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• Gabriel Rios

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PRACTICA DE LABORATORIO NO 9 MEDIDOR DE EXCENTRICOS Y LEVAS El medidor de excéntricos y levas es un aparato para efectuar mediciones de magnitudes lineales con precisión de 0.0002 mm (0.2 micrones), mediciones de magnitudes angulares con precisión de 1’’ (un segundo), al mismo tiempo que sirve para la verificación de ejes de levas, excéntricos, verificación de platos divisores de las fresas, etc. 9.1 OBJETIVOS.A. Conocer el uso y mantenimiento del medidor de excéntricos y levas, además de cabezal divisor óptico. B. Conocer el sistema de medición de ABBE para magnitudes lineales y del sistema de medición de ABBE para magnitudes angulares. C. Saber efectuar mediciones con este aparato, al mismo tiempo saber realizar la verificación de los platos divisores de las fresas. 9.2 POSIBILIDADES DE APLICACIÓN.El medidor de excéntricos y levas, además del cabezal divisor es un aparato de gran precisión que gracias a los sistemas de medición de ABBE para magnitudes lineales y angulares sirve para muchos fines de medición, comprobación y verificación, es decir que sus posibilidades de aplicación son de gran universalidad. En detalle el medidor de excéntricos y levas, además del cabezal divisor, sirve para efectuar lo siguiente: A. Medición de magnitudes lineales exteriores e interiores, con una precisión de 0.0002 mm (dos décimas de micrón), con un rango de medición de 10 mm a 200 mm. Principalmente para medir placas delgadas o laminillas B. Medición, comprobación y verificación de ejes de levas, excéntricos y platos divisores de fresas. C. Realizar graduaciones angulares, para la construcción de goniómetros. 9.3 DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL APARATO.El medidor de excéntricos y levas, además del cabezal divisor está compuesto de los siguientes sistemas característicos: 1. 2. 3. 4.

Sistema de la bancada. Sistema del contrapunto. Sistema de medición de ABBE para magnitudes lineales. Sistema del cabezal divisor ópticos o sistema de medición de ABBE para magnitudes angulares. 5. Sistema de iluminación.

9.3.1 SISTEMA DE BANCADA.La bancada (1) de hierro descasa sobre tres tornillos pedestales (2), con cuya ayuda se nivela el aparto utilizando para dicho efecto la utilización del nivel goniométrico u otro tipo de nivel que garantice la inclinación tolerable de la bancada. En la parte superior izquierda y derecha de la bancada (1) se tiene las guías (4) para que puedan instalarse y deslizarse el sistema del contrapunto y el sistema de medición de ABBE para magnitudes y el sistema de medición de ABBE para magnitudes lineales, al mismo tiempo para instalar en el lado izquierdo el sistema de medición de ABBE para magnitudes angulares. 9.3.2 SISTEMA DE CONTRAPUNTO.Está situada en la parte derecha de la bancada (1), y básicamente está compuesta por el carro (5) que se desliza en su guía por el carro (5) que se desliza en su guía respectivamente, pudiendo bloquearse dicho movimiento mediante el tornillo de bloqueo en cruz (6). En la parte superior del carro (5) se tiene el contrapunto (7), el cual tienen una perilla (8), con la que se crea una excentricidad lateral de éste. Este contrapunto está instalado sobre unas guías cola de milano (9), para deslizarlo en la dirección vertical y poder crear una excentricidad en éste sentido, esta acción se realiza mediante una llave allen instalada en el orificio de accionamiento (10). 9.3.3 SISTEMA DE MEDICIÓN DE ABBE PARA MAGNITUDES LINEAS.Un carro o base deslizante (11), se mueve en la bancada el movimiento de este carro en la bancada el movimiento de este carro (11), puede ser bloqueado mediante el tornillo de bloqueo en cruz (12). Unido a la base se tienen la columna (a), en la cual puede moverse el sistema de medición de ABBE con ayuda de la perilla de accionamiento (b), este movimiento se realiza para centrar e3l medidor respecto al centro de la pieza a verificar. El bloqueo del mencionado movimiento se efectúa con el tornillo de bloqueo (c). El medidor de ABBE para magnitudes lineales consta de: La caja (13), dentro de ésta caja (13) puede moverse la pínula de medición (14) la que está compuesta por: Una regla milimétrica transparente (15) de 100 milímetros de longitud, situado en la parte central, luego una tuerca racor (16) mediante la cual se puede instalar un seguidor de leva (17) según a la necesidad. (Los seguidores de levas disponibles son el seguidor plano, seguidor de punta y el seguidor de rodillo). Los elementos de bloqueo de la pínula de medición son: La perilla de bloqueo (22) que evita el movimiento en ambos sentidos, el vástago de bloqueo (23) que junto a su respectiva perilla de bloqueo (24) regulan el movimiento de avance de la pínula de medición. En cima de la caja (13) está instalado el soporte de la plantilla (25), en este soporte puede deslizarse la plantilla de medición de ABBE (26), este movimiento puede

realizarse con la perilla de puesta a punto (27) y puede bloquearse su movimiento con la perilla de bloqueo (28). Básicamente la plantilla de medición de ABBE para magnitudes lineales está compuesta por: Un ocular (29) a través del cual se observa la plantilla misma. Una perilla de medición (30), usada para efectos de medición y movimiento de la espiral de doble brazo (37). Una graduación de números grandes (31) con su respectiva línea de referencia (32), los cuales son proyectados de la regla transparente (13) hacia el ocular (29) utilizando el sistema de iluminación. Esta graduación (31) representa a la lectura de los milímetros. Una graduación central (33) graduada de 0 a 10 la que representa a la lectura de la DECIMAS DE MILÍMETRO. Una graduación circular (34) de números pares, en la que se realiza la lectura de las centésimas y milésimas de milímetro. Unas divisiones (35) en la graduación circular, que representa la lectura de las diez milésimas de milímetro. Una aguja de medidor (36), la cual es la indicadora de la medición de las centésimas milésimas y diez milésimas de milímetro. Una espiral de brazo doble (37), brazo superior (37.1) y brazo inferior (37.2), entre las cuales se ha de colocar la línea de referencia (32), previa a la lectura de la medida. La mencionada línea de referencia deberá ser colocada en la espiral doble, con ayuda de la perilla de medición (30), de tal modo que la parte central sea tangente al brazo superior y los costados no deban salir del brazo inferior. 9.3.4 SISTEMA DEL CABEZAL DIVISOR OPTICO.El cabezal divisor óptico está compuesto por: El punto (38), que va unido al transportador de ángulos cilíndrico (39).Estos elementos juntos a la pieza que se va ha verificar se pueden rotar gracias al accionamiento de la manivela de rotación (40), para realizar rotaciones con desplazamientos angulares muy pequeños del punto y transportador se utiliza la perilla de accionamiento fino (41). Para utilizar esta perilla de accionamiento de debe accionar la tuerca de racor (42). Existe un sistema de bloqueo para evitar la rotación del punto, éste es el tornillo de bloqueo (43). También se tienen la palanca de desactivación (44), que posibilita desactivar la rotación del punto por más que se accione la manivela de rotación, para ello esta palanca de desactivación debe moverse hacia abajo.

El cabezal puede girar en un ángulo de 110 grados, junto al punto y de este manera posibilitar la verificación de los platos divisores de las fresas, el control de la rotación de este cabezal se lo efectúa mediante el goniómetro mecánico (45) cuya precisión de medida angular es de 3’ (3 minutos). El giro de este cabezal se lo realiza mediante la perilla de accionamiento (46) y el bloqueo de este movimiento se efectúa con el tornillo de bloqueo (47) situado en la parte izquierda. El sistema óptico para magnitudes angulares es decir el goniómetro óptico, está compuesto por un visor (48), a través del cual se pueden observar en la ventana superior: la espiral de medición (49), escala graduada para la lectura de los grados (50), la escala graduada para la lectura de los minutos que van enumerados de diez dobles de referencia (52). Por otra parte, la ventana inferior del visor se tiene: la escala graduada de la lectura de los minutos complementarios (53), la escala graduada para la lectura de los segundos que van enumerados de diez en diez (54), la graduación para la lectura de los segundos complementarios (55) y la aguja de medición (56). La espiral de medición se acciona mediante la perilla de medición (57). 9.3.5 SISTEMA DE ILUMINACIÓN. El sistema de medición de magnitudes lineales, tienen como partes del sistema de iluminación a los siguientes: Un pequeño portalámpara (58), en la que se instala a rosca un foco o bombilla (59) de 2.1V 30W y es conectado mediante un cable a la salida de 2.1V de un transformador. En cambio, el sistema de iluminación para el sistema del cabezal divisor óptico, se compone de: Un portalámpara (60) en la cual se instala un foco o bombilla de 6V 15W, este foco es conectado a la salida de 6V de un transformador. En cambio, el sistema de iluminación para el sistema del cabezal divisor óptico, se compone de: Un portalámpara (60) en la cual se instala un foco o bombilla de 6V 15W, este foco es conectado a la salida de 6V de un transformador. 9.4 FUNCIONAMIENTO, FORMA DE MEDIR, COMPROBAR Y VERIFICAR. 9.4.1 ETAPA DE PUESTA A PUNTO DEL SISTEMA DE MEDICIÓN DE ABBE PARA MAGNITUDES ANGULARES 1ro. Colocar en funcionamiento el sistema de iluminación del cabezal divisor. 2do. Mediante el accionamiento de la manivela de rotación (40), rotar el punto, al mismo tiempo se verá que en la ventana superior del goniómetro óptico se va cambiando la graduación de los grados y minutos. 3ro. Parar el accionamiento en la posición que uno desee, preferiblemente en la posición de: M grados y cero minutos. 4to. Una vez bloqueada la rotación del punto y de la pieza; a través de la perilla de medición (57) mover la espiral de medición y por supuesto la graduación de la ventana inferior, hasta conseguir que la lectura de los minutos y segundos en lo posible sea cero. 5to. Colocar el transportador de ángulos cilíndrico, a la medida del goniómetro óptico, rotando éste manualmente.

9.4.2 ETAPA DE PUESTA A PUNTO DEL SISTEMA DE MEDICIÓN DE ABBBE PARA MAGNITUDES LINEALES. 1ro. Se inicia la etapa de “PUESTA A PUNTO”, encendiendo el sistema de iluminación previamente se debe verificar que el punto y el contrapunto están perfectamente centrados, esta operación se efectúa deslizando el carro del contrapunto hacia el punto uniéndolos y viendo que entre ellos no exista ninguna excentricidad. 2do. Se instala la pieza a medir o verificar en el punto y contrapunto ayudado por sus respectivas guías. Además se instala el seguidor apropiado en la pínula de medición. 3ro. Poner en el seguidor con la pieza a verificar o medir, hasta que en el sistema de ABBE para magnitudes lineales, la graduación de los milímetros se acerque a la lectura NOMINAL “N” (distancia del centro de la pieza hacia el centro del seguidor de rodillo). 4to. Mediante la perilla de medición, se mueve la espiral al mismo tiempo la graduación circular, hasta obtener una posición d la aguja marcando las cero centésimas, cero milésimas y cero diez milésimas. 5to. A través de la perilla de puesta a punto, se mueve la plantilla de medición, hasta colocar la línea de referencia entre los brazos de la espiral doble, de modo que toda la lectura sea N,000 mm. 6to. Bloquear el movimiento longitudinal de la plantilla, mediante la perilla de bloqueo, al mismo tiempo bloquear los movimientos de los sistemas de medición de ABBE y de la contrapínula en la bancada, utilizando para este fin los respectivos tornillos de bloqueo, finalizando así la etapa de “PUESTA A PUNTO”. 7mo. Colocar el transportador de ángulos la posición de cero grados. Efectuar esta operación moviéndolo manualmente. 9.4.3

ETAPA DE MEDICIÓN O VERIFICACIÓN.

1ro. Tomar el dato de la lectura de la magnitud lineal y de la magnitud angular en los sistemas de medición ópticos respectivos. Se sobreentiende que estas lecturas serán N,000 mm y M grados, cero minutos y cero segundos, respectivamente. 2do. Girar el punto y la pieza mediante la manivela de accionamiento. El desplazamiento angular deberá ser constante. 3ro. Para el sistema de magnitudes lineales, observar a través del ocular la posición de la línea de referencia, y si ésta no se encuentra ubicada entre los brazos de la espiral doble, accionar la espiral mediante la perilla de medición hasta que dicha línea se posiciones en el lugar recomendado. 4to. Tomar la lectura de la medida, de la siguiente manera: Los milímetros tomando en cuenta los números grandes, las décimas de milímetros tomando en cuenta el menor número, que se encuentra en la graduación central al lado de la línea de referencia. La lectura de las centésimas y milésimas de milímetro realizarlas en la graduación circular, tomando en cuanta la menor lectura que se encuentra al lado de la guja de medición. La lectura de las diez milésimas de milímetro se realiza tomando en cuanta el lugar donde está marcando la aguja de medición, para ello por cada división de la graduación circular se debe tomar la lectura de 0,0002 mm (osea 0,2 micrones).

5to. Para el sistema de medición angular, observar en el visor si la espiral de medición está ubicado en el medio de las líneas de referencia dobles de los minutos. De no ser así colocar en dicha posición accionamiento la espiral mediante la perilla de medición. 6to. Efectuar la lectura del desplazamiento angular de la siguiente manera: La lectura de los grados, se realiza en base al número grande que aparece en la ventana superior. La lectura de los minutos se realiza en dos partes: primero se toma en cuenta los minutos en la escala graduada de diez en diez, tomando en cuenta aquél minuto en la cual está ubicada la espiral de medición. La parte complementaria de los minutos, se la lee en la graduación repetida de la ventana inferior. En la ventana inferior, la lectura de los segundos se efectúa también en dos partes: Primero se leen los segundos en la escala graduada de diez en diez. Luego la parte complementaria de los segundos, se lee en la graduación, tomando en cuenta donde está marcando la aguja de medición, cada división de esta graduación significa un segundo. 7mo. Repetir lo anteriormente citado del 1ro al 6to, hasta completar los 360 grados de desplazamiento angular. 8vo. Luego de tomar datos graficar el perfil de la pieza en función del desplazamiento lineal y angular, o en cambio comparar estos datos con las medidas patrón de las piezas. 9.5 MANTENIMIENTO DEL APARATO. 1. Las superficies desnudas del aparto y de los accesorios tienen que estar recubiertas siempre de una película fina de vaselina neutra, para evitar los daños ocasionados por la corrosión. 2. Limpiar y reengrasar periódicamente las superficies desnudas evitando la acumulación de polvo en estas superficies. La limpieza debe realizarse con un lubricante secante o alcohol. 3. Todos los elementos mecánicos situados en el interior del aparto o de los accesorios, generalmente no requieren de una mantenimiento particular, pero se debe controlar periódicamente tal necesidad. 4. Los elementos ópticos situados por fuera pueden limpiarse utilizando un pincel fino bien desengrasado. 5. Las partículas grasosas, situadas sobre la superficie ópticamente eficaces se disuelven con un paño no hilachoso y mojado ligeramente con éter sulfúrico y en caso de que no hubiese con alcohol. 6. Antes de la limpieza mencionada, es indispensable quitar cuidadosamente el polvo, ya que de lo contrario, las partículas de polvo pueden rasgar las superficies ópticas. 7. Elegir el transformador adecuado para el sistema de iluminación. No enchufar directamente a 220 V los focos de iluminación.

9.6 PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE UNA LEVA Para determinar el perfil de un excéntrico o leva, seguir los siguientes pasos: 1. Inicialmente proceder a la puesta a punto de la medida. 2. Instalar el excéntrico o leva en el Aparato. 3. Ubicar el seguidor de rodillo en la parte cilíndrica de la leva. 4. Con el accionamiento de la manivela de rotación (40) ubicar el transportador de ángulos cilíndrico en un valor entero (trabajar con el transportador de ángulos si no se requiere de mucha exactitud en los que corresponde a ángulos. Caso contrario usar el Sistema de Medición de ABBE para magnitudes angulares). 5. Leer el valor de la magnitud lineal (distancia entre el eje ideal de la leva y el eje ideal del seguidor de rodillo) en el Sistema de Medición de ABBE para magnitudes lineales, efectuando previamente la posición de tangencia a través del accionamiento de la perilla de medición. 6. Con el accionamiento de la manivela (40) girara la leva un ángulo de 10 grados. 7. Proceder como en el inciso 5. 8. Continuar con los pasos 5 y 6 hasta completar los 360o, de modo que se debe girar 10o en la parte cilíndrica, en la subida o bajada de la leva girar 5 o y en la cresta girar 3o. 9. anotar los valores de las magnitudes lineales y angulares correspondientes. 10. Tomar un punto central y luego graficar mediante un sistema polar, los puntos correspondientes en una hoja de trabajo o en un paquete graficador. (Para cada posición angular dibujar un radio correspondiente a la distancia entre el eje ideal de la leva y el eje ideal del seguidor de rodillo). 11. Unir los puntos hallados ( mediante una “sercha” si se esta efectuando en la hoja de trabajo), de esta manera se consigue la “Curva principal”. 12. En cualquier punto de la “curva principal” tomar centros para dibujar arcos de circunferencia con el radio del seguidor de rodillo rs = 10 mm. 13. Al trazar los arcos de circunferencia se irá formando el perfil de la leva. 14. Completar el dibujo del perfil de la leva. 9.7 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL ANGULO DE PRESIÓN MÁXIMA. El ángulo de Presión Máxima en un parámetro para verificar el buen funcionamiento de un mecanismo de leva, por tanto es necesario evaluar esta magnitud, para este objetivo seguir los siguientes pasos: 1. Determinar la “Carrera del seguidor”, ésta se encuentra tomando en cuanta la distancia máxima que existe entre la “Circunferencia Base” y la “Curva principal”. 2. Llevar la magnitud de la “Carrera del seguidor hacia el eje de deslizamiento del seguidor, sobre la “circunferencia base”. 3. Tomando como centro el eje ideal de la leva, dibujar la “circunferencia primitiva”. El radio de esta circunferencia es igual a la distancia desde el centro del eje ideal de la leva y la mitad de la “Carrera del seguidor”. 4. La “Circunferencia primitiva” intersecta a la “Curva principal” en dos puntos. Los cuales se denominan “Puntos primitivos”. 5. Según el sentido de giro de la leva, identificar el “Punto primitivo de subida” y el “Punto primitivo de bajada”. 6. Trazar una recta desde el centro del eje de la leva y que pase por el “Punto primitivo”. 7. Dibujar una recta tangente a la “curva principal” en l “Punto primitivo”.

8. Dibujar una recta que forman perpendicular a la tangente anteriormente dibujada. 9. Medir el ángulo que forman la recta normal y al recta trazada en el inciso 6. 10. El ángulo medidor es denominado “Angulo de Presión Máxima”. Por tanto existen los ángulos: el “Angulo de Presión Máxima de subida” y el “Angulo de Presión Máxima de bajada”. 9.8 TABLAS DE MEDICIÓN. Tabla 9.1 Determinar el Perfil de la leva

No

DISTANCIA ENTRE EL EJE IDEAL POSICIÓN ANGULAR DEL DE LA LEVA Y EL EJE IDEAL DEL EJE DE LEVA (grados) SEGUIDOR DE RODILLO (mm)

No

POSICIÓN ANGULAR DEL EJE DE LEVA (grados)

DISTANCIA ENTRE EL EJE IDEAL DE LA LEVA Y EL EJE IDEAL DEL SEGUIDOR DE RODILLO (mm)

0

320

21. 7082

31

135

27. 4564

1

290

21. 6853

32

132

27. 3024

2

280

21. 6674

33

129

27. 0998

3

270

21. 6750

34

126

26. 6872

4

260

21. 6348

35

123

26. 1648

5

250

21. 6234

36

120

25. 5156

6

40

21. 6800

37

117

24. 7298

7

230

21. 6800

38

114

24. 0828

8

220

21. 6812

39

111

23. 4934

9

215

21. 6952

40

108

23. 0174

10

210

21. 7380

41

105

22. 7774

11

205

21. 7264

42

102

22. 3862

12

200

21. 7546

43

99

22. 2154

13

195

21. 8012

44

96

22. 1036

14

190

21. 8502

45

93

22. 0362

15

185

21. 8832

46

90

22. 0150

16

180

22. 0272

47

85

22. 0114

17

177

22. 3054

48

80

21. 9762

18

174

22. 7318

49

75

21. 9332

19

171

23. 1360

50

70

21. 8722

20

168

23. 5230

51

65

21. 8772

21

165

24. 0592

52

60

21. 7380

22

162

24. 6204

53

50

21. 8042

23

159

25. 6810

54

40

21. 7848

24

156

26. 1782

55

30

21. 7906

25

153

26. 5652

56

20

21. 7688

26

150

26. 9010

57

10

21. 7522

27

147

27. 1750

58

0

21. 7524

28

144

27. 3674

59

350

21. 7492

29

141

27. 4736

60

340

21. 7428

30

138

27. 5050

61

330

21. 7419

62

320

21. 7410

9.9 RECOMENDACIONES.-

Para la presente práctica experimental se recomienda:  Se deben seguir los pasos En cuanto al aparato:  Las superficies desnudas del aparto y de los accesorios tienen que estar recubiertas siempre de una película fina de vaselina neutra, para evitar los daños ocasionados por la corrosión.  Limpiar y reengrasar periódicamente las superficies desnudas evitando la acumulación de polvo en estas superficies. La limpieza debe realizarse con un lubricante secante o alcohol.  Todos los elementos mecánicos situados en el interior del aparto o de los accesorios, generalmente no requieren de una mantenimiento particular, pero se debe controlar periódicamente tal necesidad.  Los elementos ópticos situados por fuera pueden limpiarse utilizando un pincel fino bien desengrasado.  Las partículas grasosas, situadas sobre la superficie ópticamente eficaces se disuelven con un paño no hilachoso y mojado ligeramente con éter sulfúrico y en caso de que no hubiese con alcohol.  Antes de la limpieza mencionada, es indispensable quitar cuidadosamente el polvo, ya que de lo contrario, las partículas de polvo pueden rasgar las superficies ópticas.  Elegir el transformador adecuado para el sistema de iluminación. No enchufar directamente a 220 V los focos de iluminación. 9.10

CONCLUSIONES.-

Luego de la presente práctica experimental se llegó a las siguientes conclusiones:  El medidor excéntrico de levas es usado para la verificación de levas, excéntricos, verificación de platos divisores de las fresas, etc. En este caso se utilizó para la verificación de una leva, siendo esta última un disco, casi siempre de acero que van montados en el árbol de levas o forman parte del mismo.  Este aparato emplea el sistema de medición ABBE tanto para magnitudes lineales como parra magnitudes angular.