Rugosímetro

1. INTRODUÇÃO

Rugosímetro é um aparelho eletrônico extensamente empregado na indústria para verificação da rugosidade na superfície de peças e ferramentas. Possui um alto padrão de qualidade nas medições, sendo muito utilizado em laboratórios de medições e linhas de produção. Era destinado somente à análise da rugosidade, posteriormente surgiram critérios para a ondulação, ou seja, durante a medição, o instrumento apontará a rugosidade e a ondulação no perfil da peça. Textura primária ou rugosidade superficial e textura secundária ou ondulações, ambas são grupos de irregularidades sucessivas, porém na primeira as ondas de comprimento são semelhantes à sua amplitude e na segunda as ondas possuem um comprimento bem maior que a amplitude. Há duas grandes classificações para os tipos de rugosímetros: equipamentos que oferecem apenas a leitura analógica ou digital e equipamentos que registram leitura e permitem imprimir em papel o perfil efetivo da superfície analisada ( BRASIL, 2002; LIMA; CORRÊA, 2008).

Na década de 1920 iniciaram-se os primeiros estudos objetivando a medição de rugosidade, já nos anos 30 foram desenvolvidos os primeiros equipamentos de medição de superfície, os quais foram desenvolvidos diversos equipamentos e métodos de medição para metais. Com a criação e desenvolvimento de novos materiais, assim como a criação dos diversos tipos de aços, atribuindo-lhes propriedades para suprir as necessidades dos projetos mecânicos, o desenvolvimento de produtos de melhor qualidade surge com a necessidade crescente de analisar a rugosidade de outros materiais, dando-lhes o acabamento desejado, como por exemplo, a análise da rugosidade da cerâmica para uso odontológico (FILHO, 2011; MARTÍNEZ, 2004).

Superfícies de peças mostram irregularidades formadas por sulcos ou marcas deixadas pela ferramenta que atuou sobre a superfície da peça, como no caso do processo de torneamento, em que as castanhas ao ajustar-se para fixar a peça a ser torneada, causam marcas devido as forças que são aplicadas neste processo. A análise do acabamento superficial, evolui na proporção em que aumenta a precisão de ajuste entre as peças a serem acopladas, onde apenas a precisão de forma e de posição não são suficientes para assegurar a funcionabilidade do acoplamento (BRASIL, 2002).

2. OBJETIVO

Realizar, além da leitura, o registro em papel do perfil efetivo de uma superfície, apresentando um gráfico que é importante para um estudo mais aprofundado de uma textura superficial.

3. DESENVOLVIMENTO

O acabamento superficial que é feito através dos processos de usinagem como o lixamento, brunimento e a lapidação, é essencial onde houver desgaste, atrito, corrosão, fadiga, escoamento de fluidos e superfícies de medição como blocos-padrão, micrômetros, paquímetros, entre outros. É medido através da rugosidade superficial, a qual é expresso em microns. No Brasil, os conceitos de rugosidade superficial são definidos pela norma ABNT (NBR 6405-1985). A rugosidade superficial deriva das marcas deixadas na interface entre a peça e a máquina-ferramenta e do tipo de acabamento aplicado (AGOSTINHO; RODRIGUES; LIRANI, 2004).

Superfície geométrica é desenvolvida no projeto, portanto não existem erros de forma e acabamento, assim, superfícies planas e cilíndricas são, por definição, perfeitas. Superfície real resulta do método empregado na sua fabricação, assim podemos ver e tocar, a exemplo do torneamento, retífica, ataque químico... Já na superfície efetiva é analisada pelo equipamento de medição, com forma aproximada da superfície real de uma peça. Existem vários sistemas e condições de medição e cada um apresentará uma pequena variação das superfícies efetivas (ROSA, 2004).

Na análise dos desvios da superfície real, com relação à geométrica, pode-se distinguir os erros macro-geométricos ou de forma, que podem ser medidos com equipamentos convencionais e os erros micro-geométricos, que devem ser medidos com equipamentos especiais como rugosímetros. Estes instrumentos podem ser óticos, a laser ou eletromecânicos (LIMA; CORRÊA, 2008).

São usados dois sistemas básicos de medida, da linha média (M), mais utilizado, e o da envolvente (E). No Brasil, é adotado o sistema M, em que todos os valores são medidos a partir de uma linha de referência, a linha média. Neste sistema, é determinado uma linha arranjada em paralelo à direção geral do perfil, no percurso da medição, de forma que a soma das áreas superiores, que estão compreendidas entre ela e o perfil efetivo, seja igual à soma das inferiores.(3) (ROSA, 2004).

A1 e A2 áreas acima da linha média = A3 área abaixo da linha média.

A1+A2=A3

4. MATERIAIS E MÉTODOS

A análise da rugosidade está relacionada a aplicação da peça e ao nível de precisão previstos no seu conceito. Além do rugosímetro com sensor ótico, existem variados tipos de medição divididos em três grupos principais: a) placas graduadas para comparação visual; b) equipamentos para análise de parâmetros: sistemas eletrônicos com agulha de diamante em contato com a superfície da peça a ser analisada; c) equipamento de análise e gráfico: aparelhos eletrônicos e unidades de registro gráfico: fornecem a curva de rugosidade ou perfil efetivo (AGOSTINHO; RODRIGUES; LIRANI, 2004).

Conforme Lima e Corrêa (2008), medições baseadas na linha média, podem ser divididas em três classes: medições da profundidade da rugosidade, medições horizontais da rugosidade e medições proporcionais da rugosidade.

Em medidas de profundidade, definem-se os seguintes parâmetros: Ra, comprimento de amostragem, indica a medida da rugosidade; Rq, raiz da média dos quadrados das ordenadas do perfil efetivo; Rz, média aritmética dos valores de rugosidade parcial; Rt, distância vertical do pico mais alto ao vale mais profundo; Rmax, a maior das rugosidades parciais. Onde as medidas horizontais são fundamentais, os parâmetros medidos são: Lc, comprimento do contato a uma profundidade abaixo da saliência mais alta e Tp, fração de contato a certa profundidade. Os parâmetros fundamentados em medidas proporcionais usam-se variáveis: Ke, coeficiente de esvaziamento e Kp, coeficiente de enchimento. O rugosímetro não oferece uma análise bidimensional da superfície, pois os aparelhos funcionam por apalpamento. Utiliza-se um equipamento relativamente simples para segunda dimensão, multiplicando os perfis paralelos da superfície. O