respostas dos exercícios - metrologia

Metrologia

1ª EdiçãoSanta Cruz do Rio Pardo/SPEditora Viena2016

Lidio Teixeira

Respostas dos Exercícios

Fundamentos, Instrumentos e Aplicações naIndústria

2 Respostas dos exeRcícios•

Capítulo 1

1. Converse com seus colegas e professores e tente relacionar em quais aulas e/ou ambientes a metrologia é utilizada, e qual sua importância para o desenvolvimento dessas atividades.

Resposta pessoal

2. Provavelmente você já deve ter ouvido falar de algumas normas, aqui não citei nenhuma, mas nesse momento seria importante pesquisar com seu professor sobre algumas normas que serão utilizadas em sua área e como podemos consulta-las. Converse com os colegas, docentes e pesquise sobre algumas normas e Institutos de normalização que serão relevantes em seu curso.

Resposta pessoal

3. Pesquise sobre o que é e qual a importância da normalização, procure também conhecer um pouco de sua história.

Solicitada resposta para autor na análise de original.

3MetRologia •

Capítulo 2

1. Para melhor entendimento do ato de medir, faça o seguinte exercício:

a) Tente medir uma mesa de sua sala, como por exemplo a do Professor, sem utilizar instrumentos de medição, utilize apenas os recursos prontamente disponíveis, podem ser partes do corpo ou objetos e anote o valor e a referência utilizada abaixo:

Resposta pessoal

b) Agora faça o mesmo com a porta da sala ou o interior de um armário, tentando relaciona-lo com o objeto medido no item anterior, como por exemplo: A mesa passa ou não passa na porta, segundo minha medição; O objeto cabe ou não cabe no armário segundo minha medição.Anote suas conclusões abaixo, e compare com a de outros grupos ou colegas.

Resposta pessoal


2. É importante nesse momento conhecer mais sobre a utilização da metrologia em seu dia a dia, para isso, com ajuda de colegas e/ou professores, anote nas linhas a seguir grandezas utilizadas em sua vida cotidiana e também outras utilizadas no ambiente escolar, anote os resultados na tabela abaixo:

Grandeza Unidade de medida Símbolo

Meu peso (massa) Kilograma KgDistância entre cidades Kilometro KmHora local Horas, minutos e segundos H,mim e sAltura Metro MPressão do pneu Libra por polegada quadrada PsiFrequência do rádio Hertz HzTensão elétrica Voltz VVolume Litro LTemperatura Graus celsius ºcÂngulo Graus º

3. Pesquise um pouco mais sobre o Sistema Internacional de Unidades, e descreva o que é, sua origem e sua importância.

O Sistema Internacional de Unidades é um Sistema criado para padronizar as unidades de medida utilizadas em todo o mundo, foi criado e é mantido pelo BIPM, é constituído em sete unidades de base, a qual todas as outras unidades derivadas estão relacionadas.

4. Analise os tipos de medições que você conhece e identifique abaixo as que fazem parte do Sistema Internacional de Unidades e as que não constam do SI.

a) Unidades do SI

Unidade Aplicação

m Medição de distânciah Medição de tempo V Medição elétricaN ForçaHz FrequênciaL Volumem² Área

5MetRologia •

b) Unidades fora do SI:

Unidade Aplicação

“ Comprimentopsi PressãoBTU Calorcal Calor

5. Faça a conversão entre os múltiplos e submúltiplos do metro.

a) 477 km para m = 477 000 mb) 15 dam para cm = 15 000 cmc) 540,7 hm para mm = 54 070 000 mmd) 18,46 dm para mm = 1 846 mme) 0,0978 cm para µm = 978 µmf) 2 800 mm para dm = 28 dmg) 7,5 µm para mm = 0,007 5 mmh) 4 284 cm para m = 42,84 mi) 345,9 dm para dam = 3,459 dmj) 465 534 000 mm para km = 465,534 km

6. Faça a conversão entre os múltiplos e submúltiplos do metro.

a) 405 m3 para dm3 = 405 000 dm3b) 624 000 m2 para cm2 = 6 240 000 000 cm2c) 498,7 dam2 para mm2 = 49 870 000 000 mm2d) 6,59 m3 para cm3 = 6 590 000 cm3e) 0,358 dm3 para mm3 = 358 000 mm3f) 430 cm2 para hm2 = 0,000 004 3 hm2g) 60 200 cm3 para dam3 = 0,000 060 2 dam3h) 1,21 µm2 para dm2 = 0,000 000 000 121 dm2i) 787 000 000 cm3 para dam3 = 0,787 dam3j) 68 705 m2 para km2 = 0,068 705 km2

7. Faça a conversão entre as unidades de medida.

a) 530 min para h (decimal) = 8,833 hb) 1 500 m2 para ha = 0,15 hac) 20 m3 para L = 20 000 Ld) 300 g para t = 0,000 3 te) 15° 20’ para rad = 0,2676 radf ) 530 mmHg para kPa = 70,6609 kPa


g) 1 000 m para M = 0,54 Mh) 15ft 5in para m = 4,699 mi) 3 450 mi para km = 5 552,236 8 kmj) 238 kg para lb = 524,700 2 lb

8. Faça a conversão de polegada fracionária para ordinária.

a) 1 7/16” = 36,5125 mmb) 5 5/32” = 130,96875 mmc) 1/8” = 3,175 mmd) 4 3/8” = 111,125 mme) 3 9/128” = 77,9859375 mm

9. Faça a conversão de polegada ordinária para fracionária (usar denominador de no máximo 128).

a) .6875” = 17,4625 mmb) 2.75” = 69,85 mmc) 1.5” = 38,1 mmd) 6.14” = 155,956 mme) .12” = 3,048 mm

10. Faça a conversão de polegada para milímetros

a) 576” = 14,6304 mmb) 3 5/16” = 84,1375 mmc) 1 1/64” = 25,796875 mmd) 13.75” = 349,25 mme) 33 7/8” = 860,425 mm

11. Faça a conversão de milímetro para polegada ordinária

a) 57 mm = 2,2441”b) 178 mm = 7,0079”c) 7,64 mm = 0,3008”d) 152 mm = 5,9843”e) 47,937 mm = 1,8873”

7MetRologia •

12. Faça a conversão de milímetro para polegada fracionária (usar denominador de no máximo 128).

a) 23,8 mm = 15/16”b) 24,4 mm = 123/128”c) 109,54 mm = 4 5/16”d) 181,769 mm = 7 5/32”e) 90,5 mm = 3 9/16”

13. Numa determinada indústria, há a necessidade de se saber a massa aproximada duma determinada chapa de aço, porém no local não há balança disponível, por isso é necessário calcular sua massa com base na massa especifica da mesma, sabendo que a chapa tem 1 600 mm de largura, 3 200 mm de comprimento e ¼” de espessura, qual seria então a massa da mesma?

Dados:“V = C × L × E” ;“m = V × p” ;paço = 7 850 kg/m3

Onde: V: VolumeC: ComprimentoL: LarguraE: Espessuram: Massap: massa especifica

Resposta: 255,2192 kg

14. Numa oficina de usinagem, certo operador foi solicitado a produzir uma peça em seu torno, para isso deve solicitar no almoxarifado um material para fabricação com a menor perda possível dentre os disponíveis no local, considerando os dados abaixo, indique qual o diâmetro da barra a ser escolhida?

Dados: Diâmetro final da peça acabada: 46 mm; Sobremetal mínimo no diâmetro: 2 mm; Diâmetro das barras disponíveis: 1 7/8”, 1 15/16” e 2”.


Onde: V: Volume C: Comprimento L: Largura E: Espessura m: Massa p: massa especifica

Resposta:1 15/16”

15. Num determinado condomínio foi construída uma piscina com 20 m de comprimento, 12 m de largura e profundidade constante de 1,3 m, e será necessário contratar caminhões pipa para enche-la, porém, antes é necessário saber quantos litros de capacidade tem a tal piscina, considerando os dados faça o cálculo do volume, fornecendo o resultado em litros.

Dados: “V = C × L × P” ;“m = V × p” ;págua = 1 g/cm3.

Onde: V: VolumeC: ComprimentoL: LarguraP: Profundidadem: Massap: massa especifica

Resposta: 312 000 L

Capítulo 3

1. O que é o VIM e por que é importante conhece-lo?

VIM é o Vocabulário Internacional de Metrologia, tem como objetivo padronizar os termos fundamentais utilizados na Metrologia, é importante conhece-lo para que se utilize a terminologia adequada e não hajam erros de interpretação.

9MetRologia •

2. Faça a associação entre os termos e seu significado

a) Precisão de mediçãob) Calibraçãoc) Rastreabilidade metrológica d) Erro de mediçãoe) Grandezaf ) Ajuste dum sistema de mediçãog) Exatidão de mediçãoh) Incerteza de medição

(e) Propriedade dum fenômeno dum corpo ou duma substância, que pode ser expressa quantitativamente sob a forma dum número e duma referência.(g) Grau de concordância entre um valor medido e um valor verdadeiro dum mensurando.(a) Grau de concordância entre indicações ou valores medidos, obtidos por medições repetidas, no mesmo objeto ou em objetos similares, sob condições especificadas.(d) Diferença entre o valor medido duma grandeza e um valor de referência.(f ) Conjunto de operações efetuadas num sistema de medição, de modo que ele forneça indicações prescritas correspondentes a determinados valores duma grandeza a ser medida.(b) Operação que estabelece, sob condições especificadas, numa primeira etapa, uma relação entre os valores e as incertezas de medição fornecidos por padrões e as indicações correspondentes com as incertezas associadas; numa segunda etapa, utiliza esta informação para estabelecer uma relação visando a obtenção dum resultado de medição a partir duma indicação.(c)Propriedade dum resultado de medição pela qual tal resultado pode ser relacionado a uma referência através duma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma contribuindo para a incerteza de medição.(h) Parâmetro não negativo que caracteriza a dispersão dos valores atribuídos a um mensurando, com base nas informações utilizadas.

3. Cite 3 fatores que devem ser considerados na seleção de um instrumento de medição.

1. Forma da peça2. Campo de tolerância3. Velocidade de medição


4. Nos itens abaixo indique qual a exatidão/resolução ideal dum instrumento para medir as características mencionadas e a condição mínima.

35 mm ± 0,3: Ideal = 0,06 mm, mínimo = 0,12 mm 128 mm⁰_(-0,02)^0 : Ideal = 0,002 mm, mínimo = 0,004 mm 18mm+0,051

+0,022 : Ideal = 0,0029 mm, mínimo = 0,0058 mm 27,5 mm ± 0,15 : Ideal = 0,03 mm, mínimo = 0,06 mm 450 mm ± 1 : Ideal = 0,2 mm, mínimo = 0,4 mm 14mm-0,002

-0,006 : Ideal = 0,0004 mm, mínimo = 0,0008 mm

5. Relacione 3 fontes de erro de medição e como podemos minimiza-las.

1 Temperatura: Medir sempre o mais próximo possível a temperatura de referência2 Erro de paralaxe: Procurar sempre manter sua vista alinhada a escala do instrumento3 Estado de Conservação do instrumento: Manter o instrumento limpo e lubrificado, guardar em local adequado, fazer calibrações periódicas, observar o funcionamento geral antes do uso.

6. Com base nos valores de medição informados, calcule a média, amplitude e desvio padrão.

a) Dados: Medição 1: 36,94 mm Medição 2: 37,02 mm Medição 3: 36,95 mmResultado: Média = 36,97 mm, Amplitude = 0,08 mm, Desvio padrão = 0,03559 mm

b) Dados: Medição 1: 119,4 mm Medição 2: 119,2 mm Medição 3: 119,7 mmResultado: Média = 119,43 mm, Amplitude = 0,205 mm, Desvio padrão = 0,25166 mmv

11MetRologia •

Capítulo 4

1. Se estamos realizando uma medição com uma régua, cujo valor de uma divisão é de 1 mm, porém precisamos com esse mesmo instrumento queremos realizar a leitura com resolução de 0,2 mm devemos utilizar a seguinte técnica:

(x) Intercambiabilidade( ) Rastreabilidade( ) Interpolação( ) Ajuste dum instrumento

2. Nos exemplos abaixo, faça a leitura das medidas nas réguas.

a) 37 mmb) 18,5 mmc) 30,5d) 1 7/8”e) 5 9/16”

3. Qual a função do nônio o vernier nos instrumentos de medição?

Fazer leituras com resolução menor do que a visualizada na escala principal

4. Complete com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo.

( F ) Ao medir externamente com um paquímetro, deve-se utilizar apenas a porção mais fina na extremidade dos bicos, pois assim teremos um resultado mais confiável.( F ) Na medição de profundidade de um rebaixo, o mais indicado é utilizar a vareta de profundidade, pois esta é especifica para esse fim.( V ) As orelhas do paquímetro não são indicadas para medição de furos com diâmetro menor que 10 mm.( F ) Um paquímetro com relógio com resolução de 0,01 mm fornecerá um resultado extremamente confiável se medirmos um campo de tolerância de 0,02 mm.( V ) Em geral, os paquímetros digitais oferecem a mesma exatidão que os equivalentes analógicos, porém com uma leitura mais fácil.( F ) Quando for utilizar um micrômetro, o contato deve ser suave e realizado pelo tambor.( V ) Devido a grande exatidão dos micrômetros, o ajuste do zero e a limpeza devem ser executados frequentemente.


5. Faça a leitura das medidas nas escalas dos paquímetros e traçadores abaixo;

a) 57,15 mmb) 117,95 mmc) 101,44 mmd) 96,78 mme) 3 19/64”f ) 2.786”

6. Faça a leitura das medidas nas escalas dos micrômetros abaixo (fornecer todos os resultados com resolução de 0,001 mm).

a) 22,318 mmb) 77,956 mmc) 9,502 mmd) 2,905 mme) 0.3123”

Capítulo 5

1. Explique a diferença entre medição direta e medição por comparação

2. Suponhamos que desejamos medir um determinado grupo de peças, e para realizar tal controle, realizamos o ajuste do instrumento conforme indicado abaixo, com base nessas informações, faça a leitura nos relógios a seguir.

a) 20,47 mmb) 19,94 mmc) 22,73 mmd) 18,99 mm

3. Considerando a zeragem de um relógio diretamente da base de medição conforme ilustração, faça a leitura nos relógios abaixo.

a) 0,346b) 0,025c) 0,859d) 0,423

13MetRologia •

4. Para realizar a medição de uma determinada peça, foi utilizado um traçador de altura em conjunto com um relógio apalpador. Considerando a peça abaixo e as coordenadas encontradas, calcule as características solicitadas.

P1 = 20,03P2 = 34,96P3 = 64,85P4 = 80,00

a) A distância do centro do furo 1 até a referênciab) A distância do centro do furo 2 até a referênciac) O diâmetro do furo 1d) O diâmetro do furo 2e) A distância entre os centros dos furos

5. Numa medição com comparador de diâmetro interno, o comparador foi zerado num anel padrão de 19,995 mm, com base nos desvios encontrados, indique o valor de cada diâmetro medido.

a) 0,012 no sentido anti-horáriob) 0,202 em sentido horárioc) 0,101 em sentido horáriod) 0,005 em sentido anti-horário

6. Faça as leituras de ângulos nos exemplos a seguir.

a) 34°15’ Ub) 73°45’

Capítulo 6

1. Cite as principais funções de um padrão.

Referência para medição, calibração de instrumentos, ajuste dum instrumento

2. Se desejamos medir o diâmetro de um furo duma peça cuja a dimensão segundo o desenho deve ser de 25 ± 0,2 mm, então:

a) Qual devem ser as dimensões dos dois calibradores utilizados para controle da mesma?25,2 mm e 24,8 mm


b) Para que a peça seja considerada aprovada, como devem se comportar os calibradores quando inseridos na peça?O calibrador menor deve entrar no furo sem esforço, já o maior padrão não deve entrar.

3. Supondo o jogo de blocos padrão abaixo, indique os blocos necessários para montar as pilhas de blocos solicitadas, considerando a utilização de um par de blocos protetores de 1 mm.

Tamanho (mm) Passo (mm) Qtde

1,0005 - 11,001-1,009 0,001 91,01-1,49 0,01 490,5-24,5 0,5 4925-100 25 4

a) 34,98 mm: 1,48; 11,5; 20 e dois protetores de 1 mmb) 65,476 mm: 1,006; 1,47; 11; 50 e dois protetores de 1mmc) 48,192 mm: 1,002; 1,19; 19; 25 e dois protetores de 1 mm

4. Faça uma pesquisa e indique abaixo qual a aplicação mais adequada para cada classe de bloco padrão segundo a norma JIS, ISO e ABNT.

K: Calibração de outros blocos padrão e instrumentos de alta exatidão 0: Calibração e referenciamento de instrumentos 1: Referenciamento de instrumentos2: Julgamento de tolerâncias

5. Anote abaixo pelo menos três situações onde podem ser utilizados blocos padrão.

Calibração de instrumentos, julgamento de tolerância, referenciamento de instrumentos

Capítulo 7

1. Explique com suas palavras o que é dureza?

Dureza é a resistência que um material oferece a penetração por outro.

15MetRologia •

2. Cite pelo menos três situações onde é aplicável a medição de dureza.

Superfícies sujeitas a atrito constanteFerramentas de corteMateriais que sofreram usinagem

3. Preencha com V(verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo.

( F )A escala de dureza Mohs é a mais indicada para dureza de metais, pois permite uma comparação melhor entre vários materiais.( V )Uma grande limitação da escala Vickers é a necessidade de uma superfície muito bem acabada para que seja possível a medição.( F ) A escala Brinell é a mais recomendada para a medição em materiais frágeis, como cerâmica.( V ) A escala Rockwell é a mais utilizada, pois permite uma leitura direta, sem necessidade de cálculos.( V ) A escala Rockwell não permite uma comparação entre materiais com durezas muito diferentes, nesse caso, a escala mais indicada é a Vickers.

4. Faça o cálculo de dureza Vickers com base nos valores de diagonal informados;

a) 699,8 HVb) 591,2 HVc) 735,2 HVd) 473 HV

5. Faça o cálculo da dureza Vickers, indicando os resultados corretamente com base nos diâmetros de calota informados abaixo, supondo um penetrador de aço.

a) 200,4 HBS 2,5/187,5b) 45 HBS 10/500c) 110 HBS 2,5/62,5d) 419,8 HBS 5/750

Capítulo 8

1. Por que a MMC é um equipamento tão importante?

Porque é um dos equipamentos de medição mais versáteis já inventado, permitindo medir diferentes tipos de características.


2. Quais etapas devem ser realizadas para se fazer o referenciamento de uma máquina tridimensional?

1 Calibração da ponta2 Nivelamento3 Alinhamento4 Origem

3. Indique abaixo qual uma das vantagens da máquina CNC e da Manual, e as desvantagens.

ManualVantagem: FlexibilidadeDesvantagem: ExatidãoCNCVantagem ExatidãoDesvantagem: Maior tempo de preparação

4. Cite pelo menos duas aplicações das máquinas de medir por coordenadas.

Dimensionamento geométrico, análise de perfis

5. Se determinado modelo de MMC possui uma exatidão de (1,7 + L/1000) µm, qual será a exatidão ao se medir as seguintes dimensões?

a) Diâmetro de 10 mm: 1,71 µmb) Comprimento de 450 mm: 2,16 µm c) Altura de 55 mm: 1,755 µm

Capítulo 9

1. Em qual situação devemos utilizar equipamentos óticos, ao invés de equipamento por toque?

Em peças onde a medição não pode ser feita por toque, pois as características são muito pequenas ou não podem ser tocadas por outro motivo.

17MetRologia •

2. Quais os dois sistemas de iluminação presente nos projetores de perfil e qual sua aplicação?

Diascópica para visualização de contornosEpiscópica para visualização de superfícies

3. Qual as duas principais vantagens do microscópio em relação ao projetor de perfil?

Melhor nitidez das imagensMaior ampliação

4. Se em determinado modelo de microscópio está sendo utilizada uma objetiva de 15 x e uma objetiva de 5 x, qual será a ampliação do microscópio?

75 x

5. Cite pelo menos duas vantagens de uma máquina de medição por processamento de imagem em relação ao microscópio.

Maior velocidade de mediçãoPossibilidade de gravar rotinas para medições em série

Capítulo 10

1. Defina o que é rugosidade superficial?

Rugosidade é a textura superficial da peça, característica do seu processo de formação.

2. Cite pelo menos três situações onde a rugosidade teria grande influência.

Capacidade relativa de cargaTransmissão de calorQualidade de imagem em componentes óticosAjuste de rolamentos e eixos


3. Qual a importância de se selecionar o cutoff correto para medição?

Filtrar o perfil medido, eliminando componentes de ondulação que possam interferir no resultado da medição.

4. Suponhamos que se deseje medir uma peça cuja rugosidade máxima deve ser de Ra 1,2 µm, qual deve ser o valor de cutoff utilizado?

0,8 mm

5. Na seguinte simbologia, indique o significado de cada item.

1,6Torneado

Rz 10=

a) A remoção de material é facultativab) 1,6 A rugosidade máxima deve ser de Ra 1,6 µmc) Torneado O processo de fabricação utilizado deve ser torneamentod) Rz 10 A rugosidade máxima deve ser de Rz 10 µme) = O sentido das estrias deve ser paralelo

Capítulo 11

1. Explique com suas palavras o que é tolerância.

É o valor da variação permitida na dimensão de uma peça.

2. No exemplo abaixo, identifique cada um dos itens.

32+0,02-0,01

a) Medida nominal: 32 mmb) Dimensão máxima: 32,02 mmc) Dimensão mínima: 31,99 mmd) Afastamento superior: + 0,02 mme) Afastamento inferior: - 0,01 mmf) Campo de tolerância: 0,03 mm

19MetRologia •

3. Se em determinado desenho tivermos a indicação de uma cota de comprimento de 120 mm sem uma tolerância indicada junto a mesma, e tivermos na legenda a indicação de que a tolerância geral deve ser segundo a NBR 2768-f, então qual serão os valores de afastamento superior e inferior para essa medida.

a) Afastamento superior: + 0,15 mmb) Afastamento inferior: - 0,15 mm

4. Se em determinado conjunto, temos um furo com diâmetro especificado em 64 H7 e eixo com diâmetro de 64 g6, então responda.

a) Tipo de ajuste: Móvelb) Dimensão máxima: c) Dimensão mínima:d) Afastamento superior:e) Afastamento inferior:f ) Campo de tolerância:g) Maior folga / interferência:h) Menor folga / interferência:

5. Nos itens abaixo, indique qual o tipo de tolerância geométrica indicada.

a) : Planeza

b) : Perfil de uma linha qualquer

c) : Paralelismo

d) : Batimento total

e) : Concentricidade

f ) : Perpendicularidade

respostas dos exercícios - metrologia

Documents