Controle de medidas pdf doc, Notas de estudo de Mecatrônica

Baixe Controle de medidas pdf doc e outras Notas de estudo em PDF para Mecatrônica, somente na Docsity!

SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de São Paulo Av. Paulista, 1313 - Cerqueira César São Paulo - SP CEP 01311- Telefone Telefax SENAI on-line

(0XX11) 3146- (0XX11) 3146- 0800-55- E-mail Home page

senai@sp.senai.br http://www.sp.senai.br

Sumário

Unidade 1

Sistemas de medidas

O controle de medidas, parte integrante do controle da qualidade, é responsável pelos instrumentos de medida e pelos processos de medição; está presente desde a recepção da matéria-prima e etapas de fabricação até os ensaios e verificação final.

Tanto os equipamentos de fabricação como os instrumentos de medição são imperfeitos. Por esse motivo, é impossível produzir peças com dimensões exatas, pois elas sempre apresentarão um desvio em relação às dimensões preestabelecidas.

O controle de medidas consiste na aplicação de processos que permitam manter os erros de fabricação dentro de limites aceitáveis, previamente estabelecidos e que recebem o nome de tolerância.

Portanto, no controle de medidas torna-se necessário conhecer:

• o que é medir por comparação direta (com instrumentos de medida), ou indireta (com instrumentos de verificação);
• instrumentos de medida e seu uso;
• conceito de tolerância e sua aplicação no projeto e na fabricação;
• instrumentos de verificação.

Medição

Toda medição é feita comparando-se uma grandeza com outra de mesma espécie, considerada como unidade.

Se o comprimento de um corredor é igual a três metros, é porque nele a unidade de comprimento metro cabe três vezes.

Seguindo o mesmo procedimento, para medir uma superfície temos de usar unidades de área (cm^2 , m^2 , etc.); por sua vez, o volume de um corpo é determinado pelas unidades de volume (m^3 , cm^3 , litros, etc.) e assim por diante. Cada grandeza é medida com unidades apropriadas dessa mesma grandeza. Não é possível medir comprimento em litros.

Unidades As unidades estabelecidas para medir uma determinada grandeza são fixadas por definição. Não dependem de quaisquer condições físicas, como temperatura, pressão, grau de umidade, etc.

Oficialmente, devido a normas brasileiras e internacionais, prevalecem as unidades do S.I. (Sistema Internacional): metro, quilograma, newton, segundo, etc.

Padrão As unidades de medida têm uma definição absoluta. Entretanto, na prática apresentam-se materializadas em objetos que estão sujeitos a variações provocadas pelas mudanças de condições físicas.

Por isso, os padrões só expressam, com rigor, a unidade que representam se estiverem dentro de condições específicas.

Até 1960, o metro padrão era uma barra de platina e irídio, que sofria uma dilatação muito pequena com a variação da temperatura. Nesse protótipo, conservado em Sèvres, na França, o metro é determinado pela distância entre dois traços nessa barra, na temperatura de zero grau Celsius.

No Brasil vigora outro padrão para o metro, estabelecido pelo INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), órgão brasileiro de normalização. Esse padrão está baseado na velocidade da luz e será explicado no próximo capítulo.

Princípios básicos de controle

O sucessivo aumento de produção e a melhoria da qualidade requerem um desenvolvimento e um aperfeiçoamento contínuo da técnica de medição. Quanto maiores as exigências de qualidade e rendimento, maiores serão as necessidades de aparatos, instrumentos de medição e profissionais habilitados.

Quando efetuamos uma medida qualquer, é preciso considerar três elementos fundamentais: o método, o instrumento de medição e o operador.

O relógio comparador é um instrumento comum de medição por comparação. As diferenças percebidas nele pelo apalpador são amplificadas mecanicamente e vão movimentar o ponteiro rotativo dianteiro da escala.

Instrumento de medição Para se ter uma medida precisa, é indispensável que o instrumento corresponda ao padrão adotado. É necessário, também, que ele possibilite executar a medida com a tolerância exigida. Em suma, a medição correta depende da qualidade do instrumento empregado.

Operador É o operador quem deve apreciar as medidas e executá-las com habilidade. Daí a sua importância em relação ao método e ao instrumento.

É mais provável que um operador habilidoso consiga melhores resultados com instrumentos limitados do que um operador inábil, com instrumentos excelentes.

É necessário, portanto, que o operador conheça perfeitamente os instrumentos que utiliza. Deve, também, tomar a iniciativa de escolher o método de medição mais adequado e saber interpretar corretamente os resultados obtidos.

Laboratório de metrologia

Tanto as medidas como os padrões de medida estão sujeitos às variações de temperatura, pressão, etc. Por isso, para medidas de alta precisão, faz-se necessária uma climatização do local. O laboratório de metrologia deve, portanto, satisfazer às seguintes exigências:

• Temperatura constante de 20°C;
• Umidade relativa 55%
• Ausência de vibrações e oscilações;
• Espaço suficiente;
• Iluminação adequada e limpeza.

A temperatura de aferição dos instrumentos destinados a verificar dimensões ou formas foi fixada em 20°C pela Conferência Internacional do ex-comitê ISA.

Essa deve ser a temperatura do laboratório, mas tolera-se a variação de mais ou menos 1°C. Daí a necessidade de o laboratório possuir reguladores de temperatura automáticos.

A porcentagem da umidade relativa do ar não deve ultrapassar a 55%. A temperatura e a umidade do ar no laboratório deverão ser medidas por um termohigrômetro.

Na falta de reguladores automáticos, usa-se o cloreto de cálcio industrial, que absorve uma pequena porcentagem de umidade do ar.

As vibrações e oscilações são evitadas instalando as máquinas de medir ou aparelhos de alta sensibilidade sobre pisos especiais. Esses pisos compõem-se de camadas alternadas de concreto, cortiça e betume.

Medidas lineares

Padrões

O Homem, já nos tempos pré-históricos, deve ter sentido necessidade de avaliar o tamanho de uma árvore, de um animal abatido, de uma distância a ser percorrida, etc.

Mais tarde, passou a efetuar medidas utilizando, inicialmente, unidades naturais: pé, braço, passo, etc. Essas unidades davam origem a padrões que variavam de um local a outro.

O desenvolvimento comercial aumentou o intercâmbio entre os povos e exigiu padrões mais objetivos e precisos. Padrões que reproduzissem unidades de valor fixo, conhecido e utilizado por todos.

No século XVII, na França, ocorreu um avanço importante na questão de medidas. A "toesa", que era a unidade de medida linear então utilizada, foi materializada em uma barra de ferro com dois pinos nas extremidades e, em seguida, chumbados na parede externa do Grand Chatelet, nas proximidades de Paris. Desta forma, cada interessado poderia aferir seus próprios instrumentos.

Entretanto, esse primeiro padrão foi se desgastando com o passar do tempo e teve que ser refeito. Surgiu, então, um movimento no sentido de estabelecer uma unidade natural, isto é, que pudesse ser encontrada na natureza e, assim, ser facilmente copiada, constituindo um padrão de medida. Outra exigência sobre essa unidade: deveria ter seus submúltiplos estabelecidos segundo o sistema decimal. Apresentado por Talieyrond, na França, esse projeto transformou-se em lei, aprovada em 8 de maio de 1790.

No século XIX, vários países já haviam adotado o sistema métrico. No Brasil, o sistema métrico foi implantado por meio da Lei Imperial nº 1.157 de 26 de junho de 1862. Estabeleceu-se, então, um prazo de dez anos para que os padrões antigos fossem inteiramente substituídos.

Com exigências tecnológicas maiores, decorrentes do avanço científico, notou-se que o Metro dos Arquivos apresentava certos inconvenientes. Por exemplo, o paralelismo das faces não era assim tão perfeito. O material, relativamente mole, poderia se desgastar, e a barra também não era suficientemente rígida.

Para aperfeiçoar o sistema, fez-se um outro padrão que recebeu:

• seção transversal em X, para ter maior estabilidade;
• uma adição de 10% de irídio, para tornar seu material mais durável;
• dois traços em seu plano neutro, de forma a tornar a medida mais perfeita.

Assim, em 1889, surgiu a terceira definição:

"Metro é a distância entre os eixos de dois traços principais marcados na superfície neutra do padrão internacional depositado no B.I.P.M. (Bureau Internacional des Poids et Mésures), na temperatura de zero grau Celsius e sob uma pressão atmosférica de 760mmHg e apoiado sobre seus pontos de mínima flexão”.

Atualmente, a temperatura de aferição é de 20 oC. É nessa temperatura que o metro, utilizado em laboratório de metrologia, tem o mesmo comprimento do padrão que se encontra em Sèvres, na temperatura de zero grau Celsius.

Ocorreram, ainda, outras modificações. Hoje, o padrão do metro em vigor no Brasil é recomendado pelo INMETRO, baseado na velocidade da luz, de acordo com decisão da 17ª Conferência Geral dos Pesos e Medidas de 1983. O INMETRO, em sua resolução 3/84, assim definiu o metro:

"Metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante o intervalo de

tempo de 299.792.45 8

(^1) do segundo.

É importante observar que todas essas definições somente estabeleceram com maior precisão o valor de uma mesma unidade: o metro.

Padrões do metro no Brasil

O metro padrão que existe no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) possui uma secção transversal reta em forma de H e está devidamente aferido.

O INT (Instituto Nacional de Tecnologia) possui também dois exemplares de metros- padrão de alta qualidade. Um dos exemplares é de liga, com 36% de níquel (lnvar), e dilatação por volta de 1·10 -6; o outro, também de liga, contém 58% de níquel e possui uma dilatação de 11,5 ·10 -6.