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TECNOLÓGICO EM AUTOMAÇÃOINDUSTRIAL
Tecnologia Mecânica
Prof. Dr. João Alves Pacheco
Aula 01
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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
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OBJETIVO:Identificar junto a instrumentos e técnicas de metrologiaa que mais se aplica em sistemas automatizados.Especificar tolerâncias e ajustes. Enumerar instrumentosde medição.
Introdução
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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
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CONTEÚDO: Instrumentos e aparelhos de medição Softwares utilizados Aferição, manutenção e equipamentos metrológicos Sistemas de tolerâncias e ajustes.
Introdução
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METODOLOGIAS: Aulas expositivas e aulas práticas em laboratório.
Introdução
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AVALIAÇÃO: Avaliações teóricas e testes práticos.
Introdução
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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AvaliaçãoP2
• Prova – valor máximo 5,0;
• Exercício teóricos e práticos – escolhido dentre os
exercícios efetuados durante o 2º período – valor
máximo 5,0.
Avaliação
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AvaliaçãoP3
• Prova com 10 questões de múltipla escola – valor
máximo 10;
Avaliação
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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Introdução
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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.
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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.
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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.
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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 :
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GRANDEZA E UNIDADES
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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.
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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.
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SISTEMA DE MEDIÇÃO
Figura 1 - Sistema Generalizado de Medição
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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.
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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.
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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.
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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.
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SISTEMA DE MEDIÇÃO
São exemplos: registradores X-Y, X-T, gravadores de
fita, telas de osciloscópios, manômetros, velocímetros,
etc.
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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.
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SISTEMA DE MEDIÇÃO
Sensor/Transdutor
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
Dispositivo utilizado para uma medição, sozinho ou
em conjunto com dispositivo(s) complementar(es)
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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
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
PAQUÍMETRO
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
PAQUÍMETRO
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
PAQUÍMETRO
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
PAQUÍMETRO
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
Relógio Comparador
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
Micrômetro
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
Manômetro
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
Traçador
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
Projetor de Perfil
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
Mesa de Desempeno