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Laboratorio de Procesos de Mecanización METROLOGIA MEDICIONES LINEALES 15 de mayo de 2018, I Termino Te rmino 2018-2019 Charco Gómez Peter Ismael Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP) Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) Guayaquil – Ecuador Ecuador [
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[email protected]] Objetivos: 1. Interpretar la teoría estadística para las mediciones. 2. Describir las características, principios, funcionamiento y aplicación de los instrumentos de medición lineal, trazado plano y al aire, tomando en consideración su precisión y diseño geométrico. 3. Aplicar la teoría de ajuste y tolerancia en la selección del instrumento para realizar una medición especifica. 4. Describir la importancia de la textura superficial y tolerancia geométrica en la selección de instrumentos metrológicos. 5. Explicar el sistema métrico e imperial en las mediciones lineales.
Instrumentos y materiales: • • • • • • • •
Mármol Vernier de altura, vernier, vernier de profundidad Regla Flexómetro Cuenta hilos Micrómetro exterior, micrómetro de profundidad, micrómetro interior Probetas Guía de práctica.
Marco teórico: La Teoría estadística de mediciones provee una base para elegir una serie de métodos analíticos de datos que son comunes en las mediciones, uno de estas es la interpretación de datos. La teoría ayuda a la recopilación de datos, donde el problema es generar datos informativos utilizando la optimización y la aleatorización mientras se mide y se controla el error de observación. La metrología es la ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, así como de su verificación y calibración periódica. Toma en cuenta los métodos y los medios usados en todas las actividades de la vida para garantizar la uniformidad y exactitud requeridas en las mediciones realizadas. El trazado plano es el que realizamos sobre una superficie plana, muy utilizado en calderería por las chapas de poco espesor, se realiza de igual forma que cuando dibujamos sobre una hoja de papel. El trazado al aire o espacial es el que efectuamos sobre los distintos planos o superficies de una pieza en el espacio, reproduciendo en la pieza todas las indicaciones del croquis o plano. La mayoría de los instrumentos de medición utilizados se deben encerrar seguido y nos permiten realizar un sketch al momento sin embargo se deben utilizar adecuadamente ya que la incertidumbre de los instrumentos no es la misma.
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Se denomina ajuste a la relación mecánica existente entre dos piezas que pertenecen a una maquina o equipo industrial, cuando una de ellas encaja o se acopla en la otra. Se denomina tolerancia de mecanizado a la que se permite que exista entre un valor máximo y un valor mínimo para que la medida real de esa cota pueda ser considerada válida de acuerdo con la tolerancia que tenga la pieza donde se va a acoplar. Respecto a las mediciones se deberá escoger un buen instrumento dependiendo de su incertidumbre, ya que hay zonas especificas en donde la pieza mecanizada deberá tener una mayor precisión, por lo general estas zonas son las partes por donde la pieza se acoplará con otra. El acabado de la superficie es un término más subjetivo que denota la suavidad y calidad general de una superficie. La tolerancia geométrica de un elemento de una pieza es la zona de tolerancia dentro de la cual debe estar contenido dicho elemento. Dentro de la zona de tolerancia el elemento puede tener cualquier forma u orientación, salvo si se da alguna indicación más restrictiva, es decir, cada pieza a maquinar tiene una forma especifica y al finalizar el mecanizado esta debe poseer las características pedidas, con respecto a su forma y suavizado de curvas (en caso de poseer), caso contrario no se realizó una buena mecanización. Sistema métrico es un sistema de unidades que tiene como unidad de medida base al metro. Esta unidad de medida es una unidad de longitud. Sistema imperial es la unión de todas las unidades no métricas que en la actualidad son empleadas en Estados Unidos y uno que otro país que tienen como idioma principal el inglés y es un derivado del conjunto de aproximaciones que se han venido haciendo en Inglaterra, en especial en cuanto a la estandarización de los métodos y las técnicas. En general, en la mayoría de los países s e utiliza el metro como unidad base para longitud y así mismo pasa con todas las demás unidades principales del sistema, la única unidad que ha permanecido como unidad base, siendo del sistema imperial, es el grado sexagesimal.
Procedimiento: Levante un dibujo mecánico a mano alzada de tres probetas a medir. Realice las mediciones de cada cota de las piezas indicadas, de ser posible con cada uno de los instrumentos indicado en el cuadro de resultados. Anote las mediciones en una tabla de resultados. Acote el dibujo en letras.
Resultados: Adjunte dibujos de las probetas utilizadas con las cotas de las mediciones realizadas. Dibujos deben ser realizados por algún CAD (ver Anexos). PROBETA # 1, 2, 3 Cota
Flexómetro [mm] ± 1mm
INSTRUMENTOS Regla [mm] Vernier [mm] ± 1mm ± 0.1mm
A B C D E F G H I J K
10 25 73 34 23 53 --70 30 5
10 25 74 34 23 53 11 -70 30 5
10.2 25.3 73.6 33.8 23.1 53.0 10.8 G1 3/8 1½”
70.1 29.8 5.1
Micrómetro [mm] ±0.01mm
10.25 25.34 73.67 33.76 23.05 ---70.17 29.80 5.15
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L M N O P Q R
13 13 13 -60 17 32
13 13 13 5 60 17 32
13.0 13.2 13.1 5.1 50.8 17.3 31.6
----50.89 17.36 31.68
Tabla 1. Cotas realizadas con los diferentes instrumentos de medición
Conclusiones: En conclusión, se logró utilizar la teoría estadística para las mediciones de forma apropiada, debido a que cada medición fue realizada tres veces y con estas se obtuvo un valor medio, esto fue realizado con el fin de reducir los errores por mala visualización y otros errores involuntarios que pudo haberse cometido durante la práctica. Además, se ha tomado en cuenta la teoría de ajuste y tolerancia, debido a que se empleo cuatro instrumentos diferentes, con diferentes incertidumbres, con los cuales s e puede elegir la medición de cota adecuada dependiendo de la parte de la pieza que se ha medido, esto dependiendo si la zona medida será acoplada a otra o no. Con esto, en cierto modo, también se ha podido visualizar la importancia de la textura superficial y la tolerancia geométrica, debido a que se ha observado que en las partes que estarán en contacto con otra se tiene un mejor acabado, es decir, se observo que la pieza estaba mejor pulida y se tuvo un mayor cuidado para que la forma sea la adecuada, en caso de los agujeros. En general se han cumplido los objetivos propuestos, ya que se utilizo diferentes instrumentos de medición y se pudo observar las limitaciones que posee cada uno de estos y las razones por las que no seria un instrumento adecuado para cierto tipo de medidas, aparte de esto se constato que todos los instrumentos empleaban el sistema métrico, esto debido a que no se midió ninguna inclinación, la cual se la debería expresar en grados sexagesimales.
Recomendaciones: Se recomienda escoger 3 probetas con formas deferentes y de diferentes dificultades, con el fin de realizar la mayor cantidad de mediciones y de esta forma aprender a utilizar los instrumentos de la mejor manera. Medir mas de dos veces cada cota, para reducir cualquier tipo de error. Además, al realizar el bosquejo realizar líneas de eje y las aristas ocultas en caso de ser necesario. Por último, para medir las distancias entre centros de dos agujeros, medir la distancia entre las dos circunferencias y luego con la medida de los diámetros calcular la distancia entre centros.
Anexos: