1

Investe şte în oameni! Proiect cofinan ţat din Fondul Social European prin Programul Opera ţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritar ă: 2. Corelarea invatarii pe tot parcursul vietii cu piata muncii Domeniul major de interven ţie: 2.1. Tranzitia de la scoala la viata activa Titlul proiectului: Tranzitia de la statutul de student la cel de angajat prin corelarea invatarii practice in domeniul tehnologiei constructiilor de masini Cod Contract: POSDRU/90/2.1/S/60333 Beneficiar: Fundatia Profesor Constantin Popovici

Tematica activităţii de practică – Laboratorul de măsură şi control Activităţi I. Prezentarea mijloacelor de m ăsurare şi a modului de utilizare a acestora

− Mijloace de control şi măsurare lungimi

a. Măsuri pentru lungimi

i. Cale plan-paralele

ii. Lere de grosime

iii. Lere pentru filete

b. Instrumente de măsurare cu scară gradată şi vernier

i. �ubler de exterior şi interior

ii. �ubler de adâncime

iii. �ubler de trasaj

c. Aparate micrometrice

i. Micrometru de exterior

ii. Micrometru de interior

• Cu fălci

• Cu bacuri autocentrante

iii. Micrometru de adâncime

iv. Micrometre speciale

• Pentru filete

• Micrometru cu talere

• Pentru măsurare grosime table

• Pentru măsurare grosime ţevi

• Pentru sârme

d. Aparate comparatoare mecanice

i. Aparate comparatoare mecanice cu cremalieră şi roţi dinţate

• Comparatoare cu cadran circular

2

• Comparatoare de interior

ii. Aparate comparatoare mecanice cu pârghii şi roţi dinţate

• Pasametrul

e. Aparate comparatoare mecanice cu pârghie şi şurub

• Pupitastul

f. Aparate optico-mecanice

• Microscopul universal

− Mijloace pentru controlul şi măsurarea unghiurilor

a. Măsuri pentru unghiuri

i. Cale unghiulare

ii. Echere (vincluri)

b. Aparate de măsurat unghiuri

i. Raportorul mecanic cu vernier

ii. Raportorul optic

iii. Nivela cu cadru

− Mijloace pentru controlul şi măsurarea rugozităţii suprafeţelor

a. Determinări calitative comparative

i. Mostre de rugozitate

b. Determinări cantitative absolute

i. Rugozimetrul cu palpare

− Mijloace pentru controlul şi măsurarea rectilinităţii şi planităţii

a. Rigle de verificare

b. Planeimetru

− Mijloace de măsurare a durităţii

a. Aparat pentru măsurarea durităţii Rockwell

II. Principii de alegere a metodelor si mijloacelor de măsurare

III. Verificarea şi etalonarea mijloacelor de m ăsurare

Verificarea unui şubler de exterior, a unui micrometru de exterior şi a unui ceas comparator, cu ajutorul

trusei de cale plan-paralele.

IV. Sistem CompuGauge pentru analiza caracteristici lor de performanta ale RI

V. Măsuri specifice de protec ţia muncii

VI. Executia de lucrari individuale

3

I. Prezentarea mijloacelor de m ăsurare şi a modului de utilizare a acestora

− Mijloace de control şi măsurare lungimi

a. Măsuri pentru lungimi

i. Cale plan-paralele

Cala plan-paralel ă este o măsură terminală în formă de paralelipiped dreptunghic executată

din oţel sau din carburi metalice pe bază de wolfram a cărei lungime este determinată de distanţa dintre suprafeţele de măsurare plane şi paralele.

a b

Fig. 1 Cala plan – paralelă: a – definire; b - parametri SM – suprafeţe de măsurare SR – suprafaţă de referinţă l – lungime nominală lm – lungime mediană zM – muchii le – lungime efectivă

eMS – suprafaţă de măsurare efectivă

iMS – suprafaţă de măsurare ideală

Calele plan-paralele servesc la reproducerea, păstrarea şi transmiterea unităţii de lungime; se folosesc pentru etalonarea şi verificarea mijloacelor de măsurare, la reglarea la zero mijloacelor de măsurat comparatoare, la verificarea şi reglarea sculelor, dispozitivelor şi maşinilor, la măsurări nemijlocite, la lucrări de trasaj, etc. Etalonare mijloc de m ăsurare – ansamblul operaţiilor prin care un mijloc de măsurare se compară direct cu un etalon pentru stabilirea corespondenţei dintre indicaţiile mijlocului de măsurare şi indicaţiile etalonului. Etalon – mijloc de măsurare destinat definirii, reproducerii, determinării, conservării sau generării uneia sau mai multor valori cunoscute ale unei mărimi, pentru a servi drept referinţă în compararea altor mijloace de măsurare cu etalonul. Verificare mijloc de m ăsurare – ansamblul operaţiilor prin care se constată dacă mijloacele de măsurare de lucru corespund prescripţiilor legale (standarde, norme, alte reglementări) pentru caracteristicile metrologice (în principal erorile tolerate).

4

Calele se livrează în truse şi clasifică în cinci clase de precizie: 00, 0, 1, 2, 3 în funcţie de abaterea limită într-un punct (∆le), de abaterea lungimii mediane (∆lm), de abaterea de la paralelismul suprafeţelor de măsurare (∆lp), de abaterea de la perpendicularitatea suprafeţelor laterale (∆i) şi de calitatea aderării. Accesorii ale truselor de cale pentru mărirea posibilităţilor de utilizare a calelor (de ex. controlul dimensiunilor exterioare şi interioare; formare dispozitiv de trasare în plan; trasarea unei piese): suport, cadru (în care se introduc calele) şi o serie de vârfuri speciale. Formarea blocurilor de cale Pentru a obţine o lungime oarecare se formează un bloc de cale prin aderarea mai multor cale. Alegerea calelor se face începând cu ultima zecimală pentru a folosi un număr minim de cale. Cu cât setul de cale este mai mare cu atât numărul de cale cu care se realizează un bloc este mai mic iar erorile sunt mai mici. Exemplu Dimensiunea blocului de cale 74,584 mm Dimensiunea primei cale: 1,004 mm Diferenţa: 74, 584-1,004 = 73,580 mm Dimensiunea celei de a doua cale: 1,080 mm Diferenţa: 73,580-1,080= 72,500 mm Dimensiunea celei de a treia cale: 2,500 mm Diferenţa: 72,500-2,500=70,000 mm Dimensiunea ultimei cale: 70,000 mm

ii. Lere de grosime

Lerele de grosime (numite şi calibre de interstiţii, sonde, spioni) sunt măsuri terminale cu valoare unică în formă de lamelă flexibilă, prevăzută cu suprafeţe plan-paralele. Grosimea variază între 0,03 mm şi 1 mm. Se utilizează pentru verificarea distanţelor mici dintre două suprafeţe prelucrate. Se execută în două clase de precizie (1 şi 2).

iii. Lere pentru filete

Lerele pentru filete sunt garnituri de mai multe şabloane care servesc la verificarea respectiv determinarea pasului filetului sau a numărului de paşi pe inci (ţol) – 25,4 mm prin suprapunerea lerei pe filet.

b. Instrumente de m ăsurare cu scar ă gradat ă şi vernier

i. �ubler de exterior şi interior

�ublerele obişnuite se clasifică: ♦ După limita superioară de măsurare: 150, 200, 300, 500, 800, 1000, 1500, 2000 mm ♦ După valoarea diviziunii vernierului:

o Cu valoarea diviziunii de 0,1 mm; o Cu valoarea diviziunii de 0,05 mm; o Cu valoarea diviziunii de 0,02 mm.

După tipul de interpolator:

o Cu vernier;

5

o Cu cadran; o Digital.

Pentru vernier există următoarele relaţii:

icc −⋅= γ' ; i

cn = ; 'cnl ⋅=

unde: c - diviziunea (şi valoarea diviziunii) de pe riglă, în mm; i - valoarea diviziunii de pe vernier, în mm; c’ – diviziunea de pe vernier, în mm; n – numărul de diviziuni de pe vernier, în mm; l – lungimea vernierului, în mm; γ – modulul vernierului (pentru γ=1 diviziuni normale; pentru γ=2 diviziuni mărite).

Fig. 2 Interpolator cu vernier liniar Exemplu citire pe şublerul 0,1 mm : dacă reperul 0 se găseşte între reperele 32 şi 33 de pe riglă¸în prelungire cu un reper de pe riglă se găseşte al 7-lea reper de pe vernier; dimensiunea citită este

mm;7,321,0732 =⋅+

ii. �ubler de adâncime

�ublere de adâncime sunt utilizate pentru măsurarea adâncimii unor cavităţi, a unor canale, a unor găuri înfundate, etc. Se execută cu limite superioare de (100), 150, 200, 250, 300, (400), 500 mm cu valoarea diviziunii 0,1 mm pentru toate limitele superioare de măsurare şi 0,02 mm pentru limite superioare de măsurare până la 200 mm.

iii. �ubler de trasaj

�ublerele de trasaj sunt folosite la lucrările de trasare (vârf ascuţit) sau măsurare a înălţimilor (vârf plat). Se execută cu limite superioare de 300, 500, 800, 1000 mm şi cu valoarea diviziunii de 0,1; 0,05; 0,02 mm.

6

c. Aparate micrometrice

i. Micrometru de exterior

Fig. 3 Schema cinematică a micrometrului de exterior

1 - corp 2 – nicovală 3 – bucşă cu două scări gradate longitudinală: una cu repere din mm în mm şi cealaltă cu repere din 0,5 în 0,5 mm 4 – şurub micrometric cu tijă 5 – tambur cu scara gradată circulară cu 50 diviziuni La o rotaţie completă a tamburului 5 şi a şurubului micrometric deplasarea liniară este de 0,5 mm, iar valoarea diviziunii de pe tambur este 0,5:50 = 0,01 mm

Clasificare micrometrele de exterior : ♦ De tip uşor cu domeniu de măsurare: 0-25 mm, 25-50 mm ...175-200 mm; ♦ De tip greu cu domeniu de măsurare: peste 200 mm

Se execută în clasele 1 şi 2 de precizie Citirea grada ţiilor la micrometre La măsurare, citirea milimetrilor întregi şi a jumătăţilor de mm se face pe scările gradate longitudinale de pa bucşa 3, folosind ca indice marginea tamburului 5 şi pe scara circulară de pe tamburul 5 pentru zecimi şi sutimi de mm, folosind ca indice linia scării gradate longitudinale.

ii. Micrometru de interior

Variante constructive:

• Cu fălci

− Este prevăzut cu două fălci, una fixă şi alta mobilă care se deplasează împreună cu şurubul micrometric;

7

− Fălcile au dimensiunea de 5 mm pentru limitele de măsurare de 5 – 30 mm şi de 10 mm pentru limitele de măsurare de 25 – 50 şi 30 – 55 mm;

− Se execută în două clase de precizie.

• Cu bacuri autocentrante

− Are 3 bacuri autocentrante dispuse la 1200 care se deplasează radial la rotirea axului micrometrului;

− Se execută în set de cinci micrometre, cuprinzând un domeniu de măsurare 6 – 1000 mm, cu valoarea diviziunii de 0,001 mm

iii. Micrometru de adâncime

Fig. 4 Schema cinematică a micrometrului de adâncime

Traversa 1 vine în contact cu suprafaţa frontală a piesei care se măsoară, iar tija 3 se deplasează în direcţie perpendiculară pe suprafaţa traversei şi atinge fundul cavităţii care se măsoară Micrometrele de adâncime se execută în două clase de precizie cu limitele de măsurare: 0 -25; 25 – 50; 50 – 75; 75 – 100. Există micrometre cu tije amovibile cuprinzând domeniul de măsurare 0 – 100 mm.

iv. Micrometre speciale

Există în variante constructive pentru măsurarea grosimii tablelor, măsurarea grosimii ţevilor, măsurarea diametrului sârmelor, măsurarea filetelor, micrometre cu talere pentru măsurarea cotei peste dinţi la roţile dinţate, etc. Pot fi clasificate dupa utilizare:

• Pentru filete

• Micrometru cu talere

• Pentru m ăsurare grosime table

• Pentru m ăsurare grosime ţevi

8

• Pentru sârme

a. Aparate comparatoare mecanice

i. Aparate comparatoare mecanice cu cremalier ă şi ro ţi din ţate

Comparatoarele sunt utilizate pentru determinarea abaterii efective a dimensiunii măsurate,

abaterilor de formă geometrică şi de poziţie a suprafeţelor. De aceea ele trebuie să fie reglate la zero, cu ajutorul unei cale plan – paralele sau al unui bloc de cale.

În afară de măsurarea abaterilor efective, comparatoarele cu cadran se pot utiliza şi la măsurători absolute ale unor dimensiuni mici sau ale unor deformaţii care nu depăşesc limita de măsurare pe scara gradată.

Cele mai utilizate sunt comparatoarele normale cu valoarea diviziunii de 0,01 mm. Măsurarea (conf. schemei de principiu) se face prin deplasarea tijei palpatorului cu cremalieră

1 şi transmiterea mişcării la pinionul z1 si apoi la roata dinţată z2 montată rigid pe acelaşi ax;. z2

transmite mişcarea la acul indicator 2 care se roteşte în faţa scării gradate 5. Cursa moartă la mişcarea reversibilă a palpatorului cu cremalieră 1 este eliminată de arcul

spiral 3 şi rata dinţată z4. Pentru măsurare comparatorul se fixează într-un suport (suport mecanic obişnuit, suport

magnetic, dispozitive de control, etc.). Comparatoarele se execută în trei clase de fabricaţie (1,2,3).

Reglarea la zero Comparatorul se fixează în suport, în contact cu blocul de cale de reglare astfel încât tija

palpatorului să se găsească aproximativ la jumătatea cursei (prin urmărirea indicatorului de turaţii de pe cadranul comparatorului).

Apoi se aduce reperul zero în dreptul acului indicator prin rotirea ramei cadranului (după deblocare) odată cu scara gradată.

Fig. 5 Schema de principiu a comparatorului cu cadran

5

9

• Comparatoare cu cadran circular

• Comparatoare de interior

Este folosit, în special, pentru măsurarea abaterilor efective ale diametrelor alezajelor.

Fig. 6 Schema de principiu a comparatorului de interior

Măsurarea se face prin deplasarea palpatorului mobil faţă de palpatorul fix 2 şi transmiterea fără amplificare a mişcării prin intermediul pârghiei 3 (ce se roteşte în articulaţia 3) şi tijei 5 la comparatorul cu cadran 6. Centrarea palpatorilor 1 şi 2 se face cu ajutorul punţii 7 cu arc. Reglarea la zero se face cu o cală ori cu un bloc de cale montat într-un suport special sau cu ajutorul unui calibru inel.

ii. Aparate comparatoare mecanice cu pârghii şi ro ţi din ţate

• Pasametrul

Pasametrul (numit şi potcoava cu pârghie) este utilizat pentru măsurarea dimensiunilor exterioare.

2 1

3

4

5 6

7

10

Fig. 7 Schema de principiu a pasametrului

Pasametrul se execută cu limite de măsurare de 0 – 25, 25 – 50, 50 – 75, 75 – 100, 100 – 125, 125 – 150 mm, cu valoarea diviziunii de 0,002 mm şi 0,005 mm. Limitele de măsurare pe scara gradată sunt de ±0,080 mm (pentru limite de măsurare până la 100 mm) şi ±0,160 mm (pentru limite de măsurare peste 100 mm). Măsurarea se face prin poziţionarea piesei între palpatorul mobil 1 şi cel reglabil 2. Pentru aceasta palpatorul mobil se poate retrage prin acţionarea butonului 10 şi a pârghiei 9, iar menţinerea în contact cu piesa se face datorită arcului 7. Mişcarea se transmite de la palpatorul mobil cu amplificare prin intermediul pârghiei cu sector dinţat 3 şi a pinionului 4 la acul indicator 5 care se roteşte în faţa scării gradate 6. Cursa moartă este eliminată prin arcul spiral 8 care menţine contactul la angrenarea sectorului dinţat şi a pinionului. Reglarea la zero se face cu o cală sau cu un bloc de cale prin deplasarea palpatorului reglabil 2 şi implicit a palpatorului mobil 1 până când acul indicator ajunge în dreptul reperului zero de pe scara gradată, după care se blochează palpatorul reglabil.

b. Aparate comparatoare mecanice cu pârghie şi şurub

• Pupitastul

Pupitastul numit şi tesatast Se utilizează în special pentru măsurarea abaterilor de formă şi de poziţie. Se construieşte în două variante, cu valoarea diviziunii de 0.01 mm şi de 0,002 mm.

9

7

10

8

11

Fig. 8 Schema de principiu pupitast

Măsurarea se face cu amplificare, prin deplasarea (ca mişcare de rotaţie cu o cursă foarte scurtă) a braţului 1 transmisă pârghiei 2 a cărei extremitate superioară intră în canalul şurubului elicoidal 3 pe care îl roteşte împreună cu acul indicator 4. Braţul scurt poate fi inversat făcând ca aparatul să poată fi utilizat şi la măsurări interioare.

c. Aparate optico-mecanice

• Microscopul universal

Se utilizează pentru măsurarea cu precizie înaltă a dimensiunilor liniare, unghiurilor, razelor de curbură, elementelor filetelor şi roţilor dinţate, calibrelor şi camelor, sculelor aşchietoare, etc., la piese cilindrice, prismatice şi cu profile complexe.

12

Fig. 9 Schema constructivă a microscopului universal

Aparatul este constituit din: batiul 1, cu ghidaje longitudinale şi transversale 3; sania

longitudinală 4, care se deplasează pe ghidajele 2 şi pe care este montat dispozitivul de prindere a piesei de măsurat precum şi scara gradată milimetrică 10; sania transversală 5, care se deplasează pe ghidajele 3 şi pe care se găseşte scara milimetrică 11 şi este montat întregul sistem al microscopului central (microscopul central 15 şi capul-ocular 16); microscopul vernier spiral 12 pentru măsurarea deplasărilor saniei longitudinale 4, respectiv pentru măsurarea dimensiunilor piesei în direcţie longitudinală; microscopul vernier spiral 13 pentru măsurarea deplasărilor saniei transversale, respectiv pentru măsurarea dimensiunilor piesei în direcţie transversală. Capul ocular universal – m ăsurarea unghiurilor Pentru măsurarea unghiurilor se vizează (a) prin ocularul principal piesa şi se suprapune firul reticular central pe muchia ce materializează una din laturile unghiului. Citirea se face apoi în ocularul periferic (b).

a b

Fig. 10 Capul ocular universal – măsurarea unghiurilor: a – vizare; b – exemplu citire: 121034’

Capul ocular cu vernier spiral – m ăsurarea dimensiunilor liniare

13

a b

Fig. 11 Interpolatorul cu vernier spiral: a – reglarea la zero; b - citirea indicaţiilor

În cazul măsurărilor liniare, la poziţia zero a săniilor longitudinală şi transversală, în ocularul microscopului cu vernier spiral se văd următoarele: reperul milimetric 6 cu valoarea zero (0) este suprapus peste reperul zero al scării zecimilor de milimetru 4; în acelaşi timp, fiecare spirală dublă cuprinde la mijloc, în zona săgeţii formate din liniile 5, câte un reper al scării zecimilor de milimetru, iar în dreptul săgeţii – indice 2 se află reperul cu valoarea 00 al scării circulare 1 Capul ocular cu filete şi unghiuri La verificarea filetelor se încercă a se suprapune imaginea reală şi mărită a conturului spirelor cu profilul teoretic corespunzător în aşa fel, încât linia medie a profilului teoretic (pe care este înscrisă valoarea pasului) să se suprapună cu valoarea zero a scării gradate fixe din parte stânga a câmpului vizual. Astfel se poate determina pasul filetului. Capul ocular pentru racord ări

Pentru măsurarea racordărilor se caută în acelaşi mod a se suprapune imaginea reală mărită a conturului de măsurat cu profilul teoretic al unei racordări sau curbe; astfel se poate determina raza şi, eventual, abaterea profiluui piesei.

− Mijloace pentru controlul şi măsurarea unghiurilor

a. Măsuri pentru unghiuri

i. Cale unghiulare

Sunt măsuri unghiulare cu valoare fixă care au formă de plăci prismatice triunghiulare (a) cu un singur unghi activ şi plăci prismatice dreptunghiulare (b) cu toate unghiurile active.

Ele se utilizează pentru verificarea echerelor şi şabloanelor, reglarea şi verificarea raportoarelor, precum şi pentru măsurarea unghiurilor de precizie mare la piese obişnuite.

Prin aderare se pot forma blocuri de cale al căror unghi este egal cu suma unghiurilor calelor componente,folosind diferite accesorii pentru fixarea acestora.

Verificarea unghiurilor cu ajutorul calelor se face fie prin metoda fantei de lumină, fie prin metoda determinării abaterii la paralelism dintre suprafaţa piesei şi suprafaţa de măsurare a calei.

14

Calele unghiulare se execută în două clase de precizie, şi se livrează în truse cu diferite valori ale unghiurilor active până la 790.

ii. Echere (vincluri)

Sunt mijloace utilizate la măsurarea, verificarea şi trasarea unghiurilor exterioare şi interioare. Ele au două unghiuri active (interior şi exterior) de 450, 600, 900, 1200. Cele mai des folosite sunt echerele cu unghiuri active de 900, care se execută în patru clase de

precizie şi în patru tipuri constructive: normale, simple şi cu talpă; profilate; pentru suprafeţe plane; cu bază lată.

b. Aparate de m ăsurat unghiuri

iii. Raportorul mecanic cu vernier

Are domeniul de măsurare de la 0 la 1800. Măsurarea unghiurilor se face prin asigurarea contactului aproximativ între suprafeţele piese şi

suprafeţele de măsurare ale semidiscului 1 şi riglei cu cursor 5 ce alunecă pe rigla 2 solidară cu vernierul 4 şi care se roteşte în jurul articulaţiei 3; apoi prin reglarea vernierului 4 cu ajutorul şurubului 6 se asigură contactul precis între suprafeţele menţionate, după care se blochează cu şuruburile 7 şi 8.

Citirea unghiului se face pe scara gradată în 1800de pe semidiscul 1 şi pe vernierul 4 divizat în 60’. Unghiurile între 0 şi 900 se măsoară între suprafeţele semidiscului 1 şi riglei 5, iar cele între 900şi

1800 se măsoară între suprafeţele semidiscului 1 şi riglei 2.

Fig. 12 Raportor mecanic cu vernier

iv. Raportorul optic

Este folosit pentru măsurarea şi trasarea de precizie a unghiurilor în intervalul 0 la 3600. Scara gradată împărţită în patru porţiuni de câte 900 şi vernierul cu valoarea diviziunii de 5’.sunt trasate în interiorul aparatului. Citirea se face printr-o lupă.

15

Fig. 13 Citirea la raportorul optic - 88045’ La măsurarea unghiurilor obtuze, la valoarea citită prin lupă se adaugă, după caz, 900, 1800 sau

2700.

v. Nivela cu cadru / rama

Nivele sunt utilizate pentru determinarea abaterilor de la poziţia orizontală, pentru reglarea la poziţie orizontală sau sub un anumit unghi, pentru reglarea poziţiei mai multor suprafeţe la acelaşi nivel.

Cu ajutorul nivelei cu ramă se pot verifica poziţiile suprafeţelor atât în plan orizontal , cât şi în plan vertical (în două direcţii simultan).

Pe tubul de sticlă este trasată o scară gradată şi când nivela este în poziţie orizontală bula de aer se află la mijlocul scării. Nivelele se execută cu valoarea diviziunii de la 4” la 1’.

Poziţia bulei de aer din tubul de sticlă depinde de poziţia nivelei.. Valoarea diviziunii corespunde unghiului la care nivela trebuie să se încline pentru ca bula de aer să se deplaseze cu o diviziune.

− Mijloace pentru controlul şi măsurarea rugozit ăţii suprafe ţelor

a. Determin ări calitative comparative

Rugozitatea suprafe ţelor se defineşte ca ansamblul neregularităţilor (striaţii, rizuri, smulgeri de particule de material, urme de sculă, goluri, pori etc.) ce formează relieful suprafeţelor reale al căror pas este relativ mic în raport cu adâncimea lor.

i. Mostre de rugozitate

Se utilizează pentru determinarea comparativă a rugozităţii. Mostrele de rugozitate sunt plăcuţe dreptunghiulare cu suprafaţa plană, cilindrică concava sau

cilindrică convexă. Suprafaţa de măsurare a mostrelor este caracterizată prin rugozitatea sa şi orientarea

neregularităţilor. Suprafaţa de măsurare este o suprafaţă reală sau care reproduce o suprafaţă reală având o valoare cunoscută a rugozităţii Ra.

Mostrele de rugozitate sunt executate în seturi, pe serii de rugozităţi, pentru diferite procedee şi diferite forme ale suprafeţelor a căror rugozitate se determină.

Compararea rugozităţii suprafeţelor se poate face: ♦ Cu ochiul liber, pentru suprafeţe cu mRa µ2,3≥ ;

♦ Cu lupa simplă, pentru suprafeţe cu mRa µ6,1≥ ;

♦ La microscopul de atelier, pentru suprafeţe cu mRa µ4,0...5,12= ;

16

♦ La microscopul comparator, pentru suprafeţe cu mRa µ1,0...5,12= .

b. Determin ări cantitative absolute

i. Rugozimetrul cu palpare

Fig. 14 Rugozimetrul inductiv cu palpare

Fig. 15 Principiul de măsurare al rugozimetrului inductiv

Sub acţiunea măsurandului M palpatorul T se deplasează în plan vertical şi pârghia P se roteşte în

jurul punctului de articulaţie O, modificând întrefierul dintre armătura A şi electromagneţii E, ca urmare, dezechilibrând puntea L. Cunoscând legătura dintre deplasarea acului palpator T şi dezechilibrarea punţii L se poate determina mărimea la un aparat indicator I. Înaintea aparatului indicator trebuie să se introducă un amplificator.

Caracteristici principale rugozimetru TR200 Parametri rugozitate Ra, Rz, Ry, Rq, Rt, Rp, Rmax, Rv, R3z, RS, RSm, RSk, Rmr, Unit mm, inch Rezoluţie display 0.01 µ m Domeniu măsurare Ra: 0.025~12.5µ m Exactitate ≤±10% Repetabilitate <6%

E

17

c. Rigle de verificare

Se utilizează pentru controlul rectilinităţii şi planităţii suprafeţelor prin metoda fantei de lumina. Verificarea se face prin aşezarea riglei pe o muchie, pe generatoarea unui cilindru sau pe o

suprafaţă plană şi observarea între muchia riglei şi măsurand a unei fante luminoase foarte subţiri pe fond întunecat. Datorită fenomenului de difracţie care apare la trecerea luminii prin fante este posibilă observarea unor fante foarte înguste ( de cca. mµ1 ). Variaţia lăţimii fantei indică existenţa abaterii de la rectilinitate.

Fig. 16 Verificarea rectilinităţii prin metoda fantei de lumină

d. Planeimetru

Se utilizează pentru măsurarea abaterii de la rectilinitate şi planitate. Este compus dintr-o riglă de granit cu două picioare metalice pe care culisează un suport în care

este fixat un microcomparator cu valoarea diviziunii de mµ1 .

− Mijloace de m ăsurare a durit ăţii

a. Aparat pentru m ăsurarea durit ăţii Rockwell

Duritatea este proprietatea materialelor de a rezista la o acţiune mecanică care tide să le distrugă suprafaţa.

Duritatea Rockwell se calculează pe baza adâncimii remanente de pătrundere e datorită suprasarcinii F1, măsurată sub sarcina iniţială F0 constantă, calculată pentru cel puţin trei urme.

Există trei tipuri de duritate Rockwell: HRA – folosită pentru piese dure (carburi metalice); HRB - folosită pentru piese moi; HRC - folosită pentru piese călite.

18

Fig. 17 Principiul măsurării durităţii Rockwell (a – scara C cu con de diamant, b – scara B cu bilă

de oţel)

II. Principii de alegere a metodelor si mijloacelor de măsurare

Alegerea raţională a metodelor şi mijloacelor de măsurare depinde de o serie de condiţii şi caracteristici metrologice şi tehnico – economicecum ar fi:

♦ Felul şi caracterul parametrilor măsuraţi sau controlaţi; ♦ Toleranţa (precizia dimensională, de formă şi poziţie) parametrilor controlaţi; ♦ Volumul de producţie (unicate, serie mică, mare, masă); ♦ Precizia de citire a mijlocului de măsurare( apreciată după valoarea diviziunii de pe scara

gradată la mijloacele analogice sau ultima cifra ce se poate citi pe un afisaj la mijloacele digitale);

♦ Eroarea limită de măsurare a mijlocului sau metodei de măsurare; ♦ Siguranţa în funcţionare a mijloacelor de măsurare; ♦ Productivitatea controlului care trebuie să corespundă productivităţii execuţiei pieselor; ♦ Costul mijlocului sau metodei de control; ♦ Gradul de complexitate al mijlocului sau metodei de control şi calificarea pe care trebuie să

o aibă inspectorul caliatate. Volumul de producţie:

♦ Unicate şi serie mică – mijloace de măsurare şi controluniversale; ♦ Serie mare şi de masă - mijloace de măsurare şi control specializate, cu mare

productivitate. Precizia mijlocului de măsurare:

♦ Rezoluţia mijlocului de măsurare ≥1/6 şi ≤1/20 din toleranţa prescrisă; ♦ Eroarea totală a mijlocului sau metodei de măsurare≤ rezoluţia mijlocului de măsurare.

Siguranţa în funcţionare a mijloacelor de măsurare

♦ Stabilitatea în timp a indicaţiilor mijlocului de măsurare; ♦ Mijloace de măsurare robuste (cât mai puţin sensibile la şocuri şi vibraţii, cât mai puţin

deformabile, rezistente la uzură,etc.);

19

Costurl mijlocului sau metodei de control ♦ Poate să fie justificat şi compensat de precizia şi productivitatea sa; ♦ Când este posibil mijloacele de măsurare scumpe (microscoape, instalaţii de măsurare

complexe) trebuie să fie înlocuite cu mijloace mai ieftine, eventual prin aplicarea metodelor de control statistic;

Gradul de complexitate al mijlocului sau metodei de control

♦ Are legătură cu productivitatea, costul controlului şi calificarea inspectorului caliatate; ♦ O complexitate mare a mijlocului de măsurare poate însemna o metodă simplă şi

productivă ce nu necesită o calificare mare din partea inspectorului (de ex. Instalaţii individuale de control individualizate şi semiautomate);

♦ În alte cazuri o complexitate mare a mijlocului sau metodei de control necesită inspectori cu înaltă calificare şi nu se justifică decât pritr-o productivitate foarte mare.

III. Verificarea şi etalonarea mijloacelor de m ăsurare

Verificarea unui şubler de exterior, a unui micrometru de exterior şi a unui ceas comparator, cu

ajutorul trusei de cale plan-paralele.

IV. Sistem CompuGauge pentru analiza caracteristici lor de performanta ale RI

Cu ajutorul acestui sistem se realizează următoarele încercări în acord cu standardul SR EN ISO 9283:2004:

1. Exactitatea şi repetabilitatea poziţiei; 2. Exactitatea şi repetabilitatea deplasării; 3. Timpul de stabilizare pe poziţie; 4. Deriva exactităţii şi repetabilităţii poziţiei; 5. Caracteristicile vitezei pe traiectorie (exactitate,repetabilitate, fluctuaţie)

Încerc ările se realizează cu Sistemul de măsurare 3D CompuGauge (hardware + software)

compus din:

1. Hardware : Două dispozitive de triangulaţie cu cabluri de măsurare (câte două cabluri / dispozitiv); O cutie externă de achiziţie date cu conexiune USB; Cablu USB de conectare a cutiei de achiziţie date la un calculator tip laptop; Două cabluri seriale de conectare a dispozitivelor de triangulaţie la cutia de achiziţie date; Sursă de alimentare 9V c.c. a cutiei de achiziţie date; Adaptor 3D cu şase grade de libertate, care se fixează la interfaţa mecanică a braţului robotului; la

pârghiile adaptorului se ataşează cele patru cabluri de măsurare.

2. Software 3D CompuGauge (instalat pe calculatorul tip laptop) cu modulele: Achiziţie date; Vizualizare date; Analiză date.

20

Caracteristici sistem 3D CompuGauge :

Rezoluţie: 0,010 mm; Repetabilitate: 0,020 mm; Exactitate: ±±±± 0,150 mm; Frecvenţa de eşantionare: de la 25 la 1000 Hz; Spaţiul de masurare: 1500 mm x 1500 mm x 1500 mm; Viteza maximă de lucru: până la 5 m/s; Acceleraţia maximă de lucru: 5g; Timp de măsurare: pâna la 10 minute; Temperatura de funcţionare: 22± 30 C.

Fig. 18 Sistem CompuGauge

Metoda de măsurare a Sistemului 3D CompuGauge se bazează pe determinarea lungimii celor patru cabluri de măsurare conectate pe de o parte la punctul central al interfeţei mecanice a robotului de încercat, prin intermediul adaptorului 3D şi pe de altă parte la două dispozitive de triangulaţie. Măsurarea se realizează cu ajutorul celor două dispozitive de triangulaţie, prin înfăşurarea/ desfăşurarea fiecărui cablu pe câte un tambur a cărui rotaţie este monitorizată precis de un codificator optic cu rezoluţie înaltă (cu modulaţia amplitudinii în cuadratură - defazaj de 900) de 20.000 impulsuri/ rotaţie. Cele patru tambure sunt dispuse două câte două la distanţe fixe cunoscute în cadrul unor unităţi de măsurare. Fiecare cablu este menţinut întins cu ajutorul unui dispozitiv de tensionare. Un mecanism de siguranţă cu clichet permite deconectarea lină a cablurilor de măsurare de cele patru tambure pentru protecţia împotriva ruperii accidentale a cablurilor(în cazul depăşirii lungimii maxime

„Punctul de măsurare”

Robot

Cabluri măsurare

Dispozitive triangulaţie

Cabluri comunicare

Adaptor măsurare

Laptop

Cutie achiziţie date USB

21

acestora) şi de asemenea, pentru prevenirea „filării” incontrolabile înapoi a tamburelor după ce cablurile au fost deconectate datorită depăşirii momentului de torsiune de la dispozitivul de tensionare. Adaptorul 3D are rolul de a asigura intersecţia celor 4 cabluri întru-un unic punct virtual, „punctul de măsurare”. Prin cunoaşterea lungimii celor patru cabluri şi a distanţelor fixe dintre cele două perechi de tambure de măsurare, se poate determina prin triangulaţie poziţia punctului de măsurare de pe interfaţa mecanică a robotului. Triangula ţie – metodă matematică de aflare a poziţiei unui punct cunoscând o latură şi unghiurile unui triunghi.

Fig. 19 Experimentări în laborator

Robot Nachi

Adaptor şi cabluri de măsurare

Dispozitiv de triangula ţie

Unitate de măsurare

Laptop

Cutie de achizi ţie date şi cabluri de legătură

22

Fig. 20 Adaptor şi cabluri de măsurare

Fig. 21 Dispozitive de triangulaţie

Fig. 22 Unitate de măsurare

23

Fig. 23 Achiziţie date

Fig. 24 Stabilirea referinţei sistemului de măsurare

24

Fig. 25 Exactitatea şi repetabilitatea poziţiei

Fig. 26 Exactitatea şi repetabilitatea deplasării

ISO

25

Fig. 27 Timpul de stabilizare pe poziţie

Fig. 28 Deriva exactităţii şi repetabilităţii poziţiei

Timpul de stabilizare pe poziţie

ISO

Deriva cu motorul încălzit

26

Fig. 29 Caracteristicile vitezei pe traiectorie

V. Măsuri specifice de protec ţia muncii

a. Accesul în laboratoare sau în incinta acestora este permis numai cu consimţământul conducerii laboratorului si doar in prezenta tutorelui;

b. Este obligatorie efectuarea unui instructaj special de protecţie a muncii înainte de realizarea unei măsurători sau încercări care are caracter de noutate, se executa foarte rar sau se înscrie într-o lucrare de cercetare;

c. Instructajul special se va face de conducătorul direct al locului de munca sau de către conducătorul lucrării de cercetare si va cuprinde masurile de protecţie a muncii care trebuie respectate la realizarea măsurătorii/încercării, luându-se în considerare condiţiile concrete ale locului de munca la momentul dat;

d. Toţi lucrătorii din laboratorul de măsurări şi control sunt obligaţi sa utilizeze echipamentul de protecţie adecvat, conform "normativului cadru de acordare si utilizare a echipamentului individual de protecţie" emis de MMPS. Este interzisa intrarea la laborator a studentilor fara echipament de protectie: halat, manusi, sapca, ochelari, antifoane, casti;

e. Seful de laborator răspunde de aplicarea si respectarea tuturor normelor de securitate a muncii în timpul efectuării analizelor fizico-chimice si/sau încercărilor mecanice;

f. Maşinile sau aparatele care au mecanisme sau piese în mişcare de rotaţie, translaţie sau oscilaţie si care pot provoca accidente, nu pot fi puse în funcţiune fără a avea montate apărătorile de protecţie corespunzătoare;

27

g. Este interzis sa se lucreze în instalaţii improvizate sau insuficient calculate în ceea ce priveşte rezistenta si securitatea pe care trebuie sa le ofere fazele de lucru pentru care sunt indicate;

h. Se vor verifica periodic si ori de cate ori este cazul prin măsurători- starea izolaţiilor, cablurilor si racordurilor electrice, precum si prizele de legare la pământ sau la nul a maşinilor, instalaţiilor si aparatelor acţionate electric sau care pot fi puse accidental sub tensiune;

i. Înainte de începerea lucrului se vor verifica aparatele de măsura si control,;

j. După terminarea lucrului, aparatele electrice se vor deconecta;

k. La executarea lucrărilor de laborator vor participa cel puţin două persoane;

l. Este obligatorie acoperirea parului si purtarea hainelor încheiate;

m. la executarea operaţiilor la care exista pericolul de atingere directa se vor utiliza mijloace individuale de protecţie, verificate conform normelor energetice;

n. la executarea operaţiilor la care exista pericolul de electrocutare prin atingere indirecta, utilajele vor fi legate la centura de înpământare;

o. Toate pârtile conductoare ale instalaţiilor si echipamentelor electrice alimentate cu o tensiune nominala mai mare decât tensiunea nepericuloasa si care nu fac parte dintre circuitele curente de lucru, dar care accidental pot ajunge sub tensiune, trebuie conectate la instalaţia de protecţie prin legare la pământ;

p. �efii de laborator sunt obligaţi sa solicite periodic verificarea instalaţiilor, echipamentelor si aparatelor alimentate cu energie electrica pe care le au în dotare si sa verifice periodic imposibilitatea atingerii pieselor aflate normal sub tensiune, precum si existente legăturilor vizibile de protecţie (legarea la pământ, contacte de protecţie SHUKO, etc.);

q. Cei care exploatează instalaţiile, echipamentele si aparatele acţionate electric trebuie sa verifice, înainte de începerea lucrului, imposibilitatea atingerii pieselor aflate normal sub tensiune precum si existenta legăturilor vizibile de protecţie;

r. Este intezisă folosirea mijloacelor de protecţie care nu au fost verificate periodic, care nu au corespuns la verificări, a căror valabilitate a expirat, care prezintă defecte vizibile, sunt murdare, umede sau nu corespund tensiunii nominale a instalaţiei, echipamentului sau aparatului la cere ar trebui utilizate. Înainte de fiecare folosire a mijlocului de protecţie, lucrătorul respectiv este obligat sa facă verificările de mai sus si sa nu utilizeze mijlocul care nu corespunde;

s. La maşinile de încercări mecanice, înainte de efectuarea încercărilor se va verifica funcţionarea normala a maşinii si a instalaţiilor componente, conform instrucţiunilor din cartea tehnica; în mod deosebit se vor verifica aparatele de măsura si control, precum si etanşeitatea instalaţiilor si recipientelor sub presiune. Este interzisa efectuarea încărcărilor dacă aparatele de măsura si control sunt defecte sau lipsesc sau daca se constata scurgeri de fluide la instalaţiile sub presiune;

t. Pentru încercarea de duritate, care se executa direct pe piese, din motive tehnologice (nu pe probe martor sau epruvete) se vor stabili, prin instrucţiunile proprii de securitate a muncii, masurile necesare la manipularea, sprijinirea în vederea încercării si depozitarea pieselor.

VI. Execu ţia de lucr ări individuale

S-au prezentat practic în cadrul laboratorului de Inspecţie Calitate din ICTCM diferite exemple de măsurare şi control cu MM descrise. Sub îndrumare studenţii au efectuat diferite măsurători pentru însuşirea modului de lucru cu MM. In mod special au fost efectuate testari cu rugozimetrul si cu microscopul optic. Studentii au facut masuratori si si-au notat rezultatele in caietul de practica.