Manual Metrologia Instrumentos Medicion Tipos Usos Caterpillar

5/26/2018 Manual Metrologia Instrumentos Medicion Tipos Usos Caterpillar - slidepdf....

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INSTRUMENTOS DE MEDICIN

METROLOGAMETROLOGAMETROLOGAMETROLOGAInstrumentos de Medicin; Tipos y Usos
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INSTRUMENTOS DEMEDICIN

INDICE

Hoja de curso 2

Introduccin 3

Modulo I Unidades de medida 4

Principios de la medicin 5

Unidades de medida 6

Hoja de trabajo N1 18

Modulo II Instrumentos de medicin 19

Instrumentos Bsicos 20

Pie de metro 27

Micrmetro 53

Comparador de cartulas 72

Juego identificacin de roscas 78

Medidor ranura anillo de pistn 79

Juego de espesor (Filler) 83



Modulo III Precauciones generales 86

Cuidados del Pie de metro 88

Cuidados del micrmetro 91

Cuidados del Comparador de cartulas 96

Anexo Tornillera 110



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Principios de la medicin:

Generalidades:

Medir una magnitud es compararla con otra que sirve como unidad. Las magnitudes decomparacin estn legalmente establecidas y se les da el nombre de unidades.

Una unidad de medida tiene una representacin fsica invariable o a lo menos lo mas inalterableposible, se llama patrn de medida.

Dado que las magnitudes son de diversas especies, por Ej. Longitudes, reas, volmenes,temperaturas, etc. Y de un valor cuantitativo muy diverso, se hace necesario disponer de unconjunto de unidades relacionadas entre s que se denomina Sistema de Unidades o Sistema

de Medidas.La Metrologa se ocupa del estudio de las unidades de medida y la tcnica de mediciones. Paraque un conjunto mecnico cumpla con la funcin a que se destina, las piezas que lo integrandeben tener una forma y tamao determinados, para lo cual ser necesario disponer de sistemade instrumentos de medida y verificacin mecnica.

La medicin y verificacin de piezas se limita fundamentalmente a la comprobacin de forma ydimensiones, as, sus operaciones se reducen a la medida y comprobacin de longitud. Lamedicin de la temperatura es conveniente para considerar el efecto de dilatacin sobre lamedida de longitud.

Conceptos:

Medir:Es determinar una magnitud comparndola con otra determinada previamente o tambincomparar con un patrn conocido o bien desconocido.

Unidades de medida:Es un conjunto de unidades confiables y adecuadamente definidas las cuales satisfacen lasnecesidades de las mediciones.

Sistema Ingls:

El sistema ingls tambin es conocido como sistema de pulgadas, es el utilizado por EE.UU.para interpretar sus mediciones.

Sistema Internacional:Es una versin moderna del sistema mtrico, establecido por un acuerdo internacional enOctubre de 1960.El sistema es construido sobre la base que forman siete unidades mas doscomplementarias, Todas las dems unidades derivan de estas unidades y son expresados enun sistema decimal .



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Unidades de medida:

Dentro del SI disponemos siete unidades de medidas bsicas:

1) Longitud = Metro m2) Masa = Kilogramo Kg.3) Tiempo = Segundo s4) Corriente Elctrica = Ampere A5) Temperatura = Kelvin K6) Cantidad de Sustancia = Mol o Mole mol

7) Intensidad Luminosa = Candela cd

Nosotros analizaremos las unidades de medidas principales que nos interesan como: medidasde longitud, peso, temperatura presin, potencia y torque. Adems realizaremos algunosejemplos de conversin de unidades entre los sistemas SI e ingls

Longitud:

El Metro:Corresponde a una unidad de medida de longitud y originalmente se defini como una cuarentamillonsima parte de la circunferencia que pasa por los polos de la tierra. Posteriormente seestableci como patrn de medida internacional una regla construida con una aleacincompuesta del 90 % de platino y 10 % de iridio. Este patrn tenia una inexactitud de cerca de0.2 micro metro (0,000.001). Actualmente y segn la Conferencia General de pesos y medidas,la nueva definicin del metro es: La longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vaco,durante un lapso de 1/299792458 de segundo.

Sistema mtrico decimal:Mltiplos y submltiplos del metro, en mecnica automotriz, son las medidas utilizadas paraajustar juegos de pasadores, ejes muones, cojinetes de bancadas, etc., son siempre enmilmetros.

Se desglosa el nmero 123,625 mm. de la siguiente manera

Centenas decenas unidad coma dcimas centsimas milsimas1 2 3 , 6 2 5



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Ejemplos para leer medidas:

28,4 mm. Veintiocho milmetros y cuatro decimos de milmetro

4,82 mm. Cuatro milmetros y ochenta y dos centsimas de milmetro.

35,283 mm. Treinta y cinco milmetros y doscientas ochenta y tresmilsimas de milmetro.

0,3 mm. Tres dcimas de milmetro.

0,08 mm. Ocho centsimas de milmetro.

0,005 mm. Cinco milsimas de milmetros.

0,25 mm. Veinticinco centsimas de milmetro.

0,025 mm. Veinticinco milsimas de milmetro.

Observaciones:La misma medida puede escribirse de diferente manera, obedeciendo al grado de precisin.Ejemplo: 0,5 mm; 0,50 mm; 0,500 mm; indican precisiones de dcimas, de centsimas y demilsimas respectivamente.

A continuacin veremos una tabla donde se relaciona el milmetro con el metro

Milmetros Metros Unidad de medida Abreviatura

1.000.000 mm 1.000 m Kilmetro Km.

1.000 mm 1 m Metro m

100 mm 0,1 m Decmetro Dm.

10 mm 0,01 Centmetro cm.

1 mm 0,001m Milmetro mm

0,1 mm 0,0001 m Dcima de mm 0,1 mm

0,01 mm 0,00001 m Centsima de mm 0,01 mm

0,001 mm 0,000001 m Milsima de mm 0,001 mm



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Sistema ingls (S I):

La influencia de los materiales de origen ingls y americano ha introducido casi definitivamenteen nuestra industria el sistema Ingls, cuya unidad es la pulgada.

A pesar de que ha sido aceptado internacionalmente el uso del sistema mtrico, en los pasesde habla inglesa se ha designado como base o unidad la Yarda.

Para la actividad de un mecnico, es imprescindible conocer a fondo todos los derivados de lamedida inglesa llamada pulgada.

La pulgada fraccional ha ido quedando en el pasado y en su lugar ahora se utiliza la pulgadadecimal que es la unidad ms comnmente utilizada en los dibujos de ingeniera hechossiguiendo el sistema ingls.

Algunas relaciones en medidas de longitud:

1 yarda (yd) = 3 pies (ft)1 pie = 12 pulgadas(in)1 pulgada = 25,4 milmetros(mm)1 milla (mi) = 1,609 kilmetros(Km.)1 metro (mt.) = 3,28 pies

Sistema ingls decimal:

El empleo de fracciones de pulgada es dificultoso, tanto en la lectura como en la suma y resta,ya que ellas deben hacerse con fracciones. Estas dificultades se evitan empleando el sistemaingls decimal.Las dimensiones decimales de pulgadas reemplazan a las fracciones exceptundose solamenteen las brocas, filetes o roscas y medidas de llaves; en cambio, son usados en los elementos demedicin de taller, para calibres de roscas, micrmetros, pie de metros, etc.

A continuacin realizaremos mtodos de transformacin con tres reglas bsicas:

Regla N1:

Para Convertir fraccin comn a decimal de pulgadas se divide el numerador por eldenominador.

1/8 pulg. = 1:8 = 0,125 pulg.

3/8 pulg. = 3:8 = 0,375 pulg.



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Regla N2:

Para convertir decimal de pulgada a fraccin comn se divide la fraccin de decimal sin lacoma por 1 y tantos ceros como tenga en decimales.

0,875 pulg. = 0,875/1000 se realiza una simplificacin* de la fraccin por mltiplos de ambos eneste caso se divide 875 por 25 = 35 y 1000 dividido por 25 = 40, ahora nos queda de lasiguiente manera 35/40, seguimos simplificando por mltiplos de ambos nmeros en este casoel 5, entonces 35/5 = 7 y 40/5 = 8.Finalmente la expresin decimal de pulgada 0,875 queda enfraccin de pulgada como 7/8.

0,875 pulg. = 875/1000 = 875:25 -1000:25 = 35/40 = 35:5 40:5 = 7/8 pulg.

*Simplificar es dividir el numerador y el denominador por el mismo nmero entero, que no seacero, sin cambiar el valor de la fraccin pero expresndola en nmeros mas pequeos.Tambin tendremos valores que no se pueden simplificar a fracciones ms conocidas, en estecaso debemos expresarlos en los valores que se obtengan.

0,5635 pulg. = 5635/10000 5635:5 10000:5 = 1127/2000, en donde 1127 es divisible por 7,pero 2000 no por lo que debemos dejarlo como 1127/2000 final.

Regla N3:

Regla de tres simple: La aplicacin de esta regla es muy til en la prctica, pues permite realizarclculos de forma sencilla y rpida para realizar conversiones de unidades entre sistemas dunidades.

Ejemplo: Un eje de 10pulg a cuantos mm equivale.Primero necesitamos saber que 1 pulg. son 25,4 mm por lo que haremos lo siguiente:

1 pulg. = 25,4 mm10 pulg. = X mm

Despejando X = 10 pulg. x 25,4mm

1 pulg.

El eje en mm es = 254 mm



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Masa:

Relacin entre masa y peso:

Antes de analizar las unidades que utilizamos para determinar el peso, debemos comprenderclaramente la diferencia entre el peso de un cuerpo y su masa. Tal vez stos son los conceptosms confusos para el alumno principiante. La libra (lb.), que es la unidad de fuerza, confrecuencia se usa como unidad de masa, la libra-masa (lb.). El kilogramo, que es una unidad demasa, con frecuencia se usa en la industria como unidad de fuerza, el kilogramo-fuerza (Kg.).Estas unidades, aparentemente inconsistentes, son el resultado del uso de diversos sistemasde unidades.Materia, es todo aquello que ocupa un espacio. Esto incluye gran variedad de cosas: vagones,vacas, aire, petrleo y polvo, por mencionar algunas. La materia puede transformarse de unaforma en otra: un vagn puede cortarse en pedazos, refundirse y formarse como cajas derefrigerador; la vaca puede terminar en bifes y hamburguesas. La materia misma, sin embargo,nunca se destruye en tales procesos y siempre es igual a la que totalizan los productos finales.La masa de un objeto es la medida de la cantidad de materia contenida en l. La masa de unobjeto no cambia al moverlo de un lugar a otro.El peso de cualquier cuerpo es la fuerza con la cual el cuerpo es atrado verticalmente haciaabajo por la gravedad. Cuando un cuerpo cae libremente hacia la tierra, la nica fuerza queacta sobre l es su peso W. Esta fuerza neta produce una aceleracin g, que es la mismapara todos los cuerpos que caen.

W = mg. O bien m = Wg

Hay que recordar dos cosas para comprender totalmente la diferencia entre masa y peso:La masa es una constante universal igual a la relacin del peso de un cuerpo con laaceleracin gravitacional debida a su peso.El peso es la fuerza de atraccin gravitacional y varia dependiendo de la aceleracin de lagravedad.

Por lo tanto, la masa de un cuerpo es tan slo una medida de su inercia y no depende en loabsoluto de la gravedad. En el espacio exterior, un martillo tiene un peso despreciable, perosirve para clavar en la misma forma usual, puesto que su masa no cambia.En unidades del sistema Ingles un cuerpo se describe en general indicando su peso W enlibras. Si se desea, la masa se calcula a partir de este peso y su unidad es el slug. En el

sistema de unidades SI un cuerpo se describe generalmente en trminos de su masa enkilogramos. Si se desea el peso se calcula a partir de la masa conocida y su unidad es elnewton.

En los manuales de rendimiento, la informacin de la capacidad de carga se entrega enkilogramos y libras.


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Tabla de conversin de unidades:

**shtn:Tonelada corta EE.UU. = 2000 libras***ton: Tonelada larga Reino Unido = 2240 libras

Nota: Es importante tener presente en faena el tipo de sistema de medida que utilizamos, pues,

existe una diferencia importante cuando se habla de toneladas mtricas y tonelada corta.Por ejemplo, en el manual de rendimiento en el capitulo de camiones de obra y minera, seccinespecificaciones (793-C) en los datos entregados con respecto a la capacidad mxima entoneladas, nos entrega los siguientes valores:

Capacidad mxima en toneladas___________________218t y 240T

Las 240T corresponden a toneladas cortas y las 218t a toneladas mtricas, actualmente en losmanuales de rendimiento, desde la edicin 29 en adelante, la capacidad mxima se expresa enkilogramos y libras

UnidadeDe

peso

Kg. g T libra shtn**

ton***

1 kilogram

1 1000 0,001 - - -

1 gramo 0,001 1 - - - -

1 tonelad1000 - 1 2.204,62 1,10231 0,98421

1 libra 0,45359 453,5924 - 1 0,0005 -

1 Shtn 907,185 - - 2000 1 0,8929

1 ton 1016,05 - 1,01605 2240 1,12 1



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Potencia:

Potencia, es un valor, que describe la cantidad de trabajo* producido en un periodo de tiempo.Tambin Potencia es la rapidez con la que se realiza el trabajo.

P = trabajoT

La unidad de SI para la potencia es el Joule por segundo, y se denomina watt. (W).

1 W = 1 J/s

En unidades USCS, se usa la libra pie por segundo (ft x lb./s). Esta unidad de potencia norecibe ningn nombre en particular.El watt y la libra - pie por segundo tienen el inconveniente de ser unidades demasiadopequeas para la mayora de los propsitos industriales. Por lo tanto, se usan el kilowatt (Kw.)y el caballo de fuerza ( hp.), que se definen como:

1 kW = 1000 W1 hp = 550 ft x lb/s

En los Estados Unidos, el watt y el kilowatt se usan casi exclusivamente en relacin con laenerga elctrica; el caballo de fuerza se reserva para la energa mecnica. Esta prctica essimplemente una convencin y de ningn modo es obligatoria.

Potencia al freno, se define como la potencia til disponible en el volante, esta potencia esmenor que la real porque se usa cierta energa para mover los componentes del motor.Nosotros veremos normalmente valores de potencia al freno.

Conversin de unidades:

Para convertir A Multiplicar por

Watts Caballo de potencia 1,341 10 2

Caballo de potencia Kilowatts 0,746

Kilowatts Caballo de potencia 1,341

* Trabajo, se define como el producto de la fuerza por el desplazamiento y observe que lasunidades de trabajo son las unidades de fuerza multiplicadas por las distancia. Por lo tanto, enunidades del SI, el trabajo se mide en newton metro (N m)



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Ejemplos:

a) cuantos HP (caballos de fuerza) corresponden 2406 Kw.

Se multiplican los 2406 x 1,341 = 3226 hp

b) cuantos Kw. (Kilowatts) son 3400 hp .

Se multiplican los 3400 x 0,746 = 2536 hp.

Potencia en el volante:

Las dos especificaciones ms comunes de la potencia del motor son la potencia neta y lapotencia en el volante. Potencia neta es la potencia medida en el pistn, antes de que una partede la potencia haya sido utilizada para mover piezas como el cigeal, el turbo cargador y otras.La potencia en el volante es la potencia utilizable disponible en el volante.

La potencia se relaciona directamente con la cantidad de trabajo que el motor que el motorpuede hacer y se emplea para comparar la capacidad de un motor con la otro motor.

RPM Revoluciones por minuto:

Las revoluciones por minuto (r.p.m.) son los nmeros de giros que el cigeal y el volantehacen en un minuto. Cada motor tiene una clasificacin en r.p.m., asignada por el fabricante. Laclasificacin de las r.p.m. de un modelo de motor dado puede variar de acuerdo con suconfiguracin y su aplicacin. Por ejemplo, para un 3306, la clasificacin podra ser de 1500r.p.m. en una aplicacin para un grupo electrgeno, y de 1900 r.p.m. en un tractor de cadenasD6.

Los vendedores deben tener presente que un motor debe poder funcionar a sus r.p.m.clasificadas. Si el cliente dice que su motor no funciona a sus r.p.m. clasificadas, se presenta unproblema que debe investigarse inmediatamente.

La clasificacin de potencia y las r.p.m. estn relacionadas. Para obtener la potencia clasificada,

la mquina deber poder mantener las r.p.m. de su clasificacin. Por ejemplo, para obtener 120hp de un motor 3304, el motor deber funcionar uniformemente a 1800 r.p.m.



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Relacin de cilindrada con potencia:

Esta relacin se calcula dividiendo la cilindrada del motor con la potencia del volante.La relacin de la cilindrada con la potencia puede emplearse en conversaciones de ventas alcomparar los tiempos de vida de servicio de los motores. Por ejemplo, cuando se compara unmotor Cat de 10 litros (600 pulg.3) que produce 400 hp, con un motor de la competencia de 7litros (450 pulg.3) que produce 400 hp, se espera que el motor Cat tendr una vida de servicioms larga. El motor de la competencia tendra que funcionar con ms rapidez para producir lamisma potencia y probablemente tendr ms desgaste y vida til ms corta debido a lademanda ms alta.

Par motor y reserva de par:

En trminos generales, par motor es sinnimo de potencia del motor. La reserva de par esdiferente del par motor.

Reserva de par es el aumento de par motor en una aplicacin de tiro pesado. Sencillamente, lareserva de par es la capacidad de sobrecarga del motor. Cuando un motor comienza asobrecargarse y se reducen las r.p.m., se aumenta el par o la potencia para que la maquinapueda mantener su velocidad. Por ejemplo, cuando un camin de carretera comienza a subiruna pendiente pronunciada, el motor comienza a sobrecargarse y el par motor se aumenta o seeleva, arrastrando el camin hacia arriba de la pendiente. Lo que sucede realmente es que elsistema de combustible entrega al motor una cantidad de combustible ligeramente superior,

creando, por tanto, un aumento de potencia.

La reserva de par es una caracterstica de ventas importante de los motores Cat. Estosgeneralmente tienen una mayor reserva de par que los motores de la competencia,proporcionando al dueo de la maquina ms capacidad de sobrecarga en situaciones desobrecarga.



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Presin:

Presin, es una medida de la fuerza ejercida por unidad de rea. Hay tres formas de producirpresin, aumentando la temperatura, disminuyendo el volumen o restringiendo el flujo. Muchossistemas y componentes de los motores de combustin interna operan a presiones especficaso las generan. El conocimiento y la medicin de las presiones especficas en todo el motor ycomponentes hidrulicos proporcionan mucha informacin sobre el estado general de estos.

Conversin de unidades:

Unidades depresin

Pa. bar Atm psi

1 Pa = 1 N/m2 1 10 3 0,1,019716 10 -3 145,038 10 6

1 bar 10 3 1 0,986923 14,5038

1 atm 101325 1,01325 1 14,69595

1 psi 6,89476 10 -3 68,9476 10 -3 68,0460 10 3 1

Ejemplos de conversin de unidades de presin.Cuantos psi son 70 kPa.

Al colocar la letra k, delante del prefijo Pa, est diciendo kilo pascal, o sea, 1000 pascales,como sabemos que 1 pascal equivalen a 145,038 10 6psi, aplicamos la regla de tres simples.

1 Pa __________________ 145,038 10 6 psi70.000 Pa __________________ X

X = 70.000 Pa x 0,000145038 psi

1 Pa

X = 10 psi



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Temperatura:

La unidad SI para la temperatura termodinmica es el Kelvin (K), que es la fraccin 1/273,16 dela temperatura termodinmica del punto triple del agua; por tanto, 273,16 K es el punto fijo(base) de la escala Kelvin.

Otra unidad que se emplea para la medicin de la temperatura es el grado Celsius (C), antesconocido como centgrado.La relacin entre una temperatura termodinmica T y una temperatura Celsius t es:

t = T 273.16 K

Por lo tanto, la unidad grado Celsius es igual a la unidad Kelvin, y una diferencia detemperatura sera la misma en cualquiera de las dos escalas.En el sistema ingls la temperatura se mide en grados Fahrenheit, F. La relacin entre lasescalas Celsius y Fahrenheit es:

t (C) = (F 32) / 1,8

t (F) = (1,8 x C) + 32

Ejemplos de conversin de unidades.Cuantos grados Celsius son 135 F.

t (C) = ( 135 F 32)1,8

la respuesta es: t (C) = 57,2 C

Cuantos grados Fahrenheit son 100 C.

t (F) = (1,8 * 100C ) + 32

la respuesta es: t (F) = 212 F

Temperatura y Calor son lo mismo?Calor es una forma de energa producida por ejemplo en una combustin y temperatura es unamedida de lo caliente o lo fro que est un objeto. La temperatura normalmente la medimos engrados C o grados F, en cambio el calor lo podemos medir en BTU. (Una BTU *es la cantidadde calor necesaria para aumentar en un grado Fahrenheit temperatura de una libra de agua)BTU significa Unidad trmica britnica y se usa para medir la cantidad de calor transferida deun objeto a otro



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Torque:

Se dice que una barra est en torsin cuando est rgidamente sujeta en uno de sus extremosy torcida en el otro extremo por un par mecnico o torque.

Es importante para conocer lo que significa torque, que conozcamos lo que significa Fuerza, yque corresponde a la accin de empujar o tirar que tiende a generar un movimiento, en elsistema SI el newton ( N) es la unidad de fuerza, su relacin con la unidad del sistema USCSque es la libra (lb.), es

1 N = 0,225 lb.1 lb. = 4,45 N

Brazo de palanca de una fuerza es, la distancia perpendicular que hay entre la lnea de accinde la fuerza y el eje de rotacin.

Momento de torsin, se define como la tendencia a producir un cambio en el movimientorotacional, este movimiento es afectado tanto por la magnitud de la fuerza F como por su brazode palanca.

Momento de torsin = fuerza x brazo de palanca

Las unidades del momento de torsin son las unidades de fuerza por distancia, por ejemplo,newton metro (N x m) y libra pie (lb. x ft).

Actualmente en los Manuales de Servicio se adjunta con las especificaciones un folleto con lasEspecificaciones de torque de la tornillera a modo general, ya que para otros casos seestablece claramente las especificaciones de torques que se deben aplicar.Nosotros realizaremos las conversiones entre un sistema y otro.

Ejemplo:

Transformar 280 Nm en libras x pies.

1 metro = 3,28 pies1 N = 0,225 lb.

Aplicando la regla nmero tres vista anteriormente, realizamos la siguiente operacin

280 N m x 0,225 lb. x 3,28 pies1 N 1 m

se multiplican los valores y simplifican los smbolos N y m, quedando como resultado

Resultado 207 lb. ft



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Hoja de trabajo N1:

Transformar a fraccin decimal.

1.- 1/8 =2.- 3/16 =3.- 5/8 =4.- 11/16 =5.- 31/128 =6.- 7/16 =7.- 9/32 =8.- 7/8 =9.- 3/128 =10.-1/16 =

Transformar a fraccin comn.

1.- 0,375 =2.- 0,925 =3.- 0,5625 =4.- 0,5 =5.- 0,750 =6.- 0,40625 =7.- 0,09375 =8.- 0,3125 =9.- 0,875 =10.-0,0625 =

Conversin a diferentes unidades

1.- 14 pies a pulg. =2.- 5 pulg. a yarda =

3.- 18 metros a pies =4.- 70 lb. Pies a lb.pulg. =5.- 3670 Kpa a psi =6.- 566 F a C =7.- 78 C a F =8.- 457 Nm a lb. Pies =9.- 345 Kw. a Hp =10.-28mm a pulg. =



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Modulo II: Instrumentos de medicin:

Objetivos:

Este mdulo tiene por objetivo principal, que los alumnos conozcan los instrumentos demedicin usados en nuestros talleres y su correcta utilizacin para realizar medidas endiferentes componentes mecnicos.

Leccin:

Los alumnos conocern los diferentes tipos y partes de los instrumentos de medicin como :

Instrumentos bsicosPie de metroMicrmetroComparador de CartulasIdentificador de roscasMedidor ranura anillo de pistnJuego de espesores (Filler)

Al final del mdulo los alumnos desarrollarn las hojas de trabajos N2 y 3



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Mediciones con Instrumentos bsicos:

Generalmente, el primer contacto con un instrumento de medicin de longitud ser con unacinta, un flexometro o una regla, Ia que depender de la longitud que se desee medir.

Las cintas de medicin (Fig. 6.1) normalmente se utilizan para longitudes de hasta 50 m (150pies); los flexmetros para longitudes de hasta 5 m (25 pies) (Fig. 6.2), las reglas se describencon detalle en los siguientes prrafos.

En todos estos casos la medicin es realizada desde un punto inicial fijo sobre Ia escala que

est alineada con un extremo de Ia distancia por medir, la graduacin que corresponda a laposicin del otro extremo proporcionar la longitud.

La escala consiste de una serie de graduaciones uniformemente espaciadas que representansubmltiplos de la unidad de longitud. Valores numricos convenientes se encuentran marcadossobre Ia escala cada determinado nmero de graduaciones para facilitar la lectura.



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Medicion con Reglas:La herramienta de medicin ms comn en el trabajo del taller mecnico es la regla de acero.Se emplea cuando hay que tomar medidas rpidas y cuando no es necesario un alto grado deexactitud. Las reglas de acero, en pulgadas, estn graduadas en fracciones o decimales; lasreglas mtricas suelen estar graduadas en milmetros .La exactitud de la medida que se tomadepende de las condiciones y del uso correcto de la regla.

Regla de acero:

Las reglas de acero se fabrican en una gran variedad de tipos y tamaos, adecuados a la formao tamaos de una seccin o Ia longitud de una pieza. Para satisfacer los requisitos de la pieza

que se produce y se va a medir, hay disponibles reglas graduadas en fracciones a decimales depulgada o en milmetros. Los tipos de reglas ms utilizados en el trabajo del taller mecnico sedescriben a continuacin.

a) Regla rgida de acero templado. Generalmente tiene cuatro escalas, dos en cada lado; sefabrican en diferentes longitudes, Ia ms comn es de 6 pulgadas o 150 mm.

b) Regla flexible, similar a Ia anterior pero ms estrecha y delgada, lo que permite flexionarla,dentro de ciertos limites, para realizar lecturas donde la rigidez de Ia regla de acero templado nopermite la medicin adecuada.

Regla Rgida de Acero Templado.



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Lectura de reglas graduadas en fracciones de pulgadas:

1. Anote el nmero de pulgadas completas.

2. Adicione las fracciones que hay ms all de Ia ltima Lnea de pulgada completa.

Las fracciones de pulgada empleadas ms comnmente son 1/64,1/32,1/16 y 1

La lectura de la figura es: 1 pulg. + (5 x 1/8 ) = 1 + 5/8 = 1 5/8 pulg.

La lectura de Ia figura es: 2 pulg. + (9 x 1/16 pulg.) = 2 + 9/16 = 2 9/16 pulg.



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La escala mostrada en Ia figura corresponde a fracciones de pulgada en una forma que puedeencontrarse en los flexometros, pero no en las reglas metlicas.

Lainas: (Medidores de Espesor)

Estos medidores consisten en lminas delgadas que tienen marcado su espesor y que sonutilizadas para medir pequeas aberturas o ranuras. El mtodo de medicin consiste enintroducir una laina dentro de Ia abertura, si entra fcilmente se prueba con Ia mayor siguientedisponible, si no entra vuelve a utilizarse la anterior.



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Los juegos de lainas se mantienen juntos mediante un tornillo que atraviesa un agujero quetienen en un extremo. Debe tenerse cuidado de no forzar las lainas ni introducirlas en ranurasque tengan rebabas o superficies speras porque esto las daara.

Existen juegos con diversas cantidades de lainas y pasos de 0.01 mm (.001 pulg.). Es posiblecombinar las lainas para obtener medidas diferentes. Los espesores van de 0.03 a 0.2mm(.0015 a .025 pulg.)

La longitud de las lainas puede variar y ser del mismo espesor en toda su longitud o tener unapendiente cnica en un extremo.

Cuentahlos:

Los cuentahlos consisten de una serie de laminas que se mantienen juntas mediante un tornilloen un extremo, mientras que de el otro tiene salientes que corresponden a la forma de rosca devarios pasos (hilos por pulg.); los valores estn indicados sobre cada lamina .

El uso del cuentahlos es una forma rpida de determinar el paso, sobre todo los ms finos .lonico que debe hacerse es probar con diferentes lminas hasta que una siente adecuadamente.

La herramienta de la figura central superior, es utilizada para afilar y poner en posicinherramienta para el corte de roscas.: Esta pieza tiene unas graduaciones, en mm. Y pulgadas,que sirven para determinar el paso de las cuatro roscas ms comunes



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Compases:

Antes de que instrumentos como el calibrador vernier fueran introducidos, las partes eranmedidas con compases (interiores, exteriores, divisores) y reglas. Por ejemplo, para medir undimetro exterior la parte es puesta entre las puntas del comps y luego las puntas del compsson colocadas sobre una regla para transferir Ia lectura (Fig. 6.23). En otra aplicacin las puntasdel comps de exteriores se separan una distancia especifica utilizan do una regla, entonces laspartes son maquinadas hasta que las puntas del comps se deslizan justamente sobre La

superficie maquinada. El uso de comps es en la actualidad est restringido, ya que su usorequiere habilidad (tacto) y no es posible lograr gran exactitud; en algunos casos solo se utilizanen el taller para realizar trazos antes de maquinar las piezas.



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Calibres Telescopios:

Los calibres telescopios sirven para la medicin de dimetros de agujeros o anchos de ranuras.Las dos puntas de contacto se expanden mediante la fuerza de un resorte. Una vez colocadasen la posicin adecuada se fijan y se remueve el calibre. El tamao final puede obtenersemidiendo sobre las puntas de contacto con un micrmetro.



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Pie de Metro:

La escala Vernier Ia invento Petrus Nonius (1492-1577), matemtico portugus por lo que se ledenomino nonio. El diseo actual de la escala deslizante debe su nombre al francs PierreVernier (1580-1637), quien la perfecciono.

El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lecturadirecta que pudiera brindar una medida fcilmente, en una sola operacin. El calibrador tpico



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puede tomar tres tipos de mediciones: exteriores, interiores y profundidades, pero algunosadems pueden realizar medicin de peldao.

Tipos de vernier:

El vernier es una escala auxiliar que se desliza a lo largo de una escala principal para permitiren sta lecturas fraccionales exactas de Ia mnima divisin.

Para lograr lo anterior, una escala vernier est graduada en un nmero de divisiones iguales enla misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas escalas estn marcadas enIa misma direccin. Una fraccin de 1/n de la mnima divisin de la escala principal puedeleerse.

Es un instrumento para medir longitudes que permite lecturas de fracciones de milmetro y depulgada a travs de una escala llamada nonio o vernier.Se utiliza para hacer mediciones con rapidez en piezas cuyo grado de precisin es aproximadohasta los 0,05mm o 1/128 pulg.



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Los calibradores vernier, en milmetros calibradores vernier, en milmetros tienen 20 divisionesque ocupan 19 divisiones de Ia escala principal graduada cada 1 m o25 divisiones que ocupan

24 divisiones sobre la escala principal graduada cada 0.5 mm, por lo que dan legibilidad de 0.05mm y 0.02 mm, respectivamente.



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El pie de metro puede tomar tres tipos de mediciones: Exterior, Interior y profundidades.Figuras 2, 3 y 4.

figura 2 figura 3 figura 4



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El pie de metro est compuesto por dos partes principales, un cuerpo fijo, un cuerpo mvil y

estas partes estn constituidas por:

Cuerpo fijo:

Figura 5

1.- Regla: Graduada en los sistemas mtrico e ingls.

2.- Pata fija: Con superficie de contacto a la pieza para medir exteriormente.

3.- Punta fija: Parte fija de contacto con la pieza para medir interiormente.



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Cuerpo mvil:

Figura 6

1.- Nonio: Escala mtrica de 9 milmetros de longitud (aproximacin 0,01 mm) y escala enpulgadas con 8 divisiones (aproximacin 1/128 pulg.)2.- Pata mvil: Con superficie de contacto a la pieza para medir exteriormente.3.- Punta mvil: Parte mvil de contacto con la pieza para medir interiormente.

4.- Reglilla de profundidad: Est unida al cursor y sirve para tomar medida de profundidad.5.- Tornillo de fijacin: Tiene la finalidad de fijar el cursor y acta sobre la lmina de ajuste.6.- Lmina de ajuste: Pequea lmina que acta eliminando el juego del cursor.7.- Impulsor: Apoyo para el dedo pulgar para desplazar el cursor.

Lectura en milmetros:

El nonio de 0,1 mm tiene una longitud total de 9 milmetros y est dividido en 10 partes iguales(figura N7). De donde, cada divisin del nonio vale:

9/10 mm = 0,9 mm

Por tanto, cada divisin del nonio es 0,1 menor que cada divisin de la escala.Resulta que, a partir de los trazos en coincidencia (como muestra la figura N7), los primerostrazos del nonio y de la escala se separan 0,1 mm, los segundos trazos se separan 0,2 mm, losterceros trazos se separan 0,3 mm y as sucesivamente.



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Figura 7

Para efectuar la lectura se leen, en la escala, los milmetros enteros hasta antes del cero delnonio (en la figura 10, tenemos 19 mm), despus se cuentan los trazos del nonio hasta quecoincida con un trazo de la escala (en la figura 10, coincide el trazo 6) para obtener los dcimosde milmetros.En la Figura N8 la lectura corresponde a 19,6 mm

Figura 8



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Un ejemplo, en la figura N9 la lectura es 1,3 mm, porque el 1 (milmetro) de la escala estantes del cero del nonio y la coincidencia se da en el 3er trazo del mismo.

Figura 9

Nmero de escalas principales en calibradores vernier:

La escala principal est graduada en uno o dos lados, como lo muestra la tabla. El calibradorvernier tipo M por lo general tiene graduaciones nicamente en el lado inferior. El tipo CM tienegraduaciones en los lados superior e inferior para medir exteriores e interiores. El tipo M,diseado para mediciones en milmetros y pulgadas, tiene graduaciones en los lados superior einferior, una escala est graduada en milmetros y la otra en pulgadas.



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Graduaciones en las escalas principales y vernier:

La tabla siguiente muestra diferentes tipos de graduaciones sobre las escalas principal les yvernier. Hay cinco tipos para la primera y ocho tipos para la segunda, incluyendo los sistemasmtrico e ingles.

Como tomar lecturas con escalas vernier:

Los vernier se clasifican en dos tipos, el estndar y el largo.

Vernier estndar

Este tipo de vernier es el ms comnmente utilizado, tiene n divisiones iguales que ocupan lamisma longitud que n-i divisiones sobre Ia escala principal. En Ia figura hagamos:

S valor de La mnima divisin en Ia escala principalV = valor de una divisin de la escala vernierL legibilidad del vernier

Entonces el valor C es obtenido como sigue



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As, cada divisin sobre la escala vernier es menor que una de la escala principal en s/n. La

fraccin entre las dos primeras graduaciones de la escala principal ubicadas inmediatamente aIa izquierda del ndice cero del vernie est representada por un mltiplo de s/n (Ia diferenciaentre una divisin de b escala principal y una divisin de Ia vernier). La diferencia se determinaencontrando Ia graduacin sobre Ia escala vernier que est ms alineada con un graduacinsobre Ia escala principal.La figura muestra un ejemplo de lectura de una escala principal graduad en milmetros con unvernier que tiene 20 divisiones iguales en 19 mm.La diferencia entre una divisin de Ia escala principal y una de Ia escala vernier es como sigue:

Como lo muestra la figura Ia novena graduacin (prxima a la graduacin numerada 4)despus del ndice cero sobre Ia escala vernier est alinead con una graduacin sobre Iaescala principal. As, Ia distancia entre Ia graduacin: de 1 mm sobre Ia escala principal y elndice cero del vernier es:

0.05 mm x 9: 0.45 mm

La lectura total es: 1 mm + 0.45 mm = 1.45 mm

Vernier largo:

El vernier largo est diseado para que las graduaciones adyacentes sean ms fciles dedistinguir Por ejemplo, un vernier largo con 20 divisiones iguales en 39 mm proporciona unalegibilidad de 1/20 mm, la cual es la misma del vernier estndar del ejemplo anterior. Dado queeste vernier tiene 20 divisiones que ocupan 39 mm. Sobre Ia escala principal, Ia diferenciaentre dos divisiones sobre la escala principal y una divisin sobre el vernier est dado como:



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Como puede apreciarse en la figura, Ia sptima graduacin (entre las graduaciones numeradas3 y 4) ubicada despus del ndice cero sobre Ia escala vernier coincide con una graduacin deIa escala principal, por tanto, La distancia entre la graduacin 30 mm sobre La escala principaly el ndice cero del vernier es:

Donde, a es un entero positivo (1, 2, 3...)

La legibilidad de un vernier largo con n divisiones iguales en Ia misma longitud que an-1divisiones sobre Ia escala principal es 1 / n de una divisin de Ia escala principal, como semuestra a continuacin:

Hagamos

S = valor de una divisin de Ia escala principalV = valor de una divisin vernierL = legibilidad del verniera = entero positivo (1, 2, 3.)



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Entonces el valor L es obtenido como sigue:

As, cada divisin sobre el vernier es menor , a veces una divisin de la escala principalen s/n .

Calibradores vernier tipo M

La figura muestra un calibrador vernier tipo M (llamado calibrador con barra de profundidades).Este calibrador tiene un cursor abierto y puntas para medicin de interiores. Los calibradorescon un rango de 300 mm o menos cuentan con una barra de profundidades, mientras quecarecen de ella los de rangos de medicin de 600 mm y 1000. El vernier est graduado con 20divisiones en 39 mm para el tipo con legibilidad de 0.05 mm, o en 50 divisiones en 49mm parael tipo con legibilidad de 0.02 mm. Algunos calibradores vernier tipo M estn diseados parafacilitar la medicin de peldao, ya que tienen el borde del cursor al ras con Ia cabeza del brazoprincipal cuando las puntas de medicin estn completamente cerradas.



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Calibrador vernier tipo CM:

La figura corresponde al calibrador vernier tipo CM como puede apreciarse, tiene un cursorabierto y est diseado en forma tal que las puntas de medicin de exteriores puedan utilizarseen Ia medicin de interiores. Este tipo por lo general cuenta con un dispositivo de ajuste para elmovimiento fino del cursor. A diferencia del tipo M, las puntas de medicin no estnachaflanadas, por lo que tienen una mayor resistencia al desgaste y dao. El calibrador tipo C,que es una versin simplificada del tipo CM, no tiene dispositivo de ajuste fino y tiene legibilidadde 0.05 mm. Ambos calibradores carecen de barra de profundidades.



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Calibradores vernier tipo M con ajuste fino:

El calibrador vernier tipo M que incorpora el mecanismo de ajuste fino del tipo CM es til paramedir pequeas dimensiones interiores; existen calibradores de este tipo con rangos de 130,180 y 280 mm. Todos con legibilidad de 0.02 mm.

El calibrador vernier tipo M con freno en el botn para el pulgar tiene la superficie de referenciade Ia escala principal (para guiar el cursor) al lado de las puntas de medicin de exteriores, yuna cua flexible con un tornillo de fijacin a1 lado del cursor de las puntas de medicin deinteriores. El muelle en el botn para el pulgar sobre el cursor es utilizado para fijar este.Manteniendo oprimiendo el botn moleteado para el pulgar el cursor se libera y puede moversesuavemente, lo que bloquea el movimiento del cursor y elimina la necesidad de apretar y aflojarel tornillo de fijacin, mejorndose as Ia eficiencia de Ia medicin.



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Calibradores con caras de medicin de carburo:

Las caras de medicin de los calibradores estn sujetas a desgaste, por lo que con el objeto deincrementar La resistencia a Ia abrasin algunos calibradores tienen insertos de carburo (detungsteno) en las puntas de medicin para exteriores e interiores. Estos calibradores sonadecuados para medir piezas con superficies speras, fundiciones y piedras de esmeril.

Calibradores vernier con puntas desiguales:

Este tipo de calibrador permute ajustar verticalmente, aflojando un tomillo de fijacin, la puntade medicin sobre Ia cabeza del brazo principal, lo que posibilita medir dimensiones en piezasescalonadas que no puedan medirse con calibradores estndar.



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Calibradores con puntas largas:

Este calibrador es un diseo modificado de los calibradores tipo C y CM; tiene un brazoprincipal y unas puntas de medicin ms largas que los tipos normales y puede medirdimetros interiores de agujeros profundos y dimetros exteriores grandes que no puedenmedirse con los calibrado estndar. Las longitudes estndar de las puntas de estoscalibradores sonde 75 mm, para un rango de medicin de 300 mm, y de 100 mm, para un rango de medicin de500 mm.

Calibrador vernier con punta desigual para medir la distancia entre centros deagujeros:

Este calibrador tiene puntas de medicin cnicas (ngulos de cono 40 grados) para medir lasdistancias entre centros de agujeros cuyos dimetros sean iguales a diferentes, entre agujerossobre superficies diferentes sobre una pieza escalonada y la distancia desde una

superficie a! centro de un agujero (Fig. 7.23).Los rangos de medicin disponibles son 10-150 mm, 10-200 mm y 10-300 mm.



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Calibrador con vernier con puntas paralelas para mediciones de profundidad

hasta de 32 mm. :

Escalada de vernier: 0.05 mm Rango de medicin: 0 -150 mm

Calibrador con vernier con puntas cnicas:

Viene con barra de profundidad Rango de medicin: 0 -150 mm



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Calibrador con vernier con puntas en cuchilla para mediciones en ranurasestrechas:

Cuenta con barra de profundidad y un recubrimiento de carburo de tungsteno en las caras demedicin de exteriores.

Escala de vernier: 0.05mm Rango de medicin: 150 mm, 200 mm, 300 mm.

Calibrador con vernier para tubos:



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Viene con punta fija tipo cilindro pan medicin de tubera con dimetro interior mayor de 3 mm.

Escala de vernier: 0.05 mm Rango de medicin: 0-250 mm

Calibradores Electrodigitales:

El calibrador electrodigital utilizan un sistema de deteccin de desplazamiento tipocapacitancia, y es casi del mismo tamao y peso que el calibrador vernier convencional delmismo rango de medicin. Estos calibradores en Ia actualidad se utilizan extensamente debidoa sus ventajas fcil lectura y operacin y, funcionalidad mejorada, que se lograron graciasal sistema digital.

Tamaos y tipos de calibradores electrodigitales:



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Los calibradores electrodigitales estn disponibles en una amplia variedad de tamaos con

rangos de medicin de 100, 150, 200, 300, 450, 600 y 1000 mm. Algunos calibradoreselectrodigitales pequeos tienen insertos de carburo en las puntas de medicin. En laactualidad todos los tipos de calibradores vernier para propsitos especiales puedenconseguirse en versin electrodigital. Estos estn provistos con un conector para salida dedatos.

Facilidad de lectura:

Los valores medidos pueden verse en una pantalla de cristal liquido (LCD) con cinco dgitos(Resolucin: 0.01 mm) y que es fcil de leer y libre de errores de lectura.

Compacto, liviano y bajo consumo de energa:

El calibrador electrodigital es tan compacto y liviano como el calibrador vernier convencional.Esto pudo lograrse adaptando un detector tipo capacitanca, el cual es compacto porque estafabricado con sin circuito miniaturizado de baja potencia que no requiere cambios sustancialesrespecto de Ia estructura del calibrador convencional. Como los calibradores electrodigitalesconsumen poca energa, una pequea batera proporciona muchas horas de servicio. (La vidade Ia batera es de aproximadamente dos aos, bajo condiciones normales de operacin)

Funcin de fijado del cero:

Esta funcin pone cero en Ia pantalla en cualquier posicin que se desee, lo que permitemediciones comparativas y otros tipos de medicin de acuerdo con el tipo de pieza por medir.

Alta velocidad de respuesta:

La velocidad de respuesta del detector es lo suficientemente alta para velocidades normalesde medicin. (Las velocidades mximas de respuesta son 6000 mm/s cuando se abren laspuntas de medicin y1600 mm/s cuando se cierran.)

Funcin de salida de datos:

Los calibradores electrodigitales pueden conectarse a una unidad externa de procesamiento dedatos, como un microprocesador o una computadora personal. Tambin pueden integrarse a

una red para control estadstico del proceso.



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El botn de salida de datos tiene dos funciones: sirve como un interruptor de salida de datos,cuando un dispositivo externo est conectado, y mantiene los datos en pantalla cuando ningn

dispositivo extremo es conectado.

Datos de referencia:Rango de temperatura de operacin 0C a 40CRango de temperatura de almacenamiento 10C a 60C

Estructura:

El calibrador electrodigital consiste de un brazo principal, un cursor como el calibrador vernierconvencional, una unidad de escala de desplazamiento y una unidad de lectura.La unidad de escala de desplazamiento cuenta con un arreglo exactamente alineado de

electrodos que proporciona una referencia para el sensor de posicin. La unidad de lecturaconsiste de un electrodo sensorel cual queda frente a los electrodos de la unidad de escalade desplazamiento circuitos para procesar la seal del sensor a un valor de desplazamiento ybotones de operacin.

Requerimientos funcionales del sensor:

Los siguientes son requerimientos funcionales para un sensor que determine desplazamientosen calibradores electrodigitales: Bajo consumo de energa.

Alta resolucin y gran rango de medicin. No debe responder a desplazamientos lineales a angulares en direcciones diferentes a la dela medicin. No alambrado con la escala principal. Tamao pequeo y baja costo.

Microprocesador:

Existen sistemas para el control del proceso que integran una gran variedad de instrumentos demedicin. Tales sistemas cuentan con microprocesadores que procesan datos de instrumentosde medicin electrodigitales en reas productivas. Tambin cuentan con una variedad deunidades de transmisin de datos que envan las mediciones a una computadora central paraLa administracin y almacenamiento centralizado de datos. El sistema elegido puedeconfigurarse para que se adecue al sistema de produccin particular de cada fabricante.Muchos programas de computadora (software) estn disponibles para realizar clculosestadsticos y crear histogramas, graficas XR y realizar anlisis de capacidad de procesosentre otros.



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Lectura en pulgadas:

Calibre con nonio de 1/128 de pulgadaEl nonio que aproxima la lectura hasta 1/128 pulgada tiene una longitud total de 7/16 depulgada est dividido en 8 partes iguales (figura N10). Cada parte mide, por lo tanto;

7/16 = 7/1281/8

figura 10

Cada divisin de la escala mide 1/16 = 8/128. Resulta que cada divisin del nonio es de1/128 menor que la divisin de la escala.A partir, pues, de trazos en coincidencia (de 0 hasta 8) los 1rotrazos del nonio y de la escalase separan 1/128; los 2do trazos de 2/128 (o 1/64); los 3rotrazos de 3/128; los 4totrazos de4/128 (o 1/32); los 5to trazos de 5/128; los 6to trazos de 6/128 (o 3/64); los 7mo trazos de7/128.

Lectura de la medida con el nonio.



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Se leen, en la escala, hasta antes del cero del nonio, las pulgadas y fracciones (las fraccionespueden ser: media pulgada, cuartos octavos o dieciseisavos).

En la figura N11, por ejemplo, se tiene: enseguida, se cuentan los trazos del nonio, hasta elque coincide con un trazo de la escala. En la figura N11, por ejemplo, tres trazos, o sea,3/128.Por ltimo se suma: + 3/128 96/128 + 3/128 = 99/128

figura 11

Ejemplos

En la figura N12, la lectura es 1 29/128, porque el cero del nonio est entre: 1 3/16 y 14/16 y la coincidencia se da en el quinto trazo, de donde :

1 3/16 + 5/128 = 1 24/128 + 5/128 = 1 29/128



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figura 12

figura 13

Figura 14

La apreciacin de estos instrumentos de medicin est dada por la lectura de la menor fraccinde la unidad de medida, que se puede obtener con la aproximacin del nonio.La mxima aproximacin de la lectura se obtiene por el coeficiente entre la magnitud de lamenor divisin de la escala principal dividida por el numero de divisiones de la escala auxiliar ononio.La apreciacin se obtiene, pues, con la formula;



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a = e

na = Apreciacine = Menor divisin de la escalan = Numero de divisiones del nonio

Figura N 15 (nonio en milmetros).

1ro e = 1 milmetro de la escala principal

n = 10 divisiones en el nonio

a = e = 1n 10

a = 0,1 milmetro de la escala

Figura 15

Cada divisin del nonio permite una lectura aproximada hasta 0,1 mm



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2do e = 1 milmetro de la escala principaln = 20 divisiones del nonio

a = 120

a = 0,05 milmetros de la escala

Figura 16


3ro e = 1 milmetro de la escala principaln = 50 divisiones en el nonio

a = 150

a = 0,02 milmetros de la escala

Figura 17




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Pie de metro con calibrador de cartula

Debido al mecanismo del indicador basado en cremallera y pin, el calibrador de cartulaofrece lecturas fciles; pero, al mismo tiempo, esta caracterstica requiere poner una atencinespecial en su manejo, que no se requiere en el de los calibradores de Vernier.

La figura N 18 muestra la nomenclatura para los calibradores de cartula mientras que la tablaN 1 muestra los diferentes tipos de graduaciones para calibradores de este tipo.

Como se observa en la figura N 18, una cremallera se sujeta a la ranura de la barra principal.

Debe notarse que cuando se emplean los tipos 2 y 5, la cremallera est sujeta al lado superiorde la ranura para eliminar la rotacin inversa de la aguja indicadora.

Figura 18

Tabla N 1

Mtrico InglesDivisin Graduacionesen la cartula

Desplazamientopor revolucin

Divisin Graduacionesen la cartula

Desplazamientopor revolucin

0,05 mm 100 divisiones* 5 mm/rev. 0,001 pulg. 100 divisiones 0,1 pulg/rev.

0,02 mm 100 divisiones 2 mm/rev. 0,001 pulg. 200 divisiones 0,2 pulg/rev.

0,01 mm 100 divisiones 1 mm/rev.

* divisiones alrededor de la circunferencia



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Micrmetro:

Uno de los instrumentos que se utiliza con mayor frecuencia en la industria metalmecnica esel micrmetro, dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando ste es movidomediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en el

movimiento lineal del husillo. El desplazamiento de ste lo amplifica la rotacin del tornillo y eldimetro del tambor. Las graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor permiten leerun cambio pequeo en la posicin del husillo.Es un instrumento de alta precisin que permite medir espesores con aproximacin de 0,001mm y 0,0001 mm.

Construccin:

Requiere mayor atencin en la construccin del micrmetro, el arco, el tornillo micromtrico ylas puntas de medicin.

Arco:

Es construido de acero especial, tratado trmicamente, a fin de eliminar las tensiones, esforrado de placas aislantes para evitar la dilatacin por el calor de las manos.

Tornillo micromtrico:

Este tornillo garantiza la precisin del micrmetro. Est construido con alta precisin enmaterial apropiado, como la aleacin de acero y acero inoxidable templado, para darle unadureza capaz de evitar el desgaste prematuro.

Punta fija:

Es construida tambin de aleacin de acero o acero inoxidable y est fija directamente al arco.La punta mvil es la prolongacin del tornillo micromtrico. Las caras de contacto sonendurecidas por diversos procesos para evitar el desgaste rpido de las mismas.En los micrmetros modernos los extremos de las puntas son calzados con placas de metalduro, garantizando as por ms tiempo, la precisin del instrumento.



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Partes de un Micrmetro: figura 1



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Lectura:

Para el micrmetro tradicional nos referimos a las siguientes figuras:

Figura 2



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Figura 3

Para lecturas en centsimas de milmetro primero tome la lectura del cilindro (obsrvese quecada graduacin corresponde a 0,5 mm) y luego la del tambor, sume las dos para obtener lalectura total.

Para el ejemplo mostrado en la figura N 2:

1.- El tambor se ha detenido en un punto ms all de la lnea correspondiente a 4 mm.

2.- Vea que una lnea adicional (graduacin de 0,5 mm) es visible entre la lneacorrespondiente a 4 mm y el borde del tambor.

3.- La lnea 49 sobre el tambor corresponde con la lnea central del cilindro as:

a) Lectura sobre el cilindro 4,0 mmb) Lectura entre el 4 y el borde del tambor 0,5 mmc) Lnea del tambor coincidiendo con la del cilindro 0,49 mm

Lectura Total 4,99 mm

Para lecturas en micrmetros con Vernier (0,001 mm)

1.- Tome la lectura hasta centsimas de milmetros en la misma forma que en el ejemploanterior. Cuando la lnea central del cilindro queda entre dos lneas del tambor, la cantidaddesconocida se lee utilizando la escala Vernier marcada sobre el cilindro.



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2.- El Vernier sobre el cilindro proporciona lecturas con incrementos de 0,001 mm.

3.- Para leer el Vernier, encuentre cul lnea sobre la escala de ste coincide con la lnea sobreel tambor y tome la lectura del numero indicado a la izquierda de la escala Vernier, nunca tomeel numero del tambor.

4.- Note en la figura N 3 que la lnea con el nmero 4 del Vernier coincide exactamente conuna del tambor e indica 0,004 mm.

a) Lectura sobre el cilindro 4,0 mmb) Lnea entre el 4 y el borde del tambor 0,5 mmc) Lnea del tambor que ha pasado la lnea del cilind. 0,49 mm

d) Lnea Vernier coincidiendo con una del tambor 0,004 mm

Lectura Total 4,994 mm

Para el Micrmetro en pulgadas (figuras N 4 y N 5)

Figura 4



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Figura 5

Para lecturas en milsimas de pulgadas primero tome la lectura del cilindro (observe que cadagraduacin corresponde a 0,25 de pulgadas) y luego la del tambor, sume las dos para obtenerla lectura total.Para el ejemplo mostrado en la figura N 4

1.- El tambor se ha detenido en un punto ms all del 2 sobre el cilindro y que indica 0,200 depulgadas.

2.- Una lnea adicional es visible entre la graduacin con el 2 y el borde del tambor y queindican 0,025 de pulgadas.

3.- La lnea numerada 1 sobre el tambor coincide con la lnea central del husillo, lo que significa0,001 de pulgada adicional. As:

a) Lectura sobre el cilindro 0,200b) Lnea entre el 2 y el borde del tambor 0,025c) Lnea del tambor coincidiendo a la lnea central del cilindro 0,001

Lectura total 0,226Para lecturas en diezmilsima de pulgadas.



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1.- Tome la lectura hasta milsimas de pulgada en la misma forma que en el ejemplo anterior.Cuando la lnea central del cilindro queda entre dos lneas del tambor, la cantidad desconocidase lee utilizando la escala Vernier marcada sobre el cilindro.

2.- El Vernier sobre el cilindro proporciona lecturas con incrementos de 0,0001 de pulgada.

3.- Para leer el Vernier, encuentre cul lnea sobre la escala de ste coincide con una lneasobre el tambor y tome la lectura del nmero indicado a la izquierda de la escala Vernier, nuncatome el nmero del tambor.

4.- Note, en la figura N 5, que la lnea con el nmero 2 del Vernier coincide exactamente conuna del tambor y que indica 0,0002 pulgadas. As:

a) Lectura sobre el cilindro 0,200b) Lnea entre el 2 y el borde del tambor 0,025c) El tambor ha pasado la lnea sobre el cilindro 0,001d) Lnea Vernier coincidiendo exactamente con la lnea del tambor 0,0002

Lectura total 0,2262

Aun cuando no se cuente con la escala Vernier sobre el cilindro, conviene estimar la lectura deltercer dgito decimal, en el caso de milmetros, o el cuarto dgito decimal, en el caso depulgadas.



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Micrmetros para aplicacin especial:

Micrmetros para tubo:

Este tipo de micrmetro est diseado para medir el espesor de pared de partes tubulares,tales como cilindros y collares. Los siguientes tipos estn disponibles.

1. Tope fijo esfrico

2. Tope fijo y del husillo esfrico

3. Tope fijo tipo cilndrico

Tipo tope fijo esfrico

La figura 9.17 muestra un micrmetro con tope fijo esfrico. La superficie esfrica permite medirel espesor de la pared de tubos y otras partes con paredes cilndricas. Las mediciones setoman poniendo en contacto la superficie esfrica con Ia superficie interna de un tubo y el topedel husillo con Ia superficie externa.



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Tipo con ambos topes esfricos:

Ambos topes de medicin son esfricos, como lo muestra Ia figura 9.18. Este tipo es til paramedir el espesor de pared de tubos de forma especial con una superficie exterior no circular, loque un husillo con tope plano no podr medir con exactitud.

Tipo tope cilndrico:

Este tipo de micrmetro es utilizado para medir el espesor de pared de tubos con pequeodimetro interior, Ia forma del tope del husillo puede ser plana a esfrica. Requiere cuidadoespecial durante !a medicin porque el tope largo y delgado est sujeto a flexin o deformacincuando se aplica una fuerza de medicin excesiva. Para evitar este problema !a fuerza demedicin en el trinque te es menor que Ia del micrmetro estndar de exteriores (Fig. 9.19).

Micrmetro para ranuras:

En este micrmetro ambos topes tienen un pequeo dimetro con el objeto de medir pernosranurados, cueros, ranuras, etc. que !os micrmetros estndar de exteriores no podran medir.El tamao estndar de La porcin de medicin es 3mm de dimetro y 10 mm. de longitud. Lasespecificaciones son bsicamente las mismas que las de los micrmetros estndar deexteriores (Fig. 9.20).



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Micrmetro de puntas:

Como puede verse en La figura 9.21 estos micrmetros tienen ambos partes en forma depunta. Se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, e! dimetro de raz de roscasexternas, ranuras pequeas y otras porciones difciles de alcanzar. El ngulo de las puntaspuede ser 15, 30, 45,60 (Fig. 9.22). Las puntas de medicin normalmente tienen un radio decurvatura de 0.3 mm, ya que ambas puntas pueden no tocarse; un bloque patrn se utiliza paraajustar el punto cero. Con el objeto de proteger las puntas, Ia fuerza de medicin en el trinquetees menor que la del micrmetro estndar de exteriores.

Micrmetro tipo discos para espesor de papel:

Este tipo es similar al micrmetro tipo discos para medicin de espesor de dientes de engrane,pero utiliza un husillo no giratorio con el objeto de eliminar torsin sobre las superficies de Iapieza, lo que !o hace adecuado para medir pape! y piezas delgadas. Los discos proporcionansuperficies grandes de medicin con e! fin de evitar que !a fuerza de medicin se concentre

(Fig. 9.27).



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Micrmetro de cuchillas:

Como se muestra en Ia figura 9.28, en este tipo los topes son cuchillas, por Ia que ranurasangostas, cueros y otras porciones difciles de alcanzar pueden medirse.

Micrmetros para espesor de Lminas:

Este tipo de micrmetros tiene un arco alargado capaz de medir espesores de lminas enporciones alejadas del borde de stas. La profundidad del arco v de 100 a 600 mm, otras desus partes son iguales al micrmetro normal (Fig. 9.34). Hay un micrmetro de este otro tipoque est provisto de una cartula para facilitar la lectura (Fig. 9.35).



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Micrmetro para dientes de engrane:

El engrane es uno de los elementos ms importantes de una maquina, por lo que su medicincon frecuencia es requerida para asegurar las caracterstica deseadas de una mquina. Paraque los engranes ensamblados funciones correctamente, sus dientes deben engranaradecuadamente entre ellos sin cambiar su distancia entre los dos centros de rotacin Al mismotiempo, h velocidad perifrica a lo largo de los crculos de paso debe ser constante. Con elobjeto de satisfacer este requerimiento, diversos elementos de los engrane; debeninspeccionarse, requirindose, en muchos casos, Ia utilizacin de maquinas para hacerlo; sinembargo, en ciertas aplicaciones pueden utilizar micrmetros para la medicin de ciertascaractersticas de los dientes de los engranes.

El dimetro del crculo de exterior puede medirse con un micra- metro estndar de exteriores.Los micrmetros para dientes de engrane Se utilizan principalmente para Ia medicin de lalongitud de la tangente de raz, el espesor del diente y el dimetro sobre esferas. Haydiferentes tipos de micrmetro para dientes de engrane p se clasifican de acuerdo con susaplicaciones coma sigue:Para medicin de espesor de dienteTipo disco (Fig. 9.36)Tipo calibrador (Fig. 9.37)Tipo deslizable (Fig. 9.38)Para medicin sobre esferas con puntas de bola (Fig. 9.39).



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Micrmetros para dimensiones mayores a 25 mm. :Para medir dimensiones exteriores mayores a 25 mm (1 pulg.) se tienen dos opciones. Laprimera consiste en utilizar una serie de micrmetros, como Ia que muestra Ia figura 9.40, paramediciones de 25 a 30 mm (1 a 2 pulg.), 50 a 75 mm (2 a 3 pulg. etc. La segunda consiste enutilizar un micrmetro con un rango de medicin de 25 mm y arco grande con tape de medicinintercambiable (Fig.9.41)



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En ambos casos se requieren barras de referencia pan ajustar el cero, dado que los dos topesde medicin no pueden entrar en contacto directo.El ajuste a cero puede realizarse como se indico antes para los micrmetro de 0 a 25 mm, soloque en este caso debern insertarse, entre los dos topes de medicin, una barra de referenciadel tamao nominal adecuado, y tomar e cuenta la desviacin de la medida nominal indicadaen el material aislante trmico cerca de sta (Fig. 9.42).



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As, por ejemplo, para ajustar el cero de un micrmetro de 225 a 250mm con la barra ilustradaen la figura 9.42, despus de insertarla y aplicar la fuerza de medicin constante con eltrinquete o tambor de friccin, Ia lectura que se deber tener en el micrmetro es 225.003 mm;adicionalmente, para micrmetros con capacidad de medicin por arriba de 300 mm el ajuste acero deber realizarse colocando el micrmetro en la misma posicin en la que ser lamedicin.



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Micrmetros de interiores tipo tubular:

Los micrmetros de interiores tipo tubular estn disponibles en varios tipos:1) Barra simple

2) Extensin

3) Varilla intercambiable

4) Punta intercambiable

5) Medicin de engranes internos

Micrmetro de interiores tipo barra simple

El tipo de barra simple es el ms utilizado de los micrmetros de interiores. Esta disponible enmuchos tamaos, con longitudes mximas de medicin desde 5C hasta 100 mm. enincremento de 25 mm. El recorrido del husillo es de 25 mm (Fig. 9.46), Ia figura 9.47 muestraLa construccin de este tipo de micrmetro.



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Mtodo de Medicin:

Para medir con exactitud dimetros de interiores es necesario contar con cierta experiencia.Esto se debe a Ia dificultad que implica posicionar el micrmetro adecuadamente dentro delagujero para medir el dimetro Si el micrmetro queda inclinado en direccin axial o diametral,ocurrir un error en la medicin. Adicionalmente, muchos micrmetros tubulares no cuentancon dispositivo de fuerza de medicin constante, tal como un trinquete, lo que dificulta aun mslograr mediciones exactas.El posicionamiento exacto del calibrador es Ia clave pan obtener mediciones exactas dedimetros interiores. Con el objeto de asegurar un posicionamiento exacto, mueva el extremode Ia cabeza de medicin de izquierda a derecha, en direccin lateral, hasta determinar elpunto ms alto en el plano perpendicular al eje. Entonces muvalo, como se muestra en Iafigura 9.48, hacia adelante y hacia atrs en direccin axial para determinar la distancia mscorta. Este procedimiento es necesario aunque el micrmetro cuente con un dispositivo de

fuerza constante.

Otra tcnica de medicin es fijar Ia longitud del micrmetro a la dimensin del limite inferior deIa especificacin y entonces, mientras se mide, se va haciendo ajustes finos poco a poco bastaobtener un dimetro exacto.Los micrmetros tubulares para interiores requieren, comparativamente mucho tiempo parahacer mediciones. Entre mayor sea el periodo de manejo ms se incrementa el efecto del calorde las manos sobre el micrmetro, lo cual puede aumentar sustancialmente su longitud, lo que

provocarla una lectura menor Para minimizar los efectos trmicos, el inspector deber utilizarsiempre guante y tambin tratar de reducir el tiempo de medicin.Para medir en una posicin profunda dentro de un agujero, un soporte puede utilizarse como lomuestra Ia figura 9.49. En este caso, primero fije L longitud del micrmetro ala dimensinaproximada y despus haga ajustes finos hasta que el micrmetro mida exactamente eldimetro. Los medidores d agujeros con indicador de cartula son ms efectivos para este tipode medicin.



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Micrmetros de Profundidades

Los micrmetros de profundidades son tiles pan medir las profundidades de agujeros, ranurasy escalonamientos.

Los micrmetros de profundidades se clasifican como sigue:

1. Tipo varilla simple

2. Tipo varilla intercambiable

3. Tipo varilla seccionada

De estos tres tipos, el de varillas intercambiables es el que ms se utiliza.

Micrmetro de profundidades tipo varilla simple.

Como puede apreciarse en Ia figura 9.63, este micrmetro consiste de una cabezamicromtrica, un husillo y una base. La construccin del cilindro y el tambor es Ia misma que Ladel micrmetro normal de exteriores, pero las graduaciones estn dadas en la direccininversa. El rango de medicin tpico (recorrido del husillo) es de 25 Mm.La superficie externa del husillo sirve como cara de medicin. La base est hecha de aceroendurecido. Debido a que Ia superficie inferior de Ia base se utiliza como superficie dereferencia, est lapeada con exactitud a un alto grado de planitud (aproximadamente 1.5 um )



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Micrmetro de profundidades tipo varilla intercambiable:

Las figuras 9.64 y 9.65 muestran la vista externa y la estructura de un micrmetro [de este tipo,el cual utiliza un husillo hueco sin superficie de medicin. En su lugar, una varilla intercambiableque pasa a travs del husillo y la base tiene una superficie de medicin finamente lapeada enun extremo. El otro extremo de Ia varilla est sujeto al husillo. El mtodo de fijacin dependedel fabricante. (Por ejemplo, puede ser un collar en Ia varilla y un tornillo de fijacin o Ia presindel tornillo de fijacin del trinquete contra el extremo de Ia varilla.)

Varillas intercambiables con diversas longitudes:

Estas varillas estn disponibles en longitudes que varan 25 mm una de otra y puedenreemplazarse con facilidad de acuerdo con Ia longitud de medicin deseada.Los tamaos y planitud de Ia base son similares a los del tipo de varilla simple para interiores.El rango de medicin estndar es 0 a 150 mm; algunos pueden medir una profundidad de hasta300 mm.

Precauciones de uso:

1. La superficie de referencia de Ia base tiende a acumular polvo y rebabas. Siempre mantengalimpia Ia superficie para asegurar mediciones exactas.

2. Aplique fuerza suficiente ala base cuando realice mediciones. Si Ia fuerza es insuficiente, Iabase puede levantarse debido ala fuerza de medicin aplica da a! husillo, lo cual provocarerrores de medicin.

3. Cuando utilice una varilla larga, Ia aplicacin de una fuerza excesiva de medicin puedeflexionarla. Tambin sea cuidadoso de Ia temperatura ambiente, dado que Ia expansin trmicaser significativa para varillas largas.

4. Verifique el punto cero cada vez que cambie Ia varilla.

Ajuste de cero:

A menos que Ia varilla est gastada en exceso, Ia mayora de las ocasiones el ajuste del ceropuede hacerse girando el cilindro con Ia Llave de ajuste (suministrada con el micrmetro), demanera similar al micrmetro de exteriores. nicamente cuando Ia varilla este desgastada porcompleto o se inserte una nueva varilla que requiera reajuste, mueva las tuercas soporte con Iamisma llave. Un giro en sentido antihorario incrementa Ia longitud de Ia varilla de medicin.



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Indicadores de Cartulas:



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Los indicadores de cartula son instrumentos ampliamente utilizados para realizar mediciones;

en ellos un pequeo desplazamiento del husillo es amplificado mediante un tren de engranespan mover en forma angular una aguja indicadora sobre la cartula del dispositivo (vease Fig.10.1); la aguja girar desde una hasta varias docenas de vueltas, lo que depende del tipo deindicador. Es fcil leer el desplazamiento amplificado en Ia cartula, lo cual hace que esteinstrumento sea til pan mediciones diversas.

Construccin bsica de los indicadores de cartula:



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La figura 10.3 muestra un corte seccional de un indicador de cartula con resolucin de 0.001

mm. Mientras que Ia figura 10.4 es un diagrama del modo de operacin.

El movimiento lineal del husillo, el cual tiene una punta de contacto (p) en su extremo, estransmitido a un pin (a) concntrico con un engrane (b) por medio de una cremallera hechasobre el husillo, lo que lo amplifica y transmite al engrane concntrico (c) con la aguja (e) paramostrar finalmente el desplazamiento en Ia cartula (t). En esta estructura hay algn juego enel ensamble entre el pin intermedia y Ia cremallera, as como entre el engrane y el pincentral, con el objeto de eliminar el juego. El pin central est ensamblado con otro engrane(d) con el cual se mantiene en contacto debido a Ia fuerza del resorte espiral (h).



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Medicin con indicadores de cartula:

Al tratar de realizar mediciones de longitud con un indicador de cartula, el usuario se percata

de que ste no es un instrumento completo, ya que debe complementarse con algn dispositivoque permita sujetarlo firmemente y alinearlo en la direccin en la que se realizara la medicin y,adems, contar con una superficie de referencia con respecto ala cual realizar las mediciones(Fig. 10.7).Una vez montado el indicador en sin soporte adecuado y despus de ajustar con el husillo lalectura cero en la cartula ejerciendo una ligera presin contra la superficie de referenciaes posible medir piezas colocndolas entre la superficie de referencia y Ia punta de contacto. Elrango de medicin del indicador general mente es pequeo, sobre todo cuando se comparacon el de otros instrumentosLa limitacin del rango de medicin puede superarse recurriendo a Ia medicin porcomparacin, que es la aplicacin ms comn de los indicadores. Para llevarla a cabo seprocede como lo ilustra la figura 10.8 y como se describe a continuacin.

a) Se coloca el indicador en un soporte adecuado ala longitud de lo que se pretende medir.

b) Se inserta un bloque patrn de longitud conveniente entre la superficie de referencia delsoporte y Ia punta de contacto del indicador.

5/26/2018 Manual Metrologia Instrumentos Medicion Tipos Usos Caterpillar - slidepd

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