Guia do micrómetro: uma ferramenta de inspeção de alta precisão

Ao longo de muitos anos, o micrómetro manual básico evoluiu para apresentar uma vasta variedade de configurações de pontas e eletrónica digital. No setor industrial, o micrómetro continua a ser uma das ferramentas de medição de precisão mais versáteis e populares. Isto porque fornece informação direta de dimensão, oferece alta resolução e adapta-se com grande facilidade a uma variedade de aplicações de medição. Por conseguinte, este guia apresenta tudo o que precisa de saber sobre o micrómetro.

O que é um micrómetro?

Um micrómetro — também conhecido como micrómetro de parafuso — é um instrumento de medição de precisão que possui um parafuso calibrado, utilizado principalmente para medir pequenas espessuras ou a distância entre duas faces de peças de usinagem e de engenharia mecânica. O micrómetro é frequentemente utilizado em conjunto com outros dispositivos metrológicos, como paquímetros de nónio, de quadrante e digitais. É também utilizado como ferramenta para medir o diâmetro aparente de um objeto microscópico ou de um corpo celeste em microscópios ou telescópios.

Desde o aparecimento do micrómetro há cerca de 150 anos, foram desenvolvidas inúmeras variações de configurações alternativas de pontas de contacto. Isto foi feito para satisfazer um número infinito de aplicações de medição nas mais variadas áreas. Consequentemente, esta variedade de opções de micrómetros tornou-o numa ferramenta manual universal de medição de comprimento na indústria transformadora.

Existe uma vasta variedade de micrómetros, incluindo, entre outros, os seguintes:

1. Conjuntos de micrómetros universais – incluem bigornas intercambiáveis, como plana, esférica, estriada, de disco, de lâmina, de ponta e de gume de faca. O termo micrómetro universal refere-se a micrómetros com componentes modulares, permitindo que uma peça funcione como micrómetro de profundidade, micrómetro exterior, micrómetro de degrau e muitos outros. São maioritariamente conhecidos pelas marcas Mul-T-Anvil e Uni-Mike.
2. Micrómetro de lâmina – possui um conjunto correspondente de pontas estreitas (lâminas) que permitem medir uma ranhura estreita para o-ring.
3. Micrómetro de diâmetro primitivo – possui um conjunto correspondente de pontas em forma de rosca para medir o diâmetro primitivo de roscas de parafuso
4. Micrómetros de limite – possuem dois fusos e duas bigornas que são utilizados como um calibrador de boca. A amostra a medir deve passar pela primeira e pela segunda abertura e deve estar dentro da especificação. As duas aberturas representam um reflexo exato do limite superior e inferior da tolerância.
5. Micrómetro de interior – este tipo de micrómetro possui três cabeças de bigorna numa base de micrómetro, com aplicação na medição de diâmetros internos.
6. Micrómetro de tubos – possui uma bigorna cilíndrica utilizada para medir a espessura de tubos. A sua bigorna está localizada perpendicularmente ao seu fuso

Qual é a função de um micrómetro?

O micrómetro tem uma vasta aplicação em quase todas as áreas da ciência, como na engenharia, na indústria transformadora e em diferentes experiências científicas. É utilizado para medir o valor de uma vasta variedade de objetos com elevada precisão e exatidão. Assim, para uma melhor compreensão e para garantir a utilização correta dos micrómetros, é imperativo conhecer a função das suas peças básicas. Eis as peças e a função de um micrómetro:

Arco em U

Esta peça de um micrómetro é um arco em forma de C, uma peça rígida que possui pontos de fixação para o objeto a medir. O tamanho do arco em U depende do intervalo de medição e aumenta à medida que o intervalo de medição se expande para tamanhos maiores. A principal função do arco em U é fornecer a estrutura básica de um micrómetro, na qual a bigorna fixa numa extremidade e o fuso móvel deslizam para fora ou para dentro através da outra extremidade do arco em U.

Parafuso de ajuste do zero

Trata-se de um parafuso localizado na extremidade posterior da bigorna, utilizado para ajustar ou corrigir o erro de zero do micrómetro. Isto ajuda a anular um erro de zero, caso seja detetado antes da medição durante o teste.

Bigorna

O bigorna é uma pequena peça cilíndrica estacionária localizada na extremidade oposta do arco em C, que serve como ponto de fixação para medir amostras ou objetos. A maioria dos utilizadores refere-se a ela como um dos pontos rígidos de medição e fixação de um micrómetro de parafuso.

Fuso

Esta é uma peça cilíndrica do micrómetro montada através de todas as outras peças, como a contraporca, a bainha e o tambor. É móvel e está ligada à catraca. À medida que a catraca é rodada no sentido horário ou anti-horário, o fuso desliza para dentro ou para fora para se ajustar em comparação com a medição do tamanho da amostra.

Face do fuso e da bigorna

O fuso e a bigorna têm uma face e estão localizados opostos um ao outro. São os pontos de medição do micrómetro e são construídos de forma a fixar coletivamente a amostra ou o objeto de medição para a medição.

A contraporca

O mecanismo do micrómetro de parafuso baseia-se em roscas retificadas de precisão do fuso. Por conseguinte, a contraporca é concebida para funcionar como uma porca estacionária para este mecanismo. A rotação deste mecanismo na contraporca do micrómetro controla o movimento do fuso.

Bainha

A principal função da bainha é a indicação da leitura em milímetros (mm) no caso de um micrómetro imperial. A bainha do micrómetro é um componente cilíndrico tipo tambor montado no fuso. A escala principal do micrómetro de parafuso está gravada na bainha.

Tambor

O tambor é um componente do micrómetro e está montado no fuso. Uma escala está gravada no tambor para mostrar o valor da medição da amostra ou do objeto a medir em fração.

A catraca

A catraca é um componente de apoio para o polegar com estrias utilizado para rodar o fuso na direção desejada durante o processo de medição, com ação de catraca. A ação de catraca é realizada para evitar o aperto excessivo do micrómetro sobre a amostra ou o objeto de medição. Além disso, ajuda a garantir uma força de pressão igual em cada medição.

Quais são as vantagens do micrómetro?

O micrómetro é geralmente considerado uma excelente ferramenta de medição de precisão. Como acontece com uma vasta variedade de ferramentas, o micrómetro de parafuso apresenta vantagens impressionantes. As vantagens incluem, entre outras, as seguintes:

1. Proporciona uma medição precisa: o micrómetro de parafuso é um dos tipos de dispositivos de medição mais precisos, rápidos e exatos disponíveis. Embora exista em diferentes variedades, a maioria dos micrómetros consegue medir até 0,001 mm ou 0,0001 polegadas.
2. Tem uma vasta aplicação: devido à sua simplicidade, o micrómetro de parafuso é amplamente utilizado numa vasta variedade de indústrias, incluindo engenharia mecânica, indústria de usinagem, indústrias transformadoras e muitas outras. Graças ao seu funcionamento intuitivo, os utilizadores conseguem obter facilmente leituras precisas com um mínimo de conhecimento desta ferramenta de medição de precisão.
3. Oferece um grande potencial: cada unidade e peça do micrómetro de parafuso está equipada com equipamento especializado que desempenha tarefas específicas. Algumas das peças especializadas incluem as pontas da bigorna e do fuso, que ajudam a garantir uma medição mais precisa de acordo com as necessidades das aplicações dos utilizadores.
4. Existe em diferentes tipos para diferentes aplicações: o micrómetro existe numa vasta variedade de tipos com aplicações específicas. Para obter uma medição precisa de uma determinada distância, os utilizadores devem utilizar o micrómetro correto para a medição. Se isso não for feito, essa medição pode não ser fiável para o projeto. Por exemplo, os micrómetros de lâmina são aplicáveis para medir características envolventes, incluindo ranhuras, enquanto os micrómetros de espessura de papel medem a espessura de uma folha de papel.
5. Um micrómetro é altamente durável: o micrómetro é uma ferramenta de medição durável com uma longa vida útil. Requer apenas um investimento no momento da compra e, posteriormente, os utilizadores podem usufruir dos seus benefícios ao longo do tempo. Isto porque os utilizadores podem utilizar a ferramenta várias vezes e para diferentes aplicações.
6. São económicos: as ferramentas de medição de grandes dimensões são geralmente mais caras, enquanto o micrómetro de parafuso é económico para os utilizadores que pretendem efetuar uma vasta gama de medições. Isto porque este micrómetro fornece bigornas intercambiáveis de diferentes comprimentos que permitem medir diferentes dimensões utilizando um único arco.
7. Proporciona uma medição fiável: o micrómetro é composto pelo mecanismo de catraca com paragem e escalas integradas. O mecanismo de catraca com paragem permite aplicar uma pressão uniforme ao tambor, de modo a obter medições fiáveis. Além disso, o micrómetro dispõe de escalas integradas, como a escala da bainha e as escalas do tambor, o que ajuda a evitar o recurso a fita métrica e régua.

A construção do micrómetro de parafuso

Princípio de funcionamento do micrómetro

O princípio de funcionamento do micrómetro de parafuso baseia-se na conversão de pequenas distâncias em distâncias maiores, através da medição da rotação do parafuso. Isto é conseguido recorrendo ao «princípio do parafuso», que facilita a leitura de distâncias mais pequenas numa escala depois de ampliadas.

Para simplificar ainda mais o princípio de funcionamento, consideremos um parafuso típico com rosca e introduzamo-lo rodando a sua cabeça. Ao introduzir o parafuso, a rosca roda um determinado número de vezes. Cada rotação do parafuso pode ser correlacionada com um movimento axial equivalente, designado por passo ou avanço do parafuso.

Se todas as roscas de um parafuso deste tipo forem construídas com um passo constante conhecido, então a quantidade de movimento axial gerada pode ser facilmente lida numa escala. Por conseguinte, o micrómetro de parafuso utiliza o princípio acima referido para medir a dimensão de amostras e peças.

Construção

Um micrómetro de parafuso é constituído por uma estrutura metálica em forma de «U» ligada a um tubo cilíndrico oco numa das extremidades do instrumento. No interior do tubo oco encontra-se a porca de rosca uniforme. Nesta porca encaixa-se um pino longo com face plana. Além disso, na outra extremidade da estrutura em «U», exatamente no lado oposto desta porca, está fixado um pino mais pequeno com face plana. As faces dos dois pinos ficam situadas exatamente paralelas entre si.

A estrutura metálica em forma de «U» designa-se por arco do micrómetro de parafuso. O pino mais pequeno designa-se por bigorna e o pino mais longo por fuso. O fuso desloca-se à medida que a cabeça é movida, enquanto a bigorna é a parte fixa. O objeto a medir é colocado entre a bigorna e o fuso. O arco suporta tanto o tambor como a bigorna. O tambor ou bainha é a peça que liga o arco ao tubo cilíndrico fixo do micrómetro de parafuso, com uma escala gravada. Esta escala designa-se por escala principal do instrumento.

O elemento central do micrómetro de parafuso é o parafuso situado no interior do tambor. O parafuso ajuda a converter pequenas dimensões de amostras em distâncias mensuráveis através da escala. O instrumento dispõe também da cabeça ou tambor, que é a extremidade do tubo cilíndrico que pode ser rodada para deslocar e ajustar o fuso. O tambor é a peça onde está apresentada a escala secundária.

Na extremidade do tubo encontra-se a catraca, um dispositivo limitador que aplica pressão patinando a um binário pré-determinado. Como resultado, impede que o fuso continue a avançar. Embora existam inúmeras variedades de micrómetros para aplicações específicas, alguns incluem dispositivos de bloqueio. Este dispositivo de bloqueio fixa a escala numa medição específica, para evitar qualquer tipo de erro durante as medições.

Assim, as principais partes de um micrómetro de parafuso, conforme explicado anteriormente, incluem o seguinte:

• Arco em forma de «U»
• Bigorna
• Fuso
• Bainha
• Tambor
• Catraca
• Parafuso
• Bloqueio

Como utilizar um micrómetro?

Devem seguir-se os passos abaixo indicados para garantir a utilização correta de um micrómetro. Os passos incluem o seguinte:

1. Familiarize-se com a anatomia do instrumento. Alguns componentes são fixos, enquanto outros são móveis.
2. Antes de efetuar a medição, limpe a bigorna e o fuso: este passo não é necessário, mas é adequado manter a superfície da bigorna e do fuso limpa para garantir uma medição precisa
3. Segure a amostra a medir na mão esquerda e encoste-a à bigorna. A bigorna suporta mais pressão do que o fuso, uma vez que é fixa.
4. Segure o micrómetro na mão direita, com o arco apoiado suavemente na palma da mão. Num torno fixo, também pode fixar o arco para libertar ambas as mãos durante o processo de medição
5. Rode a catraca do micrómetro no sentido anti-horário: certifique-se de que o zero do tambor está alinhado com a escala da bainha
6. Rode até o fuso encostar ao objeto. Para isso, aplique força suficiente e pare após três cliques do tambor.
7. Aperte a contraporca enquanto o objeto está preso pelo micrómetro.
8. Retire o objeto com cuidado e certifique-se de que nenhuma das superfícies do fuso e do batente fica riscada. Isto porque o mais pequeno risco pode afetar a precisão do dispositivo.
9. Anote a medição tanto na escala principal como na escala secundária antes de desbloquear o fuso

Como ler um micrómetro?

Para um maquinista, fabricante, profissional de motores ou muitos outros, uma medição precisa e exata é indispensável nas suas atividades diárias. Quando se trata da medição de amostras esféricas e cilíndricas, o micrómetro exterior é o dispositivo de medição ideal a utilizar. No entanto, um micrómetro bem calibrado pode parecer difícil de ler, mas com paciência e prática constante, a medição com este dispositivo pode tornar-se parte das suas competências. Seguem-se os passos para ler um micrómetro de parafuso:

O micrómetro de parafuso dispõe de duas escalas, incluindo uma escala rotativa situada no seu componente cilíndrico rotativo. É também designada por escala circular ou secundária, enquanto a outra escala, situada na bainha fixa, se designa por escala principal ou escala da bainha.

Geralmente, a menor divisão é de 0,5 mm na escala principal, enquanto a escala circular está dividida em 50 ou 100 partes iguais.

Menor divisão

A menor divisão é o comprimento mínimo que pode ser medido com o paquímetro.

O micrómetro de parafuso dispõe de um fuso e de um batente concebidos para se tocarem, de modo que o zero da escala principal coincida com o zero da escala circular. No entanto, se o zero de ambas as escalas não coincidir, diz-se que o micrómetro de parafuso apresenta erro de zero. Este erro de zero do micrómetro pode dever-se a desgaste ou a defeitos de fabrico. Geralmente, existem dois tipos de erros de zero, que incluem:

• Erro de zero positivo

Para identificar o erro positivo, a marca do zero da escala circular situa-se abaixo das marcas do zero da escala principal. Para obter o erro positivo é necessário registar a divisão da leitura da escala circular (C.S.R) que coincide com a linha da escala principal. Assim, o erro positivo é igual ao produto da menor divisão do micrómetro de parafuso pelo número de divisões da escala circular que coincidem com a linha da escala principal. Para evitar erros na leitura, este erro é subtraído à leitura total.

• Erro de zero negativo

Para identificar o erro negativo, a marca do zero da escala circular situa-se acima das marcas do zero da escala principal. Para obter o erro negativo é necessário registar a divisão da escala circular (C.S.R) que coincide com a linha da escala principal. Assim, o erro negativo é igual ao produto da menor divisão do micrómetro de parafuso pelo número de divisões da escala circular que coincidem com a linha da escala principal. Para evitar erros na leitura, este erro é somado à leitura total.

Agora que compreendeu o fenómeno explicado acima, prossiga para a leitura. Seguem-se os passos a seguir:

• Coloque o objeto a medir entre o fuso e o batente do micrómetro de parafuso
• Registe a leitura da escala principal apresentada na escala principal imediatamente antes das marcas do zero da escala circular. Esta leitura é designada por M.S.R (leitura da escala principal)
• Registe o número de divisões circulares (n) que coincidem com a linha da escala principal. A C.S.R (leitura da escala circular) = (n) X menor divisão
• Para obter a leitura esperada, some a M.S.R à C.S.R
• Para obter a leitura final, subtraia o erro de zero, com o sinal adequado, à leitura obtida no passo quatro acima

Resumo

Há mais de 150 anos que o micrómetro tem evoluído para acompanhar a exigência de tolerâncias apertadas e de produção de alta velocidade no ponto de produção da indústria transformadora.

Tem sido um dispositivo útil na medição precisa, com grande potencial numa vasta variedade de aplicações. O micrómetro de parafuso é altamente durável, económico e a sua medição é fiável. Considere a sua utilização para uma medição mais precisa hoje, quer em usinagem CNC, engenharia mecânica e muitas mais áreas.