Relatório Metrologia

...

Justificativa para a determinação das tolerâncias:

- Retitude: Cada linha da peça deve ter uma tolerância para garantir que sejam mais retas possíveis, logo as faces dos dentes da engrenagem não podem possuir um desvio muito alto;

- Planeza: A superfície do furo deve ser plana para garantir o correto encaixe da peça;

- Circularidade: Os furos presentes nas peças devem ser circulares, evitando ao máximo possíveis efeitos de ovalização dos furos;

- Posição: A posição dos elementos deve ser respeitada para evitar erros de fabricação;

- Concentricidade: Os eixos dos círculos devem ser coincidentes;

- Dimensão: As peças devem ter uma tolerância em suas dimensões para garantir a correta fabricação, conforme calculado na seção anterior;

- Rugosidade: O acabamento das superfícies não necessita que seja um acabamento muito bem polido, mas também não pode ser um acabamento muito grosseiro, por isso foi definido que todas as superfícies da peça devem possuir a mesma rugosidade;

- Paralelismo: As superfícies superior e inferior do mensurando devem ser paralelas, garantindo seu correto funcionamento;

- Perpendicularidade: O furo do eixo da peça deve ser perpendicular à sua superfície para que a peça gire corretamente.

- Inclinação: O ângulo identificado não pode ter uma grande variação angular para que a peça seja encaixada corretamente.

Ante o exposto, foi realizado o desenho detalhado do mensurando que está apresentado no Anexo D, com todas as tolerâncias dimensionais e geométricas que devem ser consideradas. A seguir são apresentados os efeitos da temperatura ambiente na medição da peça.

5.3. EFEITOS DA TEMPERATURA

Será que o comportamento variável da temperatura do ar pode afetar a indicação de um instrumento de medição que está operando naquele ambiente? Sempre foi evidenciado que a temperatura é o inimigo maior do metrologista, pois geralmente atua no sentido de prejudicar ou invalidar os resultados obtidos.

Mais importante do que medir é planejar a medição detalhadamente. Outros cuidados são necessários para a redução de erros durante a medição a fim de garantir resultados confiáveis.

A maioria dos instrumentos de medição é sensível às alterações nas condições ambientais, principalmente à temperatura. Observando o manual de um instrumento de medição, na seção especificação ou dados técnicos, conseguirá a informação de como se comporta este instrumento se a temperatura mudar durante o seu uso. Os fabricantes analisam o comportamento dos instrumentos realizando calibrações em diferentes temperaturas. No final deste estudo é determinado um “coeficiente de dilatação térmica” que é uma característica do material.

Por exemplo, se em um manual de uma balança encontrar um coeficiente de temperatura igual a ± 2 ppm/°C implica que a indicação se altera em 2 vezes o valor da indicação, dividido por um milhão (que é o ppm = partes por milhão) a cada grau Celsius de variação de temperatura no ambiente. Note que neste exemplo não aparece o termo “indicação” no próprio coeficiente, mas é necessário multiplicar por este valor para encontramos o erro, devido ao efeito da temperatura, em unidade de massa.

A grande maioria dos materiais muda suas dimensões em função da temperatura, essa é uma propriedade chamada de dilatação térmica. Por meio da Equação 6 calcula-se a variação do comprimento (∆L) a partir da variação da temperatura (∆T), do comprimento inicial (L) e o coeficiente de dilatação térmica do material (α).

[pic 10]

Devido a esta variação foi convencionado que as dimensões das peças em desenhos e especificações é considerado a temperatura de 20°C para as medições. Portanto, para evitar os efeitos da temperatura é importante realizar as medições em 20°C, mas na prática não é o que ocorre. Por isso a grande maioria dos paquímetros é constituída em aço, pois, na indústria, a utilização do aço é ampla e dessa forma, quando a peça e o sistema de medição são do mesmo material ou são de materiais que possuem o mesmo coeficiente de dilatação térmica e estão na mesma temperatura, a dilatação térmica não produz erros de medição.

Nesta prática o paquímetro e o mensurando são de mesmo material (aço) em que o coeficiente de dilatação térmica é . Com o termômetro infravermelho foi medido que o sistema de medição estava à TSM = 29,0°C, enquanto que a peça estava à TP = 26,7°C. Portanto a correção (C) a ser aplicada nas medições é calculada pela Equação 7 abaixo.[pic 11]

[pic 12]

Desse modo, foi montada a Tabela 02 a seguir, em que foi calculada a correção a ser aplicada em cada parâmetro levando em consideração o valor verdadeiro convencionado (VVC) anteriormente. As variações nos ângulos não foram consideradas, mas existem, porém não é de grande representatividade no caso.

TABELA 02 - EFEITO DA TEMPERATURA NAS MEDIÇÕES

PARÂMETRO

VVC [mm]

CORREÇÃO [mm]

INDICAÇÃO CORRIGIDA [mm]

PARÂMETRO

VVC [mm]

CORREÇÃO [mm]

INDICAÇÃO CORRIGIDA [mm]

D1

55,80

0,001540

55,801540

L6

9,33

0,000258

9,330258

D2

46,40

0,001281

46,401281

L7

0,27

0,000007

0,270007