Básico de Metrologia Industrial

BÁSICO DE METROLOGIA

INDUSTRIAL



Técnicas de Medição

Técnicas de Medição Linear

Medição com Régua, Paquímetro e Micrômetro

Régua

A régua é um dos instrumentos de medição mais básicos e comuns. Utilizada para medir comprimentos e distâncias de forma direta, ela é adequada para medições menos críticas onde a precisão extrema não é necessária. As réguas podem ser de metal, plástico ou madeira, e possuem marcações em milímetros e centímetros (ou polegadas em sistemas imperiais).

Paquímetro

O paquímetro é um instrumento versátil utilizado para medir dimensões externas, internas e profundidades com maior precisão do que uma régua. Composto por uma régua fixa e uma escala móvel, o paquímetro pode ser analógico, digital ou com mostrador. A precisão do paquímetro geralmente é de 0,02 mm a 0,05 mm, tornando-o adequado para medições industriais.

Micrômetro

O micrômetro é um instrumento de alta precisão utilizado para medir pequenos comprimentos e espessuras com uma resolução muito alta. Composto por um arco em forma de C, um fuso roscado e uma escala de medição, o micrômetro pode ser de leitura direta, digital ou com mostrador.

A precisão do micrômetro pode chegar a 0,001 mm, sendo essencial para medições que requerem alta exatidão. Procedimentos de Medição Correta

Preparação

1.     Limpeza: Certifique-se de que tanto o instrumento de medição quanto o objeto a ser medido estejam limpos e livres de sujeira ou detritos que possam afetar a precisão.

2.     Calibração: Verifique se o instrumento está calibrado corretamente. Instrumentos como paquímetros e micrômetros devem ser zerados antes do uso.

Uso Correto dos Instrumentos

1.     Régua: Coloque a régua diretamente sobre a superfície do objeto. Alinhe a extremidade da régua com o ponto inicial da medição e leia a marcação correspondente ao ponto final.

2.     Paquímetro: Para medições externas, abra o paquímetro e posicione as pontas das garras externas ao redor do objeto. Para medições internas, use as garras internas. Para profundidades, utilize a haste de profundidade. Leia a medição na escala.

3.     Micrômetro: Posicione o objeto entre a bigorna e o fuso. Gire o tambor até que o objeto esteja firmemente preso, mas sem excesso de pressão. Leia a medição na escala do tambor e do fuso.

Leitura de Resultados e Interpretação

       Régua: Leia a marcação mais próxima do ponto final da medição. Em réguas métricas, a leitura é feita em milímetros ou centímetros.

       Paquímetro: Leia a escala fixa para a parte inteira da medida e a

escala fixa para a parte inteira da medida e a escala móvel (nônio) para os décimos e centésimos de milímetro. Nos modelos digitais, a leitura é direta no visor.

       Micrômetro: A leitura é feita na escala do tambor e do fuso. A escala do fuso fornece a leitura principal, enquanto a do tambor dá os incrementos menores. Nos micrômetros digitais, a leitura é direta no display.

Exercícios Práticos de Medição Linear

Exercício 1: Medição com Régua

       Objetivo: Medir a largura de uma folha de papel A4.

       Procedimento: Coloque a régua ao longo da borda mais longa da folha de papel. Anote a medição em milímetros.

       Resultado Esperado: 210 mm.

Exercício 2: Medição com Paquímetro

       Objetivo: Medir o diâmetro externo de um tubo.

       Procedimento: Abra o paquímetro e coloque as garras externas ao redor do tubo. Feche o paquímetro até que esteja em contato firme, mas não apertado. Leia e anote a medição.

       Resultado Esperado: Variável, conforme o tubo utilizado.

Exercício 3: Medição com Micrômetro

       Objetivo: Medir a espessura de uma lâmina metálica.

       Procedimento: Coloque a lâmina entre a bigorna e o fuso do micrômetro. Gire o tambor até que a lâmina esteja firmemente presa.

Leia a medição na escala do tambor e do fuso, e anote o valor.

       Resultado Esperado: Variável, conforme a lâmina utilizada.

Exercício 4: Medição de Profundidade com Paquímetro

       Objetivo: Medir a profundidade de um furo em um bloco metálico.

       Procedimento: Insira a haste de profundidade do paquímetro no furo até atingir o fundo. Leia e anote a medição.

       Resultado Esperado: Variável, conforme o furo utilizado.

Exercício 5: Medição Interna com Paquímetro

       Objetivo: Medir o diâmetro interno de um anel metálico.

       Procedimento: Use as garras internas do paquímetro para medir o diâmetro interno do anel. Leia e anote a medição.

       Resultado Esperado: Variável, conforme o anel utilizado.

Conclusão

Dominar as técnicas de medição linear é essencial para garantir a precisão e a confiabilidade das medições na indústria. A escolha do instrumento adequado, a calibração correta e a interpretação precisa dos resultados são passos cruciais para alcançar medições consistentes e precisas. A prática regular dessas técnicas ajuda a desenvolver habilidades essenciais para a metrologia e o controle de qualidade em diversos setores industriais.

Técnicas de Medição Angular e de Forma

Medição de Ângulos com Transferidor, Goniómetro e Outros Dispositivos

Transferidor

O transferidor é um dispositivo simples utilizado para medir e desenhar ângulos. Ele possui uma escala graduada em graus, geralmente de 0 a 180 ou 360 graus. Para medir um ângulo com um transferidor:

1.     Coloque o ponto de origem do transferidor no vértice do ângulo.

2.     Alinhe um dos lados do ângulo com a linha zero do transferidor.

3.     Leia o valor do ângulo onde o outro lado intersecta a escala graduada.

Goniómetro

O goniómetro é um instrumento mais preciso utilizado para medir ângulos em peças mecânicas e ferramentas. Ele pode ser ajustado para medir ângulos internos e externos. Para usar um goniómetro:

1.     Posicione o goniómetro de modo que a base fique alinhada com uma das superfícies do ângulo.

2.     Ajuste a parte móvel do goniómetro para que se alinhe com a outra superfície do ângulo.

3.     Leia o valor do ângulo na escala graduada.

Dispositivos Eletrônicos

Além dos dispositivos mecânicos, existem dispositivos eletrônicos para medição de ângulos, como inclinômetros e medidores de ângulo digital. Esses dispositivos fornecem leituras diretas e precisas em um visor digital.

Eles são especialmente úteis para medições em locais de difícil acesso ou para ângulos complexos.

Medição de Formas Geométricas

Formas Básicas

A medição de formas geométricas envolve a determinação das dimensões e proporções de figuras como círculos, quadrados, retângulos e triângulos. Ferramentas como réguas, paquímetros e micrômetros são utilizadas para medir os lados, diâmetros e espessuras dessas formas com precisão.

Ferramentas Específicas

       Régua: Utilizada para medir as dimensões lineares de formas geométricas básicas.

       Paquímetro: Usado para medir diâmetros externos e internos, além de profundidades e espessuras.

       Micrômetro: Aplicado na medição de espessuras e diâmetros com alta precisão.

Medição de Formas Complexas

Para formas geométricas mais complexas, como elipses, parabolóides e superfícies curvas, são utilizados dispositivos mais avançados, como projetores de perfil e máquinas de medição por coordenadas (CMM). Esses equipamentos permitem a medição precisa de contornos e superfícies tridimensionais.

Métodos de Medição de Concentricidade e Paralelismo

Concentricidade

A concentricidade refere-se à coincidência de centros de círculos ou cilindros. Medir a concentricidade é crucial em peças rotativas, como eixos e mancais, para garantir um funcionamento suave e reduzir o desgaste. Os métodos incluem:

1.     Relógio Comparador: Montado em um suporte

fixo, o relógio comparador mede a variação radial enquanto a peça gira em um torno ou dispositivo de rotação.

2.     Máquinas de Medição por Coordenadas (CMM): Utilizadas para medir a concentricidade com alta precisão, capturando múltiplos pontos na superfície da peça e comparando os centros das geometrias.

Paralelismo

O paralelismo é a condição em que duas superfícies ou linhas permanecem equidistantes ao longo de sua extensão. A medição de paralelismo é essencial em componentes como guias de máquinas e superfícies de apoio. Os métodos incluem:

1.     Relógio Comparador: Posicionado entre as superfícies, o relógio comparador mede a variação de distância ao longo da extensão das superfícies.

2.     Nível de Bolha e Bloco Padrão: Utilizados para verificar o paralelismo em superfícies planas, onde o nível de bolha é colocado sobre blocos padrão para garantir a precisão.

Procedimentos de Medição

1.     Preparação da Peça: Limpe a peça e o instrumento de medição para evitar influências de partículas ou sujeira.

2.     Configuração do Instrumento: Calibre o instrumento de medição de acordo com as especificações do fabricante.

3.     Execução da Medição: Realize a medição de acordo com o método escolhido, garantindo que o instrumento esteja corretamente alinhado e que as leituras sejam feitas com precisão.

4.     Análise dos Resultados: Compare as leituras obtidas com as tolerâncias especificadas para determinar a conformidade da peça.

Exercícios Práticos de Medição Angular e de Forma Exercício 1: Medição de Ângulo com Transferidor

       Objetivo: Medir o ângulo de uma peça metálica.

       Procedimento: Posicione o transferidor no vértice do ângulo e alinhe um dos lados com a linha zero. Leia o valor do ângulo na escala graduada.

       Resultado Esperado: Variável conforme a peça utilizada.

Exercício 2: Medição de Concentricidade com Relógio Comparador  Objetivo: Verificar a concentricidade de um eixo.

       Procedimento: Monte o eixo em um torno e posicione o relógio comparador na superfície. Gire o eixo e observe a variação na leitura do relógio.

       Resultado Esperado: Mínima variação indica boa concentricidade.

Exercício 3: Medição de Paralelismo com Relógio Comparador

       Objetivo: Medir o paralelismo entre duas superfícies de um bloco metálico.

       Procedimento: Posicione o relógio comparador entre as superfícies e deslize-o ao longo das extensões. Leia e anote as variações na distância.

       Resultado Esperado: Pequena variação indica bom paralelismo.

Conclusão

Dominar as técnicas de medição angular e de forma é essencial para garantir a precisão e a qualidade dos produtos na indústria. A escolha dos instrumentos adequados e a execução correta dos procedimentos de medição são fundamentais para obter resultados confiáveis. A prática contínua dessas técnicas ajuda a desenvolver habilidades críticas para a metrologia e o controle de qualidade, promovendo a eficiência e a inovação nos processos industriais.

Medição de Rugosidade e Superfícies

Conceitos de Rugosidade e Textura de Superfície

Rugosidade

A rugosidade refere-se às pequenas irregularidades presentes na superfície de um material. Essas irregularidades são decorrentes do processo de fabricação, como usinagem, moagem, polimento ou fundição. A rugosidade de uma superfície influencia significativamente o desempenho de componentes mecânicos, afetando propriedades como atrito, desgaste e adesão.

Textura de Superfície

A textura de superfície é um termo mais abrangente que inclui a rugosidade, ondulação e outras características de uma superfície. Enquanto a rugosidade se refere às irregularidades menores, a ondulação envolve irregularidades maiores e mais espaçadas. A textura de superfície global influencia a interação entre peças e pode ser crítica para a funcionalidade de componentes que se movem em contato uns com os outros.

Equipamentos de Medição de Rugosidade

Rugosímetro

O rugosímetro é o principal equipamento utilizado para medir a rugosidade de superfícies. Existem diferentes tipos de rugosímetros, mas todos funcionam de maneira semelhante: uma ponta de medição é movida sobre a superfície, registrando as variações de altura. Essas variações são então analisadas para calcular parâmetros de rugosidade.

 

Tipos de Rugosímetros

1.     Rugosímetro Portátil: Compacto e fácil de usar, adequado para medições em campo e em locais de difícil acesso.

2.     Rugosímetro de Bancada: Mais preciso e robusto, utilizado em laboratórios de metrologia e ambientes controlados.

3.     Rugosímetro Óptico: Utiliza técnicas de interferometria ou laser para medir a rugosidade sem contato físico com a superfície, ideal para superfícies delicadas ou de difícil acesso.

Parâmetros de Rugosidade

Ra (Rugosidade Média Arithmética)

Ra é o parâmetro mais comum de rugosidade e representa a média aritmética das variações de altura em relação à linha média da superfície. É uma medida simples e amplamente utilizada para descrever a rugosidade geral.

Rz (Altura Média das Rugosidades)

Rz é a média das

alturas das cinco picos mais altos e dos cinco vales mais profundos em uma amostra de superfície. Esse parâmetro oferece uma visão mais detalhada das irregularidades extremas da superfície.

Outros Parâmetros

       Rt (Altura Total das Rugosidades): A diferença entre o pico mais alto e o vale mais profundo em um trecho de medição.

       Rq (Raiz Quadrada Média): A raiz quadrada da média dos quadrados das variações de altura, oferecendo uma medida que dá mais peso a picos e vales extremos.

       Rp (Altura do Pico Máximo): A altura do pico mais alto em relação à linha média.

       Rv (Profundidade do Vale Máximo): A profundidade do vale mais profundo em relação à linha média.

Procedimentos de Medição e Interpretação de Resultados

Preparação da Superfície e do Equipamento

1.     Limpeza: Certifique-se de que a superfície a ser medida esteja limpa e livre de detritos ou contaminantes que possam afetar a medição.

2.     Calibração: Calibre o rugosímetro de acordo com as especificações do fabricante para garantir medições precisas.

Realização da Medição

1.     Posicionamento: Coloque a ponta de medição do rugosímetro em contato com a superfície. Certifique-se de que o dispositivo esteja corretamente alinhado e estável.

2.     Medição: Inicie a medição, permitindo que a ponta se mova sobre a superfície e registre as variações de altura.

3.     Registro de Dados: O rugosímetro registrará os dados de altura ao longo do percurso de medição.

Interpretação dos Resultados

1.     Análise dos Parâmetros: Após a medição, o rugosímetro calculará os parâmetros de rugosidade. Analise os valores de Ra, Rz e outros parâmetros relevantes para entender as características da superfície.

2.     Comparação com Especificações: Compare os resultados obtidos com as especificações de rugosidade exigidas para o componente ou aplicação específica. Certifique-se de que os valores estejam dentro dos limites aceitáveis.

3.     Relatório de Resultados: Documente os resultados da medição, incluindo os valores dos parâmetros de rugosidade, as condições de medição e quaisquer observações relevantes. Esse relatório é essencial para o controle de qualidade e rastreabilidade.

Exemplos de Aplicações

1.     Indústria Automotiva: A rugosidade das superfícies de componentes como pistões e cilindros influencia o atrito e o desgaste, impactando diretamente a eficiência e a vida útil do motor.

2.     Indústria Aeronáutica: Superfícies aerodinâmicas de aeronaves devem ter rugosidade mínima para reduzir o arrasto e

melhorar a eficiência de combustível.

3.     Fabricação de Ferramentas: Ferramentas de corte e matrizes de estampagem exigem superfícies altamente precisas para garantir um desempenho ótimo e uma vida útil prolongada.

Conclusão

A medição de rugosidade e superfícies é essencial para garantir a qualidade e o desempenho de componentes em diversas indústrias. O uso de rugosímetros e a análise de parâmetros de rugosidade, como Ra e Rz, fornecem informações críticas sobre as características das superfícies, permitindo o controle preciso dos processos de fabricação. A adoção de procedimentos adequados de medição e interpretação de resultados assegura que as superfícies atendam às especificações exigidas, contribuindo para a eficiência e a confiabilidade dos produtos finais.

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