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Rugosidade1 Eric Luiz Caetano2 Felipe Toledo de Almeida3 Jackson Moretti4 Julio César Droszczak5 Matheus Natã Oliveira6 RESUMO: A superfície de um material é de fundamental importância na área da mecânica dependendo de cada caso de utilização. Em certos casos, não basta a superfície estar corrigida de erros visíveis a olho nu, os erros microgeométricos, ou seja a rugosidade, deve ser levada em consideração. Parâmetros, representações, normas e aparelhos para a avaliação da superfície como o rugosímetro são utilizados para controle de rugosidade.
PALAVRAS CHAVE: Rugosidade, erros microgeométricos, rugosímetro.
ABSTRACT: The surface of a material is of fundamental importance in mechanical area depending on each case of use. In some cases, it’s not enough the surface be corrected about the errors visible to the naked eye, the microgeometric errors, in other words the rugosity, should be taken into account. Parameters, representations, standards and equipments to evaluate the surface like the rugosimeter are used to control the roughness
KEYWORDS: Roughness, microgeometric errors, rugosimeter.
1. INTRODUÇÃO
A constante e exponencial evolução tecnológica em várias áreas e frentes de trabalho permite-nos analisar com maior exatidão os tratamentos superficiais em determinados
conjuntos
mecânicos
ou
peças,
e
assim
determinar
características microgeométricas com maior exatidão a confiabilidade.
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Trabalho apresentado à disciplina de Metrologia como avaliação parcial do 1º Bimestre. Orientador: Paulo Lagos. Aluno do 6º período do curso de engenharia mecânica. E-mail:
[email protected] Aluno do 6º período do curso de engenharia mecânica. E-mail:
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suas
Para um entendimento melhor ou mais claro sobre este assunto, sobre estas exatas características de erros microgeométricos ou como melhor é conhecida “Rugosidade” deve-se entender os conceitos básicos de como se forma estes erros e como eles podem influenciar no acabamento, resistência, qualidade, escoamento de fluidos na superfície (parâmetro este de extrema importância nas áreas da Bioengenharia,) entre outros. Os conceitos básicos para este entendimento são: Superfície Geométrica; Superfície Real; Superfície Efetiva; Perfil Geométrico; Perfil Real; Perfil Efetivo e Perfil de Rugosidade (perfil este que determina os níveis de rugosidade da peça graficamente e numericamente). Com o entendimento destas etapas de estudo básico dar-se-á sequencia ao estudo específico da composição da superfície e os parâmetros de Rugosidade.
2. Parâmetros de rugosidade
Para cada tipo de usinagem, utilização da superfície e material da superfície é utilizado um tipo de parâmetro de rugosidade. Estes parâmetros são usados para verificar a conformidade da superfície após utilizar equipamentos como o rugosímetro eletrônico que gera gráficos.
2.1. Parâmetro Rugosidade média (Ra)
Para dar acabamento adequado à superfície da peça necessita-se, portanto determinar o nível em que ela deve ser usinada, isto é, deve-se adotar um parâmetro que permita avaliar a rugosidade. O parâmetro de medição aplicável à maioria dos processos de fabricação baseia-se nas medidas de profundidade da rugosidade: Ra (roughness average). Define-se Ra como o desvio médio aritmético dos valores absolutos das ordenadas de afastamento (yi), dos pontos do perfil de rugosidade em relação à linha média, dentro do percurso de medição (µm). Essa grandeza pode corresponder à altura de um retângulo, cuja área é igual à soma absoluta das áreas delimitadas pelo perfil de rugosidade e pela linha média, tendo por comprimento o valor µm.
2.2. Parâmetro Rugosidade média (Rz)
O parâmetro corresponde ao somatório dos cinco valores de rugosidade parcial de cinco amostragens, respectivamente. Ao representar graficamente uma amostragem, é traçado uma linha chamada de linha média, que se trata de uma divisão paralela à divisão geral do perfil em que a soma das áreas nos picos superiores a linha é igual à soma das áreas nos picos inferiores. Ao somar a altura entre os pontos máximos e mínimos (Zi) de cada amostragem e dividir por cinco, obtemos a rugosidade média (rz). A rugosidade média é um parâmetro útil quando se tem um aparelho eletrônico capaz de gerar gráficos de picos de rugosidade de perfis em superfícies de perfil periódico e conhecido. Pode ser utilizado em pontos que não influenciam na função da peça a ser controlada, como superfícies de apoio e deslizamento, ajustes prensados, entre outros.
2.3. Parâmetro Rugosidade máxima (Ry)
A distância maior de pico e vale de todas as amostragens é chamada de parâmetro Rugosidade máxima (Ry). O parâmetro é utilizado em peças ou máquinas que tem sua superfície exigida ao máximo, superfícies e anéis de vedação, superfícies dinamicamente carregadas, parafusos carregados, entre outros. A maior vantagem do parâmetro é o de informar a deteorização máxima da superfície, além de fornecer informações complementares ao parâmetro Ra, que é um parâmetro mais utilizado do que o parâmetro Ry.
3. Representação de Rugosidade
É muito importante sabermos sobre esse tema, pois como engenheiros, estaremos dia a dia expostos a situações que possam ter alguma ligação com rugosidade. E como existem vários tipos de superfícies e faces de peças, é totalmente necessário saber qual é o melhor parâmetro para identificarmos os tipos de rugosidade e o estado que se encontram nas superfícies das peças estudadas.
A simbologia é atrelada a Norma ABNT – NBR 8404/1984, que descreve algumas indicações e símbolos complementares que identificam a superfície das peças, principalmente em desenhos técnicos. Segue o Quadro 1 com alguns símbolos: Figura 1 – Simbologia 1
FONTE: TELECURSO 2000
O Quadro 3, a seguir, mostra alguns complementos que são uteis na hora da visualização. Lembrando que os símbolos a seguir podem ser utilizados ao mesmo tempo pra representar uma situação ocorrente. Figura 2 – Simbologia 2
FONTE: TELECURSO 2000
É importante saber-se as indicações de estado de superfície pelo símbolo, pois nem sempre terá a disposição o desenho, mas sim o símbolo. FIGURA 3 – Estado de superfície
FONTE: TELECURSO 2000
Onde, a= Valor da Rugosidade Ra, em mm; b= Método de Fabricação, Revestimento ou Tratamento; c= Comprimento da amostra, em mm; d= Direção de Estrias e= Sobremetal para usinagem, em mm; f= Outros parâmetros de Rugosidade.
4. Rugosímetro
Dentro do campo da metrologia dimensional, o controle de superfícies é realizado por perfilômetros ou rugosímetros. O rugosímetro em geral é o equipamento que mede as irregularidades da superfície da amostra de contato, registrando e informando o nível de imperfeições presentes. Os principais componentes que compõe um rugosímetro são: Apalpador, Agulha, Patim, Unidade de acionamento, Amplificador, Registrador*. O processo de funcionamento e aplicação de um rugosímetro dá-se pela passagem em contato entre o apalpador e a peça a ser analisada. O Apalpador acompanha a rugosidade da superfície, enquanto o patim (guia) desliza sobre o percurso acompanhando as ondulações da superfície. Durante este processo a agulha que está acoplada ao apalpador, recebe a carga de variação de movimentos e transforma essas variações em impulsos elétricos que serão traduzidos pelo amplificador. O Amplificador traduz as informações da agulha e o registrador dispõe os resultados nas mais diversas formas, dependendo do modelo do rugosímetro.
5. CONCLUSÃO
Para a indústria, a superfície de um material deve ser avaliada em escala macroscópica e microscópica, pois muitas vezes influi diretamente na função da peça ou da máquina. Os erros microgeométricos, ou seja a rugosidade, é avaliada conforme cada caso através de parâmetros, representações e normas, e se aplicados na fase de qualquer projeto de engenharia, as desconformidades nas superfícies das peças ou máquinas será minimizada. O rugosímetro como importante ferramenta de metrologia, é um equipamento que determina os parâmetros de rugosidade através de amostragens da superfície, que podem caracterizar a superfície como um todo, em um processo eficaz e de tempo minimizado.
REFERÊNCIAS Telecurso 2000 – Metrologia curso profissionalizante de mecânica. Ano 2008.
