MÉTODOS DE CALIBRACIÓN

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PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION PARA CALIBRES DE LÍMITES PARA ROSCAS

 
ALCANCE

Este método aplica a todos los calibres de roscas denominados anillos de rosca fija, calibres tampón para roscas interiores y quijadas de roscas fijas o reglables. Pueden presentarse independientemente, o bien en juegos con calibres P-NP.

El procedimiento se refiere a roscas métricas, pero no obstante, en ausencia de un proceso específico de calibración y siempre que los medios técnicos lo permitan, puede aplicarse a otros tipos de roscas, introduciendo las modificaciones oportunas.

DEFINICIONES

Las partes principales de una rosca son (Fig. 1)

Altura del perfil.-

La altura teórica del perfil que genera la rosca es la distancia que existe entre el extremo superior e inferior de dicho perfil, sin tener en cuenta los truncamientos de la cresta y los redondeados del fondo (H)

Angulo del filete.-

Es el formado por los flancos de dos dientes consecutivos ( α1)

Diámetro exterior.-

Es el mayor de los diámetros que efectivamente se pueden medir en una rosca (D)

Diámetro interior.-

Es el más interior de los diámetros de la rosca. También se conoce como diámetro del fondo (D1)

Diámetro medio.-

Es el diámetro que existe entre las líneas imaginarias que dividen, en dos partes iguales, la altura teórica del perfil generador (D2)

Paso de rosca.-

es la distancia medida entre dos puntos homólogos de dos filetes consecutivos (P)

Profundidad de rosca.-

Es la distancia que existe entre la cresta, que se obtiene una vez realizado el truncamiento (cresta práctica), y el fondo redondeado o truncado de dicha rosca (H1)

Semiángulo.-

Es el ángulo mitad del ángulo del filete

PRERREQUISITOS Y PRECAUCIONES

Los equipos patrones a utilizar deberán encontrarse dentro del periodo de validez de calibración. Si no están disponibles los equipos patrón a utilizar se sustituirán por otros de similar incertidumbre.

En primer lugar se realizará una limpieza general y se efectuará una inspección visual sobre la legibilidad del marcado, carencia de rebabas o aristas agudas, ausencia de golpes, rayas profundas, muescas, etc. La presencia de golpes en la rosca es motivo de rechazo.

Antes de realizar la calibración de recepción, seria conveniente hacer una comprobación de su dureza, que deberá ser mayor de 53 Rockwell C para aceros inoxidables y mayor de 62 Rockwelll C para aceros de cementación.

Los calibres se depositarán en el laboratorio de Metrología y Calibración durante un tiempo mínimo de 12 horas, con el fin de lograr una estabilidad térmica. La calibración se realizará a una temperatura de 20 ± 2 ºC.
EQUIPOS PATRONES Y ACCESORIOS
    Banco de calibración universal o medidora de una coordenada horizontal.

    Accesorios: Anillos patrones, juego de puntas cónicas y palpadores.

    Juego de tres varillas calibradas, o juego correspondiente de puntas cónicas.

    Proyector de perfiles.

    Si se deseara realizar una comprobación de dureza sería necesario utilizar un durómetro Rockwell.
Como accesorio de este procedimiento y para cada equipo, se utilizará la Ficha de Instrucciones de Calibración del mismo .
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

Calibración de tampones

El proceso se realiza tanto para el "PASA" como el "NO PASA". El diámetro exterior e interior admiten tolerancias superiores al diámetro medio, que es el que exige la verificación más cuidadosa. Por esto en las calibraciones periódicas solamente se verifica el diámetro entre flancos, pues suponemos que la rosca sufre el mismo desgaste en todo su perfil, en la recepción se comprueban todos los parámetros que se indican a continuación.

A) Diámetro exterior
    Se dota al banco universal de palpadores planos que al menos abarquen dos o más crestas de la rosca. La puesta a punto de estos palpadores se hace mediante bloques patrón de calidad 1 o superior.
    Se harán dos medidas desfasadas perpendicularmente, hallando su media aritmética que será el valor adoptado.
B) Diámetro interior
    Se utiliza un juego de punta cónicas para medir el diámetro perpendicularmente al eje (se anula así el efecto de posición oblicua que teóricamente se presenta al ángulo de la hélice), de tal forma que lleguen al diámetro interior sin rozar los flancos.

    Para realizar la medida se utiliza el banco universal y para poner a punto los palpadores un bloque patrón.
C) Paso
    Se coloca en el proyector de perfiles una sección de la rosca que presente varios pasos. Se enrasa a cero en el primer paso y se toma la medida en el último paso. Se divide la lectura por el número de pasos entre primero y último y se divide por el número de pasos. Se obtiene la medida del paso. Asignamos la incertidumbre de medida del proyector de perfiles con el factor k con el que esté calculado.
D) Semiángulo
    Debe verificarse no solo el valor del ángulo sino también la simetría.

    Se usan dos juegos de varillas calibradas de diferentes diámetros colocadas sucesivamente en el mismo vano de la rosca. conviene medir en dos puntos de contacto lo más separados posible para abarcar la mayor longitud posible del flanco.
De las dos medidas realizadas se obtiene (ver Fig. 2- superior)

    \( \displaystyle \sin \frac{\alpha}{2} = \frac{r_2 - r_1}{\frac{1}{2}(M_2-M_1)+ (r_1-r_2)} = \frac{d_2-d_1}{(M_2-M_1)- (d_1-d_2)} \)

Alternativamente puede medirse el ángulo en el proyector de perfiles.

Posteriormente ha de medirse la simetría del perfil por proyección óptica. El enfoque para la medida óptica es poco precisa debido al ángulo de hélice, pero resulta suficiente en forma comparativa para determinar su simetría.

E) Diámetro medio o entre flancos (Ver figuras 3 y 4)


Es el diámetro más importante de la rosca, ya que, según él se realiza el contacto. Para su verificación podremos utilizar, bien, el método del juego de 3 varillas iguales que es sencillo y proporciona una buena precisión, o bien, el de palpadores cónicos que es sencillo, ya que la medida se obtiene directamente, pero de menor precisión y se necesitan anillos patrones para poner a punto. Según el método de las tres varillas, el valor del diámetro medio se deduce de la medida M, teniendo en cuenta la relación:

    \( \displaystyle D_m = M - d\left(1 + \frac{1}{\sin(\alpha/2)}\right) + \frac{p}{2·\tan(\alpha/2)} - C_i \)

Donde:
    M = Media de 4 medidas sobre las varillas
    d = Diámetro de las varillas
    α/2= Semiángulo real de la rosca
    P = Paso real de la rosca
    C1 = Corrección
El diámetro de las varillas ha de elegirse para cada rosca, de forma que el contacto se realice en una zona de ±1/8 H situada sobre el diámetro medio.

La corrección C1 se introduce para compensar el efecto de la hélice por el cual las varillas se inclinan ligeramente respecto al eje de la rosca y los dos puntos de contacto varían respecto a sus posiciones teóricas. El valor de este factor es:

    \( \displaystyle C_1 = r·\tan 2\alpha \times \cos \left(\frac{\alpha}{2}\right) \times \cot \left(\frac{\alpha}{2}\right) \)

Este valor se considera despreciable siempre que la inclinación sea menor de 4 º.

Calibración de anillos de roscas

Son difíciles de medir, sobre todo los diámetros pequeños (métricas menores que 10). Para salvar dicha dificultad se emplearán resinas que permitan obtener réplicas de roscas con gran precisión. Para las roscas más grandes se puede utilizar, bien, el método de las resinas anterior, o bien el de los correspondientes palpadores.

El proceso se realiza tanto para el "PASA" como el "NO PASA".

Al igual que en los tampones en las calibraciones periódicas, únicamente se verificará el diámetro medio o entre flancos.

En la calibración de recepción.

A) Diámetro exterior
    El tratamiento es similar al utilizado para determinar el diámetro interior de tampones. Se mide empleando palpadores de punta cónica.
B) Diámetro interior
    El tratamiento es similar a la medida del diámetro exterior en los tampones de rosca, pero adaptando en este caso palpadores para interiores.
C) Paso y semiángulo
    Será necesario obtener una réplica de la rosca en resina, el proceso de preparación y endurecimiento se realiza a 20 ± 1 ºC.

    Los pasos para realizar las medidas son los expuestos en el apartado para tampones.
D) Diámetro medio o entre flancos
    Como ya se ha indicado es el parámetro más importante y el que deberá verificarse en las calibraciones periódicas.

    La calibración se realiza adaptando el banco de medida con los correspondientes palpadores de punta cónica. La medida se obtiene directamente sobre cuatro diámetros perpendiculares dos a dos y se calcula su media aritmética, la cual tomaremos como valor final.
Calibración de quijadas de roscas
    Se realiza siguiendo los fundamentos teóricos vistos en los apartados anteriores.
DATOS y CÁLCULOS. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS

La medida para cada parámetro se expresará como la media aritmética de las lecturas realizadas. A este valor se le asignará una incertidumbre igual a la incertidumbre de medida de los patrones empleados.

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

Los resultados obtenidos se comparan con los teóricos; si las medidas del calibre están dentro de su tolerancia se considera aceptable, si no se rechaza.
 



tema escrito por: José Antonio Hervás