Tema 5

Instrumentos de medición de longitudes.
Son aquellos que tienen un número determinado de divisiones según el
sistema de medida y que dan directamente el valor de la longitud. A esta
categoría pertenecen el metro (en cintas flexibles o en forma de reglas
articuladas) y las reglas graduadas. En estas últimas hay generalmente dos
escalas, una en Mm. y otra en pulgadas; su largo varía entre 0,15 m y 2 m. Las
reglas deben usarse y conservarse con cuidado: manejarse con delicadeza y
después de usarlas, deben limpiarse y protegerse con un poco de vaselina. En
estos instrumentos no pueden obtenerse medidas con mayor aproximación que la
que tengan las divisiones más pequeñas de la regla. Así, en las reglas métricas se
podrán apreciar milímetros o medios milímetros y en las reglas graduadas en
medidas inglesas hasta dieciseisavos de pulgada, porque cada pulgada suele estar
dividida en 16 partes.
Calibrador o pie de rey.
Se emplea para pequeñas y medianas precisiones. Constan de una regla graduada
y doblada a escuadra por un extremo. En esta regla se desliza una nueva escuadra
provista de otra graduación llamada nonio.
Los calibradores pueden tener nonio de 10, 20 ó 50 divisiones, cuyas
apreciaciones serán de 0.1 mm, 0.05 mm y 0.02 mm respectivamente. La parte graduada
en pulgadas suele tener un nonio de 8 divisiones. Como la menor división de la regla es
1”/16, su apreciación será 1”/16/8 = 0.1985 mm.
Es preciso acostumbrarse a leer en la escala de las pulgadas. Para medir arcos de
círculo se emplean instrumentos graduados en grados o medios grados. Para fracciones
más pequeñas se emplean nonios cuyo principio es el mismo que el descrito para las
reglas rectas y cuya apreciación podremos hallar de igual manera.
Ya veremos en seguida la aplicación de estos nonios a las escuadras. Cuando se
miden interiores en el calibrador tipo Proch-Rolle deben aumentarse 10 mm que es el
grueso de las puntas, a la medida que se lee en la regla graduada y nonio. Algunos
calibres de gran precisión llevan además de la corredera normal otra que, una vez fija
por el tornillo, se ajusta a la medida precisa, haciendo girar la tuerca moleteada.
El pie de rey es un instrumento que, debido al gran uso que de él se hace, pierde
con rapidez su precisión y utilidad si no se cuida y emplea convenientemente. Por eso
damos las siguientes normas:
•
No se deje nunca encima de las otras herramientas sobre
todo entre limas. Durante el trabajo se tendrá sobre el
banco encima de un tablero a propósito cubierto a ser
posible con un paño, junto con las otras herramientas de
precisión. Para guardarlo en el cajón es conveniente
disponer de un estuche de madera o al menos una funda de
cuero. Cuando se dispone de otras herramientas de
precisión, puede guardarse en un estuche común.
•
Durante su empleo se tendrá limpio de grasa o aceite. Al
terminar la jornada se limpiará con un trapo blanco de hilo
y se le dará una capa de vaselina.
•
Para saber si una pieza tiene las debidas dimensiones,
algunos dan antes al calibrador la abertura correspondiente
y luego intentan comprobar la medida forzándolo para que
entre en la pieza. A la vista está que este procedimiento
produce un desgaste prematuro en las puntas del
calibrador, dejándolo inservible en muy poco tiempo y da
además una medición deficiente. El procedimiento
correcto es: Se toma el pie de rey con una abertura mayor
que el espesor que debemos medir y una vez encarado el
pie de rey con las caras de la pieza se cerrará hasta lograr
un contacto suave con ellas. El contacto no debe ser sólo
de las puntas, sino más bien de una buena parte de las
patas. Entonces se lee la medida señalada por el nonio y se
abre el calibrador antes de sacarlo. En caso de medición de
interiores se cierra primero el calibrador y una vez
introducido se abre hasta el contacto con las caras de la
pieza cerrándolo antes de sacarlo. Para comprobar el
paralelismo entre dos caras se toma primero una medida en
uno de los extremos de la pieza y después se abre el
calibrador para sacarlo. Si se empleasen en esta operación
compases de espesores o de interiores, entonces sí podrían
correrse a lo largo de la pieza sin abrirlo ni cerrarlo.
Los calibres, así como otras herramientas usadas en el laboratorio de
metrología deben revisarse cada cierto tiempo para comprobar la exactitud de sus
medidas, estas comprobaciones se deben hacer atendiendo a las normas o
métodos internacionales de inspección.
Micrómetros
Cuando se requieren medidas más precisas que las que
pueden lograrse con el calibrador, se emplean los micrómetros (ver
anexo con procedimiento de calibración de un micrómetro).
a) Micrómetro para exteriores o pálmer.
Consiste en un soporte en forma de C con un tomillo y unas
escalas. El tornillo T suele avanzar en su tuerca 0,5 mm cada
vuelta. Por medio de la escala E pueden medirse los medios
milímetros, para obtener mayor precisión. El tambor P está
dividido en 50 partes, con lo que cada una de estas divisiones
indicará 0,5: 50 = 0,01 mm, es decir, una centésima de milímetro.
Para usar uno de estos micrómetros se pone aproximadamente a
la medida haciendo rodar el tambor por el grafilado. Después se
continúa rodando con el tambor menor, también grafilado, hasta
que la presión de las puntas del pálmer sobre la pieza hace que
quede libre un embrague a dientes o a fricción, deteniéndose así
la punta del pálmer. Entonces se procede a leer la medida: en la
regla, los milímetros y los medios milímetros; y en el tambor, las
centésimas. Los palmers están construidos de modo que sólo
pueden abrirse 25 mm. En cada tipo se tendrá:
Un nº 1, que mide de 0 a 25 mm;
Un nº 2, de 25 a 50;
Un nº 3, de 50 a 75, etc.
Existen también tipos de pálmer cuyas puntas llevan una
disposición especial para poder medir roscas, dientes de
engranajes y lugares angostos.
b) Micrómetro para interiores.
Es fundamentalmente igual al pálmer descrito. El tornillo
micrométrico tiene una amplitud de 25 mm, pero con
suplementos o piezas de recambio puede emplearse para
cualquier medida. Estos aparatos, pálmer y micrómetros, deben
usarse con delicadeza y sólo en medidas de precisión, y se han de
colocar exactamente a escuadra con las caras de las piezas que se
han de medir, que han de estar perfectamente lisas.
a) INSTRUMENTOS TRANSPORTADORES.
Son aquellos que pueden tomar dimensiones sin indicar el
valor; para conocer el valor de la medida se lleva a una regla
graduada o a un calibrador. Los principales son los compases, de
los cuales existen varios tipos:
1.- Compás de puntas.
Este compás sirve para trazar en el metal arcos y
círculos, determinar perpendiculares y paralelas. Además
se emplea para transportar distancias y marcar divisiones
iguales.
2.- Compás de espesores.
Es el instrumento más apto para comprobar
superficies paralelas; en este caso el mecánico debe usarlo
con gran sensibilidad y delicadeza, acostumbrándose a
sentir o tener tacto notando la presión de las puntas. De
aquí que a esta operación se la llama ajustar o comprobar a
«tacto de compás».
3.- Compás de interiores.
Sirve para tomar medidas internas y comprobar el
paralelismo de las caras de los huecos. Los tres tipos de
compases estudiados pueden tener un resorte y un tornillo;
aunque resultan así más exactos tienen menos radio de
acción.
b) CALIBRES FIJOS:
Sirven para medir pequeñas holguras o juegos.
1) Calas.
Son plaquitas de forma rectangular y de diversos
espesores, construidas con una gran precisión. Se
emplean, sobre todo, para comprobar otros aparatos de
medidas. Se denominan también placas Johanson. Deben
usarse con sumo cuidado. Alcanzan precisión de
diezmilésimas de milímetro.
2) Plantillas o galgas para radios de curvas y para roscas.
Son de gran utilidad para muchos trabajos de
mecánica.
Instrumentos de medida de ángulos.
Para medir ángulos se emplean en el taller unos útiles llamados escuadras. Las
hay de varias formas y construcciones. Las principales son las siguientes:
a)
Escuadras fijas:
Son aquellas que sólo pueden medir un ángulo. Las más
empleadas son las de 90°, 120°, 135", 60° y 45°. Las escuadras
fijas deben estar perfectamente rectificadas con muela o rasqueta.
b)
Falsas escuadras:
Los brazos de estas escuadras están articulados y pueden
fijarse en cualquier abertura por medio de un tornillo.
Sirven para saber si dos o más piezas tienen o no el mismo
ángulo. Para medir con ellas un ángulo determinado se
colocará la abertura adecuada por medio de una escuadra
patrón.
c)
Goniómetro de precisión' y escuadras universales.
Se llaman goniómetros todos los aparatos que sirven para
medir ángulos. La medida se lee en un círculo o semicírculo
graduado llamado limbo. El goniómetro es de gran precisión,
obteniéndose medidas con un error menor de 5 minutos de grado.
Para la medición de los ángulos no bastará en general hacer la
lectura que indica el nonio, sino que habrá que comprobar si dicha
abertura corresponde al ángulo que queremos medir, o bien a su
suplemento, o a su complemento. La regla móvil tiene sus
extremos cortados a 60º y 45°, para mediciones especiales.
d)
Escuadra universal:
La escuadra universal puede servir para hacer las mismas
mediciones que se han descrito arriba. Es, sin embargo, de menos
precisión. Con esta escuadra se pueden medir directamente
ángulos de 45° y de 90" con las dos piezas auxiliares. Con esta
última de 90º puede emplearse el aparato para hallar el centro de
las piezas redondas. Para mayores precisiones se emplean
goniómetros ópticos, es decir, goniómetros en los cuales la lectura
del limbo graduado se hace a través de unas lentes de aumento.
Pueden apreciarse en este aparato ángulos con aproximación de 2
minutos.
Las normas dadas para la conservación de los calibradores deben hacerse extensivas a
las escuadras:
•
Evítese el darles golpes
•
No se dejen en contacto con las otras herramientas; si son
de precisión téngase un estuche para guardarlas y
engrásense al terminar de usarlas para evitar la oxidación
de las aristas.
Ejemplos.
Uso del calibre
Para comprender el fundamento del nonio, veamos el ejemplo siguiente:
Supongamos que una longitud entre los puntos AB es de 9 Mm. Si la
dividimos en 9 partes iguales, cada parte valdrá 1 Mm.; pero si la dividimos en
10 cada una de ellas valdrá 9/10 mm. La diferencia, pues, entre unas divisiones y
otras será de 1 -9/10 = 0,1. Por tanto, si corremos la regla inferior 0,1 mm. la
primera división, a partir del 0, coincidirá con la de arriba. Si corremos 0,2 mm
será la segunda división la que coincidirá, porque distaba antes 0,2 mm. y así
sucesivamente.
Si corremos la reglilla inferior una medida cualquiera, el O del nonio indicará en
la escala superior los milímetros enteros; las partes de mm (décimas en este caso) nos
las indicará la división del nonio que esté más próxima a una división de la regla.
Ordinariamente los calibradores llevan dos graduaciones (mm y pulgadas), con sus
nonios correspondientes.
Para saber la apreciación de un nonio bastará que dividamos la menor división de
la regla por el número del nonio, por ejemplo:
En un calibrador grabado en mm hay un nonio La longitud más pequeña
que puede apreciar será:
1 mm (menor división de la regla)
---------------------------------------- = 0,05
20 (número de divisiones del nonio)
Verificación de escuadras
A) Verificación de escuadras de 90º
a) Si se dispone de tres escuadras la verificación es muy sencilla :
1.- Se toman las escuadras 1ª y 2ª y apoyándolas en un mármol de
verificación, se hace que se toquen los otros lados.
2.- Se toman de igual modo las escuadras 1ª y 3ª. y se hace la
misma operación.
3.- Se comparan la 2ª y 3ª. de igual manera.
Si en estas tres operaciones coinciden perfectamente las escuadras, el ángulo de
90° es perfecto. La parte interior se verifica entonces por paralelismo con las caras
exteriores.
b) Método norteamericano.
Cuando se dispone de una sola escuadra se toman cuatro cilindros de
diámetro perfectamente igual (cosa fácil de obtener), se apoyan y se hacen las
mediciones exteriores y las interiores. Si estas medidas resultan iguales, el
ángulo interior es perfecto. Las caras exteriores se comprueban entonces por
paralelismo.
c)
Sobre un mármol de verificación se apoya un cilindro perfectamente
rectificado (calibrado perfecto) y de base también rectificada y
perfectamente a escuadra. (Este cilindro es fácil de obtener en cualquier
rectificadora y es preferible que sea hueco o bien que las bases sean
cóncavas) Apoyando la escuadra en el mármol y haciéndola resbalar sobre él
con suavidad hasta que toque a la generatriz del cilindro, tendremos una de
las maneras más sencillas y exactas de comprobar escuadras y otras piezas
de ángulo recto.
Si la escuadra es perfecta, en cualquier posición que se mire el contacto debe ser
perfecto, siempre que se mantenga vertical.
B) Verificación de escuadras de 120º
Puede hacerse una verificación muy semejante a la explicada para los de 90°
en el apartado a). Aquí será preciso disponer de cuatro escuadras. Si el ajuste es
perfecto en las cuatro posiciones, las escuadras miden exactamente 120°.
C) Verificación de otras escuadras.
De forma parecida se verifican las escuadras de 60º y 45º. También se
pueden utilizar escuadras patrón de precisión o goniómetros.
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