TECNOLÓGICO EM AUTOMAÇÃOINDUSTRIAL

Tecnologia Mecânica

Prof. Dr. João Alves Pacheco

Aula 01

EMENTA:A disciplina aborda tópicos relacionados a conceitos demetrologia e padrões de medidas lineares e angulares,rastreabilidades, erros de medida, precisão, desvios deforma, rugosidade superficial, roscas e engrenagens,instrumentos e aparelhos de medição.

Introdução

OBJETIVO:Identificar junto a instrumentos e técnicas de metrologiaa que mais se aplica em sistemas automatizados.Especificar tolerâncias e ajustes. Enumerar instrumentosde medição.

Introdução

CONTEÚDO: Conceitos Fundamentais Metrologia científica, legal e industrial Padrões de Medida Rastreabilidade Metrologia geométrica Medidas lineares e angulares Erros de medição Precisão Medidas de desvios de forma Rugosidade superficial Medição de roscas e engrenagens

Introdução

CONTEÚDO: Instrumentos e aparelhos de medição Softwares utilizados Aferição, manutenção e equipamentos metrológicos Sistemas de tolerâncias e ajustes.

Introdução

METODOLOGIAS: Aulas expositivas e aulas práticas em laboratório.

Introdução

AVALIAÇÃO: Avaliações teóricas e testes práticos.

Introdução

BIBLIOGRAFIA BÁSICA:LIRA, F.A. Metrologia na Indústria. 6 ed. São Paulo:

Érica, 2008.

AGOSTINHO, O.L.,RODRIGUES, A.C.S e LIRANI,J.

Tolerâncias, ajustes, desvios e análise de dimensões.

12 reimpressão. São Paulo: Edgard Blucher, 2013.

Introdução

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:CHIAVERINI, V.Tecnologia Mecânica: estrutura e propriedades

das ligas metálicas. v 1. 2 ed. São Paulo: Pearson Education,

1986.

CHIAVERINI, V.Tecnologia Mecânica: estrutura e propriedades

das ligas metálicas. v 2. 2 ed. São Paulo: Pearson Education,

1986.

CHIAVERINI, V.Tecnologia Mecânica: estrutura e propriedades

das ligas metálicas. v 3. 2 ed. São Paulo: Pearson Education,

1986.

GERE, J.M., GOODNO,B.J. Mecânica dos Materiais. São Paulo:

Cengage, 2010.

MELCONIAN,S. Mecânica técnica e resistência dos materiais. 18

ed. São Paulo: Érica, 2008.

Introdução

PlanejamentoDATA AULA CONTEÚDO/ATIVIDADES ESTRATÉGIA DE AULA

29/07/2016 1Apresentação da disciplina, plano de ensino, processo avaliativo, estratégias de ensino aprendizagem, vídeo e questionário.

Aula expositiva e dialogada

05/08/2016 2 Unidades dimensionais lineares e notação científicaAula expositiva e exercício.

12/08/2016 3 Régua graduada – tipos e usos, graduações da escalaAula expositiva e exercício.

19/08/2016 4Paquímetro – principio do Vernier – tipos e usos – erros de medição e leitura

Aula expositiva e exercício

26/08/2016 5 Paquímetro – sistema métrico decimalAula expositiva e exercício

02/09/2016 6 Paquímetro – Sistema inglês ordinário Aula expositiva

09/09/2016 7 Micrometros Nomenclatura, tipos e usos Aula expositiva

16/09/2016 8 Medição de diâmetros externos (micrômetro) Aula expositiva e exercício

23/09/2016 9 Avaliação P1 sobre o conteúdo ministrado até 16/09.Prova objetiva sem consulta

PlanejamentoDATA AULA CONTEÚDO/ATIVIDADES ESTRATÉGIA DE AULA

30/09/2016 10Vistas e correção da P1 e micrometro - sistema métrico decimal

Aula expositiva.

07/10/2016 11 Micrômetro (Sistema inglês decimal).Aula expositiva e exercício

14/10/2016 12 Medição angular Aula expositiva e exercício

21/10/2016 13 Goniômetro (tipos e usos)Aula expositiva e exercício

04/11/2016 14 Instrumentos medidores de pressãoAula expositiva e exercício

11/11/2016 15 Relógio comparador (tipos e características) Aula expositiva e exercício

18/11/2016 16 Tolerâncias (Sistema ISO) Aula expositiva e exercício

25/11/2016 17 Tolerâncias (Sistema ISO) Exercício em sala

02/12/2016 18 Avaliação P2 , contemplando o conteúdo ministrado até 25/11.Prova objetiva sem consulta

Planejamento

DATA AULA CONTEÚDO/ATIVIDADES ESTRATÉGIA DE AULA

09/12/2016 19 Correção e Vista da P2. Aula expositiva

16/12/2016 20Exame - com 10 questões de múltipla escolha, contemplando o conteúdo de todo o semestre.

Prova objetiva sem consulta

AvaliaçãoP1

• Prova teórica – valor máximo 5,0;

• Exercício teóricos e práticos – escolhido dentre os

exercícios efetuados durante o 1º período – valor

máximo 5,0.

Avaliação

AvaliaçãoP2

• Prova – valor máximo 5,0;

• Exercício teóricos e práticos – escolhido dentre os

exercícios efetuados durante o 2º período – valor

máximo 5,0.

Avaliação

AvaliaçãoP3

• Prova com 10 questões de múltipla escola – valor

máximo 10;

Avaliação

Introdução

A medição é uma operação antiqüíssima e de

fundamental importância para diversas

atividades do ser humano.

Na indústria, por exemplo, toda vez que se

quantifica um elemento, se está medindo, isto

é, comparando este elemento com uma

referência.

Introdução

O resultado de uma medição é, em geral,

uma estimativa do valor do objeto da

medição.

Desta forma a apresentação do resultado é

completo somente quando acompanhado por

uma quantidade que declara sua incerteza,

ou seja, a dúvida ainda existente no processo

de medição.

Introdução

Do ponto de vista técnico, quando realizamos uma

medição esperamos que ela tenha:

• Exatidão – valor mais próximo do valor real;

• Repetitividade - concordância entre os resultados

de medições sucessivas efetuadas sob as mesmas

condições;

• Reprodutibilidade - concordância entre os

resultados das medições efetuadas sob condições

variadas.

Introdução

Também é necessário termos unidades de medidas

definidas e aceitas convencionalmente por todos.

O Brasil segue as diretrizes da

Conferência Geral de Pesos e Medidas e adota as

unidades definidas no SI - Sistema Internacional

de Unidades - como padrão para as medições.

Mas dependendo da área, outros sistemas de

unidades podem ser empregados, como o sistema

inglês que ainda é muito difundido na área automotiva

e na própria usinagem dos metais, por exemplo.

Introdução

Mesmo com isso, o valor a medir é sempre

desconhecido, não existe uma forma mágica de

checar e afirmar que o número obtido de um sistema

de medição representa a grandeza sob medição

(mensurando).

Introdução

Assim, existem alguns procedimentos com os quais

pode-se caracterizar e delimitar o quanto os erros

podem afetar os resultados, estes são chamados de:

• Calibração - feito por institutos credenciados pelo

INMETRO;

• Aferição - procedimentos executados pelos

próprios interessados e não necessitando de

certificação e ambientes extremamente

controlados.

Introdução

Para calibrar uma balança

necessitamos de um

conjunto de massas padrão,

de modo a cobrir toda a faixa

da balança. Aplicando-se

diretamente a massa (com

valor conhecido de 5 kg, por

exemplo) sobre a balança,

podemos verificar se esta

está calibrada.

Introdução

A calibração é uma oportunidade de aprimoramento constante

e proporciona algumas vantagens:

Redução na variação das especificações técnicas dos

produtos: produtos mais uniformes representam uma

vantagem competitiva em relação aos concorrentes;

Prevenção dos defeitos: a redução de perdas pela pronta

detecção de desvios no processo produtivo evita o desperdício

e a produção de rejeitos;

Compatibilidade das medições: quando as calibrações

possuem rastreabilidade aos padrões nacionais e

internacionais asseguram atendimento aos requisitos de

desempenho.

Introdução

GRANDEZA E UNIDADES

Grandeza Mensurável - atributo de um fenômeno, corpo ou

substância que pode ser qualitativamente distinguido e

quantitativamente determinado.

O termo “grandeza” pode referir-se a uma grandeza em um sentido

geral ou a uma grandeza específica.

a) Grandezas em um sentido geral: comprimento, tempo, massa,

temperatura, resistência elétrica, concentração de quantidade de

matéria;

b) Grandezas específicas: comprimento de uma barra; resistência

elétrica de um fio; concentração de etanol em uma amostra de

vinho.

GRANDEZA E UNIDADES

• Grandezas que podem ser classificadas, uma em

relação a outra, em ordem crescente ou

decrescente, são denominadas grandezas de

mesma natureza.

• Grandezas de mesma natureza podem ser

agrupadas em conjuntos de categorias de

grandezas, por exemplo:

• Calor, energia.

• Os símbolos das grandezas são dados na norma

ISO 31.

GRANDEZA E UNIDADES

Unidade de Medida

Grandeza específica, definida e adotada por

convenção, com a qual outras grandezas de mesma

natureza são comparadas para expressar suas

magnitudes em relação àquela grandeza.

Unidades de medida têm nomes e símbolos aceitos

por convenção.

GRANDEZA E UNIDADES

Sistema Internacional de Medidas

Sistema coerente de unidades adotado e

recomendado pela Conferência Geral de

Pesos e Medidas (CGPM).

O SI é baseado, atualmente, nas sete

seguintes unidades de base :

GRANDEZA E UNIDADES

SISTEMA DE MEDIÇÃO

É necessário o conhecimento das características

metrológicas e operacionais de um sistema de

medição para sua correta utilização.

Para tal, é necessária a definição de alguns

parâmetros para caracterizar de forma clara o seu

comportamento.

Antes de iniciar tal estudo é conveniente classificar

as partes que compõem um sistema de medição

típico e caracterizar os métodos de medição.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

A análise sistêmica de diversos sistemas de medição (SM)

revela a existência de três elementos funcionais bem definidos

que se repetem com grande freqüência na maioria dos sistemas

de medição em uso. Em termos genéricos, um SM pode ser

dividido em três módulos funcionais:

• sensor/transdutor;

• unidade de tratamento do sinal;

• dispositivo mostrador.

Cada módulo pode constituir uma unidade independente ou

pode estar fisicamente integrada ao SM. A Figura 1 mostra

genericamente este SM.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

Figura 1 - Sistema Generalizado de Medição

SISTEMA DE MEDIÇÃO

O transdutor é o módulo do SM que está em contato

com o mensurando.

Gera um sinal proporcional (mecânico, pneumático,

elétrico ou outro) ao mensurando segundo uma função

bem definida, normalmente linear, baseada em um ou

mais fenômenos físicos.

Em termos gerais, um transdutor transforma um efeito

físico noutro.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

Quando o transdutor é composto de vários módulos,

várias transformações de efeitos podem estar

presentes.

O primeiro módulo do transdutor, aquele que entra em

contato diretamente com o mensurando, é também

denominado de sensor.

A rigor, o sensor é uma parte do transdutor.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

O sinal gerado pelo sensor/transdutor normalmente

é um sinal de baixa energia, difícil de ser diretamente

indicado.

A unidade de tratamento do sinal (UTS), além da

amplificação da potência do sinal, pode assumir

funções de filtragem, compensação, integração,

processamento, etc.

É as vezes chamada de condicionador de sinais.

Este módulo pode não estar presente em alguns SM

mais simples.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

O dispositivo mostrador recebe o sinal tratado

(amplificado, filtrado, etc.) e através de recursos

mecânicos, eletro-mecânicos, eletrônicos ou outro

qualquer, transforma-o em um número inteligível ao

usuário, isto é, produz uma indicação direta

perceptível.

Este módulo compreende também dispositivos

registradores, responsáveis pela descrição analógica

ou digital do sinal ao longo do tempo ou em função

de outra grandeza independente.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

São exemplos: registradores X-Y, X-T, gravadores de

fita, telas de osciloscópios, manômetros, velocímetros,

etc.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

Exemplo: Um termômetro

Possui os três elementos funcionais.

1) A temperatura a medir é absorvida pelo fluído no interior do

bulbo, que é o transdutor deste sistema, e sofre variação

volumétrica. Esta variação é praticamente imperceptível a

olho nu.

2) O tubo capilar do termômetro tem por finalidade amplificar

este sinal, transformando a variação volumétrica deste fluído

em grande variação da coluna do fluído, o que caracteriza a

UTS (unidade de tratamento do sinal) deste sistema.

3) O mostrador é formado pela coluna do líquido contra a

escala.

SISTEMA DE MEDIÇÃO

Sensor/Transdutor

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

Dispositivo utilizado para uma medição, sozinho ou

em conjunto com dispositivo(s) complementar(es)

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

PAQUÍMETRO

Utilizado em medidas internas, externas, de profundidade e de

ressaltos, sendo um dos instrumentos mais usados na indústria

metal mecânica.

A

internaB

de ressalto

C

Externo

D

de profundidade

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

PAQUÍMETRO

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

PAQUÍMETRO

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

PAQUÍMETRO

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

PAQUÍMETRO

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

Relógio Comparador

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

Micrômetro

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

Manômetro

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

Traçador

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

Projetor de Perfil

INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

Mesa de Desempeno

Vídeo

Metrologia-1

HISTÓRICO