Medidores em Metrologia – Tipos, Diagrama, Material, Design, Tolerância do Medidor

27 Haziran 2024 Roberto Magalhães

Medidores em Metrologia

Na produção em massa, onde um grande número de componentes semelhantes são fabricados de forma intercambiável, medir as dimensões de cada peça será um exercício demorado e caro.
Os medidores são uma das ferramentas de inspeção mais comumente usadas em oficinas de produção para verificação rápida e validação das dimensões de peças fabricadas. A medição se tornou parte integrante de qualquer processo de usinagem, pois ajuda a garantir o grau necessário de intercambialidade entre os milhões de peças fabricadas em todo o mundo.
Portanto, na produção em massa, os medidores podem ser usados para verificar a conformidade dos limites da peça com os limites de tolerância permitidos, em vez de medir as dimensões reais.
Os medidores de limite garantem que os componentes estejam dentro dos limites permitidos, mas não determinam o tamanho ou as dimensões reais.
Os medidores necessários para verificar as dimensões dos componentes correspondem a dois tamanhos atendendo aos limites máximo e mínimo dos componentes. São chamados de medidores GO e medidores NO GO (ou NOT GO), que correspondem, respectivamente, ao MML e LML do componente.
MML é o limite inferior de um furo e o limite superior do eixo e LML corresponde ao limite superior de um furo e o limite inferior do eixo.

Finalidade do uso dos medidores:

Os componentes são fabricados de acordo com os limites de tolerância especificados, limite superior e limite inferior. A dimensão de cada componente deve estar dentro deste limite superior e inferior.
Se as dimensões estiverem fora destes limites, os componentes serão rejeitados.
Se utilizarmos algum instrumento de medição para verificar essas dimensões, o processo consumirá mais tempo. Ainda assim, não estamos interessados em saber a quantidade de erro nas dimensões.
Basta que o tamanho do componente esteja ou não dentro dos limites prescritos. Para tanto, podemos fazer uso de medidores conhecidos como medidores limite.

Tipos de medidores:

Os medidores são classificados da seguinte forma:

1. Medidores simples

(i) De acordo com o tipo

(a) Medidores padrão (uma peça de acoplamento de cópia exata)
(b) Medidores de limite (feitos nos limites das dimensões)

(ii) De acordo com a finalidade

(a) Medidores de oficina – Medidores de oficina para verificação de dimensões após a fabricação.
(b) Medidores de inspeção – Medidores de inspeção para verificação de peças antes da aceitação final
(c) Medidores de referência, mestres ou de controle
(d) Adquirir medidores de inspeção para verificar peças de outras fábricas

(iii) De acordo com a geometria da superfície testada

(a) Medidores de plugue para verificação de furos
(b) Medidores de pressão e anel para verificação de eixos

(iv) De acordo com o projeto

(a) Medidores de circuito simples e limite duplo
(b) Medidores de extremidade simples e dupla
(c) Medidores fixos e ajustáveis

2. Medidores de folga do tipo ajustável.

3. Medidores diversos

(a) Combinado – medidores limite
(b) Medidores de posição
(c) Medidores de contorno
(d) Medidores do receptor
(e) Medidores cônicos
(f) Calibradores de folga

Medidores Padrão

Os medidores padrão são feitos de acordo com o tamanho nominal da peça a ser testada e têm o elemento de medição igual em tamanho à dimensão média permitida da peça a ser verificada. Um medidor padrão deve combinar com algum conforto.

Medidores de Limite:

Os medidores limite são ferramentas de inspeção de design rígido, sem escala, que servem para verificar as dimensões das peças fabricadas.
Os medidores limite não determinam o valor real das dimensões inspecionadas de uma peça, mas indicam se as dimensões da peça são fabricadas dentro dos limites especificados.
Esses medidores são usados na inspeção de peças intercambiáveis. Normalmente, dois medidores de aço temperado são fornecidos para cada dimensão a ser testada.
Um medidor 'Go' deve passar sobre ou através de um recurso correto. Verifica a condição máxima do material da peça.
Um medidor 'No Go' não deve passar por cima ou através de um recurso correto. Ele verifica a condição mínima do material da peça.

Os tipos gerais de medidores limite são

Medidores de plugue – Para verificar dimensões internas.
Medidores de pressão e medidores de anel – Para verificação de dimensões externas.

Medidores Sólidos – Os medidores nos quais a alça é parte integrante da parte de medição ou se todo o medidor é usinado a partir de uma única peça de metal, são chamados de medidores sólidos.

Medidores finais renováveis – Se a alça for fabricada separadamente e engatada na parte de medição por meio de um dispositivo de travamento adequado, esses medidores serão chamados de medidores finais renováveis.

Medidores de extremidade única – Se houver apenas um único medidor (seja ele Go ou No Go) em uma alça, ele será chamado de medidor de extremidade única.

Medidor de extremidade dupla: Se tanto 'Go' quanto 'No Go' forem combinados em uma alça de cada lado, ele é chamado de medidor de extremidade dupla.

Medidor progressivo – Um medidor de plugue simples de extremidade única com um elemento de medição com dois diâmetros de 'Go' e 'No Go', respectivamente, é chamado de medidor progressivo.

Medidor de plugue:

Os medidores de plugue são de formato cilíndrico, usados como um plugue para inspecionar dimensões internas.
Um calibrador de plugue simples é usado para verificar o tamanho de um furo. A parte de calibragem é feita de aço resistente ao desgaste adequado e endurecido, retificado e lapidado. Para calibradores de plugue pesados, a alça pode ser feita de ligas de metal leve e para calibradores de plugue menores, alças não metálicas adequadas podem ser fornecidas.

Vários tipos de medidores de plugue simples, como tipo sólido, tipo cônico inserido, tipo fixo, tipo plano e tipo segmentado, estão disponíveis para furos que variam de tamanhos menores a maiores.

Calibre de anel:

O medidor de anel simples é um par de medidores (medidor 'Go' e medidor 'No Go') tendo um lado de medição com o desvio limite máximo e mínimo do eixo para garantir a intercambialidade do eixo.

Os medidores são feitos de aço adequado e resistente ao desgaste e as superfícies de medição são primeiro estabilizadas, depois retificadas e lapidadas.

As outras superfícies são acabadas lisas e um revestimento anticorrosivo adequado é aplicado para proteger contra condições climáticas. A periferia do anel calibrador é serrilhada para fornecer aderência durante o manuseio.

Medidores de encaixe (ou) folga:

Um medidor de pressão é um medidor limite, com uma estrutura em forma de C com bigornas endurecidas e ajustáveis em extremidades opostas, usado para verificar diâmetros, comprimentos e espessuras.

Tipos de medidores de pressão:

(a) Medidor de pressão tipo nervura

(i) Calibre de pressão de dupla extremidade:
(ii) Tipo progressivo de extremidade única:

(b) Medidores de pressão de placa

(i) Tipo de extremidade dupla
(ii) Tipo progressivo de extremidade única:

(a) Medidor de pressão tipo nervura

(i) Calibre de pressão de dupla extremidade:

Este medidor também é chamado de medidor de pressão sólido. O medidor de pressão sólido é usinado e retificado a partir de um único bloco de metal na forma de
um 'C' em cada lado. De um lado está o medidor 'Go' feito para o limite superior e do outro lado no medidor 'No Go' feito para o limite inferior da dimensão. Esses medidores são convenientemente usados para inspecionar tamanhos na faixa de 3 mm a 100 mm.

(ii) Tipo progressivo de extremidade única:

Neste tipo de calibrador de pressão, ambas as aberturas, ou seja, 'Go' e 'No Go', estão no mesmo lado e são dispostas de modo que a peça que está sendo medida possa passar por elas em sequência. A peça, se estiver dentro da tolerância, passará pela abertura 'Go' (limite superior) (extremidade inferior), mas não passará pela abertura 'No Go' (limite de tamanho mínimo ou inferior) (extremidade superior). Esses calibradores são adequados para tamanhos que variam de 100 a 250 mm.

(b) Medidores de pressão de placa

Esses medidores são feitos de placas de aço resistentes ao desgaste de qualidade adequada. As superfícies de medição são endurecidas, estabilizadas, retificadas e lapidadas. As outras superfícies recebem acabamento liso e todos os cantos e arestas vivas são removidos.

medidor de pressão de extremidade dupla tipo placa

(i) Tipo de extremidade dupla:

Neste tipo, tanto os medidores 'Go' quanto 'No Go' estão em ambos os lados da mesma placa. Eles são usados para tamanhos que variam de 2 mm a 100 mm. Um medidor de pressão de placa do tipo de extremidade dupla é mostrado na Fig.

(ii) Tipo progressivo de extremidade única:

Aqui, tanto 'Go' quanto 'No Go' estão no mesmo lado da placa. No outro lado, é fornecida uma almofada de material não condutor adequado para manuseio conveniente. Esses medidores são usados para tamanhos que variam de 100 mm a 250 mm. Um medidor de pressão de placa do tipo progressivo de extremidade única é mostrado na Fig.

Medidores de folga de tipo ajustável:

Os calibradores de folga (ou) de encaixe do tipo ajustável têm a forma de uma estrutura em ferradura com suas bigornas de calibração ajustáveis. As bigornas são ajustadas por meio de parafusos independentes e com rosca fixa. A folga de abertura é definida para o limite necessário por meio de calibradores de deslizamento e os parafusos são travados na posição. Os calibradores de folga ajustáveis podem ser redefinidos para compensar o desgaste ou redefinidos para medir uma dimensão diferente. Eles oferecem a flexibilidade de construir nosso próprio calibrador dentro de qualquer tamanho na faixa especificada. É preferível onde o número de componentes a serem inspecionados é menor, mas a variedade de tamanhos a serem inspecionados é maior.

Medidores diversos:

Medidor de Limite Combinado

Um medidor de tampão único usado para inspecionar os limites superior e inferior de furos cilíndricos é chamado de medidor de limite combinado.

Medidor de posição

Um medidor de posição é usado para verificar a posição de um recurso na peça em relação a outro ponto de referência ou superfície. A forma e o design de um medidor de posição dependem do recurso a ser verificado. O projeto do medidor de posição pode ser baseado na sensação do operador ou no princípio da observação. Quando em contato com o lado 'Go', nenhuma luz passará entre a superfície de referência e a superfície do medidor, e quando em contato com o lado 'No Go', a luz passará.

Medidores de contorno

Os medidores de contorno também são chamados de medidores de perfil usados para verificar a precisão dimensional e o formato transversal de uma superfície. Esses medidores são feitos de perfil similar ao da obra.

Um medidor de contorno consiste em um conjunto de pinos (feitos de aço ou plástico) firmemente unidos em uma estrutura de modo que fiquem paralelos entre si e no mesmo plano. Assim, quando o medidor é pressionado contra um objeto, os pinos que podem se mover independentemente se adaptam ao formato do objeto. Agora, o medidor pode ser usado para desenhar o perfil ou copiá-lo para outra superfície.

Exemplos de medidores de contorno simples são medidores de raio para perfis de dentes de engrenagens, perfis de ferramentas de conformação, passos de roscas, etc.

Medidor cônico:

Medidores de plugue cônico são usados para verificar furos cônicos. Possui duas linhas de verificação. Uma é uma linha GO e outra é uma linha NOGO.
Durante a verificação do trabalho, a linha NOGO permanece fora do furo e a linha GO permanece dentro do furo.
Existem vários tipos de medidores de plugue cônico disponíveis, conforme mostrado na fig. Como
1) Calibre de plugue cônico — simples
2) Calibre de plugue cônico — com espiga.
3) Medidor de anel cônico simples
4) Medidor de anel cônico – com espiga.

Medidor de linha:

As roscas são verificadas com a ajuda de medidores de rosca.
Para verificação de roscas internas, (porcas, buchas) são utilizados medidores de rosca de plugue. Da mesma forma, medidores de rosca de anel são usados para verificar roscas externas (parafusos, parafusos).

Medidores de formulário:

Os medidores de forma podem ser usados para verificar o contorno do perfil de uma peça de trabalho.
Os medidores de forma nada mais são do que medidores de modelo feitos de chapa de aço.
Um medidor de perfil pode conter dois contornos que indicam os limites de um perfil

Medidor de passo do parafuso:

Os medidores de passo do parafuso são usados para verificar imediatamente o passo da rosca. São basicamente as ferramentas cotidianas usadas para escolher o parafuso necessário.
O número de lâminas planas com diferentes passos é articulado num suporte. O valor do passo está marcado em cada lâmina.

Medidores de raio e filete:

O raio de curvatura pode ser medido usando esses medidores. O raio pode ser externo ou interno.
De acordo com o tipo de raio a ser medido, a extremidade da lâmina é feita com perfil côncavo ou convexo.

Medidor de sensação:

Os calibradores de folga são usados para verificar a folga entre as superfícies de contato.
Eles são usados principalmente para ajustar a folga das válvulas em automóveis.
Elas são feitas de 0,03 a 1,0 mm de espessura e 100 mm de comprimento. As lâminas são pivotadas em um suporte.

Medidor de FIO:

O calibre do fio é usado para medir a largura das folhas e o diâmetro dos fios. Ele é acessível na forma de placas. Ranhuras de tamanhos diferentes estão disponíveis em uma placa para medir a espessura ou diâmetro preferidos. Essas ranhuras, anteriormente numeradas, estão disponíveis a partir do calibre 1 a 30. As folhas e o fio que devem ser calculados passam por essas ranhuras e é verificado que não seriam móveis e, juntos, devem tocar na ranhura. Atualmente, o número na ranhura é seu valor de calibre.

Medidor de pino:

Este calibre é o diâmetro de grandes furos que não podem ser medidos simplesmente por micrômetro ou vernier e assim por diante., pode ser medido por meio de um pino por extremidades esféricas, cujo comprimento é ligeiramente menor que o micrômetro a ser medido o pino está localizado no furo por suas extremidades em
contato na superfície do furo, sendo seu eixo uma corda do círculo. Mantenha uma extremidade em contato com a superfície do furo, a outra extremidade é trazida transversalmente para fazer contato no outro lado. A distância entre os dois pontos de contato é medida e, a partir dessa dimensão e do comprimento do pino calibrador, o diâmetro do furo é determinado.

Pontos a serem lembrados no Gauge Design

O formato dos medidores 'Go' deve ser uma réplica do formato das peças correspondentes.
Os medidores 'Go' devem permitir que diversas dimensões relacionadas sejam verificadas simultaneamente.
Durante a inspeção, os medidores Go devem ser sempre colocados em condições de máxima impassibilidade.
Os medidores 'No Go' servem para verificar um único elemento do recurso por vez.
Os medidores 'No Go' devem sempre ser colocados em condições de máxima transitabilidade durante a inspeção.

Material para medidores

O material utilizado na fabricação dos medidores deve atender aos seguintes requisitos:
1. O material utilizado na fabricação dos medidores deve ser duro e resistente ao desgaste para uma vida útil prolongada.
2. Deve ser capaz de manter a estabilidade dimensional e a forma.
3. Deve ser resistente à corrosão.
4. Deve ser facilmente usinável, para obter o grau necessário de precisão e acabamento superficial.
5. Deve ter baixo coeficiente de expansão, para evitar efeito de temperatura.

Aço de alto carbono

É o material mais adequado e barato utilizado na fabricação de medidores.
Pode ser tratado termicamente adequadamente para proporcionar estabilidade e alta dureza.
Pode ser facilmente usinado com alto grau de precisão.

Aço macio

Os medidores de aço macio são os mais adequados para medidores maiores.
Eles são adequadamente tratados termicamente por cementação até a profundidade necessária e, em seguida, têm suas superfícies de trabalho endurecidas para permitir o lixamento e o acabamento finais.
Após o endurecimento, as tensões internas são aliviadas para melhorar a estabilidade.

Medidores cromados

Os medidores cromados são muito populares e amplamente utilizados para medição.
O revestimento de cromo torna a superfície do medidor muito dura e resistente à abrasão e corrosão
Também é muito útil na recuperação de medidores desgastados. Para medir alumínio ou outros materiais com ação abrasiva, medidores cromados são amplamente utilizados.

Vidro

Os medidores de vidro não são muito populares, embora tenham boas propriedades de resistência ao desgaste e à corrosão.
O problema com esses medidores é que eles são danificados ou quebram facilmente se caírem.
Eles não são afetados por mudanças de temperatura e possuem um coeficiente de expansão térmica muito baixo.

Invar

Embora o Invar, que contém 36% de níquel, tenha um baixo coeficiente de expansão, ele não é adequado por um longo período.

Elinvar

Elinvar tem 42% de níquel, é mais estável que Invar e também tem um baixo coeficiente de expansão.

Tolerância do medidor (tolerância do fabricante do medidor)

Os medidores, como qualquer outro componente, não podem ser fabricados em seu tamanho ou dimensões exatas.
Para acomodar estas variações dimensionais, que surgem devido às limitações do processo de fabricação, à habilidade do operador, etc., alguma tolerância deve ser permitida na fabricação de medidores.
Assim, a tolerância permitida na fabricação de medidores é denominada tolerância do fabricante de medidores ou simplesmente tolerância de medidor.
A prática normal é considerar a tolerância do medidor como 10% da tolerância de trabalho.

Tolerância ao desgaste

Durante a inspeção, o lado NOT GO não deve entrar ou passar.
O medidor NOT GO engata totalmente na obra e portanto não sofre nenhum desgaste. Portanto, não há necessidade de prever desgaste no caso de medidores NOT GO.
O lado GO do medidor deve entrar no orifício ou simplesmente passar sobre o eixo sob o peso do medidor sem usar força indevida.
Durante a inspeção, as superfícies de medição do medidor esfregam constantemente contra as superfícies de contato da peça de trabalho. Portanto, os medidores GO sofrem desgaste nas superfícies de medição e com isso perdem sua dimensão inicial. Conseqüentemente, é fornecido subsídio de desgaste para os medidores GO para prolongar sua vida útil.
A margem de desgaste fornecida para o medidor GO é adicionada na direção oposta ao desgaste. Esta tolerância é adicionada para um medidor de plugue e subtraída para um medidor de anel ou folga.
Uma tolerância de desgaste de 10% da tolerância do medidor é amplamente aceita nas indústrias.

Aplicação de medidores:

1.Medidores de rosca
2. Medidores de formulário
3. Serew medidores de passo
4. Medidores de raio e filete
5. Calibradores de folga
6. Calibre de placa e calibre de fio