MECANISMOS E INSTRUMENTOS DE MEDIDA
¿Qué es la Metrologia?
La metrología deriva de dos palabras metro=medida y gia=ciencia; por lo que podríamos decir que es la “ciencia de la medición”. 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. Algunos la definen como “el arte de las mediciones correctas y fiables”.
¿Qué es Medir?
Muy sencillo medir es comparar. Cuando realizamos la comparación de una dimensión con otra conocida, estamos realizando una medición. La medida con la que comparamos se llama patrón.
Podríamos usar cualquier patrón, pero hoy en día estos patrones están normalizados en el Sistema Internacional de Medidas (S.I.).
Medir exige saber utilizar el instrumento de medida, saber “leer” los resultados y el cuidado del instrumento.
La Importancia de la Metrología
Algunas estadísticas señalan que entre un 60% y 80% de los fallos en una fábrica están relacionadas directamente con la falta de un adecuado sistema de metrología.. Este no solo se refiere al instrumento de medición, sino también al factor humano. Es decir, se puede tener el mejor equipo, verificado y calibrado, pero si el usuario no está capacitado para manejarlo, no podrá interpretar adecuadamente sus valores.
Un Poco de Historia de la Metrología
Las primeras medidas de longitud se hacían referenciadas a las partes de un hombre, el pie, el brazo, el palmo, etc.
Todas estas unidades de medida resultaban imperfectas, ya que variaban de un individuo a otro y de un lugar a otro, lo que comenzó a crear dificultades a la hora de establecer las primeras relaciones comerciales entre los hombres.
Posteriormente con el objeto de globalizar el mercado con otros países, ha sido necesario crear unos patrones de medición que se han adoptado en la mayor parte de los países.
A partir del siglo XVII se propuso crear un sistema de pesos y medidas cuyas unidades no tuvieran que depender de patrones que pudieran perderse con el tiempo, sino realidades físicas inalterables.
El progreso de la unificación fue largo, hasta que la implantación del “sistema métrico decimal” fue el definitivo, ya que unificó el peso y la medida.
El sistema métrico decimal, es un sistema de unidades basado en el metro (del griego metron, “medida”), en el cual los múltiplos y submúltiplos de una unidad de medida están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de 10.
Instrumentos de Medida
Los instrumentos de medida vienen con una escala, que es simplemente un conjunto de símbolos o marcas ubicados en el instrumento, a menudo acompañados de una referencia numérica y normalmente a lo largo de una recta o arco de círculo.
Ahora veamos algunos de los instrumentos de medida más utilizados.
Regla Graduada
Una regla es esencialmente una barra delgada que se utiliza para trazar líneas rectas y que, por lo general, contiene líneas calibradas mediante las cuales se puede medir una longitud. Por medir una longitud se entiende determinar la distancia en línea recta comprendida entre dos puntos.
Las reglas se fabrican en muy diversos tipos, material y dimensiones. La escala más utilizada suele ser en centímetros y milímetros:
Otro instrumento de medida parecido a la regla, pero flexible, sería la cinta métrica.
Escuadra de Carpintero
También conocida como escuadra con espaldón o escuadra de enmarque. Es una herramienta de medida y de comprobación de ángulos de 90º y de 45º. El espaldón o mango es la parte opuesta a la regla de un grosor mayor y para que se pueda apoyar en un canto de la pieza que se quiere verificar, y con ello permitir que el proceso y la verificación sean más confiables, además de ángulos de 90° este instrumento puede verificar también ángulos de 45° ya que en el vértice del ángulo de 90° el espaldón está inclinado en un ángulo de 45°. Algunas escuadras de carpintero tienen movilidad en el mango para poder utilizarla con ángulos diferentes. Estas últimas se llaman falsas escuadras o de combinación. Otra herramienta que sirve para lo mismo sería la regla de carpintero.
Si queremos cortar una pieza de madera, por ejemplo un listón, con un ángulo de 90º, solo tendremos que apoyar la escuadra por el punto de corte y marcar.
A veces, la regla de esta escuadra está graduada en centímetros y en pulgadas.
El Calibre o Pie de Rey
Este instrumento sirve para medir longitudes con mucha más precisión que la regla. Si la regla puede medir con precisión milímetros, el calibre llega a la décima e incluso a la media décima de milímetro.
Para medir exteriores se utilizan las dos patas largas, para medir interiores (p.e. diámetros de orificios) las dos patas pequeñas, y para medir profundidades un vástago que va saliendo por la parte trasera.
En la parte de abajo lleva una pequeña regla graduada móvil llamada nonio.
Para medir una vez abierto el calibre y ajustar las patas a la medida que hagamos, nos fijaremos en la escala graduada fija (la grande). La raya del 0 del nonio nos marcará los milímetros, siendo los milímetros la raya de la escala graduada que quede por debajo de la raya del 0 del nonio. si coincidiera exactamente el 0 del nonio con una raya de la escala graduada, esa sería la medida exacta, ya que no tendría decimales. Si no coincide, nos fijaremos en la escala del nonio. La primera raya del nonio que coincida con una raya de la escala graduada grande serán las décimas de milímetro o lo que es lo mismo 0,1mm (calibre con 10 divisiones en el nonio) o las medias décimas de milímetro 0,05mm si el calibre tiene 20 divisiones en el nonio. Veamos un ejemplo:
Ahora te toca a ti. ¿Cuánto mide el calibre siguiente?
El Micrometro o Palmer
El micrómetro es capaz de realizar medidas más precisas que incluso las que puede realizar el calibre.
El micrómetro es una unidad de longitud que también se puede llamar micra, equivalente a una millonésima parte de un metro (un metro si lo dividimos en un millón de partes eso es una micra), pero también se le llama Micrómetro, Palmer, tornillo Palmer o Calibre Palmer a un instrumento de medición de alta precisión, capaz de medir centésimas de milímetros, o lo que es lo mismo micras, de ahí su nombre Micrómetro.
Lo utilizan los torneros, fresadores, mecánicos, joyeros y todo aquel que quiera medir piezas con fiabilidad de hasta micras. Por ejemplo para medir espesores de chapas, rodamientos, engranajes, diámetros de tuercas, etc.
En la siguiente imagen puedes ver las partes del micrómetro:
La pieza que queremos medir la colocamos contra la punta de apoyo del yunque con la mano izquierda mientras acercamos la punta de contacto del husillo girando la perilla del trinquete con los dedos pulgares y el índice. En la figura de las partes del micrómetro se aprecia que estamos midiendo un anillo, y este está sujeto entre el yunque y el husillo.
Cuando la pieza a medir este perfectamente cogida entre las dos partes (entre el yunque y el extremo del usillo), sigue girando la perilla del trinquete hasta que escuches 3 clics. Ahora fijamos la medida usando para eso la tuerca del freno (giramos el freno) mientras el husillo y el yunque estén sujetando la pieza que queremos medir.
Retiramos la pieza del micrómetro ya bloqueado y leemos la medida de la pieza en el micrómetro.
Si quieres aprender a medir con el Micrómetro normal vete al siguiente enlace: Micrometro.
Hoy en día se simplifica mucho las medidas con el micrómetro si usamos un micrómetro digital, ya que un display nos marca directamente la medida.
MECANISMOS
El concepto de mecanismo proviene del vocablo latín “Mechanisma” que alude al conjunto de diversos componentes o elementos destinados a asegurar el funcionamiento efectivo de un algo. Todo mecanismo se forma de diversos cuerpos independientes (piezas). También se refiere a una pieza de una máquina.
Los mecanismos están constituidos por distintos componentes como: el Eslabón, el Nodo y Junta o Par cinemático.
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO
Palancas
*de primer grado
*de segundo grado
*de tercer grado
Poleas
* simple
*Polipasto
*Polea de transmisión
Ruedas de fricción
* cilíndricas
*cónicas
Engranajes
*cilíndricos
* cónicos
*con cadena
*tren epicicloidal
tornillo sin fin
* corona
PALANCA DE PRIMER GRADO
El punto de apoyo está entre la fuerza y la resistencia
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PALANCA DE SEGUNDO GRADO
La resistencia está entre el punto de apoyo y la fuerza
PALANCA DE TERCER GRADO
La fuerza está entre el punto de apoyo y la resistencia
Tienen desventaja mecánica porque es necesario aplicar mucha fuerza para vencer poca resistencia
POLEA SIMPLE
La polea es una rueda con una hendidura por donde se introduce una cuerda o una correa.
POLIPASTO
Conjunto de poleas combinadas de tal forma que puedo elevar un gran peso haciendo muy poca fuerza.
Está compuesto por poleas fijas y móviles
POLEA DE TRANSMISIÓN
Transmite movimiento de giro entre dos ejes distantes.
La correa puede patinar cuando se transmite mucha fuerza
RUEDAS DE FRICCIÓN
Transmiten el movimiento de giro entre ejes cercanos por rozamiento de dos ruedas.
ENGRANAJES
Transmiten movimientos de giro entre ejes próximos.
Adecuados para transmitir grandes fuerzas.
MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO
*Torno
* Piñón
*Cremallera
*Tornillo
*Tuerca
*Leva –seguidor
*Excéntrica
*Biela – manivela
*Cruz de malta
TORNO
Se puede considerar como una palanca de primer grado.
Como todos los mecanismos se puede combinar con otros.
PIÑÓN - CREMALLERA
Sistema compuesto por un engranaje y una barra dentada
TORNILLO - TUERCA
Sistema compuesto por un eje roscado y una tuerca. El eje roscado también se llama husillo
Las levas pueden tener muchas formas dependiendo del movimiento que se le quiera dar al seguidor. Seguidor o varilla o vástago.
EXCÉNTRICA
Es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto de su perímetro. • Es una manivela con forma circular.
BIELA - MANIVELA
Sistema compuesto por barras articuladas, una gira y la otra se desplaza por una guía. El cigüeñal es la unión de múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas
CRUZ DE MALTA
Transforma movimiento circular continuo en circular alternativo. También se llama Rueda de Ginebra
MECANISMOS DE ACOPLAMIENTO
Acoplamientos rígidos
* Bridas
* Chavetas
* Manguito
Acoplamientos moviles
* Junta cardan
*Junta oldham
*Manguito deslizante
*Cojinetes
*de fricción
*rodamientos
Embragues
* de dientes
* de fricción
*hidráulicos
ACOPLAMIENTOS RÍGIDOS
Bridas: unen tubos, ejes, árboles, mediante apriete de dos platos extremos con tornillos y tuercas.
Chavetas: unen ejes y árboles mediante una ranura y una chaveta.
Manguito: unen ejes y árboles mediante apriete de un cilindro que los abarca.
Junta Cardan o articulación universal: transmite movimiento de rotación de un árbol a otro cuando forman un cierto ángulo.
Junta Oldham: entre los discos solidarios al árbol se interpone otro disco entre los ejes casi alineados.
Manguito deslizante: dos piezas estriadas en los extremos de la unión.
COJINETES
De fricción o casquillo: permanece inmóvil en el asiento del soporte mientras el eje o árbol roza sobre él.
Rodamientos: no hay deslizamiento entre las superficies ya que se produce rodadura entre los elementos intercalados entre las superficies que giran.
EMBRAGUES
De fricción: superficies muy adherentes en sus extremos.
Hidráulicos: utilizan un fluido como elemento transmisor del movimiento entre árboles
MECANISMOS DISIPADORES DE ENERGÍA Y RETENCIÓN
Son capaces de transformar la energía mecánica de un elemento en energía calorífica por medio de rozamiento o fricción.
Frenos
* de tambor
* de disco
Trinquetes
*de fricción
*de dientes
FRENOS
De tambor: disponen de zapatas que actúan sobre el tambor solidario al árbol o eje que gira.
De disco: el disco gira solidario con el árbol o eje cuyo movimiento se desea reducir y las pastillas funcionan sobre el disco.
TRINQUETES
Permiten el giro del eje en un sentido, pero no en el contrario.
Consta de rueda dentada y uñeta.
MECANISMOS ACUMULADORES DE ENERGÍA
Dispositivos que pueden almacenar o acumular una determinada cantidad de energía mecánica y devolverla en el momento necesario.
Elementos elásticos
* Muelles o resortes
* Ballestas
*Volante de inercia
ELEMENTOS ELÁSTICOS
Muelles o resortes: se deforman por la acción de una fuerza y recuperan su forma inicial cuando cesa la fuerza deformadora.
Ballestas: formadas por láminas de acero de distinta longitud unidas entre sí por medio de abrazaderas.
VOLANTE DE INERCIA
Acumula la energía mecánica en forma de energía cinética de rotación.
Consiste en una rueda o disco de acero colocado en el árbol motor que gira solidariamente con él
BIOGRAFIAS
http://www.areatecnologia.com/herramientas/metrologia.html
http://conceptodefinicion.de/mecanismo/
