viernes, 11 de febrero de 2011

Manejo de instrumentos de medición.

Propósito del módulo: Al finalizar el alumno medira piezas, objetos y elementos mecánicos con precisión, utilizando diferentes instrumentos y equipos de medición a fin de comprobar sus dimensiones a lo largo de los diferentes procesos productivos y cumplir con las especificaciones de diseño y calidad del producto.

Unidad de aprendizaje #1: Aplicación de la metrología.

Propósito de la unidad: Aplicará la metrología durante las tareas de medición y comparación de dimensiones de objetos y
piezas con el fin de cumplir con las especificaciones de calidad.



Metrología. Es la ciencia y tecnica que tiene por objeto el

estudio de los sistemas de pesos y medidas, y la determinación de las magnitudes físicas.

Definición de algunos conceptos:

Medición: Es el conjunto de acciones que tienen por objeto determinar el valor de una magnitud particular.

Procedimiento de Medición: Es la secuencia específica de operaciones utilizada para medir determinada magnitud particular, siguiendo un principio establecido y de acuerdo a un método dado.

Instrumento de medición: Aparato destinado a obtener medidas directas que permiten estimar los valores de diversas magnitudes particulares.

Mensurando: Magnitud medida por un instrumento.

Valor verdadero: Valor real del mensurando.

Sistema de Medición: Incluye instrumentos, patrones de calibración, conceptos y leyes físicas, operarios humanos, valores de propiedades y constantes, etc.

Escala: Conjunto de símbolos o marcas ubicados en el instrumento, a menudo acompañados de una referencia numérica y normalmente a lo largo de una recta o arco de círculo.

Índice: Puntero, aguja, lápiz, punta luminosa, superficie líquida, etc. cuya posición indica el valor de la magnitud.

Longitud de Escala: Es la distancia entre la primera y última marca indicada en unidades de longitud a lo largo del camino recorrido por el índice.

Espaciamiento de Escala: Es la distancia entre marcas adyacentes. Para que el índice sea legible tiene que ser mayor que 0.7mm.

Exactitud: Es una expresión cualitativa del grado de concordancia entre la magnitud medida y la magnitud real.
SISTEMA INGLÉS DE UNIDADES

El Sistema Inglés de unidades son las unidades no-métricas que se utilizan actualmente en los Estados Unidos y en muchos territorios de habla inglesa (como en el Reino Unido ), pero existen discrepancias entre los sistemas de Estados Unidos e Inglaterra.

Hoy en día, estas unidades están siendo lentamente reemplazadas por el Sistema Internacional de Unidades , aunque en Estados Unidos la inercia del antiguo sistema y el alto costo de migración ha impedido en gran medida el cambio.


EQUIVALENCIAS DE LAS UNIDADES INGLESAS.

LONGITUD

1 milla = 1,609 m

1 yarda = 0.915 m

1 pie = 0.305 m

1 pulgada = 0.0254 m

MASA

1 libra = 0.454 Kg.

1 onza = 0.0283 Kg.

1 ton. inglesa = 907 Kg.

SUPERFICIE

1 pie 2 = 0.0929m^2

1 pulg 2 . = 0.000645m^2

1 yarda 2 = 0.836m^2

VOLUMEN Y CAPACIDAD

1 yarda 3 = 0.765 m^3

1 pie 3 = 0.0283 m^3

1 pulg 3 . = 0.0000164 m^3

1 galón = 3.785 l.

ANALISIS DIMENSIONAL

Existen diferentes sistemas de unidades. Las cantidades físicas pueden expresarse en distintas unidades según la escala en que esté graduado el instrumento de medición.

Una distancia puede expresarse en metros, kilómetros, centímetros o píes, sin importar cual sea la unidad empleada para medir la cantidad física distancia, pues todas ellas se refieren a una dimensión fundamental llamada longitud, representada por L.



El Sistema Métrico.

En el siglo 18, había docenas de diferentes unidades de medida comúnmente usadas a través del mundo. La longitud, por ejemplo, podía ser medida en pies, pulgadas, millas, palmos, codos, manos, varas, cadenas, leguas, y otros. La falta de una norma común standard provocaba mucha confusión y significativas ineficiencias en el comercio entre los países. Al final del siglo, el gobierno francés buscó aliviar este problema al inventar un sistema de medida que pudiese ser usado en todo el mundo.
En 1960 el sistema métrico fue oficialmente denominado Système International d'Unités (o abreviado SI). Hoy es usado en casi todos los países excepto los Estados Unidos y es casi siempre usado en las medidas científicas.

La simpleza del sistema métrico deriva del hecho que sólo hay una unidad de medida (o unidad básica) para cada tipo de cantidad medida (longitud, peso, etc.). Las tres unidades básicas más comunes en el sistema métrico son el metro, el gramo, y el litro.

El sistema métrico es llamado decimal porque se basa sobre múltiplos de 10. Cualquier medida dada en una unidad métrica (por ejemplo, el kilogramo) puede ser convertida a otra unidad métrica (por ejemplo, el gramo) simplemente moviendo el lugar decimal.

Tolerancias dimensionales y geométricas

Una tolerancia dimensional aplicada a una medida, ejerce algún grado de control sobre desviaciones geométricas, para su comp atibilidad y un control de ellas mas preciso para que sean intercambiables aun siendo de diferentes fabricantes, sin embargo, en algunas ocasiones la tolerancia de medida no limita suficientemente las desviaciones geométricas; por tanto, en estos casos se deberá especificar expresamente una tolerancia geométri ca, teniendo prioridad sobre el control geométrico que ya lleva implícita la tolerancia dimensional, esto para hacer mas exactas la producciones y así no tener produccion rechazada por su mala fabricación, maquinado o acabado.

Dimensiones.
Una dimension es el tamano exacto de una parte determinada.
Tolerancia.
La tolerancia es la cantidad total de variacion permitida al tamano basico.
Limites.
Los limites son el tamano maximo y minimo de la parte completa tal como lo determina la tolerancia. Cualquier parte que se conserve dentro de estos limites es aceptable.

Geometric Dimensioning and Tolerancing
.

El Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) es un lenguaje universal de parecido al simbolos sistema de senales de tráfico que aconsejan al conductor cómo circular por las carreteras. Los símbolos del GD&T le sirven al ingeniero de diseno para describir de forma precisa y logica característ icas de la pieza, de manera que se pueden fabricar y inspeccionar con precisión.

El GD&T se expresa en el marco de control de características de la figura. El marco de control de características es como leer una frase de izquierda a derecha. Por ejemplo, en el marco de control de características que se ilustra se puede leer que la forma de 5mm cuadrados (1) está controlada por una envolvente (2) tolerancia de perfil(3) de 0,05 mm(4), en relación con el primario A (5) y el dato secunda rio (6). La forma y la tolerancia determinan los datos limites de la variedad de producción.

Hay siete formas, llamadas elementos geométricos, que se usan para definir una pieza y sus características. Las formas son: punto, línea, plano, círculo, cilindro, cono y esfera. También hay ciertas características geométricas que determinan la condición de piezas y la relación de características.

Esos símbolos geométric

os se parecen a los que se usan en los planos para representar características, como por ejemplo dos y cuatro autopistas, puentes y aeropuertos. La finalidad de esos símbolos es configurar un lenguaje común que todo el mundo entienda.

Símbolos de características geométricas.


Temperatura

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frio.

La temperatura es la medida de la cantidad de energía térmica poseída por un objeto.

Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía sensible de un sistema, se observa que éste se encuentra más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.

La temperatura se mide con temometros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor "cero kelvin" (0 K) al "cero absoluto", y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius.

La escala más extendida es la escala Celsius (antes llamada centígrada); y, en mucha menor medida, y prácticamente sólo en los Estados Unidos, la escala Fahrenheit. También se usa a veces la escala Rankine (°R) que establece su punto de referencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahr enheit, y es usada únicamente en Estados Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.



Escalas de Temperatura

La temperatura es el nivel de calor en un gas, líquido, o sólido. Tres escalas sirven comúnmente para medir la temperatura. Las escalas de Celsius y de Fahrenheit son las más comunes. La escala de Kelvin es primordialmente usada en experimentos científicos.

Escala Celsius

La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Esta escala divide el rango entre las temperaturas de congelación y de ebullición del agua en 100 partes iguales. Usted encontrará a veces esta escala identificada como escala centígrada. Las temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius (ºC).

Escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés-alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, en 1724. Aun cuando muchos países están usando ya la escala Celsius, la escala Fahrenheit es ampliamente usada en los Estados Unidos. Esta escala divide la diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales. Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como grados Fahrenheit (ºF).

Escala de Kelvin

La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico británico que la diseñó en 1848. Prolonga la escala Celsius hasta el cero absoluto, una temperatura hipotética caracterizada por una ausencia completa de energía calórica. Las temperaturas en esta escala son llamadas Kelvins (K).

Cómo Convertir Temperaturas

A veces hay que convertir la temperatura de una escala a otra. A continuación encontrará cómo hacer esto.


  1. Para convertir de ºC a ºF use la fórmula: ºF = ºC x 1.8 + 32.
  2. Para convertir de ºF a ºC use la fórmula: ºC = (ºF-32) ÷ 1.8.
  3. Para convertir de K a ºC use la fórmula: ºC = K – 273.15
  4. Para convertir de ºC a K use la fórmula: K = ºC + 273.15.
  5. Para convertir de ºF a K use la fórmula: K = 5/9 (ºF – 32) + 273.15.
  6. Para convertir de K a ºF use la fórmula: ºF = 1.8(K – 273.15) + 32.
TERMOMETRO DE MERCURIO

El Termómetro es un instrumento empleado para medir la temperatura. El termómetro más utilizado es el de mercurio, formado por un capilar de vidrio de diámetro uniforme comunicado por un extremo con una ampolla llena de mercurio. El conjunto está sellado para mantener un vacío parcial en el capilar. Cuando la temperatura aumenta el mercurio se dilata y asciende por el capilar. La temperatura puede leerse en una escala situada junto al capilar. El termómetro de mercurio es muy usado para medir temperaturas ordinarias; también se emplean otros líquidos como alcohol o éter.

Los modernos termómetros de alcohol y mercurio fueron inventados por el físico alemán Gabriel Fahrenheit, quien también propuso la primera escala de temperaturas ampliamente adoptada, que lleva su nombre. En la escala Fahrenheit, el punto de congelación del agua corresponde a 32 grados (32 ºF) y su punto de ebullición a presión normal es de 212 ºF. Desde entonces se han propuesto diferentes escalas de temperatura; en la escala centígrada, o Celsius, diseñada por el astrónomo sueco Anders Celsius y utilizada en la mayoría de los países, el punto de congelación es 0 grados (0 ºC) y el punto de ebullición es de 100 ºC.






La termometría es una rama de la física que se ocupa de los métodos y medios para medir la temperatura. Simultáneamente la termometría es un apartado de la metrología, cuyas misiones consisten en

  • asegurar la unidad de mediciones de la temperatura,

  • establecer las escalas de temperatura,

  • crear patrones,

  • elaborar metodologías de graduación y de

  • la verificación de los medios de medida de la temperatura

La temperatura no puede medirse directamente. La variación de la temperatura puede ser determinada por la variación de otras propiedades físicas de los cuerpos

  • volumen,

  • presión,

  • resistencia eléctrica,

  • fuerza electromotriz,

  • intensidad de radiación.

  • Pirometro óptico.


PIROMETRO OPTICO

puede ser usado para medir temperaturas de una variedad grande de aplicaciones arriba de 400ºC. Objetos pequeños y distantes son vistos y medidos via opticas de alta calidad.



TERMOMETRO DE RAYOS INFRAROJOS

Un termómetro de infrarrojos (antiguamente se llamaba pirómetro óptico). Mide a distancia y se apunta con un láser incorporado.




Calibradores Vernier

La escala vernier la inventó Petrus Nonius (1492-1577), matemático portugués por lo que se dnomino nonio. El diseño actual de la escala delizante debe su nombre al francés Pierre Vernier (1580-1637), quien la perfecciono.



Micrómetros.

El micrómetro es una herramiento es una herramienta para tomar mediciones más precisas, que las que pueden hacerse con calibreEn el micrómetro, un pequeño movimiento del husillo, por medio de un tornillo super preciso, se indica por la revolucion del manguito.

Los micrómetros se clasifican en:

  • Micrómetros de exteriores.
  • Micrómetros de interiores.






Utilice el micrómetro adecuadamente
Para el adecuado del micrómetro, sostenga la mitad del cuerpo en la mano izquierda, y el manguito o trinquete en la mano derecha, mantenga la mano fuera del borde del yunque.




Método correcto para sujetar el micrómetro con las manos


Algunos cuerpos de los icrómetros están provistos con aisladores de calor, si se usa un cuerpo de éstos, sosténgalo por la parte aislada, y el calor de la mano no afectará al .

El trinquete es para asegurar que se aplica una presión de medición apropiada al objeto que se está midiendo mientras se toma la lectura.

Inmediatamente antes de que el husillo entre en contacto con el objeto, gire el trinquete suavemente, con los dedos, cuando el husillo haya tocado el objeto de tres a cuatro vueltas ligeras al trinquete a una velocidad uniforme (el husillo puede dar 1.5 o 2 vueltas libres). Hecho esto, se ha alicado una presión adecuada al objeto que se está midiendo.

Si acerca la superficie del objeto directamente girando el manguito, el husillo podría aplicar una presión excesiva de medición al objeto y será errónea la medición.

Como usar el micrómetro del de de fricción.

Antes de que el husillo encuentre el objeto que se va a medir, gire suavemente y ponga el husillo en contacto con el objeto. Después del contacto gire tres o cuatro vueltas el manguito. Hecho esto, se ha aplicado una presión de medición adecuada al objeto que se está midiendo.

Verifique que el cero esté alineado

Cuando el micrómetro se usa constantemente o de una manera inadecuada, el punto cero del micrómetro puede desalinearse. Si el instrumento sufre una caída o algún golpe fuerte, el paralelismo y la lisura del husillo y el yunque, algunas veces se desajustan y el movimiento del husillo es anormal.

Paralelismo de las superficies de medición

1) El husillo debe moverse libremente.

2) El paralelismo y la lisura de las superficies de medición en el yunque deben ser correctas.

3) El punto cero debe estar en posición (si está desalineado siga las instrucciones para corregir el punto cero).

Asegure el contacto correcto entre el micrómetro y el objeto.

Es esencial poner el micrómetro en contacto correcto con el objeto a medir. Use el micrómetro en ángulo recto (90º) con las superficies a medir.


Métodos de medición

Cuando se mide un objeto cilíndrico, es una buena tomar la medición dos veces; cuando se mide por vez, gire el objeto 90º.

No el micrómetro con el objeto sostenido entre el husillo y el yunque.

No levante un objeto con el micrómetro

No gire el manguito hasta el límite de su rotación, no gire el cuerpo mientras sostiene el manguito.

Como corregir el punto cero

Método I)

Cuando la graduación cero está desalineada.

1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque)

2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero de la escala graduada.

3) Gire la escala graduada para prolongarla y corregir la desviación de la graduación.

4) Verifique la posición cero otra vez, para ver si está en su posición.


Método II)

Cuando la graduación cero está desalineada dos graduaciones o más.

1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque)

2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero del trinquete, sostenga el manguito, girelo del trinquete, sostenga el manguito, girelo en sentido a las manecillas del reloj.

3) Empuje el manguito hacia afuera (hacia el trinquete), y se moverá libremente, relocalice el manguito a la longitud necesaria para corregir el punto cero.


4) Atornille toda la rosca del trinquete y apriételo con la llave.

5) Verifique el punto cero otra vez, y si la graduación cero está desalineada, corrijala de acuerdo al método I.

Como leer el micrómetro (sistema métrico).

La línea de revolución sobre la escala, está graduada en milímetros, cada pequeña marca abajo de la línea de revolución indica el intermedio 0.5 mm entre cada graduación sobre la línea.

El micrómetro mostrado es para el rango de medición de 25 mm a 50 mm y su grado más bajo de graduación representa 25 mm


























































No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada