apuntes de metrologia dimensional

Estas prácticas de Laboratorio Junto con el cd. anexo permiten homogeneizar el
trabajo que se realiza en aula en la materia de
METROLOGÍA DIMENSIONAL
Que cursan los alumnos de tercer semestre en la especialidad de
Técnico en Mantenimiento Industrial.
Bajo la tónica del proyecto de basado en competencia implicado en el proyecto aula.
Elaboramos este material con la idea de que sea un apoyo para los alumnos y
profesores que imparten la materia Cada práctica va cumpliendo un objetivo hacerte
competente en el manejo y lectura de cada instrumento Que son los que actualmente
se ocupan a nivel industrial.
Metrología
1
Tena - 2014
INDICE
UNIDAD
APUNTES
PAGINA
UNIDAD
REGLAMENTO DEL LABORATORIO DE METROLOGIA
PRACTICA
PAGINA
1-A
APUNTES DE INTRODUCCION
53
1
APUNTES DE INTRODUCCION
4
2-B
FUNDAMENTOS E IMPORTANCIA DE LA METROLOGIA
57
2
FUNDAMENTOS E IMPORTANCIA DE LA METROLOGIA
8
3-C
UNIDADES DE LONGITUD
59
3
UNIDADES DE LONGITUD
11
4-D
CONVERSIONES
61
4
CONVERSIONES
13
5-E
POTENCIAS DE 10
65
5
POTENCIAS DE 10
16
6-F
TRATADO DEL METRO
66
6
TRATADO DEL METRO
18
7-G
COMPASES
67
7
COMPASES
20
8-H
ESCUADRA UNIVERSAL
71
8
ESCUADRA UNIVERSAL
22
9-I
MEDICION ANGULAR
73
9
MEDICION ANGULAR
24
10-J
GONIOMETRO
75
10
GONIOMETRO
27
11
CALIBRADOR
29
12
CALIBRADORES
31
CALIBRADOR
CALIBRADORES PIE DE REY CON VERNIER
11-K
CALIBRADORES PIE DE REY CON VERNIER
78
12-L
CALIBRADORES PIE DE REY CON CARÁTULA
83
13-M
CALIBRADORES PIE DE REY ELECTRODIGITAL
86
CALIBRADORES PIE DE REY CON CARÁTULA
MICROMETROS
13
CALIBRADORES PIE DE REY ELECTRODIGITAL
32
14
MICROMETROS
33
14-N
87
MICRÓMETRO ELECTRODIGITAL
92
MICRÓMETRO DE EXTERIORES
MICRÓMETRO DE INTERIORES
95
MICRÓMETRO ELECTRODIGITAL
MICRÓMETRO DE PROFUNDIDAD
97
MICRÓMETRO DE INTERIORES
MICRÓMETRO DE PROFUNDIDAD
MICRÓMETROS ESPECIALES
15
COMPARADORES ÓPTICOS
36
16
PROBADORES DE RUGOSIDAD
39
17
MEDICIÓN ANGULAR AJUSTES Y TOLERANCIAS
41
18
ANEXOS
47
Metrología
MICRÓMETRO DE EXTERIORES
2
MICRÓMETROS ESPECIALES
99
15-Ñ
COMPARADORES ÓPTICOS
100
16-O
PROBADORES DE RUGOSIDAD
103
17-P
AJUSTES Y TOLERANCIAS
106
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REGLAMENTO DEL LABORATORIO
Las siguientes recomendaciones permitirán el buen desarrollo de las prácticas en el laboratorio, así como el
buen uso del equipo:
1. Las Prácticas no se repiten ¡Sé Puntual!
2. Iniciada la práctica no se permite la entrada de alumnos
3. Uso obligatorio de bata blanca
4. Lavarse las manos antes de entrar al laboratorio
5. Utilizar guantes de algodón al manipular los instrumentos
6. Uso de una franela de para limpieza de la mesa de trabajo
7. Limpiar el área de trabajo antes de iniciar la práctica
8. No introducir alimentos ni bebidas al laboratorio
9. No tirar basura
10. No jugar, ni distraer a los compañeros
11. Entregar puntualmente sus reportes de las prácticas
12. Instrumento que ser dañe será responsable el equipo por mesa del laboratorio
Metrología
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APUNTES DE INTRODUCCION
INTRODUCCION A LA METROLOGIA
Metrología: ciencia de las mediciones
Medir: comparar con algo que se toma como base de comparación (unidad)
Metrología deriva de su etimología: del griego metros = medida y logos = tratado.
El ser humano se encuentra ante la ocasión de medir cuando se enfrenta a nociones tales como cerca-lejos, rápido-lento, liviano-pesado, claro-oscuro,
duro-suave,
frío-caliente,
silencio-ruido...
Originalmente, estas percepciones fueron de carácter individual. Sin embargo, con el correr del tiempo y al hacer vida en común, surgió la comparación
entre las percepciones individuales. Con el transcurrir de los años se han desarrollado bases de comparación generalmente aceptadas: las medidas y sus
unidades.
A nivel de gobierno, este modelo permite entender la necesidad de una infraestructura que sirva de apoyo para la elaboración de políticas y regulaciones
para la elaboración y fabricación de productos y la prestación de servicios, tanto de origen nacional como de procedencia extranjera. Además, el gobierno
debe tomar conciencia de que la capacidad de medir indica el nivel de desarrollo tecnológico del país en determinados campos, ya sea para la fabricación
de productos o para la prestación de servicios en diversas áreas (manufactura, salud, educación...), lo cual incide directamente en la competitividad de las
empresas. A nivel internacional compiten las empresas, no los gobiernos. Uno de los pilares de la competitividad
es la calidad.
Así, es conveniente insistir en que la metrología es una condición necesaria (aunque no suficiente) para lograr la calidad.
Metrología
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Instrucciones.- LEE ESTE ARTÍCULO ANTES DE REALIZAR CUALQUIER PRÁCTICA POSTERIOR.
MÁRMOLES DE CONTROL
Estos mármoles, son instrumentos de medición de alta precisión, los cuales nos ayudan a realizar correctamente las mediciones. Es un elemento que nos
ayuda a medir, puesto que no mide directamente, en él debemos realizar todo tipo de mediciones, al colocar sobre él, cualquier clase de instrumentos, y
realizar medidas con estos, con la certeza de que las mediciones no resultaran erróneas debido a la superficie de trabajo, o a las inclinaciones o
deformaciones de la superficie de trabajo.
Este instrumento es un bloque de mármol, con sus lados perfectamente paralelos, que tiene una de sus superficies perfectamente rectificada, plana, sin
ninguna clase de
Deformaciones, ni tampoco inclinaciones que son imperceptibles a simple vista. Tiene como características su gran precisión en el rectificado de la cara de
trabajo, es de gran peso, puesto que se tiene que fijar bastante bien y no moverse con cualquier movimiento realizado sobre él, el mármol de medición, se
construyo de este material, debido a su resistencia, a su dureza, durabilidad y su oposición al paso del tiempo, además de que no se expande ni se
contrae, debido a la temperatura a no ser un buen conductor de calor.
Metrología
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Este instrumento a pesar de que soporta el trabajo más rudo dentro de la metrología, se le debe de tener ciertos cuidados, y atenciones para evitar su
desgaste a su deformación, o a su descalibración debido a diferentes agentes externos como lo son, agentes sólidos o líquidos.
Se debe de tener cubierto, puesto que el polvo afectaría la precisión del mármol cuando se realiza una medida.
Antes de cada práctica se le debe de limpiar y también al termino de la misma.
Se debe tener cuidado de no golpear, puesto que no deja de ser un material de roca, por lo que puede despostillase o sufrir alguna ruptura.
Soporte para Mármol: Un soporte adecuado debe ser resistente y rígido con tornillos de nivelación y ubicarlo en el lugar que facilite la medición así como
colocarlo a la altura adecuada del metrologo.
(Nota: los mármoles del laboratorio están colocados sobre mesas no adecuadas solo por cuestiones prácticas)
Soporte para mármol
NIVELES DE PRESICIÒN
Un nivel es un instrumento de medición utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. Existen distintos tipos y son utilizados por
agrimensores, carpinteros, albañiles, herreros, etc.
Metrología
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Los niveles de precisión (denominados así para diferenciarlos claramente de los niveles de burbuja), son instrumentos para la medida directa de ángulos
con elevada precisión,
Niveles de burbuja: su índice de lectura o posicionamiento es una burbuja de vapor, móvil dentro de un tubo transparente curvado y parcialmente lleno de
un líquido apropiado.
Un nivel es un instrumento muy útil para la construcción en general e incluso para colocar un cuadro ya que la perspectiva humana genera errores.
Niveles electrónicos: Los niveles electrónicos suelen disponer de dos elementos sensores ligados a una misma escala de medida para trabajar con la
diferencia entre sus indicaciones, eliminando así los errores procedentes de vibraciones o alteraciones de otro tipo.
En cuanto a su exactitud y precisión es necesario calibrar nivel de precisión para trabajar conforme a un sistema de calidad. Es recomendable que la
calibración de nivel de precisión sea realizada por laboratorios de calibración acreditados.
Metrología
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“Fundamentos e Importancia de la Metrología”
RAP 1
Manipula patrones de referencia.
RAP 2:
Manipula instrumentos de medición sin escala propia.
OBJETIVO: Definir el concepto
de metrología e indicar la
importancia de su aplicación en
los procesos industriales.
Metrología
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“SIGLAS METROLOGICAS”
La Conferencia General de Pesas y Medidas (también llamada Conferencia General de Pesos y Medidas)(CGPM) es el órgano de decisión de la
Convención del Metro. Tiene a su cargo el tomar decisiones en materia de metrología y en particular, en lo que concierne al Sistema Internacional de
Unidades. Al igual la Convención del Metro, fue creada en 1875.
Se integra por los delegados de los Estados miembros de la Convención del Metro y los Estados asociados, y se reúne cada cuatro años. La primera
a
a
conferencia tuvo lugar en 1889, y las dos últimas en 2003 (22 ) y 2007 (23 ). Las reuniones se llevan a cabo en las instalaciones de la Oficina Internacional
de Pesas y Medidas ubicadas en la ciudad de Sèvres, en el área suburbana de París. Para realizar la conferencia los delegados se basan en los informes
del Comité Internacional de Pesas y Medidas En 1960, en la undécima CPGM, el sistema fue llamado oficialmente Sistema Internacional de Unidades.
Metrología
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¿Qué son las Normas Oficiales Mexicanas (NOM)?
Las NOM son las regulaciones técnicas que contienen la información, requisitos, especificaciones, procedimientos y metodología que permiten a las
distintas dependencias gubernamentales establecer parámetros evaluables para evitar riesgos a la población, a los animales y al medio ambiente
d
la Dirección General de Normas, es el órgano de la Secretaría de Economía encargado de vigilar el cumplimiento de la Ley Federal sobre Metrología y
Normalización.
Sus facultades las encuentras en el artículo 19 del Reglamento Interior de la Secretaría de Economía (disponible en http://www.economia.gob.mx
Derivado de lo anterior, la utilidad de la DGN está relacionada con la Ley Federal sobre Metrología y
Normalización y esta entonces encaminada a vigilar que se cumplan los procedimientos y los fines que establece la mencionada Ley para crear Normas
Oficiales Mexicanas (obligatorias) y Normas Mexicanas (no obligatorias). Con ello, lo que se busca es que las disposiciones técnicas que emita la
Administración Pública Federal tengan como fin exclusivo salvaguardar la salud y la seguridad de las personas, animales y vegetales, que los equipos y los
procedimientos cumplan con las condiciones establecidas para ello (por ejemplo, a fin de que un televisor que compres no se descomponga al segundo
uso).
Anotar el Significado de las siguientes siglas, que tienen que ver con la metrología.
Metrología
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“Unidades de longitud”
OBJETIVO: El alumno deberá de
conocer y aplicar las diferentes
unidades de medición, tanto
nacionales como internacionales
que existen en la industria.
Metrología
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SISTEMA INGLES - SISTEMA INTERNACIONAL
El sistema anglosajón de unidades es el conjunto de las unidades no métricas que se utilizan actualmente en muchos territorios de habla inglesa, como
Estados Unidos de América, además de otros territorios y países con influencia anglosajona en América, como Bahamas, Barbados, Jamaica, Puerto Rico
o Panamá. Pero existen discrepancias entre los sistemas de Estados Unidos y el Reino Unido (donde se llama el sistema imperial), e incluso sobre la
[cita requerida]
diferencia de valores entre otros tiempos y ahora. Sus unidades de medida son guardadas en Londres, Inglaterra.
Este sistema se deriva de la evolución de las unidades locales a través de los siglos, y de los intentos de estandarización en Inglaterra. Las unidades
mismas tienen sus orígenes en la antigua Roma. 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.
El sistema para medir longitudes en los Estados Unidos se basa en la pulgada, el pie, la yarda y la milla. Cada una de estas unidades tiene dos definiciones
ligeramente distintas, lo que ocasiona que existan dos diferentes sistemas de medición.
Una pulgada de medida internacional mide exactamente 25,4 mm (por definición), La medida internacional utiliza la misma definición de las unidades que
se emplean en el Reino Unido y otros países.
Metrología
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Tena - 2014
“Conversiones”
OBJETIVO: El alumno deberá
de saber transferir medidas
métricas
a
inglesas
y
viceversa.
Metrología
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Tena - 2014
Conversiones
1 mil = 25,4 µm (micrómetros)
1 pulgada (in) = 1.000 miles = 2,54 cm
1 pie (ft) = 12 in = 30,48 cm
1 yarda (yd) = 3 ft = 36 in = 91,44 cm
1 rod (rd) = 5,5 yd = 16,5 ft = 198 in = 5,0292 m
1 cadena (ch) = 4 rd = 22 yd = 66 ft = 792 in = 20,1168 m
1 furlong (fur) = 10 ch = 40 rd = 220 yd = 660 ft = 7.920 in = 201,168 m
1 milla (mi) = 8 fur = 80 ch = 320 rd = 1.760 yd = 5.280 ft = 63.360 in = 1.609,344 m = 1,609347 km (agricultura)
1 legua = 3 mi = 24 fur = 240 ch = 960 rd = 5.280 yd = 15.840 ft = 190.080 in = 4.828,032 m = 4,828032 km
1 yarda = 0,914 4 metros
1 libra = 0,453 592 37 kilogramos.
El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI, del francés: Le Système International d'Unités), también denominado Sistema Internacional de
Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en casi todos los países. Es el status actual del sistema métrico decimal. Al SI se le
conoce también como «sistema métrico», especialmente en las naciones donde aún no se ha implantado para uso cotidiano.
Se instauró en 1960, a partir de la Conferencia General de Pesos y Medidas, durante la cual inicialmente se reconocieron seis unidades físicas básicas. En
1971 se añadió la séptima unidad básica: el mol. Una de las características trascendentales, que constituye la gran ventaja del Sistema Internacional, es
que sus unidades se basan en fenómenos físicos fundamentales. Excepción única es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, definida como «la masa
del prototipo internacional del kilogramo», un cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.
I
Metrología
Magnitud
Unidad
Símbolo
14
Definición
Tena - 2014
“UNIDADES
longitud
metro
m
Distancia que recorre en el vacío la luz en 1/299 792 458 de segundo
BASICAS”
masa
kilogramo
kg
Masa del prototipo internacional
tiempo
segundo
s
Duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación correspondiente
a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental
del átomo de cesio 133
corriente
eléctrica
ampere
A
Intensidad de una corriente constante que produciría una fuerza de 2 x
10-7 newtons por metro de longitud entre dos alambres rectilíneos
paralelos de longitud infinita y sección circular despreciable puestos a
una distancia de un metro uno del otro en el vacío (¡uf!)
temperatura
kelvin
K
Fracción 1/273.16 de la temperatura del punto triple del agua
1. Cantidad de materia de un sistema compuesto de tantas entidades
elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12
cantidad de
materia
intensidad
luminosa
Metrología
mol
candela
mol
cd
2. Cuando se emplea el mol hay que especificar las entidades
elementales: átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o
grupos específicos de tales partículas
Intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite
radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 hertz y cuya
intensidad energética en esa dirección es igual a 1/683 de watt por
esterradián
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Tena - 2014
“POTENCIAS DE 10”
OBJETIVO: El alumno deberá
de ser capaz de memorizar
algunas potencias.
Arquímedes: Padre de la notación científica
Metrología
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Tena - 2014
“POTENCIAS DE 10”
Metrología
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Tena - 2014
“TRATADO DEL METRO”
OBJETIVO: El alumno tendrá
conocimiento de la historia del
metro.
Jean-Baptiste Joseph Delambre
Metrología
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“Tratado del Metro”
El Tratado del Metro, firmado en 1875 y al cual adquirió México en 1890, estableció las bases sobre las cuales los países participantes promueven el
desarrollo del Sistema Internacional de Unidades. Los delegados de los cincuenta y un signatarios actuales acuden a París una vez cada cuatro años a la
Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) para decidir sobre las propuestas del Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) y de sus Comités
Consultivos. El brazo ejecutivo de las organizaciones del Tratado del Metro es la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), situada en Sèvres,
cerca de París, que mantiene el prototipo del Metro y kilogramo y otros patrones primarios, además de realizar actividades científicas dentro de los
objetivos que le establece la CGPM.
Metrología
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Tena - 2014
“COMPASES”
OBJETIVO: El alumno tendrá la
facultad de poder medir con
los diferentes compás.
Metrología
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Tena - 2014
“COMPASES”
Un compás es un instrumento de dibujo técnico que se puede utilizar para realizar círculos o arcos. También se puede utilizar como una herramienta para
medir distancias, en particular en los mapas. Los compases se pueden utilizar en matemáticas, para dibujo, navegación y otros fines.
Los compases se fabrican generalmente de metal, y constan de dos partes unidas por una bisagra que se puede ajustar. Normalmente, una parte tiene una
punta en su extremo, y la otra un lápiz, o a veces un bolígrafo. Los círculos se pueden hacer apretando una punta del compás en el papel, apoyando el
lápiz en el papel y moviéndolo alrededor mientras se mantiene la bisagra con la misma apertura. El radio del círculo puede ser ajustado cambiando la
apertura de la bisagra. Sus normas de usos es no tirarlo al suelo y normas de seguridad no tiene.
Las distancias se pueden medir en un mapa utilizando compases con dos puntas. La bisagra se ajusta de tal manera que la distancia entre las puntas en el
mapa representa una cierta distancia en la realidad, y midiendo cuántas veces el compás se ajusta entre dos puntos en el mapa se puede medir la
distancia entre los puntos calculados.
En cantería se utiliza un compás de cantero para copiar las dimensiones de una escultura o de una piedra tallada y poder reproducirla. Existen tanto
compases para copiar dimensiones exteriores como para copiar dimensiones interiores.
Metrología
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Tena - 2014
“ESCUADRA UNIVERSAL”
OBJETIVO: El alumno tendrá la
Laroy Starrett
Metrología
aptitud para conformar los
distintos tipos de escuadras.
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Tena - 2014
ESCUADRA UNIVERSAL.
Laroy Starrett, inventó la escuadra combinada en 1887, El éxito de esta herramienta dio inicio a la fundación de “The L. Starrett Company” en 1880.La
escuadra combinada es un de los más prácticos y versátiles inventos en herramientas en todo el mundo – la herramienta básica de todo constructor y
todo profesional.
la escuadra universal consta de una regla para marcar el centro de cualquier elemento de sección circular un transportador para medir cualquier grados
de cualquier ángulo y una escuadra para medir el ángulo recto y el ángulo bisectriz del recto o sea 45 grados. También se la llama goniómetro.
La escuadra combinada:
Básicamente la escuadra combinada consiste en una lámina o regla que lleva montados una serie de accesorios útiles intercambiables, denominados
cabezales, que pueden desplazarse libremente a lo largo de la regla por medio de una ranura ubicada en el centro de la regla.
Metrología
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Tena - 2014
“MEDICION ANGULAR”
El
alumno
conocerá las definiciones de
medio arco.
OBJETIVO:
Metrología
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Tena - 2014
Definición de Radian:
El radián es la unidad de ángulo plano en el Sistema Internacional de Unidades. Representa el ángulo central en una circunferencia y abarca un
arco cuya longitud es igual a la del radio. Su símbolo es rad.
Hasta 1995 tuvo la categoría de unidad suplementaria en el Sistema Internacional de Unidades, junto con el estereorradián. A partir de ese año, y
hasta el momento presente, ambas unidades figuran en la categoría de unidades derivadas.
El ángulo formado por dos radios de una circunferencia, medido en radianes, es igual a la longitud del arco que delimitan los radios; es decir, θ = s/r, donde
θ es ángulo, s es la longitud del arco, y r es el radio. Por tanto, el ángulo completo,
, que subtiende una circunferencia de radio r, medido en
radianes, es:
Las equivalencias de los principales ángulos se muestran en las siguientes figuras:
Metrología
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Tena - 2014
Conversiones entre grados y radianes
Tabla de conversión entre grados sexagesimales y radianes.Los grados y los radianes son dos diferentes sistemas para medir ángulos. Un ángulo
de 360° equivale a 2π radianes; un ángulo de 180° equivale a π radianes (recordemos que el número π ≈ 3,14159265359…).
Para convertir grados en radianes o viceversa, partimos de que 180° equivalen a π radianes; luego planteamos una regla de tres y resolvemos.
Ejemplo A
Convertir 38° a radianes. radian × 38º 38º radian /180º = 0.21 radianes.
Primero planteamos la regla de tres. Nótese que la x va arriba, en la posición de los radianes.
Despejamos x, también simplificamos.
Por último obtenemos el equivalente decimal:
x = 0,6632 radianes.
NOTA: π (pi) es la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, en geometría euclidiana. Es un número irracional y una de las
constantes matemáticas más importantes. Se emplea frecuentemente en matemáticas, física e ingeniería. El valor numérico de π, truncado a sus primeras
cifras, es el siguiente:
Metrología
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Tena - 2014
“GONIOMETRO”
El
alumno
conocerá algunas de las
aplicaciones para el cual esta
designado el goniómetro.
OBJETIVO:
Metrología
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Tena - 2014
DEFINICION DE GONIOMETRO:
Un goniómetro es un semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º, utilizado para medir o construir edificios. Este instrumento permite medir ángulos
entre dos objetos, tales como dos puntos de una costa, o un astro -tradicionalmente el Sol- y el horizonte. Con este instrumento, si el observador conoce la
elevación del Sol y la hora del día, puede determinar con bastante precisión la latitud a la que se encuentra, mediante los cálculos matemáticos sencillos de
efectuar.
También se le puede llamar sextante. Este instrumento, que reemplazó al astrolabio por tener mayor precisión, ha sido durante varios siglos de gran
importancia en la navegación marítima, hasta que en los últimos decenios del siglo XX se impusieron sistemas más modernos, sobre todo la determinación
de la posición mediante satélites. El nombre sextante proviene de la escala del instrumento, que abarca un ángulo de 60 grados, o sea, un sexto de un
círculo completo.
Metrología
28
Tena - 2014
“CALIBRADOR”
El
alumno
conocerá algunas de las
aplicaciones para el cual esta
designado
el
calibrador
vernier.
OBJETIVO:
Metrología
29
Tena - 2014
CALIBRADOR PIE DE REY CON VERNIER:
Vernier, es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de
milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de
pulgada.
Partes que componen el calibrador.
Metrología
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Tena - 2014
“CALIBRADORES”
CALIBRADOR PIE DE REY CON CARATULA:
CALIBRADOR PIE DE REY ELECTRODIGITAL:
Metrología
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Tena - 2014
“CALIBRADOR DE ALTURAS ELECTRODIGITAL”
Metrología
32
Tena - 2014
“MICROMETROS”
El
alumno
conocerá algunas de las
aplicaciones para el cual esta
designado
el
calibrador
vernier.
OBJETIVO:
ROBERT HOOKE
Metrología
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Tena - 2014
MICROMETRO DE EXTERIORES
El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o simplemente palmer, es un instrumento de medición cuyo nombre
deriva etimológicamente de las palabras griegas μικρο (micros, pequeño) y μετρoν (metron, medición); su funcionamiento se basa en un tornillo
micrométrico que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro, 0,01 mm
ó 0,001 mm (micra) respectivamente.
Para proceder con la medición posee dos extremos que son aproximados mutuamente merced a un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de
una escala grabada, la cual puede incorporar un nonio. La longitud máxima mensurable con el micrómetro de exteriores es de 25 mm normalmente, si bien
también los hay de 0 a 30, siendo por tanto preciso disponer de un aparato para cada rango de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm...
Además, suele tener un sistema para limitar la torsión máxima del tornillo, necesario pues al ser muy fina la rosca no resulta fácil detectar un exceso de
fuerza que pudiera ser causante de una disminución en la precisión.
Metrología
34
Tena - 2014
En la fabricación mecánica el micrón es la unidad de longitud mas pequeña en la que se acotan las tolerancias de las cotas de las piezas que son
rectificadas.
+
Metrología
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Tena - 2014
“COMPARADORES OPTICOS”
OBJETIVO: El alumno podra
ser capaz de distinguir los
diferentes
comparadores
opticos.
Metrología
36
Tena - 2014
COMPARADOR OPTICO.
Un comparador óptico o proyectador de perfiles es un aparato que permite medir piezas pequeñas con una pantalla traslúcida. Al proyectar la pieza se
produce una amplificación de la misma, esto permite una mejor medición y revisión.
Su principio de funcionamiento es la aplicación de los principios de la óptica. Lo que se hace es proyectar la sombra amplificada de una pieza sobre la
pantalla traslúcida, posteriormente se toman las medidas basándose en el principio y el final de la sombra proyectada.
Una de las ventajas de este aparato es que se puede hacer la medición directamente en la pantalla traslúcida o a través de comparaciones con referencias
estándar. La medición se lleva a cabo en 2D sobre la sombra.
Es importante señalar que los resultados de la medición, en un método como este, pueden variar dependiendo del ángulo de visión o de la posición del
observador al momento de proyectar la sombra, es decir, la medición puede variar según la perspectiva. Para evitar este inconveniente es recomendable
utilizar lentes telecéntricos que ayuden a eliminar la variación de las medidas por la perspectiva.
Tipos de comparador óptico
Dependiendo del tipo de iluminación que se utilice, los comparadores ópticos se pueden clasificar en:
- Comparador óptico de iluminación horizontal
- Comparador óptico de iluminación vertical ascendente
- Comparador óptico de iluminación vertical descendente
Aplicaciones del comparador óptico
Por lo regular, los comparadores ópticos se utilizan en áreas de control de calidad, en talleres de torno e incluso en áreas de ensamblado, como se explica
a continuación:
Metrología
37
Tena - 2014
PARTES DE UN COMPARADOR OPTICO
Metrología
38
Tena - 2014
“PROBADORES DE RUGOSIDAD”
OBJETIVO:
El alumno podra distinguir y
conocer algunos medidores
de rugosidad.
Metrología
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Tena - 2014
PROBADOR DE RUGOSIDAD:
Los rugosímetros sirven para determinar con rapidez la rugosidad de las superficies. Los rugosimetros muestran la profundidad de la rugosidad media Rz y
el valor de rugosidad medio Ra en µm. Los rugosímetros facilitan la rápida determinación de la superficie de un componente, por otro lado la realización de
la medición de la rugosidad es muy sencilla. Los rugosímetros entran en contacto con la superficie en cuestión de segundos y muestran la rugosidad
directamente en Ra o en Rz. Nuestros rugosímetros se entregan en maletines donde se incluyen placas de control, protectores para los palpadores,
acumuladores y cargadores. Las siguientes normas se ocupan del control de la rugosidad: DIN 4762, DIN 4768, DIN 4771, DIN 4775, el alcance de la
rugosidad de superficies lo encontrará en DIN 4766-1.
Metrología
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“MEDICION ANGULAR DE AJUSTES Y TOLERANCIAS
OBJETIVO:
conocera
aplicaciones
instrumento.
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El
de
alumno
algunos
dicho
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MEDICION ANGULAR DE AJUSTES Y TOLERANCIAS
Se puede definir como la variación total admisible del valor de una dimensión. Las tolerancias dimensionales fijan un rango de valores permitidos Para las
cotas funcionales de la pieza. Se utilizara la siguiente terminología en el estudio de este tipo de Problemas EJE: elemento macho del acoplamiento.
Agujero: elemento hembra en el acoplamiento DIMENSIÓN: Es la cifra que expresa el valor numérico de una longitud o de un Angulo. DIMENSIÓN
NOMINAL (dN para ejes, DN para agujeros): es el valor teórico que tiene una dimensión, respecto al que se consideran las medidas limites. DIMENSION
EFECTIVA:(de para eje, De para agujeros): es el valor real de una dimensión, que ha sido delimitada midiendo sobre la pieza ya construida.
DIMENSIONES LIMITES (máxima, dM para ejes, DM para agujeros; mínima, dm para ejes, Dm para agujeros): son los valores extremos que puede tomar
la dimensión efectiva. Dimensiones límites (máxima, dM para ejes, DM para agujeros; mínima, dm para ejes, Dm para agujeros): son los valores extremos
que puede tomar la dimensión efectiva. DESVIACIÓN O DIFERENCIA: es la diferencia entre una dimensión y la dimensión nominal. DIFERENCIA
EFECTIVA: es la diferencia efectiva entre la medida Efectiva y la dimensión nominal. DIFERENCIA SUPERIOR O INFERIOR: es la diferencia entre la
dimensión máxima/mínima y la dimensión nominal correspondiente.
1.- EN EL TEMA DE AJUSTE Y TOLERANCIAS
Mediante unas letras (mayúsculas para agujeros y Minúsculas para ejes), según se muestra a continuación: Agujeros: 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 .
EJES : 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.
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Sistema de ajustes y Tolerancias
Tabla de ajustes y tolerancias según normativa, en la primera tabla tenemos el tipo de ajuste, y en la segunda,
Las holguras o las interferencias que debemos de darle a las piezas a mecanizar según el tipo de ajuste que hayamos elegido en la primera tabla
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Los tipos de ajuste más comunes son los siguientes:
◦Forzado muy duro
◦Forzado duro
◦Forzado medio
◦Forzado ligero
◦Deslizante
◦Giratorio
◦Holgado medio
◦Muy holgado
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ANEXOS
LA METROLOGÍA
BOSQUEJO HISTÓRICO
Con lo que se refiere al bosquejo histórico del metrología, sus antecedentes, su historia, sus bases y todo lo demás que se puede imaginar sobre lo que
representa en la vida del ser humano la metrología, no se podría dar un dato preciso, de cuando, ni de cómo se volvió tan necesaria la metrología, puesto
que desde que el hombre tiene uso de razón e incluso de antes de tenerla, la necesidad de contar, de medir, de saber cuanto se tiene, se hizo notoria, a tal
grado que al paso de los años desde los mas antiguos habitantes de la tierra, se tuvo que establecer un determinado sistema de unidades, de comparar lo
que se tenia con lo que ya esta dicho.
Lo que se conoce hasta la actualidad, es que aproximadamente 6000 ó 7000 años se crearon diversos sistemas de unidades, esto según diversos
escritos que datan aproximadamente de esa época.
Lo cual nos indica, que incluso sin pensarlo, nuestros antepasados median solo por saber que y cuanto de ello tenían, no se preocupaban por
implementar un sistema reconocido, aunque solo fuera por la tribu o por cueva, lo hacían solo por instinto.
A partir de saber la necesidad de medir, la cantidad de terreno, de medir la altura de los árboles, de animales, de ellos mismos, surgió la idea de formar
un sistema reconocido por todos, para poder medir lo que se necesitaba, sin el problema de no ponerse de acuerdo en que tipo de “unidades” se median
dichos objetos.
Para ser más concretos, se empezó a medir por instinto, después este instinto se volvió una necesidad, la cual después se represento con los primeros
sistemas de unidades que según Carlos Gonzáles Gonzáles fueron1:
Agno. Medida monetaria.
Arroba. Medida de peso que equivale a 11 ½ Kg
Gamor (gomer). Medida de capacidad 1/10 de una EFA = 3.7 litros
Óbolos (del gr. óbolos, moneda de escaso valor). Peso antiguo (0.6 gramos) = moneda antigua (14 céntimos). Donación, donativo.
Siclo. Moneda de plata usada en Israel. Unidad de peso que utilizaban los babilonios, los fenicios, y los judíos.
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Talento. Cierta moneda de oro, raíz de la parábola evangélica de los servidores que sacaron fruto de los talentos o suma de dinero confiadas por su amo.
Enseguida veremos las conversiones de pesos y medidas, según el Nuevo y el Antiguo Testamento.
Antiguo Testamento
Pesos y monedas
gera ........................ 1/20 del siclo.................................. 0.57 gramos de plata
siclo ........................ la unidad básica............................. 11.4 gramos de plata
libra de plata .......... 50 siclos......................................... 570
gramos de plata
talento..................... ........................................................
como 34 kilogramos
palmo menor .......... ancho de la mano .........................
Medidas Lineales
7.5 centímetros
palmo ...................... la unidad básica ............................ 22.5 centímetros
codo ...................... del codo a la punta de los dedos.... 45
centímetros
caña ..............................................................................
cerca de 3 metros
HISTORIA DE LA DEFINICIÓN DE METRO
El metro tiene su origen en el sistema métrico decimal. El metro (m) se definió originalmente como una diezmillonésima parte de la distancia entre el ecuador y
el polo norte a lo largo del meridiano de París. Entre 1792 y 1799, esta distancia fue medida parcialmente por científicos franceses. Considerando que la Tierra
era una esfera perfecta, estimaron la distancia total y la dividieron entre 10 millones. Más tarde, después de descubrirse que la forma de la Tierra no es
esférica, el metro se definió como la distancia entre dos líneas finas trazadas en una barra de aleación de platino e iridio, el metro patrón internacional,
conservado en París. Después volvió a definirse a partir de la longitud de onda de la luz rojiza emitida por una fuente de criptón 86. Sin embargo, las medidas
de la ciencia moderna requerían una precisión aún mayor, y en 1983
Según la 17ª. Conferencia General de Pesas y Medidas la nueva definición del metro es:
La longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío durante un lapso de 1 / 299 792 458 de segundo.
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PATRON LINEAL.
Antes deque la onda de luz fuera adoptada como el patrón de longitud, metro prototipo había sido usado. Esto es, la longitud entre dos lías grabadas en la
cara neutral de una sección en forma de “X” a 0o.C , había sido definida como un metro. Este prototipo esa hecho de una aleación consistente en 90% de
platino y 10% de iridio. Treinta y dos unidades de prototipo del patrón fueron hechas en 1875y la No. 6 fue adoptada como el patrón que fue reconocido por la
primera reunión de la Organización Internacional de Pesas y Medidas en 1889.
Japón se unió a la Organización Internacional de Pesas y Medidas en 1886 y recibió el prototipo del metro No. 22, el cual está graduado en el Laboratorio
Nacional de Investigación de Metrología.
Las dos líneas están grabadas en ambos extremos en la superficie del prototipo es conveniente para el uso diario. Por tanto, el patrón en el cual las
graduaciones están grabadas en intervalos de 1mm. o 0.5 mm. es usado como el patrón secundario para uso industrial.
A México se le asigno el patrón No. 25 el 18 de Septiembre de 1889 quedando en aquel entonces en la Secretaria de Fomento y actualmente bajo custodia de
la Dirección General de Normas de la Secretaria de Comercio y Fomento Industrial.
HISTORIA DEL BLOQUE PATRON
Al principio del siglo XVIII, el estudiante sueco Christopher Polhem, hizo una barra con diferentes espesores en su superficie, para introducir una nueva
tecnología en la industria del hierro. Posteriormente Hjalmer Ellstrom trabajando para una fabrica de armas sueca, hizo los calibradores (bloques con caras
paralelas para medición) para inspeccionar los rifles en 1890.
Carl Edward Johansson mejoró su labor y completo un juego de Bloques Patrón que permitía 200,000 combinaciones de tamaño con pasos de 0.001 mm. DE
2mm. A 202mm. en 1896.
Los Bloques Patrón requieren lo siguiente:
-Dimensiones correctas.
-Planicidad en la superficie de las caras.
-Caras paralelas.
-Superficies de las caras muy lisas.
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-Sin cambios sustanciales en su duración.
-Duros y muy resistentes al desgaste (antiabrasivo)
-Coeficiente de expansión térmica es igual a la del acero.
-Con capacidad superior anti-enmohecimiento.
-La dimensión deseada debe ser obtenida con el mínimo número de bloques.
UNIDADES ABSOLUTAS SISTEMA INGLES
De longitud---------------------- el pie
De masa-------------------------- la libra
De tiempo------------------------ el segundo.
En el sistema gravitatorio se tiene como unidad la milla, la cual esta relacionada con las demás unidades
UNIDADES DE SISTEMA GRAVITATORIO INGLES
De longitud----------------------- l milla
De fuerza------------------------- la libra
Equivalencias que se obtienen del sistema ingles a sus diversas subdivisiones son:
0
milla 1760 yardas 5280 pies = 63360 pulgadas
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Magnitud
Nombre
SI básica
Longitud
metro
m
Masa
kilogramo
Kg
Tiempo
segundo
s
Intensidad de corriente
eléctrica
Temperatura termodinámica
amperio
A
kelvin
K
Cantidad de sustancia
mol
mol
Intensidad luminosa
candela
cd
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de
la
unidad
Símbolo
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CARLOS TENA TREJO,
INGENIERO MECANICO EGRESADO DE LA ESIME-IPN
MAESTRIA EN ADMINISTRACION Y DESARROLLO DE LA EDUCACION EN LA ESCA-IPN (100%
DE CREDITOS
APROBADOS),
DOCENTE DURANTE 29 AÑOS . EN EL CECYT “CUAUHTEMOC” DEL I.P.N.
MATERIAS IMPARTIDAS
-
METROLOGIA,
-
TECNOLOGIA DE MATERIALES
-
CONTROL DE CALIDAD Y
-
MAQUINAS HERRAMIENTA
CURSOS:
- DIPLOMADO EN PROSPECTIVA UNIVERSITARIA DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA.
- DIPLOMADO EN METROLOGIA NORMALIZACION Y CALIDAD.
- CURSO DE METROLOGIA EN MITUTOYO
- XV SEMINARIO NACIONAL DE METROLOGIA Y NORMALIZACION PARA LA EDUCACION
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