Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán
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Metrología
Profesor Hernández Estrada Ricardo Agustín
Equipo 9 ● López Gutiérrez Gutiérrez Juan Carlos Carlos ● Márquez Cruz David ● Miranda Roque Roque Axel Enrique
Grupo: 4AM2
Estimación de incertidumbre de medición Es un intervalo que representa la forma en que los datos obtenidos para una magnitud (que es la propiedad de un fenómeno, cuerpo o sustancia que se puede expresar mediante un número y una referencia) de interés (llamada mensurando) se distribuyen o dispersan.
La estimación de incertidumbre de medida fue realizada de forma “subjetiva” usando el sentido común del observador y su experiencia, sin embargo, para propósitos de aplicación en un laboratorio de calibración o ensayos debemos convertirla en un estimado basado en evidencia “objetiva”. Para lo anterior, existen metodologías que podemos utilizar para lograr un estimado con mayor confiabilidad y de manera objetiva. La metodología comúnmente utilizada por los laboratorios es la descrita en la “Guide to the expression of Uncertainty in Measurement”, ó Guía para la Expresión de la Incertidumbre de Medición (GUM). Donde se presenta una serie de pasos básicos que permiten realizar un estimado de la incertidumbre de medida. Los pasos a seguir serían: 1. 2.
3. 4. 5.
Modelar: Identificar al mensurando y expresarlo matemáticamente en una ecuación que mejor convenga. Identificar las fuentes de incertidumbre o magnitudes de influencia (afectan al mensurando pero no son parte de este) y asignarles una función probabilística. Cuantificar: determinar el valor más probable del mensurado . Combinar: de tal forma que se obtenga un valor de incertidumbre total. Informar: Anotar el mensurando y la estimación calculada anteriormente con un +/-
Medición de tolerancias La cantidad total que le es permitido variar a una dimensión especificada se conoce como tolerancia y es la diferencia entre los límites superior e inferior especificados. Al ensamblar piezas ocurre un ajuste, el cual es la cantidad de juego o interferencia resultante de tal ensamble. Los ajustes pueden clasificarse como:
- Con juego - Indeterminado o de transición. - Con interferencia, forzado o de contracción. El ajuste se selecciona con base en los requerimientos funcionales; por ejemplo, si se desea que una pieza se desplace dentro de la otra se utilizara un ajuste con juego, pero si se desea que las dos piezas queden firmemente sujetas se utilizara un ajuste forzado. El ajuste deseado se logrará aplicando tolerancias adecuadas a cada una de las partes ensamblantes.
Segun la direccion en la cual la variación es permitida, y en relación con la dimensión especificada las tolerancias se clasifican en unilaterales y bilaterales.
Formas de expresión de tolerancias. Los ejemplos anteriores utilizan las tolerancias expresadas con signos más y menos y precedidas por la dimensión especificada. Otra forma de expresar los límites dentro de los cuales pueden variar las dimensiones de una característica es el dimensionamiento límite, en el cual el límite superior especificado se coloca arriba del límite inferior especificado. Cuando se expresa en un solo renglón, el límite inferior precede al superior y un guión separa los dos valores.
En el sistema ISO se utilizan letras mayúsculas para características internas y minúsculas para externas, que indican la posición de la tolerancia con respecto a la línea cero, la cual es función de la dimensión especificada (Fig. 15.1).
Los números que siguen a las letras se conocen como grados de tolerancia y corresponden al mismo nivel de exactitud. Para todas las dimensiones especificadas existen 18 grados diferentes que son el 01 y del 0 al 16; el de mayor exactitud es el 01 y el de menor es el 16. La tolerancia también depende de la dimensión, entre mayor sea la dimensión mayor será la tolerancia. asimismo, la desviación mostrada en la figura 15.1 depende de la dimensión (linea cero).
Calibres de dimensión fija Son réplicas de las formas de las partes por medir. Aunque es fácil y económico utilizar los calibres fijos, éstos sólo indican si una parte es muy pequeña o muy grande cuando se compara con un patrón establecido. Los calibres de tapón se utilizan normalmente para orificios (fig. 35.10a y b). El calibre PASA es menor que el calibre NO PASA y se desliza dentro de cualquier orificio que tenga una dimensión menor que la del diámetro del calibrador. El calibre NO PASA no debe entrar en el orificio. Para dichas mediciones se requieren dos calibres, aunque ambos pueden estar en el mismo dispositivo, ya sea en los extremos opuestos o en dos escalones en un extremo (calibre escalonado).
Calibres de anillo (fig. 35.10c) se utilizan para medir flechas y partes redondas similares. Los calibres de anillos se usan para medir roscas externas. Calibres instantáneos(fig. 35.10d): normalmente se utilizan para medir dimensiones externas. Se fabrican con superficies ajustables de calibración, para utilizarse con partes que tienen dimensiones diferentes. Una de las superficies de calibración se puede ajustar a una separación distinta de la otra, constituyendo así un calibrador unitario PASA-NO PASA.
Perno patrón cilíndrico Patrón, donde en un lado se encuentra el perno PASA, y dispuesto del lado contrario está el perno NO PASA Normalizados en cuatro tipos: ● Montaje cónico (0.510-1.510in) (fig 15.8) ● Triple montaje reversible (+1.510in) (fig 15.9) ● Diseño anular (fig 15.10) ● Tipo alambre (-0.510in) (fig 15.11)
Medición de roscas Las uniones roscadas comprenden un tornillo fileteado exteriormente y una tuerca fileteada interiormente y son muy importantes en construcciones mecánicas. -Existen dos tipos de roscas: las roscas de montaje usadas para unir piezas que pueden ser frecuentemente desmontadas, y las roscas de movimiento usadas para transformar rotación en traslación. -Los elementos característicos de una rosca son: paso, diámetro exterior, diámetro interior, diámetro medio, ángulo del perfil y ángulo de la hélice media.
Para identificar el tipo de roscas se utiliza el cuentahilos, el micrómetro de puntas o alambres calibrados
Para determinar si la rosca de una tuerca cumple con la tolerancia especificada, se usan calibres fijos denominados “pasa-no pasa” macho. El diámetro exterior es comprobado con un calibre Pasa roscado (límite mínimo). El diámetro medio es comprobado con calibres Pasa y No pasa roscados (límites máximo y mínimo). El diámetro del núcleo es comprobado con calibres Pasa y NO pasa lisos (límites máximo y mínimo).
Para determinar si la rosca de un tornillo cumple con la tolerancia especificada se utilizan calibres fijos Pasa y No pasa hembra. El diámetro exterior es comprobado utilizando calibres de herradura lisos Pasa y No pasa (límite máximo y mínimo). El diámetro medio es comprobado utilizando un anillo roscado Pasa y con una herradura de rodillos No pasa para los límites máximo y mínimo respectivamente. El diámetro del núcleo es comprobado con un anillo roscado Pasa y una herradura de puntas No pasa para los límites máximo y mínimo respectivamente.
Medición de engranes Los engranes son elementos que en conjunta se utilizan para tr ansmitir movimiento -Se clasifican en cilíndricos y cónicos; los cilíndricos se clasifican en rectos, interiores, helicoidales, doble helicoidales, helicoidales para ejes cruzados y de cremallera, mientras que los cónicos se clasifican en rectos, espirales, espirales “Hipoid”, y de tornillo-sin-fin. -Los engranes tienen una circunferencia primitiva a lo largo de la cual engranan los dientes, y un paso correspondiente a un diente y un vano consecutivos -También tienen una relación entre el diámetro y el número de dientes y tienen altura de dientes
Para la medición de los distintos parámetros que conforman a un engrane se utilizan diversos instrumentos incluyendo al pie de rey de doble nonius, al micrómetro de platillos, el comparador, el comparador Sykes, el micrómetro con contactos esféricos y el micrómetro de interiores.
Fuentes consultadas ● González, Carlos, “Metrología”, Mc Graw Hill ● Estimación de la incertidumbre de medida, http://www.metrycal.com/Main/Estimacion_de_la_incertidumbre_de_medida.p df ● American Machinist Magazine, “Máquinas y herramientas para la industria metalmecánica”, McGraw Hill ● D. Lucchessi “Verificación de piezas y máquinas herramientas”, Ed. Labor. ● http://www.edu.xunta.gal/centros/cfrcoruna/aulavirtual2/file.php/186/Toleranci as_Dimensionales_.pdf ● Manufactura, ingeniería y tecnología. S. Kalpakjian
