usa-se a metrologia constantemente em situações como: medição do tempo, da água e da energia elétrica consumida numa residência, no pulso do telefone, no percurso do táxi, na medicina preventiva ao medir índices de controle da saúde, na alimentação, na qualidade da água e refrigerantes que se bebe, na advocacia (Código da Defesa do Consumidor), nas previsões do tempo e das marés, na construção civil das moradias, etc. Metrologia e qualidade Se você medir aquilo sobre o que você fala e expressar por um número, você sabe algo sobre o assunto; mas se não puder medi-lo, seu conhecimento é pouco ou insatisfatório. Fig.1 Lord Kelvin. Instrumentos de Medidas e Controle 21

22 Grandeza ou variável É tudo o que se pode medir, isto é, que pode ser representado por um número e uma unidade de medida Unidades de medida Medir Significa comparar grandezas ou variáveis de uma mesma espécie tomando uma dessas grandezas como unidade de medida. Para determinar o valor numérico de uma grandeza, é necessário que se disponha de outra grandeza de mesma natureza, definida e adotada por convenção, para fazer a comparação com a primeira. Exemplo: Utilizando-se da unidade de medida metro podemos medir uma determinada distância. Conversar com os jovens sobre os seguintes exemplos: Em um jogo de futebol, a distância da bola à barreira deve ser de 9,15 metros. Nessa frase observamos que a grandeza é o comprimento (distância da bola à barreira) e a unidade de medida é o metro. A bola deve ter 400 gramas. Agora verificamos que a grandeza é a massa e a unidade de medida é o grama. O meio tempo de uma partida de futebol é de 45 minutos. A grandeza é o tempo e a unidade de medida é o minuto. Metrologia legal e metrologia industrial Metrologia legal É a parte da metrologia que desenvolve e define atividades para assegurar o cumprimento das exigências legais, referentes aos direitos básicos da sociedade e dos consumidores. Atua nas áreas da saúde, defesa do consumidor, proteção ao meio ambiente, entre outras. Metrologia industrial É a parte da metrologia que assegura o controle dos processos industriais, desde a entrada da amostra até a saída para o cliente. 22 Instrumentos de Medidas e Controle

23 Metrologia científica e industrial é uma ferramenta fundamental no crescimento e inovação tecnológica, promovendo a competitividade e criando um ambiente favorável ao desenvolvimento científico e industrial em todo e qualquer país. No Brasil as atividades da metrologia legal são atribuições do INMETRO, que também colabora para a uniformidade da sua aplicação no mundo, pela sua ativa participação no Mercosul e na OIML Organização Internacional de Metrologia Legal. Caso considere interessante fazer um estudo mais detalhado acesse: Passo 2 / Exercício Anote o exercício na lousa e peça que os jovens o resolvam. Relacionar as grandezas com o significado mais apropriado. (1) comprimento ( ) serve para medir uma superfície plana (2) área ( ) serve para medir o espaço ocupado por um corpo (3) volume ( ) serve para medir a extensão de uma reta 20 min Educador, o gabarito está disponível no final do caderno. Se houver tempo, termine a aula contando um pouco de sua experiência profissional na área. Segunda Aula O objetivo dessa aula é mostrar que o sucessivo aumento de produção e a melhoria de qualidade requerem um ininterrupto desenvolvimento e aperfeiçoamento na técnica de medição. Instrumentos de Medidas e Controle 23

24 Passo 1 / Aula teórica 30 min Controle dimensional e seus três elementos Calibrar Comparar os resultados dos instrumentos de medição com os respectivos padrões. Padrão Alguma coisa que pode ser reproduzida em qualquer lugar. Dimensão Associa-se ao tamanho, medida. A metrologia é uma das funções básicas necessárias a todo Sistema de Garantia da Qualidade. É necessário: definir as unidades de medida; instrumentos calibrados em termos dessas unidades de medidas padronizadas; uso destes instrumentos para medir as dimensões do produto ou processo de análise. Na tomada de quaisquer medidas, devem ser considerados três elementos fundamentais: Método Medição direta É a medida (leitura) obtida diretamente do instrumento de medida. Exemplo: altura (a leitura é feita diretamente na trena), tempo (a leitura é feita diretamente no cronômetro). Medição indireta Compara-se o objeto de medição com um padrão de mesma natureza ou propriedade, inferindo sobre as características das medidas verificadas. Então, podemos dizer que medição indireta está associada à comparação. Exemplo: controle de peças com calibradores passa não passa. Instrumento A exatidão relativa das medidas depende evidentemente da qualidade dos instrumentos de medição empregados. 24 Instrumentos de Medidas e Controle

25 Características dos instrumentos de medição Exatidão exprime o afastamento entre a medida nele efetuada e o valor de referência aceito como verdadeiro. Precisão é um pré-requisito para a exatidão, mas não a garante. O termo precisão não deve ser confundido com exatidão. Um equipamento com exatidão apresenta um bom agrupamento nas leituras, mas o valor apresentado pode não ser um valor correto. Operador Ao uso de instrumentos, inclui-se o operador, que é, talvez, o mais importante, pois é a parte inteligente na apreciação das medidas; de sua habilidade depende, em grande parte, a precisão conseguida. Ao operador compete: conhecer o instrumento; adaptar-se às circunstâncias; escolher o método mais aconselhável para interpretar os resultados. Após leitura do parágrafo a seguir, fale com os jovens sobre o tema abaixo e relate algum fato de sua experiência profissional. O operador deve ter sempre em mente que os instrumentos também representam a segurança da unidade e do pessoal,e que deles dependem a qualidade e a correta especificação na elaboração dos produtos. Instrumentação Equipamento industrial responsável por controlar, medir, registrar ou indicar as variáveis de um processo produtivo. Algarismos significativos Processo Seqüência de operações em um conjunto de máquinas e/ou equipamentos necessários para a manufatura de um produto O resultado de uma medição expressa o valor de uma grandeza física. É muito importante saber distinguir o valor efetivamente obtido no processo de medição, daqueles decorrentes de cálculo ou arredondamento numérico. Assim, dado o resultado de uma medição, os algarismos significativos são todos aqueles contados da Instrumentos de Medidas e Controle 25

26 esquerda para a direita, a partir do primeiro algarismo diferente de zero. Exemplos 45,30 cm = quatro algarismos significativos. 0,0585 m = três algarismos significativos. 0,0450 kg = três algarismos significativos. Suponha que se está efetuando a medição de um segmento de reta utilizando, para isso, uma régua graduada em centímetros. Observa-se que o segmento de reta tem um pouco mais de vinte e sete centímetros e menos que vinte e oito centímetros. Estima-se o valor desse pouco que ultrapassa vinte e sete centímetros, expressando resultado da medição 27,6 centímetros. Isso significa que existem dois algarismos corretos (2 e 7) e um duvidoso (6), porque este último foi estimado. Para realizar qualquer medida, é necessário estabelecer previamente um padrão de referência que chamamos de blocos padrão.. Passo 2 / Exercícios Após trabalhar os conceitos teóricos, proponha aos jovens que façam duplas e respondam oralmente, justificando, as questões abaixo (ditar as questões e dar alguns minutos para que os jovens discutam e respondam). Corrigir as questões com a ajuda das duplas. 20 min 1 Ao realizar uma medição de 10 metros, um experimentador cometeu um erro de 5 % para menos. Qual foi o valor lido pelo experimentador? 2 A melhor posição de trabalho do operador é: a) ( ) sentado b) ( ) em pé c) ( ) sentado ou em pé 3 Cite três elementos fundamentais nas tomadas de quaisquer medidas e fale sobre eles. 26 Instrumentos de Medidas e Controle

27 4 Diga quantos algarismos significativos tem em cada um dos números abaixo. a) 0,082 b) 2,56 c) 32 d) 150,0 Terceira Aula Essa aula tem como objetivo mostrar que com o crescimento do comércio e o avanço científico, tornouse necessário um sistema único de unidades de medida que pudesse ser compreendido por todos. O Sistema Internacional de Unidades foi desenvolvido com o objetivo de unificar as grandezas utilizadas ao redor do mundo e facilitar a comparação de resultados obtidos em regiões diferentes. Passo 1 / Aula teórica 30 min Sistema Internacional - SI Como observado na primeira aula, não havia um conjunto de unidades fundamentais que fosse usada no mundo todo. A partir de 1948, esse conjunto começou a ser discutido, e em 1960 recebeu o nome de Sistema Internacional de Unidades (SI). Regulamento para as unidades de medidas no SI Uma e apenas uma única unidade para cada quantidade física. A base 10 (sistema decimal) é conveniente para o manuseio de unidades de cada quantidade física, e o uso de prefixo facilita a comunicação oral e escrita. Unidades fundamentais do SI e seus padrões Prefixo Sílaba ou sílabas que antecedem a raiz de uma palavra modificandolhe o significado e formando nova palavra. Comprimento = metro. Instrumentos de Medidas e Controle 27

28 Massa = quilograma. Tempo = segundo. Unidades derivadas do SI Exemplo: Se as dimensões da sala de aula são 5 m por 6 m, pode-se dizer que a área dessa sala é igual a 30 m 2. Para chegarmos ao valor da área, multiplicamos as dimensões; então, 5 m x 6 m = 30 m 2. Algumas unidades derivadas Grandeza Unidade 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 Tabela 1 Principais prefixos do SI Nome Símbolo tera T giga G mega M quilo k hecto h deca da deci d centi c mili m micro µ nano n pico p Tabela 2 Exemplos Centímetro = centi + metro = cm Quilograma = quilo + grama = kg Mililitro = mili + litro = ml 28 Instrumentos de Medidas e Controle

29 Após estudar símbolos de unidades de medida é importante ressaltar os seguintes itens: Os símbolos não têm ponto final, pois não são abreviaturas. Os símbolos das unidades permanecem invariáveis no plural. Observe: Metro = m Hora = h Metros = m Horas = h Passo 2 / Exposição dialogada 30 min O Sistema Internacional é o sistema oficial no Brasil. Quais as vantagens desse sistema? Após colocar a pergunta acima, peça que os jovens se expressem sobre esse tema, e documente na lousa as principais palavras observadas por eles. Acredita-se que os argumentos mais fortes a favor do uso do SI de unidades são uniformidade e coerência, evitando o risco de confusão e ambigüidade. Coerência Fenômeno de harmonia entre as idéias e opiniões. Ambigüidade É a propriedade de certas frases que apresentam vários sentidos. Quarta Aula É comum empresas nacionais trabalharem com clientes ou fornecedores estrangeiros. Há países, que ainda nos dias de hoje utiliza o sistema inglês de medidas. Assim, essa aula mostrará a equivalência entre o sistema inglês e o sistema métrico. Passo 1 / Aula teórica 20 min Sistema métrico e inglês de medida de comprimento Desde a Antiguidade os povos foram criando suas unidades de medida. Cada um deles possuía suas próprias unidades padrões. Com o desenvolvimento do comércio, ficavam cada vez mais difíceis a troca de informações e as negociações com tantas medidas diferentes. Era necessário que se adotasse um padrão de medida único para cada grandeza. Foi assim que, em 1791, época da Revolução Francesa, um grupo de Instrumentos de Medidas e Controle 29

30 Razão Relação entre grandezas (fração). representantes de vários países reuniu-se para discutir a adoção de um sistema único de medidas. Surgia o sistema métrico decimal. O Sistema Inglês, usado em países ingleses, está relacionado com o sistema métrico pela equivalência. 1 inch (1 polegada) = 2,54 centímetros 1 foot (1 pé) = 30,48 centímetros 1 mile (1 milha terrestre) = metros 1 milha marítima = 1852 metros 1 jarda = 3 pés Pergunte se os jovens lembram-se da regra de três termos da matemática. Mesmo em caso positivo, vale a pena relembrá-la fazendo alguns exemplos. Se 1 jarda equivale a 3 pés, 15 pés equivale a quantas jardas? 1 jarda 3 pés n 15 pés 1 = n 3 15 Dessa proporção (igualdade entre razões), tiramos que n x 3 = 1 x 15 (resolvendo a equação ) 15 n = 3 Logo n = 5 Conclusão: 15 pés equivalem a 5 jardas Passo 2 / Exercício 30 min Educador, essa atividade deve ser ditada aos jovens e respondida individualmente. A correção deve ser feita na lousa com a ajuda dos jovens. 1 Uma polegada equivale a quantos centímetros? 2 Três polegadas equivalem a quantos centímetros? 3 Qual a diferença numérica entre a milha marítima e a milha terrestre? 4 Demonstre que 1 pé é igual a 12 polegadas. Educador, o gabarito está disponível no final do caderno. 30 Instrumentos de Medidas e Controle

31 Quinta Aula Nessa aula será mostrado que o Sistema Métrico, concebido com base única no metro, regia-se pelos princípios da universalidade e da simplicidade, ou seja: Universalidade, porque estava destinado a ser usado por todos os países, independentemente da sua localização, em todas as esferas da atividade científica e técnica, a cada grandeza correspondendo uma única unidade para todas as aplicações. Simplicidade, porque era baseada numa única unidade o metro na qual todas as outras se reportam por relações simples e com relações de múltiplos e submúltiplos exclusivamente decimais. Passo 1 / Aula teórica 40 min Metro A palavra metro vem do grego e significa o que mede Fig. 2 A régua graduada, o metro e a trena são os mais simples entre os instrumentos de medida linear. A régua apresenta-se normalmente em forma de lâminas de aço carbono ou aço inoxidante. Nessa lâmina estão graduadas as medidas em centímetros (cm) e milímetros (mm), conforme o sistema métrico, ou em polegadas. Metro Em 1826, foram feitas 32 barras padrões na França, e em 1889, determinou-se que a barra de número 6 seria o metro dos arquivos e a de número 26 foi destinada ao Instrumentos de Medidas e Controle 31

32 Brasil. Esse metro padrão encontra-se no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). Múltiplos e submúltiplos do metro Os múltiplos do metro são utilizados para medir grandes distâncias, enquanto os submúltiplos, para pequenas distâncias. Múltiplos e submúltiplos do metro Nome Símbolo Fator pelo qual a unidade é multiplicada Exametro Em = m Peptametro Pm = m Terametro Tm = m Gigametro Gm 10 9 = m Megametro Mm 10 6 = m Quilometro km 10 3 = m Hectômetro hm 10 2 = 100 m Decâmetro dam 10 1 = 10 m Metro m 1 = 1 m Decímetro dm 10-1 = 0,1 m Centímetro cm 10-2 = 0,01 m Milímetro mm 10-3 = 0,001 m Micrometro μm 10-6 = 0, m Nanômetro nm 10-9 = 0, m Picometro pm = 0, m Fentometro fm = 0, m Attometro am = 0, m Tabela 3 Tabela baseada no Sistema Internacional de Medidas (SI). 32 Instrumentos de Medidas e Controle

33 Relembrando potências 10 0 = 1, pois para termos expoente zero em uma base qualquer é porque estamos dividindo dois números iguais = 10 = 10 = = = = = 0, Nota Nas medidas milimétricas, em que se exige precisão, utilizamos: mícron (µ) = = 0, = 10-6 m 0 = 0, angströn (Å) = = m 10 Régua graduada Fig. 3 Micron Milésima parte do milímetro. Angstron Corresponde a uma distância 10 bilhões de vezes menor que 1 metro. Normalmente as réguas são graduadas de 0,5 mm em 0,5 mm ou de '' 1 32 em '' 1 32 (polegadas). As mais usadas na oficina são as de 150 mm (6 ) e 300mm(12 ). Leitura no sistema métrico Cada centímetro na escala encontra-se dividido em 10 partes iguais e cada parte equivale a 1 milímetro, A leitura das medidas de comprimentos pode ser efetuada com o auxílio do quadro de unidades. Exemplo: Leia a seguinte medida: 15,048 m. Instrumentos de Medidas e Controle 33

34 Seqüência prática 1º. Escrever o quadro de unidades: Km hm dam m dam cm mm 2º. Colocar o número no quadro de unidades. km hm dam m dam cm mm 1 5, º. Ler a parte inteira acompanhada da unidade de medida do seu último algarismo e a parte decimal acompanhada da unidade de medida do último algarismo da mesma que é 15 metros e 48 milímetros. Passo 2 / Exercícios 10 min Exercício disponível no final do caderno. Educador, solicite aos jovens que respondam as questões individualmente e faça os comentários e a correção na sala de aula. Na correção chame a atenção dos jovens para a importância de operarmos com unidades iguais. Não esqueça de providenciar cópias das atividades para cada um. Sexta Aula Nessa aula deve-se abordar e dar significado às transformações das unidades de medidas. 34 Instrumentos de Medidas e Controle

35 Passo 1 / Aula teórica 30 min Conversão entre unidades de medida Observe a figura abaixo: Fig. 4 Para converter 12 metros em centímetros, devemos multiplicar 12 por 100 (10 x 10). Então 12 m = 1200 cm Observar: Converter 16,584 hm em m Note que para converter hm em m devemos multiplicar por 100 (10 x 10) 16,584 x 100 = 1.658,4 Ou seja, 16,584 hm = 1.658,4 m Para converter 1.658,4 m em hm. Divide-se 1.658,4 por 100 ( 10 x 10) Então: 1.658,4 100 = 16,584 m Observa-se que: 1 km = 1000 m 1 m = 0,001 km 1 m = 100 cm 1 cm = 0,01 m 1 m = 1000 mm 1 mm = 0,001 m. Instrumentos de Medidas e Controle 35

36 Passo 2 / Exercícios 20 min Exercício disponível no final do caderno. Solicite que os jovens formem duplas, entregue uma cópia do exercício para cada jovem e peça que resolvam as questões. A correção deve ser feita na lousa. Educador, não esqueça de providenciar cópias do exercício. Sétima Aula Essa aula deve enfatizar as unidades mais comuns em Mecânica e suas transformações. Passo 1 / Aula teórica 40 min O milímetro e a polegada Em Mecânica, a unidade mais comum é o milímetro, como foi observado na aula anterior. Nessa aula será destacada outra unidade bastante utilizada, principalmente nos conjuntos mecânicos fabricados em países como os Estados Unidos e a Inglaterra. Embora a unificação dos mercados econômicos da Europa, da América e da Ásia tenha obrigado os países a adotarem como norma o Sistema Métrico Decimal, essa adaptação está sendo feita por etapas. Um exemplo disso são as máquinas de comando numérico computadorizado, ou CNC (Computer Numerical Control), que vêm sendo fabricadas com os dois sistemas de medida. Isso permite que o operador escolha o sistema que seja compatível com aquele utilizado em sua empresa. 36 Instrumentos de Medidas e Controle

37 Polegada Pode ser fracionária ou decimal, e é uma unidade que corresponde a 25,4 mm. Fig. 5 Observar a régua acima: O sinal ( ) representa uma medida em polegada ou fração polegada. Da mesma forma que o milímetro, a polegada foi dividida em submúltiplos, que podem ser usados nas medidas de precisão. Assim, a polegada foi dividida em 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128 (potências de base 2) partes iguais. Uma polegada decimal equivale a uma polegada fracionária, ou seja, 25,4 mm. Exemplos ½ corresponde a 0,5 (5 décimos de polegada) ¼ corresponde a 0,25 (25 centésimos de polegada) Leitura de medidas no sistema inglês Normalmente essas medidas estão expressas em termos de polegadas e ou frações de polegadas. Exemplos: 1 /1/8 uma polegada e um oitavo de polegada; 1 / 128 um cento e vinte oito avo de polegada; 0,05 cinco centésimos de polegada; 1,576 uma polegada e quinhentos e setenta e seis milésimos da polegada; 1,1435 uma polegada e um mil quatrocentos e trinta e cinco décimos de milésimos da polegada. Avo Palavra que concorda com o numerador da fração e não com o denominador. Exemplo: 1/11 ( um onze avo), 2/11 ( dois doze avos). Instrumentos de Medidas e Controle 37

38 Convertendo polegadas em milímetros Analise a seguinte situação: Você recebeu um material cilíndrico com diâmetro de 3/8 e precisa torneá-lo de modo que fique medindo 8 mm de diâmetro. Quantos milímetros deverão ser desbastados? 1 polegada - 25,4 mm 3 p " 8 Pela regra de três. 3 p = x 25,4 8 p = 76,2 8 p = 9,525 mm Como o diâmetro (dobro do raio) é 8 mm, é necessário fazer a subtração para saber quanto do material deverá ser desbastado. 9,525 8 = 1,525 mm Deve-se desbastar 1,525 mm no diâmetro. Conclusão: Para transformarmos polegadas em milímetros, basta multiplicar a polegada por 25,4 Convertendo milímetros em polegadas Usa-se o mesmo pensamento acima. Transformar 12,5 mm em polegada. Novamente usamos regra de três 1 polegada =25,4 mm 12,5 mm s x 25,4 = 1 x 12,5 12,5 s = = 0,5 ou s = 1/2 25,4 Percebe-se, então, que para converter milímetros em polegadas, basta dividirmos os milímetros por 25,4. 38 Instrumentos de Medidas e Controle

39 Passo 2 / Exercícios 10 min Exercício disponível no final do caderno. Solicite que os jovens formem duplas, entregue uma cópia do exercício para cada jovem e peça que resolvam as questões. A correção deve ser feita na lousa, questionando os jovens em cada passo. Educador, não esqueça de providenciar cópias da atividade. Oitava Aula O objetivo dessa aula é mostrar que nas indústrias de processos, tais como siderúrgica, alimentícia, papel, entre outras, a responsável pelo rendimento máximo de um processo é a instrumentação, que faz com que toda a energia cedida seja transformada em trabalho na elaboração do produto desejado. Passo 1 / Aula teórica 50 min Relembre o que foi falado de instrumentação na aula 2 e seja coerente com os conceitos que já foram tratados. Controle industrial A instrumentação é definida como a arte e ciência da medição e controle. O termo instrumentação pode ser utilizado para fazer menção à área de trabalho dos técnicos e engenheiros de processo (instrumentistas e engenheiros de instrumentação), que lidam com os aparelhos do processo produtivo, mas também pode referir-se aos vários métodos e utilizações possíveis para os instrumentos. Instrumentos de Medidas e Controle 39

40 Instrumentação corresponde às técnicas e aos dispositivos empregados na medição, tratamento e transmissão das variáveis do processo. Controle de processos Processo Qualquer operação onde pelo menos uma propriedade física ou química possa variar ao longo do tempo. Corresponde a manter uma variável desse processo em um determinado valor desejado. Normalmente é classificado em controle de variáveis contínuas (nível, pressão, temperatura, etc.) e controle de variáveis discretas (controle de manufatura: posição, tempo, número, etc.). Relembre o que foi falado de instrumentação na aula 2 e seja coerente com os conceitos que já foram tratados. Sensores O sinal de um sensor pode ser usado para detectar ou corrigir desvios em sistemas de controle e nos instrumentos de medição. Sensores mais conhecidos Termopares (para a medição de temperatura). Sensores de pressão. Eletrodos. Sensores de velocidade Usados nos controles e medidores de velocidade de motores dentro de máquinas industriais, eletrodomésticos, CD, entre outros. Pressão Fig. 6 Manômetro em máquina a vapor. 40 Instrumentos de Medidas e Controle

41 A medição de pressão em instalações industriais é uma das mais antigas e das mais importantes, sendo os sensores de pressão um dos mais numerosos. A utilização desses sensores, também chamados de monômetros, remonta às primeiras máquinas a vapor, em que por questões de segurança tinha de existir um indicador de pressão da caldeira. Hoje a lei obriga os utilizadores de instalações de média e alta pressão, e em particular nas caldeiras, a dispor de indicadores locais de pressão. A pressão está intimamente ligada à segurança das instalações. Então, é através do conhecimento exato das pressões e temperaturas, entre outras grandezas, que se pode otimizar o funcionamento de uma instalação, de modo a evitar a colocação de bombas que elevem demasiado a pressão (custo energético) ou de dispositivos que introduzam perdas de cargas elevadas. Observa-se também que o rendimento do fabrico de muitos produtos depende da pressão em que os mesmos se realizam, aparecendo aqui mais uma razão (de caráter econômico) que justifica a sua medição. Pressão é a razão entre a força normal (perpendicular à área) por unidade de área. Então, pressão = Força Área A unidade no Sistema Internacional (SI) para medir pressão é o Pascal (Pa), equivalente a uma força de 1 Newton por uma área de 1 metro quadrado. Temperatura Geralmente é conceituada como o grau de aquecimento ou resfriamento de uma substância ou corpo. Escalas termométricas Fahrenheit Temperatura de congelamento da água 32 o F e temperatura de ebulição da água 212 o F. Possui 180 divisões entre esses dois pontos. Celsius 0 o C para a temperatura de congelamento da água e 100 o C para a temperatura de ebulição. Possui 100 divisões entre esses dois pontos. Kelvin 273 K para a temperatura de congelamento da água e 373K a temperatura de ebulição. É Instrumentos de Medidas e Controle 41

42 chamada escala absoluta e possui 100 divisões entre os dois pontos. Relações entre as escalas termométricas Fig. 7 Simplificando C 0 F 32 K 273 = = C F 32 K 273 = = Exemplo: A temperatura média de um corpo humano é 36 o. Determine o valor dessa temperatura na escala Fahrenheit. Resolução Observa-se nas proporções acima que substituindo C por 36 o C teremos: 36 F 32 = ( F 32) = F 160 = 324 5F = F = F = 5 F = 96,8 Então, 36 o C equivalem a 96,80 o F 42 Instrumentos de Medidas e Controle

43 Principais instrumentos de pressão e temperatura Manômetro Instrumento usado para medir e indicar pressão maior do que a pressão ambiente. Vacuômetro Instrumento usado para medir e indicar pressão menor do que a pressão ambiente. Manovacuômetro Instrumento usado para medir e indicar pressão maior ou menor do que a pressão ambiente. Termômetro Instrumento usado para medir e indicar temperatura. Nona Aula Nessa aula, será realizada uma avaliação envolvendo os conceitos trabalhados sobre unidades de medidas de comprimentos e unidades de medida de temperatura, bem como conversões entre as diferentes unidades. Algumas considerações a respeito da avaliação: 1 Marque a data da avaliação logo no início do curso de modo a permitir que os jovens se preparem para ela e evitem faltas no dia. 2 Não se esqueça de providenciar cópias para todos os jovens. A prova é individual. 3 Comente os erros individuais dos jovens nas próprias avaliações. Correções coletivas também são importantes para corrigir os erros mais freqüentes. Instrumentos de Medidas e Controle 43

45 PROJETO ESCOLA FORMARE CURSO:... ÁREA DO CONHECIMENTO: Instrumentos de Medidas e Controle Nome:... Data.../.../... Avaliação Teórica 1 1 Responda às seguintes questões relacionadas ao desenho abaixo, e em seguida marque a alternativa que contém as respostas corretas, respectivamente. Qual a espessura da chapa apresentada abaixo? Qual a quantidade de furos existentes na chapa? Qual a distância entre o primeiro e o último furo da chapa? Qual é o diâmetro dos furos? (Lembre-se de que diâmetro é o dobro do raio). a) 20 mm, 18, 15 mm, 20 mm b) 3mm, 18, 342 mm, 20 mm c) mm, 20, 342 mm, 6 mm d) 20 mm, 18, 15 mm, 6 mm 2 Você encontrou em sua mesa chaves de boca de 12, brocas 1", 16 1" 8 1", 4. Converta as medidas em milímetros. 1" 7" 3",,, limas de 8, 10 e Instrumentos de Medidas e Controle 45

46 3 Determine o número de peças que pode ser obtido de uma chapa de 3 m de comprimento, sendo que cada peça deve ter 30 mm de comprimento e que a distância entre as peças deve ser de 2,5 mm. 4 Um mecânico precisa medir a distância x entre os centros dos furos da peça representada abaixo. Qual será a medida obtida? 5 Para a manutenção de um sistema vedado era necessário trocar as juntas utilizadas no equipamento. O setor de manutenção recebeu uma caixa de juntas importadas. Cada tipo de junta acompanhava um selo com a temperatura limite de serviço de cada uma, como informa a tabela abaixo: F 500 F 590 F 806 F 932 F Para vedar um equipamento que trabalha a C, pode-se utilizar apenas: a) a junta número 1 b) as juntas número 2, 3, 4 e 5 c) as juntas número 3, 4 e 5 d) as juntas número 4 e 5 e) a junta número 5 46 Instrumentos de Medidas e Controle

47 6 No almoxarifado de uma empresa mecânica existem os seguintes materiais: barra de aço quadrada de 19,05 mm de lado; barra de aço redonda de 5,159 mm de diâmetro; chapa de alumínio de 1,588 mm de espessura; chapa de aço de 24,606 mm de espessura. Converta essas medidas para polegada fracionária. Instrumentos de Medidas e Controle 47

49 2 Tolerância Dimensional É muito difícil executar peças com as medidas rigorosamente exatas porque todo processo de fabricação está sujeito a imprecisões. Sempre acontecem variáveis ou desvios das cotas indicadas no desenho. Entretanto, é necessário que peças semelhantes, tomadas ao acaso, sejam intercambiáveis, isto é, possam ser substituídas entre si, sem que haja necessidade de reparos e ajustes. A prática tem demonstrado que as medidas das peças podem variar, dentro de certos limites, para mais ou para menos, sem que isso prejudique a qualidade. Esses desvios aceitáveis nas medidas das peças caracterizam o que chamamos de tolerância dimensional. Esse será o assunto deste capítulo. Objetivos Entender a importância da tolerância dimensional; Identificar a simbologia da tolerância, interpretar gráficos e tabelas correspondentes; Aplicar a uniformidade de linguagem; Compreender a precisão e a exatidão; Identificar o ajuste correto para uma peça funcionar; Dar significado à tolerância. Instrumentos de Medidas e Controle 49

51 Primeira Aula Nessa aula, serão tratadas as imperfeições encontradas em peças e produtos industrializados, alémde uma discussão sobre uma faixa de tolerância para aceitação dessas imperfeições. Através de exemplos e Exercícios serão oportunizadas situações de observação e análise dessas imperfeições e da faixa de aceitação das mesmas. Passo 1 / Aula teórica 40 min Educador, não esqueça de providenciar uma peça para explorá-la como exemplo em aula. Mostre a peça aos jovens e, através de exploração concreta, trabalhe os conceitos. Abaixo, uma peça como sugestão para que você possa trabalhar os conceitos desejados. Tolerância dimensional (tolerância de fabricação) É o valor da variação permitida na dimensão de uma peça. Em termos práticos, é a diferença tolerada entre as dimensões máxima e mínima de uma dimensão nominal. O diâmetro de um cabo de vassoura tipicamente é de 22 mm. Se uma vassoura possuir 23 mm de diâmetro, sua função para o consumidor final não será comprometida. Varrer uma casa com uma vassoura com um cabo de 21 mm ou 23 mm é igualmente confortável. Assim a faixa (22 ± 1) mm seria aceitável para o consumidor final. Instrumentos de Medidas e Controle 51

52 Fig. 1 Tolerância de medidas Para efeito de uniformidade de linguagem, no caso de medições simples, tem-se as seguintes definições: Dimensão nominal É a dimensão teórica indicada no desenho ou projeto (cotas indicadas no desenho técnico). É a medida representada no desenho. Dimensões limites São as dimensões máxima e mínima que a medida pode ter sem ser rejeitada (medida com tolerância). Dimensão máxima É o valor máximo que se permite para a medida ,2 = 30,2 52 Instrumentos de Medidas e Controle

53 Dimensão mínima É a dimensão mínima que se permite para a medida. 30 0,1 = 29,9 Dimensão efetiva É qualquer valor obtido para a medida, com um aparelho de resolução suficiente para controlar as medidas máxima e mínima. É a medida real da peça. Supor 30,024 Campo de tolerância É a diferença entre a medida máxima e a mínima permitida. 30,2 29,9 = 0,3 Erros Erro de medição é a diferença entre o valor real e o valor medido. Erros grosseiros são aqueles causados por descuido ou por engano de medição. Erros sistemáticos são aqueles ligados às deficiências do método utilizado, material empregado e da apreciação do experimentador. Um dispositivo com o ponteiro torto, é um exemplo clássico de erro sistemático, que sempre irá se repetir enquanto o ponteiro estiver torto. Os limites de erros (tolerâncias dimensionais) que uma peça pode apresentar em sua geometria são estabelecidos pelo projetista da peça, em função da aplicação prevista para ela. A determinação dessas tolerâncias é um problema de projeto mecânico. Existem sistemas de tolerância e ajustes normalizados para os elementos rotineiramente utilizados Afastamentos São desvios aceitáveis das dimensões nominais, para mais ou menos dentro dos quais a peça pode funcionar corretamente. É impossível executar as peças com valores exatos de suas dimensões, pois vários fatores interferem na produção. Instrumentos de Medidas e Controle 53

54 Afastamento superior é a diferença entre a dimensão máxima e a dimensão nominal. 30,2 30 = 0,2 Afastamento inferior é a diferença entre a dimensão mínima e a dimensão nominal. 29,9 30 = - 0,1 Indicação de tolerância Afastamentos indicados junto às cotas nominais. Fig. 2 Acompanhe a tolerância no exemplo abaixo: Fig. 3 φ =Símbolo indicativo de diâmetro. A dimensão nominal do diâmetro do pino é 20 mm. O afastamento superior é + 0,28 mm. O afastamento inferior é + 0,15 mm. O sinal mais (+) indica que os afastamentos são positivos, isto é, que as variações da dimensão nominal são para valores maiores. 54 Instrumentos de Medidas e Controle

55 A dimensão máxima é ,28 = 20,28 mm (maior medida aceitável da cota depois de executada a peça). A dimensão mínima é ,15 = 20,15 mm (menor medida que a cota pode ter depois de fabricada). Assim, os valores 20,28 mm e 20,15 mm correspondem aos limites máximo e mínimo da dimensão do diâmetro da peça. Depois de executado, o diâmetro da peça pode ter qualquer valor dentro desses dois limites. A dimensão encontrada, depois de executada a peça, é a dimensão real ou efetiva; ela deve estar dentro dos limites da dimensão máxima e da dimensão mínima. A tolerância é 20,28 mm 20,15 mm =0,13 mm (diferença entre a dimensão máxima e mínima). Quando os dois afastamentos são positivos, a dimensão efetiva da peça é sempre maior que a dimensão nominal. Entretanto, há casos em que a cota apresenta dois afastamentos negativos, ou seja, as duas variações em relação à dimensão nominal são para menor. Passo 2 / Exercício Escreva as atividades na lousa e peça para que os jovens, em duplas, respondam às questões. Corrija comentando na própria aula. 10 min 1 Analise e responda. a) o afastamento superior é... b) o afastamento inferior é... c) a dimensão máxima é... d) a dimensão mínima é... Educador, o gabarito está disponível no final do caderno. Instrumentos de Medidas e Controle 55

56 Segunda Aula Deve-se, nessa aula, verificar que tipo de ajuste é necessário para uma peça funcionar. As tolerâncias de peças que funcionam em conjunto dependem da função que essas peças vão exercer. Passo 1 / Aula teórica 30 min Ajustes Eixo é o nome genérico dado a qualquer peça ou parte dela, que funcione alojada em outra. Em geral, a superfície externa de um eixo trabalha unida à superfície interna de um furo. Eixos e furos de formas variadas podem funcionar ajustados entre si. Observe a peça: Fig. 4 Tipos de ajustes Folga Se o eixo se encaixar no furo de modo a deslizar livremente. Então, se o afastamento superior do eixo for menor ou igual ao afastamento inferior do furo, teremos o ajuste de folga. Com interferência Quando o eixo se encaixa no furo com certo esforço, de modo a ficar fixo. Assim, se o afastamento superior do furo for menor ou igual ao afastamento inferior do eixo, o ajuste será com interferência. Incerto Quando o eixo se encaixa no furo com folga ou interferência, dependendo das dimensões efetivas. 56 Instrumentos de Medidas e Controle

57 Nesse caso, o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo, e o afastamento superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo. Passo 2 / Atividade sugerida 30 min Pedir para cada jovem que, individualmente, faça um quadro explicativo sobre dimensão máxima, dimensão mínima, afastamento superior e inferior, ajuste com folga, com interferência e ajuste incerto. Recolher, ao final da aula, e verificar se todos entenderam plenamente o conteúdo. Terceira Aula O foco dessa aula será o sistema de tolerância e ajustes utilizado no Brasil pela ABNT (ABNT/ISO (NBR 6158)). Será ressaltado, também, que as tolerâncias não são escolhidas ao acaso. Passo 1 / Aula teórica Tolerância ISO (International Organization for Standardization) 50 min O sistema de tolerância ISO adotado pela ABNT, conhecido como sistema internacional de tolerância, adotado conforme a norma NBR 6158, consiste em uma série de princípios, regras e tabelas que permitem a escolha racional de tolerâncias na produção de peças. A unidade de medida para a tabela ISO é o micrômetro (0,001 mm). Dando significado à tolerância ISO É representada normalmente por uma letra e um numeral colocados à direita da dimensão nominal. Instrumentos de Medidas e Controle 57

58 Fig. 5 Campo de tolerância É o conjunto dos valores compreendidos entre as dimensões máxima e mínima. O sistema ISO prevê 28 campos representados por letras, sendo as maiúsculas para furos e as minúsculas para eixos. Furos A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H, J, JS, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC. Eixos a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, j, js, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc Qualidade de trabalho A qualidade de trabalho, isto é, o grau de tolerância e acabamento das peças, varia de acordo com a função que as peças desempenham no conjunto. O sistema ISO estabelece dezoito qualidades de trabalhos, que podem ser adaptadas a qualquer tipo de produção mecânica. Essas qualidades são designadas IT 01, IT 0, IT 1, IT 2,...IT 16 ( I = ISO e T = Tolerância). Nos desenhos técnicos com indicação de tolerância, a qualidade de trabalho vem indicada apenas do numeral. Antes do numeral vem uma ou duas letras, que representam o campo de tolerância no sistema ISO. Interpretações de tolerâncias no sistema ABNT/ISSO Quando a tolerância vem indicada no sistema ABNT/ISO, os valores dos afastamentos não são expressos diretamente. Com isso, é necessário consultar tabelas para identificá-los. 58 Instrumentos de Medidas e Controle

59 Observe o desenho técnico: Fig. 6 O diâmetro interno do furo é 40 H7 (letra maiúscula para furo). A dimensão nominal do furo é 40 mm. A tolerância vem representada por H7 (onde a letra maiúscula H representa a tolerância de furo padrão e o número 7 indica a qualidade de trabalho, que no caso corresponde a uma mecânica de precisão). A seguir temos a tabela que corresponde a este ajuste: Instrumentos de Medidas e Controle 59

60 Tabela 1 60 Instrumentos de Medidas e Controle

61 Na tabela, observa-se que a primeira coluna apresenta os grupos de dimensões de 0 até 500 mm. No exemplo acima, como o diâmetro do furo é 40 mm, procura-se na tabela furo-base o grupo de dimensão nominal entre 30 e 40 mm. Verifica-se que esse intervalo está na 9ª linha da tabela, conseqüentemente, os valores dos afastamentos que nos interessam também. Lembrar que nessas tabelas as medidas estão expressas em microns (1 μ m = 0,001 mm). Conclui-se então que: Afastamento superior = +25 μ m = 0,025 mm. Afastamento inferior = 0. Dimensão máxima do furo = ,025 = 40,025 mm. Dimensão mínima = = 40 mm. Agora precisa-se identificar os valores dos afastamentos para o eixo g6 (letra minúscula = eixo). Observando novamente a 9ª linha da tabela, na direção do eixo g, encontram-se os afastamentos do eixo Afastamento superior = -9 μ m = - 0,009 mm. Afastamento inferior = -25 μ m = - 0,025 mm. Logo, Dimensão máxima = 40 0,009 = 39,991 mm, Dimensão mínima = 40 0,025 = 39,975 mm, Comparando os afastamentos do furo e do eixo concluise que essas peças irão se ajustar com folga, pois o afastamento superior do eixo é menor que o afastamento inferior do furo. No exemplo demonstrado acima, o eixo e o furo foram ajustados no sistema furo-base que é o mais comum, mas o ajuste pode ser representado no sistema eixo-base e neste caso usa-se da mesma forma a tabela a seguir Instrumentos de Medidas e Controle 61

62 Tabela 2 62 Instrumentos de Medidas e Controle

63 Sistema eixo base (indicado pela letra h) Os diferentes ajustes poderão ser obtidos se as tolerâncias dos eixos mantiverem-se constantes e os furos fabricados com tolerâncias variáveis. Sistema furo-base (indicado pela letra H) Sistema de ajuste, em que os valores da tolerância dos furos são fixos, e os dos eixos variam (é o de maior aceitação). Quarta Aula Nessa aula será realizada uma avaliação envolvendo os conceitos sobre tolerâncias, ajustes e afastamentos. Algumas considerações a respeito da avaliação: 1 Marque a data da avaliação logo no início do curso de modo a permitir que os jovens se preparem para ela e evitem faltas no dia. 2 Não se esqueça de providenciar cópias para todos os jovens. A prova é individual. 3 Comente os erros individuais dos jovens nas próprias avaliações. Correções coletivas também são importantes para corrigir os erros mais freqüentes. Instrumentos de Medidas e Controle 63

65 PROJETO ESCOLA FORMARE CURSO:... ÁREA DO CONHECIMENTO: Instrumentos de Medidas e Controle Nome:... Data.../.../... Avaliação Teórica 2 1 Calcule a tolerância da cota indicada abaixo. 2 Analise e escreva o que se pede. a) dimensão nominal = b) afastamento superior = c) afastamento inferior = d) dimensão máxima = e) dimensão mínima = 3 Calcule a tolerância da cota 0, Justifique a sua resposta. 4 Analise os desenhos técnicos cotados, observe os afastamentos e verifique o tipo de ajuste correspondente. Justifique a sua resposta. Instrumentos de Medidas e Controle 65

66 a) b) c) 5 Consultando a tabela de ajustes recomendados, responda: a) a dimensão máxima do eixo; b) a dimensão mínima do eixo; c) a dimensão máxima do furo; d) a dimensão mínima do furo. 66 Instrumentos de Medidas e Controle

67 6 Analise o pino e responda a) afastamento superior é... b) afastamento inferior é... Instrumentos de Medidas e Controle 67

69 3 Paquímetro Universal Nesse capítulo, será apresentado o paquímetro, instrumento largamente empregado na indústria. Este instrumento cujas características são simples é altamente versátil, possuindo condições de fazer medições externas, internas de profundidade. Objetivos Identificar os elementos de um paquímetro. Manusear paquímetros. Fazer a leitura no sistema métrico e inglês. Empregar paquímetro para execução de medidas de peças mecânicas. Instrumentos de Medidas e Controle 69

71 Primeira Aula Nessa aula, os jovens devem identificar os elementos do paquímetro universal, citar os tipos e os principais cuidados na sua utilização. Passo 1 / Aula teórica 40 min Paquímetro Instrumento de medição de precisão, muito usado na indústria, devido à facilidade de uso. Compõe-se basicamente de uma régua graduada sobre a qual se movimenta um cursor. Possui condições de fazer medições internas, externas, de profundidade e ressalto com precisão de décimos a centésimos de milímetros. Partes principais de um paquímetro 1 Garras, uma fixa e outra móvel, que permitem medidas externas de comprimento. 2 Garras para a realização de medidas internas. 3 Haste para medições de profundidade. 4 Escala principal graduada em milímetros. 5 Escala auxiliar conhecida como nônio ou vernier que se move sobre a escala principal. 6 Parafuso para trava da parte móvel Nônio Escala anexa a uma escala principal, que permite ler valores fracionários de uma determinada unidade com um rigor maior do que aquele que é obtido por simples estimativa. Fig. 1 Instrumentos de Medidas e Controle 71

72 Com o paquímetro fechado, os zeros das duas escalas coincidem. Métodos de utilização de um paquímetro Realização de medidas externas Fig. 2 Realização de medidas internas Fig. 3 Realização de medidas de profundidade Fig. 4 Tipos de paquímetro Paquímetro universal com relógio O relógio acoplado ao cursor facilita a leitura, agilizando a medição. 72 Instrumentos de Medidas e Controle

73 Fig. 5 Paquímetro com bico móvel Empregado para medir peças cônicas ou peças de diâmetros diferentes. Fig. 6 Paquímetro de profundidade Serve para medir a profundidade de furos não vazados, rasgos, rebaixos entre outros. Fig. 7 Instrumentos de Medidas e Controle 73

74 Paquímetro duplo Serve para medir dentes de engrenagens. Fig. 8 Paquímetro digital Utilizado para leitura rápida, ideal para o controle estatístico. Fig. 9 Passo 2 / Exercício 10 min Exercício disponível no final do caderno. 74 Instrumentos de Medidas e Controle

75 Educador, providencie cópia dos exercícios; peça que cada jovem identifique os elementos do paquímetro; em seguida faça uma correção oral. Segunda Aula Nessa aula, serão mostrados os principais cuidados ao se utilizar um paquímetro, assim como calcular a sua resolução e também fazer suas leituras no sistema métrico e inglês. Passo 1 / Aula teórica Execução de leituras com o paquímetro 30 min Para obtermos a medida correta do que está sendo medido, lemos primeiramente a escala maior. Onde o zero da escala menor estiver, o traço da escala maior imediatamente à esquerda corresponderá à medida na unidade mm. Depois, lemos o valor na escala secundária onde os traços da escala principal e da secundária coincidirem, o que acontece em um único lugar. A medida encontrada corresponderá à medida em centésimos de milímetro (em alguns modelos poderá corresponder a décimos de milímetro). Colocar na lousa o exemplo a seguir e explorá-lo com os jovens. Peça para os jovens localizarem o ponto onde o traço da escala principal coincide com o traço da escala secundária. Instrumentos de Medidas e Controle 75

76 Resposta: Agora peça que façam a leitura com este outro exemplo. Acompanhando a marcação da seta na parte superior, concluímos que a medida, em milímetros, é 14, pois o traço correspondente a 14 mm da escala superior está localizado imediatamente à esquerda do zero da escala inferior. Portanto, a primeira parte da medida está montada e é 14 mm. Para montar a segunda parte da medida, basta ler a medida da escala inferior. Como a divisão da escala é 2 (centésimos de milímetro) teremos 32 centésimos de milímetro. Então concluímos que a medida é 14,32 mm. Resolução do paquímetro É a menor medida que o instrumento oferece. A resolução do paquímetro é definida pela divisão de nônio. Devido ao número de divisões deste, a resolução é 76 Instrumentos de Medidas e Controle

77 obtida ao dividir a unidade da escala fixa (geralmente 1 mm ou 1/16 ) pelo número de divisões do nônio. Exemplos: Nônio com 10 divisões Resolução de 1 mm / 10 divisões = 0,1 mm Nônio com 20 divisões Resolução de 1 mm / 20 divisões = 0,05 mm Nônio com 50 divisões Resolução de 1 mm / 50 divisões = 0,02 mm (Queremos dizer que nesse paquímetro, ao coincidir o primeiro traço após o zero do nônio, lê-se 0,05 mm; no segundo traço, lê-se 0,10 mm; no terceiro, 0,15 mm; e assim por diante). Faça a leitura: traço coincidente Leitura 1,0 mm escala fixa 0,3 mm nônio 1,3 mm leitura final O princípio de vernier pode ser também chamado de princípio de nônio, apesar de poder ser considerado um erro, pois a diferença entre os princípios de nônio e vernier consiste na característica construtiva das escalas: vernier para escalas lineares e nônio para escalas angulares. Passo 2 / Exercício 20 min Exercício disponível no final do caderno. Educador, providencie cópia do exercício; peça que os jovens façam a leitura dos paquímetros e corrija em seguida. Instrumentos de Medidas e Controle 77

78 Terceira Aula Nessa aula, será mostrado como conservar e empregar o paquímetro para execução de medidas de peças, dentro da faixa de tolerância. Passo 1 / Aula teórica 20 min Conservação do paquímetro Posicione corretamente os bicos principais na medição externa aproximando o máximo possível a peça da escala graduada. Manejar o paquímetro sempre com todo cuidado, evitando choques. Evitar arranhaduras, pois prejudica a graduação. Não pressionar o cursor além do necessário. Limpar e guardar o paquímetro em local apropriado, após sua utilização. Utilização do paquímetro Medidas externas A peça deve ser colocada o mais profundamente possível entre os bicos. Medidas internas As orelhas precisam ser colocadas o mais profundamente possível e paralelas à peça. Medidas de profundidade Apóia-se o paquímetro corretamente sobre a peça, evitando que ele fique inclinado. (Para maior segurança nas medições de diâmetros internos, as superfícies de medição das orelhas devem coincidir com a linha de centro do furo.) Medidas de ressalto Coloca-se a parte do paquímetro apropriada para ressaltos perpendicularmente à superfície de referência da peça. 78 Instrumentos de Medidas e Controle

79 Incertezas na medição com paquímetros O paquímetro geralmente possui uma resolução razoável, porém não significa que uma medida realizada com ele seja absolutamente confiável. Qualquer instrumento de medição, seja digital ou analógico, está sujeito a erros e incertezas, que devem ser considerados sempre que se desejar uma medição de boa qualidade. Os erros são imprecisões relacionadas com a utilização do instrumento, como erros relacionados à falta de acuidade visual, erros de paralaxe, isto é, quando o instrumento de observação não permite obter uma informação completa sobre a posição real de determinado objeto, ou referentes à pressão aplicada no paquímetro durante a medição, e podem ser evitados ou minimizados através de uma medição e leitura cuidadosas. As incertezas são inerentes ao instrumento, repetindo-se, segundo um padrão, em todas as medições. Erro de paralaxe Desvio aparente da agulha de um instrumento de medida, quando não se observa de uma direção vertical a ela. Fig. 10 Instrumentos de Medidas e Controle 79

80 EB-971/ABNT B-7507/JIS Capacidade (mm) Leitura 0,05 mm ± (μm) Leitura 0,05 mm ± (μm) Leitura 0,02 mm ± (μm) Tabela 1 Tabela das tolerâncias admissíveis no uso dos paquímetros Passo 2 / Atividade prática 20 min Educador, providencie com antecedência peças para que os jovens possam medi-las utilizando o paquímetro dentro da faixa de tolerância estabelecida Quarta Aula Nessa aula, pretende-se capacitar o jovem para usar adequadamente paquímetros através da execução correta da leitura. Passo 1 / Aula prática 50 min Educador, providencie o material a seguir, ou substitua-o por outro de seu interesse com antecedência. Material Paquímetro. Paralelepípedo. Arruela metálica. 80 Instrumentos de Medidas e Controle

81 Divida os jovens em duplas, entregue uma cópia da atividade a seguir para cada dupla e recolha ao final da aula. Faça a correção comentada e entregue na próxima aula. Instrumentos de Medidas e Controle 81

83 Prática 1 Com um paquímetro, determine as medidas das dimensões do paralelepípedo e registre na tabela abaixo. Ordem Comprimento(c) (mm) Largura (l) (mm) Altura (h) (mm) Volume (mm 3 ) Análise dos dados 1 Complete a última coluna da tabela acima, calculando o volume do paralelepípedo (lembre-se que para calcular o volume do paralelepípedo devemos multiplicar as três dimensões. V=cxlxh). 2 Determine o valor médio para o volume do paralelepípedo. (Some todos os valores e divida pelo número de valores somados). Instrumentos de Medidas e Controle 83

85 4 Micrômetro Externo e Interno Nesse capítulo, será analisado o princípio de funcionamento dos micrômetros, lendo suas indicações. Objetivos Usar adequadamente micrômetros, através da execução correta da leitura. Identificar os componentes de um micrômetro. Fazer a leitura de micrômetros. Instrumentos de Medidas e Controle 85

87 Primeira Aula Nessa aula serão identificados os elementos do paquímetro universal, citar os tipos e os principais cuidados na sua utilização. Passo 1 / Aula teórico-prática 50 min Educador, traga para essa aula todos os tipos de micrômetros disponíveis. Durante a explicação teórica, passe entre os jovens os micrômetros para serem manuseados. Micrômetro Instrumento de medição de medidas lineares utilizado quando a medição requer uma precisão acima da possibilitada com um paquímetro e é fabricado com resolução entre 0,01 mm e 0,001 mm. De um modo geral é conhecido como micrômetro, mas na França é denominado Palmer em homenagem ao seu inventor. Fig. 1 Instrumentos de Medidas e Controle 87

88 Componentes de um micrômetro O micrômetro é constituído por uma garra fixa (1) e outra móvel (2), uma escala fixa (3) graduada com marcações de 0,5 mm, uma escala móvel (4) conhecida como tambor e graduada em 0,01 mm Fig. 2 A catraca (5) permite o ajuste da garra de espera móvel (2) às dimensões do objeto a ser medido, sem forçar o parafuso micrométrico existente no interior do tambor e da escala (3). Quando o parafuso micrométrico executa uma volta completa, ele avança uma distância igual ao seu passo (igual a 0,5mm), correspondendo a 0,5 mm da escala (3), fornecendo-nos os centésimos de milímetros em uma medição de comprimento. Características do micrômetro Capacidade Normalmente é de 25 mm (1 ), variando o tamanho do arco de 25 em 25 mm (1 em 1 ) podendo chegar a 2000 mm (80 ). Resolução Pode ser de 0,01 mm; 0,001 mm; 0,001 ou 0,0001. No micrômetro de 0 a 25 mm ou de 0 a 1, quando as faces dos contatos estão juntas, a borda do tambor coincide com o traço zero da bainha. A linha longitudinal, gravada na bainha, coincide com o zero da escala do tambor. É importante dar maior ênfase aos micrômetros que os jovens mais usarão. 88 Instrumentos de Medidas e Controle

89 Fig. 3 Tipos De profundidade Conforme a profundidade a ser medida, utilizam-se hastes de extensão que são fornecidas juntamente com o micrômetro. Fig. 4 Com arco profundo Serve para medições de espessuras de bordas ou de partes salientes das peças. Fig. 5 Instrumentos de Medidas e Controle 89

90 Com disco nas hastes O disco aumenta a área de contato, possibilitando a medição de papel, pano, borracha entre outros, e é empregado também para medir dentes de engrenagens. Fig. 6 Para medição e roscas Fig. 7 Alargadores Ferramentas que servem para alargar e acabar furos. Para medir paredes de tubos Com contato em forma de V Especialmente usado para medição de ferramentas de corte que possuem número ímpar de cortes (alargadores). Fig Instrumentos de Medidas e Controle

91 Fig. 9 Contador mecânico É para uso comum, porém sua leitura pode ser efetuada no tambor ou no contador mecânico. Fig. 10 Digital eletrônico Ideal para leitura rápida. Fig. 11 Segunda Aula Nessa aula, os jovens devem observar o funcionamento de micrômetros e fazer leituras com esses equipamentos, utilizando o sistema métrico. Instrumentos de Medidas e Controle 91

92 Passo 1 / Exercício de fixação 20 min Exercício disponível no final do caderno. Educador, providencie cópias do exercício para todos os jovens e solicite que identifiquem as partes do micrômetro; faça a correção oral. Passo 2 / Aula teórica 30 min Funcionamento Assemelha-se ao funcionamento de um parafuso e porca. Então, há uma porca fixa e um parafuso móvel que, se der uma volta completa, provocará um deslocamento igual ao seu passo (distância que o fuso micrométrico avança a cada volta do tambor). Desse modo, dividindo-se a cabeça do parafuso, podese avaliar as frações menores que uma volta e, com isso, medir comprimentos menores do que o passo do parafuso. Manuseio do micrômetro Colocar o objeto a ser medido entre as faces das garras (conforme figura abaixo). Girar o tambor até que estejam próximas de encostar o objeto a ser medido. Utilizando a catraca do micrômetro, girá-la até que as garras encostem suavemente no objeto. Fazer a leitura da medida, identificando o traço na escala visível bem como a fração do passo no tambor do micrômetro. 92 Instrumentos de Medidas e Controle

93 Fig. 12 Realizando uma medida com um micrômetro. Resolução de micrômetro com 0,01 mm (sistema métrico) A resolução de uma medida tomada em um micrômetro corresponde ao menor deslocamento do seu fuso. Então, passo resolução = número de divisões do tambor Exemplo Se o passo de uma rosca é de 0,5 mm, sua resolução será : Resolução = 0,5mm 50 = 0,01mm Assim, girando o tambor, cada divisão provocará um deslocamento de 0,01 mm de fuso. Leitura do micrômetro com resolução 0,01 mm Fig. 13 Instrumentos de Medidas e Controle 93

94 Lê-se os milímetros inteiros na escala da bainha. Escala dos milímetros da bainha = 17,00 mm. Lê-se os meios milímetros da escala da bainha. Escala dos meios milímetros da bainha = 0,5 mm. Lê-se os centésimos de milímetro na escala do tambor. Escala centesimal do tambor = 0,32 mm. Leitura total = 17,00 + 0,5 + 0,32 = 17,82 mm Leitura do micrômetro com resolução 0,001 mm A leitura segue as etapas do micrômetro de resolução 0,01 mm descritas acima, acrescida da leitura dos milésimos com o auxílio do nônio da bainha, verificando qual dos traços do nônio coincide com o traço do tambor. Terceira Aula O objetivo dessa aula é tratar da leitura de micrômetros no sistema inglês. Passo 1 / Aula teórica 30 min Leitura no sistema inglês com resolução 0,001 Esse sistema apresenta: Na bainha está gravado o comprimento de uma polegada, dividido em 40 partes iguais. Então 1 / 40 = 0,025 (o tambor do micrômetro, com resolução de 0,01 possui 25 divisões). 94 Instrumentos de Medidas e Controle

95 Exemplo Fig. 14 Leitura no sistema inglês com resolução 0,0001 Além das graduações normais que existem na bainha (25 divisões) há um nônio com 10 divisões. Então, o tambor divide-se em 250 partes iguais. passo da rosca Sem nônio resolução = número de divisões do tambor 0,025" Resolução = = 0,001" 25 Com nônio resolução do tambor resolução = número de divisões do nônio 0,001" Resolução = = 0,0001" 10 Exemplo: Fig. 15 Instrumentos de Medidas e Controle 95

96 Conservação Limpar o micrômetro com um pano limpo e macio (flanela). Com um pincel, passar no micrômetro vaselina líquida. Guardar o micrômetro em um lugar apropriado, evitando a umidade e a poeira. Tomar cuidado para não riscar ou danificar o micrômetro e sua escala Passo 2 / Exercício 20 min Exercício disponível no final do caderno. Educador, providencie cópias do exercício e entregue aos jovens. A atividade deve ser realizada e corrigida na própria aula. Quarta Aula Nessa aula os jovens estudarão como se mede as partes internas e externas de uma peça. Passo 1 / Aula teórica 20 min Micrômetro interno Usado para medir as partes internas de uma peça. Tipos de micrômetro interno De três contatos Usado exclusivamente para realizar medidas em superfícies cilíndricas internas, permitindo leitura rápida e direta. 96 Instrumentos de Medidas e Controle

97 Sua principal característica é ser autocentrante, em virtude da forma e da disposição de suas pontas de contato, que formam entre si um ângulo de 120 o. Fig. 16 De três contatos com pontas intercambiáveis Apropriado para medir furos roscados, canais e furos sem saída, pois suas pontas podem ser trocadas de acordo com a peça a ser medida. Resolução = passo do fuso micrométrico / número de divisões do tambor Resolução = 0,005 mm Fig. 17 De dois contatos São o tubular e o tipo paquímetro. Tubular empregado para medições internas acima de 30 mm. Esse micrômetro utiliza hastes de extensão de 25 a 2000 mm. Fig. 18 Instrumentos de Medidas e Controle 97

98 Tipo paquímetro Serve para medidas acima de 5 mm e, a partir dai, varia de 25 em 25 mm. Fig. 19 Micrômetro externo Usado para medir a parte externa de uma peça. Fig. 20 Passo 2 / Atividade sugerida Agrupe os jovens em duplas ou trios. Forneça uma peça para cada grupo e peça que façam as medições e registrem. Abaixo, uma sugestão de peça e de que medições devem ser feitas. Use a sua criatividade 30 min Educador, providencie com antecedência peças para serem medidas. 1 Medir o diâmetro de uma peça conforme indicado na figura (como sugestão). Cada diâmetro deverá ser medido três vezes utilizando os micrômetros indicados. Completar a tabela 1 a seguir. 98 Instrumentos de Medidas e Controle

99 Fig. 21 Cotas Leitura (mm) D1 D2 D3 D4 D5 D6 Tabela 1 Resultado da medição com micrômetros Quinta Aula Nessa aula, os jovens deverão formar grupos com a finalidade de realizar medidas em peças utilizando os equipamentos estudados anteriormente. O objetivo da aula é levar os jovens a manusear os instrumentos de medidas e também verificar se eles são capazes de emitir relatório com informações objetivas e relevantes. Passo 1 / Atividade prática Escreva na lousa o que os jovens devem observar e apresentar no relatório. Deverá ser preparado um registro dos resultados das medidas das peças contendo: característica dos instrumentos utilizados para a medição (capacidade, resolução, marca e identificação); 50 min Instrumentos de Medidas e Controle 99

100 certificados de calibração; condições ambientais; dados de inspeção visual (riscos, batidas e outros danos); tabela contendo as medições efetuadas. Educador, providencie peças e micrômetros, com antecedência, para essa atividade. Sexta Aula Nessa aula, o educador deverá efetuar a correção da atividade realizada na aula anterior, com o objetivo de sanar as dúvidas. Passo 1 / Correção da atividade prática Na correção da atividade, peça a participação dos jovens para verificar os resultados que eles obtiveram na prática da aula anterior detectando as dificuldades que eles enfrentaram. 50 min 100 Instrumentos de Medidas e Controle

101 5 Relógio Comparador e Tolerância Geométrica Na busca constante da melhoria de qualidade da empresa, são necessários instrumentos de controle versáteis e sofisticados. Nesse capítulo serão mostrados esses instrumentos e as formas previstas para a montagem de peças que funcionem adequadamente. Objetivos Compreender o funcionamento do relógio controlador. Manusear relógio comparador. Fazer leitura com relógio comparador. Realizar medições de controle geométrico. Instrumentos de Medidas e Controle 101

103 Primeira Aula O objetivo dessa aula é fazer com que os jovens conheçam o relógio comparador. Passo 1 / Aula teórica 30 min Relógio comparador É um instrumento de medição por comparação, isto é, medição indireta, dotado de uma escala e um ponteiro, ligados por mecanismos diversos a uma ponta de contato. Medir uma grandeza por comparação é determinar a diferença da grandeza existente entre ela e um padrão de dimensão predeterminado. O comparador centesimal é um instrumento comum de medição por comparação. As diferenças nele percebidas pela ponta de contato são amplificadas mecanicamente e irão mover o ponteiro rotativo diante da escala. Quando a ponta de contato sofre uma pressão e o ponteiro gira no sentido horário, a diferença é positiva. Isso significa que a peça apresenta maior dimensão que a estabelecida. Se o ponteiro girar no sentido anti-horário, a diferença será negativa, ou seja, a peça apresenta menor dimensão que a prevista. Existem vários modelos de relógios comparadores, mas os mais utilizados possuem resolução de 0,01 mm. O curso do relógio também varia de acordo com o modelo, porém os mais comuns são de 1 mm, 10 mm, 250 ou 1 Instrumentos de Medidas e Controle 103

104 Fig. 1 Em alguns modelos, a escala dos relógios se apresenta perpendicularmente em relação à ponta de contato (vertical). E, caso apresentem um curso que implique mais de uma volta, os relógios comparadores possuirão, além do ponteiro normal, outro menor denominado contador de voltas do ponteiro principal. Fig. 2 Relógio vertical. Alguns relógios trazem limitadores de tolerância, que são móveis podendo ser ajustados nos valores máximo e mínimo permitidos para a peça que será medida. Existem também acessórios que se adaptam aos relógios comparadores, cuja finalidade é possibilitar controle em série de peças, medições especiais de superfícies verticais de profundidade, de espessuras de chapas, entre outras. 104 Instrumentos de Medidas e Controle

105 Fig. 3 Medidores de profundidade. Fig. 4 Medidores de espessura. Relógio comparador eletrônico Fig. 5 Possibilita a leitura rápida, indicando instantaneamente a medida no display em milímetros, com conversão para polegada, zeragem em qualquer ponto e com saída para miniprocessadores estatísticos. A aplicação é semelhante a um relógio comparador comum. Nos comparadores mais usados, uma volta completa do ponteiro corresponde a um deslocamento de 1 mm da Instrumentos de Medidas e Controle 105

106 ponta de contato. Como o mostrador tem 100 divisões, cada divisão equivale a 0,01 mm. Fig. 6 Conservação Descer suavemente a ponta de contato sobre a peça. Levantar um pouco a ponta de contato ao retirar a peça. Evitar choques, arranhões e sujeira. Manter o relógio guardado no estojo. Os relógios devem se lubrificados internamente nos mancais das engrenagens. Passo 2 / Exercício 30 min Exercício disponível no final do caderno. As questões devem ser propostas aos jovens, e em seguida pode-se fazer uma discussão comentada. Segunda Aula Nessa aula, serão apresentados aos jovens exemplos de leitura de relógio comparador e suas aplicações. 106 Instrumentos de Medidas e Controle

107 Passo 1 / Aula teórica 20 min Leitura de relógio comparador A posição inicial do ponteiro pequeno mostra a carga inicial ou de medição. Deve ser registrado se a variação é positiva ou negativa. Exemplo: Exemplo: Fig. 7 Leitura = 1,55 mm Fig. 8 Leitura = -3,78mm Aplicações dos relógios comparadores Verificação do paralelismo. Paralelismo é a condição de uma linha ou superfície ser eqüidistante em todos os seus pontos de um eixo ou plano de referência. Instrumentos de Medidas e Controle 107

108 Fig. 9 Verificação da concentricidade Concentricidade condição segundo a qual os eixos de duas ou mais figuras geométricas são coincidentes. Fig. 10 Verificação de superfícies planas. Fig. 11 Ao selecionar um relógio comparador, deve-se considerar os seguintes aspectos: Leitura Deve estar na faixa de 1/10 da tolerância a ser medida. Curso Deve abranger toda a extensão de medida. 108 Instrumentos de Medidas e Controle

109 Dimensões Devem ser as maiores possíveis, que satisfaçam a leitura, o curso e os requisitos de adaptação no local de uso. Geometria A ponta de conato deve ser selecionada de modo a adaptar-se ao local de medição. Passo 2 / Exercícios 30 min Exercício disponível no final do caderno. Educador, providencie cópias do exercício e entregue aos jovens. Terceira Aula Nessa aula desejamos ressaltar aos jovens a necessidade de se observar a forma de uma peça. É necessário que elas estejam dentro das formas previstas para poderem ser montadas adequadamente e funcionarem sem problemas. É importante que os jovens percebam, então, que não é suficiente que as dimensões estejam de acordo com as tolerâncias dimensionas previstas sem levar em consideração a forma da mesma. Passo 1 / Aula teórica 40 min Tolerância geométrica Variações aceitáveis das formas e das posições dos elementos na execução de uma peça. Tolerâncias geométrica de forma Foi mostrado que tolerâncias dimensionais são apropriadas para muitos produtos. Entretanto, para peças usinadas com grande precisão, a variação permitida na Instrumentos de Medidas e Controle 109

110 forma (geométrica e tamanho) e posição pode exigir maior cuidado. Essa parte da norma controla linearidade, planeza, circularidade, cilindricidade, entre outras. Erro de forma É a diferença entre a superfície real da peça e a forma geométrica teórica. A forma de um elemento (ponto, reta e plano) será correta quando cada um dos seus pontos for igual ou inferior à tolerância dada. Definições segundo NBR 6405/1988 Superfície real é aquela que separa o corpo do ambiente. Superfície geométrica, superfície isenta de erros, ideal prescrita no desenho. Superfície efetiva é a superfície real deformada pelo instrumento. Perfil real é o corte da superfície real Perfil geométrico é o corte da superfície geométrica Perfil efetivo é o corte da superfície efetiva. Rugosidade Consiste nas marcas ou sulcos deixados pela ferramenta utilizada para produzir a peça O perfil geométrico e o perfil efetivo são diferenciados por erros apresentados pela superfície em exame. Erros macrogeométricos Detectáveis com instrumentos tradicionais. Erros microgeométricos Detectáveis somente por rugosímetros (aparelhos que possibilitam avaliar com exatidão se a peça apresenta o estado de superfície adequado ao seu funcionamento). Características afetadas pelas tolerâncias FORMA para elementos isolados Retilineidade Planeza Circularidade Cilindricidade Forma de uma linha qualquer Forma de uma superfície qualquer Tabela 1 Notações e simbologia dos erros macrogeométricos. 110 Instrumentos de Medidas e Controle

111 Tolerância de forma Planeza Símbolo = A tolerância de planeza corresponde à distância t entre dois pontos ideais imaginários, entre os quais deve encontrar-se a superfície real da peça. Fig. 12 Quando no desenho do produto não se especifica a tolerância de planeza, admite-se que ela pode variar, desde que não ultrapasse a tolerância dimensional. Tolerâncias mais aceitas na planeza: Torneamento = 0,01 a 0,03 mm. Fresamento = 0,02 a 0,05 mm. Retífica = 0,005 a 0,01 mm. Retilineidade Símbolo = É a condição pela qual cada linha deve estar limitada dentro do valor de tolerância especificada. Se o valor da tolerância vier precedido pelo símbolo Æ, o campo de tolerância será limitado por um cilindro. Fig. 13 Instrumentos de Medidas e Controle 111

112 Especificação do desenho O eixo do cilindro de 20 mm de diâmetro deverá ser compreendido em uma zona cilíndrica de 0,3 mm de diâmetro. Fig. 14 Circularidade Símbolo = É a condição pela qual qualquer círculo deve estar dentro de uma faixa definida por dois círculos concêntricos (mesmo centro), distantes no valor da tolerância especificada. Especificação do desenho Fig. 15 O campo de tolerância em qualquer seção transversal é limitado por dois círculos concêntricos e distantes 0,5 mm. 112 Instrumentos de Medidas e Controle

113 Cilindricidade Símbolo = Quando uma peça é cilíndrica, a forma real da peça fabricada deve estar situada entre as superfícies de dois cilindros que têm o mesmo eixo e raios diferentes. Especificação do desenho: Fig. 16 A superfície considerada deve estar compreendida entre dois cilindros coaxiais (mesmo eixo), cujos raios difiram 0,2 mm. Fig. 17 Passo 2 / Atividade sugerida 10 min Exercício disponível no final do caderno. Educador, providencie cópias do exercício e entregue aos jovens. Instrumentos de Medidas e Controle 113

114 Quarta Aula O objetivo dessa aula é mostrar aos jovens como se determina a tolerância de posição de peças conjugadas, para que a montagem possa ser feita. Passo 1 / Aula teórica 50 min Tolerância de posição Quando tomamos como referência a posição, três tipos de tolerância devem ser considerados: de localização; de concentricidade e de simetria. Tolerância de localização Quando a localização exata de cada elemento, como por exemplo: uma linha, um eixo ou uma superfície é essencial para o funcionamento da peça. Observe a placa com furo, a seguir. Fig. 18 A indicação da tolerância de localização, nos desenhos técnicos, é antecedida pelo símbolo: Tolerância de concentricidade Quando duas ou mais figuras geométricas planas regulares têm o mesmo centro. Especificação do desenho: o centro do círculo maior deve estar contido em um círculo com diâmetro de 0,1 mm, concêntrico em relação ao círculo de referência A 114 Instrumentos de Medidas e Controle

115 Fig. 19 A tolerância de concentricidade é identificada, nos desenhos técnicos, pelo símbolo Tolerância de simetria Quando o campo de tolerância é limitado por duas retas paralelas, ou por dois planos paralelos, distantes no valor especificado e dispostos simetricamente em relação ao eixo (plano) de referência. Especificação do desenho: Fig. 20 A tolerância de simetria é identificada, nos desenhos técnicos, pelo símbolo Tolerância de batimento Quando um elemento dá uma volta completa em torno do seu eixo de rotação, ele pode sofrer deslocamentos em relação ao eixo. Então, entende-se que a tolerância de batimento delimita o deslocamento (oscilação) aceitável do elemento. A tolerância de batimento pode ser: Axial (refere-se a eixo), quer dizer balanço no sentido do eixo. Instrumentos de Medidas e Controle 115

116 O campo de tolerância fica delimitado por dois planos paralelos entre si, a uma distância t e que são perpendiculares ao eixo de rotação. Radial é verificado em relação ao raio do elemento, quando o eixo der uma volta completa. O campo de tolerância fica delimitado por um plano perpendicular ao eixo de giro que define dois círculos concêntricos de raios diferentes. A diferença t dos raios corresponde à tolerância radial. As tolerâncias de balanço são indicadas, nos desenhos técnicos, precedidas do símbolo : Tolerâncias Geométricas (Quadro sinótico) Tolerância de forma pra elementos isolados Denominação Símbolo Retilineidade de linhas Circularidade Forma de linha qualquer Planeza de superfícies Cilindricidade Forma de superfície qualquer Tolerância para elementos associados Denominação Símbolo Paralelismo de orientação Perpendicularidade Inclinação Localização de posição Concentricidade ou coaxiabilidade Simetria Tolerância de batimento Radial Axial Tabela Instrumentos de Medidas e Controle

117 Quinta Aula Nessa aula, os jovens realizarão uma para atividade prática utilizando equipamentos para verificação de forma de peças. Passo 1 / Atividade prática 50 min Equipamentos: 1 relógio comparador digital; 2 prismas; 3 suportes de nivelamento; 1 mesa entre pontos; peças a serem medidas (2 discos e 2 eixos). Educador, não esqueça de providenciar os equipamentos com antecedência. Procedimentos: Planeza e Paralelismo Prender cada relógio comparador no suporte. Utilizando os três suportes niveladores, nivelar as peças e proceder as medições de paralelismo e planeza, de acordo com o que foi visto na aula teórica. Numero da Peça 1 2 Planeza Face 1 Face 2 Paralelismo Tabela 3 Planeza e paralelismos dos discos Instrumentos de Medidas e Controle 117

118 Resposta nos prismas da Peça 1 Fig. 21 Resposta nos prismas da Peça 2 Fig Instrumentos de Medidas e Controle

119 6 Medidas e Controles em Processo Livro de Apoio instrumentos de controle versáteis e sofisticados. Nesse capítulo serão mostrados esses instrumentos e as formas previstas para a montagem de peças que funcionem adequadamente. Objetivos Compreender o funcionamento do relógio controlador. Manusear relógio comparador. Fazer leitura com relógio comparador. Realizar medições de controle geométrico. Instrumentos de Medidas e Controle 119

120

121 Exercícios Capítulo 1 Sexta Aula 1 Você precisa medir a peça abaixo para seu supervisor. Que medida você encontrou? Admita que as medidas sejam dadas em centímetros. 2 Determine a distância A no desenho seguinte (admita que a unidade usada seja o metro). Instrumentos de Medidas Industriais 131

122 Capítulo 1 Sétima Aula 1 Identifique as medidas, escrevendo 1, 2, 3 ou 4 nos parênteses. (1) milímetro ( ) 0,5 mm (2) décimos de milímetro ( ) 0,008 mm (3) centésimos de milímetro ( ) 3 mm (4) milésimos de milímetro ( ) 0,04 mm ( ) 0,6 mm ( ) 0,003 mm 2 Faça as transformações que se pede: a) 978 m em km b) 14,75 cm em m c) 1,9 m em mm 3 O lado de um terreno mede 26,50 metros. Qual seria o valor deste mesmo lado em polegadas? 132 Instrumentos de Medidas Industriais

123 Capítulo 1 Oitava Aula 1 Você tem em casa uma furadeira e um conjunto de rocas medidas em milímetros. Para instalar a secadora de roupas de sua mãe, é necessário fazer um furo na parede de 5 /16. Qual a medida da broca que você precisa usar para o furo? 2 Um trabalhador deve remover um parafuso sextavado de 7/16 de polegada. Em sua caixa de ferramentas, ele só dispõe das chaves baseadas no sistema métrico. Como 1 polegada equivale a 25,4 mm, ele procura a que mais se aproxima para uso emergencial, que é a chave para parafusos sextavados de aproximadamente: a) 6 mm. b) 9 mm. c) 12 mm d) 18 mm. e) 20 mm. 3 No almoxarifado de uma empresa mecânica existem os seguintes materiais: barra de aço quadrada de 19,05 mm de lado; barra de aço redonda de 5,159 mm de diâmetro; chapa de alumínio de 1,588 mm de espessura; chapa de aço de 24,606 mm de espessura. Converta essas medidas para polegada fracionária. Instrumentos de Medidas Industriais 133

124 Capítulo 3 Primeira Aula 1 Identifique os elementos do paquímetro. 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8 = 9 = 10 = 11 = 12 = 13 = 14 = 134 Instrumentos de Medidas Industriais

125 Capítulo 3 Segunda Aula 1 Faça a leitura dos paquímetros (Não se esqueça de achar a resolução). a) b) c) Instrumentos de Medidas Industriais 135

126 d) 136 Instrumentos de Medidas Industriais

127 Capítulo 4 Segunda Aula 1 Identifique as partes do micrômetro abaixo. a. g. b. h. c. i. d. j. e. k. f. l. Instrumentos de Medidas Industriais 137

128 Capítulo 4 Terceira Aula 1 Faça a leitura das medidas abaixo. a) b) c) d) 138 Instrumentos de Medidas Industriais

129 Capítulo 5 Primeira Aula 1 Assinale a alternativa correta. A. O ponteiro do relógio comparador é ajustado ao zero da escala por meio de: a) limitador de tolerância b) aro giratório c) ponta de contato d) alavanca B. Nos relógios comparadores comuns, cada volta completa do ponteiro equivale a 1 mm. Como o mostrador tem 100 divisões, cada divisão vale em mm a: a) 0,01 b) 0,002 c) 0,001 d) 0,1 2 Cite, justificando, quatro fatores que influenciam a conservação do relógio comparador. Instrumentos de Medidas Industriais 139

130 Capítulo 5 Segunda Aula 1 Faça a leitura das figuras abaixo: a) b) 140 Instrumentos de Medidas Industriais

131 c) d) Instrumentos de Medidas Industriais 141

132 Capítulo 5 Terceira Aula 1 Assinale a alternativa correta: A. Um erro de forma corresponde à diferença entre a superfície real da peça e a forma: a) planejada b) geométrica teórica c) calculada d) projetada B. Quando cada um dos pontos de uma peça for igual ou inferior ao valor da tolerância, diz-se que a forma da peça está: a) incorreta b) aceitável c) inaceitável d) correta 2 Dê os símbolos de circularidade, linearidade, planeza e cilindricidade. 3 Por meio de régua, micrômetro e comparador, os erros de forma podem ser detectados, eliminados e medidos? Justifique. 142 Instrumentos de Medidas Industriais

133 Gabarito dos Exercícios Capítulo 1 Primeira Aula 1 (2) (3) (1) Terceira Aula 1 9,5 metros 2 sentado 3 método, instrumento e operador 4 a) 2 b) 3 c) 2 d) 3 Quinta Aula 1 Uma polegada equivale a 2,54 centímetros. 2 Três polegadas equivalem a 7,62 centímetros, isto é, 3 x 2,54. 3 A diferença numérica é de 243 metros 4 Se: 1 pol equivale a 2,54 cm n pol equivale a 30,48 cm Então, n = 30,48/ 2,54 Logo n = 12 polegadas. Sexta Aula 1 x = 97,17 cm 2 A = 43,7 m Instrumentos de Medidas Industriais 145

134 Sétima Aula 1 (2) (4) (1) (3) (2) (4) 2 a) 0,978 km b) 0,1475 m c) 1900 mm 3 Lembrando que 1 pol = 2,54 cm, conclui-se que: 26,50 m = 2650 cm. Logo Se 1 pol equivale a 2,54 cm, 2650 cm equivale a x polegadas. Logo x = 2650/2,54 X = 1043,31 pol Oitava Aula 1 7,9375 mm 2 letra c 3 0,75 = 75/100 = ¾ Capítulo 2 Primeira Aula 1 a) + 0,05 mm b) + 0,03 mm c) 20,05 mm d) 20,03 mm Capítulo 3 Primeira Aula 1 1 = orelha fixa 2 = orelha móvel 146 Instrumentos de Medidas Industriais

135 3 = nônio ou vernier (polegada) 4 = parafuso de trava 5 = cursor 6 = escala fixa de polegada 7 = bico fixo 8 = encosto fixo 9 = encosto móvel 10 = bico móvel 11 = nônio ou vernier (milímetro) 12 = impulsor 13 = escala fixa em milímetro 14 = haste de profundidade Segunda Aula 1 a) 78,15 mm b) 23,35 mm c) 4,00 mm d) 125,80 mm Capítulo 4 Segunda Aula 1 a) arco b) faces de medição c) batente d) fuso e) bainha f) bucha interna g) porca de ajuste h) catraca i) tambor j) linha de referência Instrumentos de Medidas Industriais 147

136 k) trava l) isolante térmico Terceira Aula 1 a) 63,21 mm b) 0,42 mm c) 0,1897 d) 0,4766 Capítulo 5 Primeira Aula 1 a) b b) a 2 Manter o relógio guardado no estojo, descer suavemente a ponta de contato sobre a peça, levantar um pouco a ponta de contato ao retirar a peça, evitar choques Segunda Aula 1 a) 2,03 mm b) 2,53 mm c) 0,46 mm d) -1,98 mm Terceira Aula 1 a) Letra b b) Letra d 2 circularidade = linearidade = 148 Instrumentos de Medidas Industriais

137 planeza = cilindricidade = 3 Sim, pois os erros de forma são ocasionados por vibrações, imperfeições na geometria da máquina, defeitos nos mancais, entre outros. Instrumentos de Medidas Industriais 149

138 Glossário Alargadores Ferramentas que servem para alargar e acabar furos. Ambigüidade É a propriedade de certas frases que apresentam vários sentidos. Angstron Corresponde a uma distância 10 bilhões de vezes menor que 1 metro. Avo Palavra que concorda com o numerador da fração. Calibrar Comparar os resultados dos instrumentos de medição com os respectivos padrões. Coerência Fenômeno de harmonia entre as idéias e opiniões. Cúbito Distância do cotovelo até a ponta do indicador. Diferença É o resultado de uma subtração. Dimensão Associa-se a tamanho, medida. Jarda Distância do nariz do rei Henrique I da Inglaterra até o polegar de seu braço estendido. Micron Milésima parte do milímetro. Nônio Escala anexa a uma escala principal, que permite ler valores fracionários de uma determinada unidade com um rigor maior do que aquele que é obtido por simples estimativa. Padrão Alguma coisa que pode ser reproduzida em qualquer lugar. Instrumentos de Medidas e Controle 121

139 Polegada Unidade de comprimento usada no sistema imperial de medida britânico. Prefixo Sílaba ou sílabas que antecedem a raiz de uma palavra modificando-lhe o significado e formando nova palavra. Processo Qualquer operação onde pelo menos uma propriedade física ou química possa variar ao longo do tempo. Razão Relação entre grandezas ( fração ). Rugosidade Marcas ou sulcos deixados pela ferramenta utilizada para produzir a peça. 122 Instrumentos de Medidas e Controle

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