A precisão é a marca registrada da engenharia moderna. Em uma época em que se espera que as máquinas operem com precisão quase perfeita, a necessidade de ferramentas de medição precisas nunca foi tão grande. Entre nos blocos de medição, os heróis desconhecidos da metrologia dimensional.
Esses aparentemente simples blocos de aço ou cerâmica revolucionaram a forma como medimos comprimentos e ângulos, permitindo-nos criar máquinas e estruturas com precisão sem precedentes.
Mas como eles funcionam e por que são tão importantes?
Neste artigo, explorarei o fascinante mundo dos blocos padrão e descobrirei por que eles são uma ferramenta crítica no arsenal de qualquer engenheiro ou mecânico.
Os blocos padrão são um sistema para produzir comprimentos de precisão e são usados como referência para a calibração de equipamentos de medição usados em oficinas mecânicas, como micrômetros, barras senoidais, paquímetros e relógios comparadores.
Eles são os padrões de comprimento mais comuns na indústria e são usados para garantir medições dimensionais precisas.
Pontos-chave sobre os blocos padrão
- Os blocos padrão são blocos de metal ou cerâmica que foram retificados com precisão e lapidados em uma espessura específica.
- Eles vêm em conjuntos de blocos com uma variedade de comprimentos padrão.
- Em uso, os blocos são empilhados para formar um comprimento ou altura desejada.
- Os blocos padrão foram inventados em 1896 pelo maquinista sueco Carl Edvard Johansson.
- Uma característica importante dos blocos padrão é que eles podem ser unidos com muito pouca incerteza dimensional.
- Os blocos são unidos por um processo de deslizamento chamado torção, que faz com que suas superfícies ultraplanas se unam.
- Os blocos padrão devem ser manuseados com o mesmo respeito que qualquer outro equipamento de medição para evitar perda de precisão.
- Como os óleos naturais da pele podem causar acúmulo e corrosão nas superfícies dos blocos de medição, evite o contato direto com a pele usando luvas de algodão sem fiapos ou camurça.
- Os blocos de desgaste são blocos de "sacrifício" adicionados a ambas as extremidades de uma combinação torcida ao usar blocos padrão em conjunto com outro instrumento de medição. Quando os blocos de desgaste ficam gastos, eles são facilmente descartados e substituídos.
- Os blocos padrão estão entre os padrões de comprimento mais comuns usados na engenharia e são usados para calibrar ou verificar o desempenho de uma ampla gama de equipamentos de medição.
- A calibração do bloco padrão é uma das mais antigas calibrações de alta precisão feitas em metrologia dimensional.
Precisão dos Blocos Medidores
Os blocos padrão são um sistema para produzir comprimentos de precisão e são calibrados para serem precisos a 20°C (68°F). A precisão dos blocos padrão é normalmente expressa em milionésimos de polegada ou micrômetros.
A precisão de cada bloco deve ser conhecida para atingir a precisão necessária do medidor.
O critério de classificação para blocos padrão é o aperto da tolerância em seus tamanhos, e notas mais altas são feitas para tolerâncias mais apertadas e têm maior exatidão e precisão.
Fatores que afetam a precisão
Vários fatores podem afetar a precisão dos blocos padrão, incluindo:
- Temperatura: Os blocos padrão são calibrados para serem precisos a 20°C (68°F) e devem ser mantidos nessa temperatura ao fazer medições para mitigar os efeitos da expansão e contração térmica.
- Desgaste: Com o tempo, os blocos padrão podem se desgastar devido ao uso e manuseio, o que pode afetar sua precisão.
- Sujeira e detritos: Sujeira, poeira, areia, lascas, graxa, espuma e refrigerante podem interferir na precisão dos blocos medidores, indicadores e comparadores de precisão, portanto, mantenha-os limpos.
- Armazenamento: Os blocos padrão devem ser armazenados em um ambiente limpo, seco e estável para evitar danos e manter sua precisão.
Por que a precisão é fundamental na medição dimensional com blocos padrão
Quando se trata de medição dimensional, a precisão é tudo. Os blocos padrão são usados para calibrar instrumentos de medição e garantir a precisão nos processos de fabricação.
Um único erro na medição pode levar a erros dispendiosos e até mesmo a riscos de segurança.
É por isso que os blocos padrão são feitos com extrema precisão, muitas vezes até um milionésimo de polegada.
A menor imperfeição pode prejudicar uma medição inteira, então os fabricantes usam equipamentos e técnicas especializadas para criar blocos perfeitamente planos, paralelos e de dimensões exatas.
Até mesmo a temperatura e a umidade do ambiente de fabricação são cuidadosamente controladas para evitar alterações nas dimensões dos blocos.
Resumindo, a precisão é a base da medição dimensional com blocos padrão e é o que os torna uma ferramenta tão valiosa em setores que vão do aeroespacial à medicina.
Para maiores informações:
Calibrando Blocos Medidores
A calibração de blocos padrão envolve uma série de etapas para garantir que os blocos sejam precisos e confiáveis para uso na medição dimensional. Aqui está um processo geral para calibrar blocos padrão:
- Meça o bloco padrão com um dispositivo de medição calibrado para determinar seu comprimento.
- Compare o comprimento medido com as tolerâncias desejadas para determinar se o bloco está dentro da especificação.
- Se o bloco estiver fora da especificação, ajuste-o conforme necessário para colocá-lo dentro da tolerância.
- Limpe o bloco medidor para remover qualquer sujeira ou detritos que possam afetar sua precisão.
- Guarde o bloco padrão em um estojo protetor para evitar danos ou desgaste.
No NIST, os blocos padrão são calibrados medindo o comprimento de cada bloco e relatando o comprimento medido no relatório de calibração. O National Physical Laboratory (NPL) publicou um Guia de Boas Práticas descrevendo as melhores práticas para manuseio, inspeção, limpeza e armazenamento de blocos padrão.
Os procedimentos de calibração para blocos padrão podem envolver o uso de equipamentos especializados, como um MÓDULO TESA e um conjunto mestre de blocos padrão.
Alguns métodos para calibrar blocos padrão envolvem métodos de interferência sem toque que podem ser usados para calibrar blocos padrão ou barras de comprimento com comprimentos de 0,01 mm até 1 m.
Diferenças entre micrômetros e paquímetros
Micrômetros e paquímetros são ferramentas usadas para medição dimensional, mas possuem algumas diferenças importantes:
micrômetros
- Ferramentas de medição extremamente precisas para medições externas, principalmente espessura, embora possam ser usadas para medir pequenos diâmetros externos.
- Normalmente têm faixas de medição menores, normalmente 0-1 polegada ou 1-2 polegadas.
- Exigem mais sutileza e podem produzir medidas diferentes se não forem usados com cuidado.
pinças
- Muito utilizados por sua versatilidade, pois podem tirar várias medidas diferentes.
- Geralmente têm uma faixa de medição mais ampla, geralmente de 0 a 6 polegadas.
- 10 vezes menos preciso que os micrômetros.
- Mais simples no design e, portanto, mais amigável e fácil de usar.
Aplicações de Blocos Padrão na Indústria
Os blocos padrão têm uma ampla gama de aplicações na indústria. Algumas aplicações comuns incluem:
- Calibração: Os blocos medidores são usados para calibrar equipamentos de medição, como micrômetros, barras senoidais, paquímetros e relógios comparadores.
- Medição direta: O uso mais comum de blocos padrão é fornecer uma referência para medição direta de distâncias entre superfícies paralelas.
- Configuração de máquinas-ferramentas: Os blocos padrão podem ser usados para configurar máquinas-ferramentas, como fresadoras e tornos, para garantir que estejam devidamente alinhados e produzindo peças nas dimensões corretas.
- Verificando a precisão das peças: Os blocos padrão podem ser usados para verificar a precisão das peças que foram usinadas ou fabricadas para garantir que atendam às especificações exigidas.
- Controle de qualidade: Os blocos padrão são usados em processos de controle de qualidade para garantir que as peças sejam fabricadas com as dimensões e tolerâncias corretas.
Melhores práticas para manuseio e armazenamento de blocos padrão
Manuseio:
- Os blocos padrão devem ser manuseados com o mesmo respeito que qualquer outro equipamento de medição. Se caírem ou forem descartados, correm o risco de perder a precisão.
- Evite o contato direto com a pele, pois os óleos naturais da pele podem causar acúmulo e corrosão nas superfícies dos blocos medidores. Em vez disso, use luvas de algodão sem fiapos ou camurça.
Limpeza:
- Limpe as faces de medição e verifique se há rebarbas com um plano óptico. Se necessário, limpe as superfícies com pedra Cerastón para blocos padrão de cerâmica ou pano de açafrão para blocos padrão de aço.
- Evite usar solventes ou produtos de limpeza abrasivos, pois eles podem danificar os blocos medidores.
- Use uma escova macia ou jato de ar para remover qualquer poeira ou detritos.
Armazenando:
- Armazene os blocos padrão em um ambiente limpo, seco e controlado para evitar ferrugem e corrosão.
- Guarde os blocos padrão em uma caixa de madeira com uma folha de papel resistente à ferrugem.
- Evite empilhar blocos padrão uns sobre os outros, pois isso pode causar danos às superfícies de medição.
- Quando não estiver em uso, mantenha os blocos medidores em sua caixa protetora para evitar danos.
Outro:
- Ao usar blocos padrão em conjunto com outro instrumento de medição, use blocos de desgaste. Os blocos de desgaste são blocos "de sacrifício" adicionados a ambas as extremidades de uma combinação torcida. Quando os blocos de desgaste ficam gastos, eles são facilmente descartados e substituídos.
- Inspecione regularmente os blocos medidores quanto a danos ou desgaste e substitua-os conforme necessário.
Desafios e Limitações dos Blocos Medidores
Apesar de sua utilidade, os blocos padrão também apresentam alguns desafios e limitações na medição dimensional:
- Custo: O conjunto métrico padrão de blocos padrão pode ser caro devido ao grande número de blocos necessários.
- Tamanho: Novos tamanhos com diferenças menores no comprimento nominal podem ser necessários para medições mais precisas.
- Número de medidores: Vários medidores podem ser necessários para controlar o tamanho das peças e definir calibrações.
- Manutenção: Os blocos padrão requerem manutenção adequada para garantir sua precisão, incluindo limpeza, torção e armazenamento em um ambiente com temperatura controlada.
- Erro humano: O manuseio incorreto ou a torção inadequada podem levar a medições imprecisas.
- Gama limitada: Os blocos padrão vêm em conjuntos com uma variedade de comprimentos padrão, que podem não cobrir todas as necessidades de precisão no trabalho de avaliação dimensional.
Apesar desses desafios, os blocos padrão continuam sendo um importante meio de padronização de comprimento usado pela indústria.
Considerações finais e recomendações
Ao concluir este artigo sobre blocos padrão, não posso deixar de me sentir confuso com a absoluta exatidão e precisão desses pequenos blocos. O fato de que eles podem medir até o nível do micrômetro é incompreensível para mim. É incrível pensar que um objeto tão pequeno pode ter um impacto tão grande na medição dimensional.
Mas, por mais impressionantes que sejam os blocos de medição, eles têm suas limitações. Apesar de serem incrivelmente precisos, eles ainda requerem calibração para garantir que estejam funcionando corretamente. E embora sejam mais precisos do que outras ferramentas de medição, como réguas e paquímetros, nem sempre são a escolha mais prática para todas as situações.
Dito isto, os blocos padrão são uma ferramenta essencial para o controle de qualidade e as melhores práticas em setores como manufatura e engenharia. Eles permitem medições consistentes e precisas, o que é crucial para garantir que os produtos atendam às especificações exigidas.
À medida que a tecnologia continua avançando, também avançam os recursos dos blocos padrão. Mas mesmo com esses avanços, é importante lembrar que eles são apenas uma ferramenta na caixa de ferramentas de medição. Cabe a nós como profissionais determinar qual ferramenta é mais adequada para cada situação.
Concluindo, os blocos padrão podem parecer uma ferramenta simples, mas seu impacto na medição dimensional é tudo menos isso. Eles são exatos, precisos e essenciais para garantir o controle de qualidade em muitos setores. E embora possam ter suas limitações, continuarão a desempenhar um papel vital no mundo da metrologia nos próximos anos.
Entendendo as Unidades de Medição Metrológica
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Links e referências
Meu artigo sobre o tema:
Descobrindo Metrologia, Unidades, Instrumentos e Mais
Auto-memorando: (Status do artigo: esqueleto)
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