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METROLOGÍA

PLAN DEL CURSO

MODULO I : SISTEMAS DE UNIDADES DE MEDIDAS

MODULO II : INSTRUMENTOS DE MEDICION

MODULO III : COMPARADOR DE CARTULA

SISTEMAS DE UNIDADES DE MEDIDAS

OBJETIVOS DEL MODULO

- INTERPRETAR LOS SISTEMAS USCS Y SI

- REALIZAR CONVERSIONES

- UNIDADES BASICAS Y DERIVADAS DEL SI

MODULO I

METROLOGIA:CIENCIA QUE ESTUDIA LAS MEDIDAS Y TECNICAS DE MEDICION.

SE OCUPA DE ESTABLECER LAS UNIDADES EN QUE SE DEBE EXPRESAR UNA MEDICION Y COMO SE DEBE REALIZAR LA MEDICION.

MEDIR:ES DETERMINAR UNA MAGNITUD COMPARANDOLA CON OTRA DE LA MISMA ESPECIE DETERMINADA PREVIAMENTE O COMPARAR UN PATRON CONOCIDO CON OTRO DESCONOCIDO

DEFINICIONES

SISTEMA DE UNIDADES DE MEDIDA

SISTEMA METRICO

SISTEMA INGLES ( USCS)

SISTEMA INTERNACIONAL ( SI)

UNIDADES BASICAS DE MEDIDA DEL SI

1.- LONGITUD

2.- MASA

3.- TIEMPO

4.CORRIENTE ELECTRICA

5.- TEMPERATURA

6.- CANTIDAD DE SUSBTANCIA

7.- INTENSIDAD LUMINOSA

UNIDADES PARA MEDIR LONGITUD

SISTEMA INTERNACIONAL

• EL METRO ( milímetro)

SISTEMA INGLES

• LA YARDA (pulgadas)

UNIDADES PARA MEDIR LONGITUD

SISTEMA INTERNACIONAL:

• EL METRO

Múltiplos y submultiplos del metro

• Decámetro ( Dm)

10 metros

• Hectómetro ( Hm)

100 metros

• Kilometro ( Km)

1000 metros

• Decímetro ( dm)

0,1 metro

• Centímetro ( cm)

0,01 metro

• Milímetro (mm)

0,001 metro

El Milímetro

• Décima de milímetro = 0,1 (mm)

• Centésima de milímetro = 0,01 (mm)

• Milésima de milímetro = 0,001 (mm)

• Diez milésima de milímetro = 0,0001 (mm)

Lecturas

¿cómo leemos las siguientes mediciones en mm?

1,05 mm Un milímetro y cinco centésimas de milímetro

0,001 mm Una milésima de milímetro

42,4 mm Cuarenta y dos milímetro y cuatro décimas de milímetro

0,0054 mm Cincuenta y cuatro diez milésimas de milímetro

En algunos libros los valores de medición se pueden expresar en potencias de base 10

Por ejemplo la lectura anterior:

0,0054 mm Se puede escribir5,4 x 10-3 mm

54 x 10-4 mm

Estas expresiones son muy útiles, cuando existen en un valor de medición muchos decimales

UNIDADES PARA MEDIR LONGITUD

SISTEMA INGLES ( USCS)

• LA YARDA (pulgada)

• 1 YARDA 3 PIES

• 1 PIE 12 PULGADAS

• 1 PULGADA 25,4 MILIMETROS

En la literatura CAT normalmente para expresar longitudes en sistema USCS se utiliza la pulgada y la milla.

• 1 MILLA 1,61 KILOMETROS

SISTEMA INGLES DECIMAL

• Utilizada para instrumentos de medición

• Es una forma de reemplazar a las fracciones de pulgadas, salvo en roscas y medidas de llaves

SUBMULTIPLOS DE PULGADA DECIMAL

1 Pulgada = 1 pulg.

1/10 Pulgada = 0,1 pulg. = 1 décima

1/100 Pulgada = 0,01 pulg. = 1 centésima

1/1000 Pulgada = 0,001 pulg. = 1 milésima

1/10000 Pulgada = 0,0001 pulg. = 1 diezmilesima

TRANSFORMACIONES

Regla N° 1: Para convertir fracción común a una fracción decimal

• Se divide e numerador por el denominador

Ejemplo: 3/8 “ a fracción decimal

3 : 8 = 0,375” y se lee

Trecientos setenta y cinco milésimas de pulgada

Regla N° 2 Para convertir fracción decimal de pulgada a fracción común.

• Se divide la fracción decimal sin la coma por 1 y tantos ceros tenga en decimales, posteriormente se comienza a simplificar la fracción hasta llegar a una fracción irreductible.

Ejemplo: convertir 0,875” a fracción común

0,875/1000 875/1000 / se simplifica por 25

(875/25) / (1000/25) = 35/40 / se simplifica por 5

(35/5) / (40/5) = 7/8”

CONVERSION DE UNIDADES

Regla de tres simples:

Esta regla nos permite realizar en forma muy practica casi todas las conversiones que necesitemos, y solo para algunos casos de unidades derivadas utilizaremos otro sistema que veremos más adelante.

Ejemplo: Para determinar le medida en milímetros de 2”

• primero debemos saber que 1 pulgada equivale a 25,4 mm

1 pulgada _______________ 25,4 mm

2 pulgadas _______________ X mm

Despejando X (nuestra incógnita)

X = 2 pulgadas por 25,4 mm

1 pulgada

X = 50,8 mm

De acuerdo a lo indicado anteriormente

¿ como convertimos 100 mm a pulgadas?

1 pulgada ______________ 25,4 mm

X pulgadas ______________ 100 mm

X = 1 pulgada por 100 mm

25,4 mm

X = 3,937”

PESO

Definición:

El peso es la fuerza de atracción gravitacional y varia dependiendo de la aceleración de la gravedad, en el sistema Internacional su unidad de medida es el Newton (N) y en el sistema Ingles es la Libra (lb)

En mucha de la literatura Caterpillar, los valores de peso se entregan en Kg, que corresponde a unidades de masa, pero para no generar confusión, solo diremos que numéricamente los valores son los mismo y que conceptualmente muy distintos.

¿Por que es importante conocer el peso de los cuerpos?

1.- Para evitar accidentes a las personas y a los equipos

2.- Para conocer las capacidades de los equipos y determinar sus aplicaciones.

En el manual de rendimiento para determinar ciertas características de cómo se comportará el equipo ante determinadas condiciones del terreno, se utilizan los valores del peso. Por ejemplo, para calcular:

• Rendimiento de los frenos

• Eficiencia del tren de fuerza mecánico

CONVERSIONES

1 LIBRA 0,45359 kg.

¿Cuantas libras son 1000 kg.

1 libra ________________ 0,45359 kg

X ________________ 1000 kg

X = 1 lb por 1000 kg

0,45359 kg

X = 2.204,63 lb

TEMPERATURA

Definición:

Es una medida de lo caliente o frío que esta un cuerpo,

¿En que unidades medimos la temperatura?

En el sistema Internacional: Utilizamos el grado Celsius (°C)

En el sistema Ingles: El grado Fahrenheit ( °F)

RELACION ENTRE CELSIUS Y FAHRENHEIT

• Para convertir una temperatura de Fahrenheit a Celsius

t = ( t (°F) - 32 )

1,8

Ejemplo: ¿ Cuantos grados Celsius son 180 °F

t = (180 °F - 32)

1,8

t = 82,2 °C

• Para convertir una temperatura de Celsius a Fahrenheit

t = 9/5 (°C) + 32

Ejemplo: ¿ Cuantos grados Fahrenheit son 100 °C?

t = 9/5 por 100 °C + 32

t = 212 °F

PRESIONDefinición:

Es una medida de la fuerza ejercida por unidad de área

P =

F

A

Donde, F es la fuerza en Newton (N) y A es el área (m2) donde se aplica la fuerza

En el sistema de medidas SI, a los N/m2 se le llama…..

pascal

El kilopascal (kPa), es la unidad de medida más apropiada para la presión de los fluidos.

1 kilopascal son 1000 pascales

1 kPa = 0,145 lb/in2

La mayoría de de los dispositivos que permiten medir la presión directamente miden en realidad la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. El resultado obtenido se conoce como.

Presión absoluta = presión manométrica + presión atmosférica

Presión Manométrica

Por lo general la presión manométrica se mide con un aparato muy común llamado Manómetro y la presión atmosférica se mide en el laboratorio con un barómetro de mercurio.

1 atmósfera = 101325 Pa

1 atmósfera = 14,7 psi

1 atmósfera = 76 cm de mercurio

En el Sistema Ingles la unidad de medida de presión es:

La libra por pulgada cuadrada ( psi )

1 psi = 6,896 kPa

En los equipos Caterpillar, los rangos de presión de trabajo de algunos sistemas, generalmente son muy altos ( 6000 psi) , por lo tanto, se deben tomar todas las medidas de precaución en el uso de instrumentos, accesorios y en el resguardo personal. Nunca reutilizar o modificar algún dispositivo sin los antecedentes técnicos que lo respalden.

Aspectos importantes que hay que recordar en relación con la presión de fluidos son:• Las fuerzas ejercidas por un fluido sobre las paredes del recipiente que los contiene siempre son perpendiculares a las paredes.• La presión del fluido es directamente proporcional a la profundidad del fluido y a su densidad.• A cualquier profundidad dada, la presión del fluido es la misma en todas direcciones.• La presión del fluido es independiente de la forma o del área del recipiente.

Ley de pascal: establece que una presión externa aplicado a un fluido confinado se transmite uniformemente a través del volumen del liquido.

POTENCIADefinición:Es un valor que describe la cantidad de trabajo producido en un periodo de tiempo, también Potencia es, la rapidez con la que se realiza un trabajo.

P =Trabajo

Tiempo

1 W = 1 J/s

En el sistema SI, su unidad de medida es el Joule por segundo, y se denomina watt (W)

En el sistema Ingles la unidad de medida para potencia es la:

Libra - pie por segundo

Para propósitos industriales se utilizan el kilowatt (kW) y el caballo de fuerza (hp)

Solo por convención se usa para la energía eléctrica el watt y kilowatt, y se reserva para la energía mecánica el caballo de fuerza (hp)

1 hp = 0,746 kW

Ejemplo: Cuantos kW son 1576 hp

Se multiplican los 1576 hp por 0,746 = 1175,6 kW

TORQUEDefinición:

Fuerza por brazo de palanca, las unidades de torque son las unidades de fuerza por unidad de distancia

En el sistema SI, es el Newton - metro ( N m) y en el sistema Ingles la libra - pie (lb ft)

= F r

En los manuales de Servicio, en los módulos de especificaciones se entregan los valores de medición que determina el fabricante. Además un modulo exclusivo referente a los torques de la tornillería en general.

Ejemplo:

¿ Cuantos Newton - metro, son 2000 lb - ft ?

1 N = 0,225 lb

1 m = 3,28 ft

Respuesta: 2000 lb ft X 0,225lb

1 N

3,28 ft

1 m

X

Respuesta: 2.710 N m

MODULO II

INSTRUMENTOS DE MEDICION

OBJETIVOS DEL MODULO

Al termino del modulo, el estudiante estará en capacidad de utilizar correctamente los siguientes Instrumentos de medición

• Pie de metro

• Micrómetro

• Medidor de Ranura de anillo de pistón

• Juego de Identificación de rosca

• Juego de espesores ( filler)

Mantenimiento de los instrumentos de medición

• Los instrumentos de medición,separados de las herramientas

• Preservar los instrumentos del frío y calor• Colocar instrumentos sensibles,en superficies

blandas• No golpear instrumentos• Realizar aseo a los instrumentos antes y

después de su uso guardandolos en sus propias cajas

Pie de metro

¿ Para que sirve el pie de metro?

Para medición de:

Exteriores Interiores Profundidad

Graduaciones de los pie de metro

Métricos

Rangos Resolución 0 - 2000 mm

uno de los más comunes es el de

0 - 200 mm

0,01 mm

0,02 mm

0,05 mm

Pulgadas0 - 80”

uno de los más comunes

0 - 8”

0,001”

0,0005”

1/128”

Tipos de pie de metro

• Calibradores con Vernier

• Calibradores digitales

• Calibradores Con Indicador de Carátula

Descripción:

Precauciones al medir con pie de metro

• No forzar las piezas sobre el pie de metro

• No utilizar el pie de metro como compás

• No medir piezas en movimiento

Micrómetro

Características de los Micrómetros en (mm) y

pulgadas • Manguito dividido en

50 partes

• grado de precisión del tambor graduado es de 0.5 mm

• con un grado de precisión de 0.01mm

• Manguito dividido en 25 partes

• grado de precisión del tambor graduado es de 0.025”

• con una grado de precisión 0.001”

MEDIDOR RANURAS DE ANILLO DE

PISTON

• DIAMETRO DEL PISTON

• TIPO DE RANURA ( anillos Keytone o croheat)

Fuerza

Contacto

Movimiento

¿Porque hay desgaste en las ranuras de anillo de pistón?

DESGASTE

Medición anillo superior (tipo keystone)

No hay claridad visible: No use nuevamente

Claridad visible: Use nuevamente

Medición ranura segundo anillo

Use nuevamente

No usar

JUEGO DE IDENTIFICACION DE

ROSCAS

KIT DE IDENTIFICACION

8T0450

Roscas por Pulgadas o paso de rosca

El Calibre 8T0448 se utiliza para:

Tornilleria en pulgadas, determina la cantidad de roscas por pulgadas, en 16 calibres graduados desde las 6 roscas hasta las 28 roscas por pulgadas (figura A)

Para la tornilleria métrica, el calibre de paso 8T0448, determina el paso, (figura C) en 10 lainas o calibres que van desde los 0,7 mm a los 4 mm

Para determinar el numero de parte de un perno convencional CAT, se deben realizar los siguientes pasos.• medir el diámetro del perno• determinar rosca ( milímetros o pulgadas)• medir longitud del perno ( A )

• medir altura de la cabeza ( B )

• medir ancho de la cabeza ( C )• medir longitud de agarre ( D )

• recubierto por bicromato zinc ( color amarillo) o fosfato aceite (color negro)

• tipo cabeza perno (hexagonal, 12 puntos, hueca hexagonal)

• aplicación (cuchillas, eslabón,cadenas etc)

MODULO III

COMPARADOR DE CARATULAS

SPECIAL INSTRUCTION

- GMG00981 uso del 1P3537 Dial Bore Gauge Group

- SMHS7727 uso del 8T0455 Cylinder Line Projection

FIN

Metrología• Ciencia que estudia las medidas y técnicas

de medición

• Se ocupa de establecer las unidades en que deben expresarse una medición y como debe realizarse la medición

Medir• Es determinar una magnitud comparandola

con otra de la misma especie determinada previamente

• Es comparar un patrón conocido con otro desconocido

Unidades para medir Unidades para medir longitudeslongitudes

• Sistema métrico decimal• METRO (milímetro)

• Sistema ingles• YARDA (pulgada)

Múltiplos y sub-múltiplos del metro

• Decámetro (Dm) 10 metros

• Hectómetro (Hm) 100 metros

• kilometro (Km) 1000 metros

• Decímetro (dm) 0.1 metro

• Centímetro (cm) 0.01 metro

• milímetro (mm) 0.001 metro

El milímetro

• Décima de milímetro = 0.1 (mm)

• Centésima de milímetro = 0.01 (mm)

• Milésima de milímetro = 0.001 (mm)

• Diez milésimas de milímetro = 0.0001 (mm)

Sistema ingles de medida

• 1 yarda => 3 pies

• 1 pie => 12 pulgadas

• 1 pulgada=> 25.4 mm

Sistema ingles decimal• Utilizada para instrumentos de medición• Es una forma de reemplazar a las fracciones

de pulgadas ,salvo en roscas y medidas de llaves

• Transformación de fracción a décimas de pulgadas

• ej..: 1/8”; 1:8 = 0:125”

Transformaciones• Regla N°1 : para convertir

fracción común a una fracción decimal ej. 3/8” a fracción decimal

• 3:8 = 0.375”

• Regla N°2 : para convertir fracción decimal de pulgada a fracción común ej. convertir 0.875” a fracción común

• 0.875/1000 => 875 /1000 (875/25) / (1000/25) = 35/40 (35/5) / (40/5) = 7/8”

•Regla N° 3 para convertir decimal de pulgada a fracción común ej. 0.6875” a fracción común

• ( 0.6875 * 8) /8 = 5.5/8”

• (0.6875* 16) /16 = 11/16”

Reglas para convertir entre ambos sistemas

• Regla N°4 para convertir de pulgadas a milímetros ej. 2” a milímetros

• 2 * 25.4 = 50.8 mm

•Regla N°5 para convertir milímetros a pulgadas se multiplica por 0.03937 ej. 100 milímetros a pulgadas

• 100 * 0.03937 = 3.937”

Instrumentos de medición de longitudes

tran sm isores d e m ed id a

d e c om p arac ion d irec ta d e m ed ic ion d irec ta m aq u in as d e m ed ic ion

g rad u ad os d e va lo r fijo

in s tru m en tos

Mantenimiento de los instrumentos de medición

• Los instrumentos de medición,separados de las herramientas

• Preservar los instrumentos del frío y calor• Colocar instrumentos sensibles,en superficies

blandas• No golpear instrumentos• Realizar aseo a los instrumentos antes y

después de su uso guardandolos en sus propias cajas

Pie de metro

Precauciones al medir con pie de metro

• No forzar las piezas sobre el pie de metro

• No utilizar el pie de metro como compás

• No medir piezas en movimiento

Micrómetro

Características de los Micrómetros en (mm) y

pulgadas • Manguito dividido en

50 partes

• Grado de precisión del tambor graduado es de 0.5 mm

• Con un grado de precisión de 0.01mm

• Manguito dividido en 25 partes

• Grado de precisión del tambor graduado es de 0.025”

• Con una grado de precisión 0.001”

Partes del micrómetro de profundidad

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