A preparação das informações necessárias para ajustagem é importante para que se possa iniciar o projeto dos sistemas de ajustagem. Como exemplo de informações pode-se citar: qual a precisão desejada, o efeito dos erros sobre a precisão, qual o requisito de precisão dos componentes e da posição relativa entre os componentes, e outras informações necessárias, que podem ser usadas para definir por exemplo: os circuitos de ajustagem, construção do modelo matemático e simulação entre outras. Para isto três conjuntos de informações devem ser descritas de forma clara e exata, o diagrama de requisitos, sumário de erros e o diagrama de tolerâncias, que serão vistos a seguir:
1. Diagrama de requisitos:
Serve para relacionar os requisitos de precisão funcional aos movimentos funcionais. Se for considerado que um princípio de solução foi selecionado, os efeitos de cada um dos componentes individuais funcionais serão conhecidos, porém os efeitos combinados não. As posições relativas entre esses componentes serão conhecidas, mas o grau de precisão exigido nas posições nominais ainda é indeterminado. Para o perfeito funcionamento do sistema, os desvios permissíveis nas posições nominais devem ser coerentes entre todos os componentes. Muitas tolerâncias em dimensões importantes devem estar previamente definidas. Algumas tolerâncias adicionais podem ser facilmente obtidas a partir das especificações do projeto. A figura 3.15 mostra um diagrama de requisitos que representa claramente os movimentos funcionais e a exatidão necessária de um instrumento de medição.
Este instrumento é usado para medição do diâmetro interno de anéis, que são colocados sobre o prato (al), que é dotado de esferas em sua parte inferior e estão apoiadas sobre a mesa (a), para permitir que o anel se mova na direção horizontal ± 5mm, de forma que haja um perfeito contato entre o diâmetro interno do anel e o braço de medição móvel (b), e o
braço de medição articulado (cl). O braço de medição móvel (b), pode ser movido até llOmm para a esquerda de maneira que o instrumento possa medir anéis com diferentes diâmetros.
A mesa (a), pode ser movida até 48mm na direção vertical de maneira que possa medir anéis de diferentes espessuras, e para que o ponto de contato dos apalpadores tenham uma diferença de altura de no máximo 0,1 mm. No lado esquerdo, o anel é apoiado a um apalpador, que pode ser posicionado numa faixa de
110
mm. O braço de medição articulado (cl), é pivotado no mancai (c), e transfere sua posição ao pino de um micrômetro para fazer a leitura do diâmetro interno do anel. Para sistemas complexos, podem ser feitos diversos diagramas focados em sub sistemas. Peças que não interessam à ajustagem podem ser omitidas nestes diagramas para tomar sua leitura mais objetiva.FIGURA 3.15. Diagrama de requisitos de um instrumento de medição, Hansen, (1970).
2. Sumário de erros
É usado para apresentar as discussões referentes aos desvios (desvios dos valores nominais), relatando sua ocorrência e efeitos sobre o sistema. As tolerâncias agora devem ser consideradas para cada componente funcional, e também para componentes auxiliares que são importantes. Deve ser mostrado qual a influência dos desvios nos componentes individuais, e como podem ser evitados. Esta análise resulta na necessidade de um projeto cada vez mais detalhado. Assim, o projeto não pode ser completado até que alguns problemas tenham sido resolvidos, ou pelo menos seus princípios de solução tenham sido devidamente estabelecidos.
Nem todas as conclusões finais podem ter sido mostradas, os itens que ainda não estão claros são marcados com um ponto de interrogação. Para auxiliar a visualização o sumário de erros é apresentado na forma de vima tabela, que contêm os erros e seus efeitos. O grande valor deste sumário de erros não é somente visualização, mas além disto, ele tende a garantir que cada desvio que pode influenciar no resultado seja levado em consideração. Outra preocupação diz respeito ao correto procedimento para cálculo e análise das informações constantes da tabela. Um exemplo da aplicação do sumário de erros pode ser visto na tabela 3.2, que está baseado no diagrama de requisitos do instrumento de medição mostrado na figura 3.15.
TABELA 3.2. Sumário de erros do instrumento de medição, Hansen, (1970). Sumário de erros: instrumento de medição interna Componente Funcional Movi mento Fun cional
Limites dos desvios com relação a:
Ajustagem com Se Obs. Características Posições nominais
Física Geométrica Translação Î i . a fK Rotação ' t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a Medida da mesa com prato al | 48 ad - - - 40° (para 48 ad) - 9 -
al Prato ▼ 5 ad Superfície 1 eixo - - - -
b Braço de medição móvel -*-► 110 ad Altura do centro do contato de medição ±0,1 - - - - - / - c Mancai do braço - Furo de m ont . na base 1 ? < ? - $ ad Contatos de medição de b e cl ser alinhados Cl Braço de medição articulado . a 5:i ad 90° ± ? A(comprim. do braço)? - 0,8 (im (5°ad) - K - BC JL Base ± 4 Parafuso de ajustagem c2
Dependendo do problema em questão, o sumário de erros pode ser feito através da diferenciação entre os grupos funcionais, componentes funcionais e dimensões funcionalmente
significativas. Em alguns casos esta forma de representação toma-se mais objetiva, principalmente em sistemas mais simples como mostrada no exemplo do mecanismo da figura 3.16. Neste caso o sumário de erros é apresentado na tabela 3.3, com as dimensões funcionalmente significativas, isto é, aquelas que influem na precisão funcional do mecanismo.
FIGURA 3.16. Dimensões funcionalmente significativas de uma barra de seno, Hansen (1970). TABELA 3.3. Sumário das dimensões funcionalmente significativas do mecanismo da figura 3.16, adaptado de Hansen (1970).
Grupo funcional Componente funcional Dimensão significativa
Alavanca (1) Comprimento (1)
Elementos Parafuso de medir (2)
Passo da rosca (H) Passo da escala (t)
Carro guia (3) Comprimento (f)
Base (4) Ver arranjo
Mancai (5) Deslocamento radial V
Uniões
Alavanca/carro guia Planicidade da superfície de contato Rído (r) da esfera (7)
Parafuso de medir/carro Planicidade da superfície de contato Raio (R) do parafuso (2)
Guia (6) Folga (s)
Alinhamento parafuso/carro Ângulo al Alinhamento sup. contato/direção do carro Ângulo a2
Arranjos Posição do mancai Distâncias a, b
Orientação do mancai Mancai J_ ao plano XY Alavanca na posição zero/direção da guia Ângulo 3
3. Diagrama de tolerâncias
É útil inserir as informações do sumário de erros no diagrama de requisitos. Assim, algumas informações do diagrama de requisitos serão alteradas, já que as informações contidas no sumário de erros são mais atuais e cobrem as falhas anteriormente deixadas no planejamento deste diagrama. O resultado é um esquema bem mais detalhado e compreensível. Entretanto, uma disposição completa do sistema agora é exigida, para garantir que todas as interfaces entre subsistemas estão devidamente analisadas.
Se forem adicionadas a este novo diagrama de requisitos informações obtidas durante as considerações sobre as tolerâncias, além de definições sobre a forma de componentes anteriormente incógnitos, este se tomará um diagrama de tolerâncias, que representa todas as considerações finais sobre as tolerâncias envolvidas no sistema.
O diagrama de tolerâncias é uma base para o projeto detalhado de todos os componentes do produto. Ele assume uma função dupla, contendo os requisitos para o projeto detalhado e fabricação, assim como, fornecendo meios de verificação das montagens individuais e para a ajustagem.
Dependendo da extensão do projeto, pode-se colocar todas as informações dos diagramas em um único desenho, ou separá-las em desenhos distintos. Para o exemplo mostrado na figura 3.15, foi gerado o diagrama de tolerâncias mostrado na figura 3.17.
Dependendo do caso as informações necessárias para a ajustagem podem ser organizadas na forma de uma lista, e que pode ser auxiliada por desenhos como o do dia£rama de tolerâncias.