Metrología de Fuerza - Accesorios Utilizados en Transductores de Fuerza.

Metrología en FUERZA
Accesorios utilizados en Transductores de Fuerza
Ing. Alejandro Savarin
INTI – Física y Metrología
Jefe de Laboratorio de Fuerza

ACCESORIOS UTILIZADOS EN TRANSDUCTORES DE FUERZA
Temario
- Introducción
- Accesorios utilizados en ISO 376:2011
- Accesorios utilizados en ISO 7500-1
- Otros accesorios s/ WELMEC 2.4

INTRODUCCIÓN
Función de los accesorios utilizados en calibraciones de Fuerza:
- Articulación entre transductor y máquina (reducir los momentos flectores).
- Alinear los ejes de la máquina y el transductor.
- Transmitir carga de forma axil.
- Aumentar la superficie de contacto, de modo de bajar las tensiones.
- Suplementar y/o adaptarse a la máquina en cuestión.
- Proteger al transductor de la rugosidad, protuberancias, etc, de la máquina,
también se pretende que se desgaste primero.

INTRODUCCIÓN
- Un transductor puede requerir uno o varios accesorios.
- Los accesorios que más cerca están del transductor más interactúan con
este.
- La geometría, dureza, calidad superficial, etc; influyen tanto, que en los
accesorios que se vinculan directamente al transductor hay que considerarlos
como parte del transductor.
- Hay transductores que son más o menos sensibles a los accesorios. Se
puede decir que cuanto más cerca del “corazón” del transductor se vincula el
accesorio, mayor será su influencia.

ACCESORIOS UTILIZADOS EN ISO 376:2011 - COMPRESIÓN

BOTÓN DE CARGA:
Puede estar o no integrado al transductor. Junto al cabezal genera una
articulación axial. Se ajusta al transductor con un pequeño torque.
Especificaciones:
- SAE 4140 Templado-Revenido
- Ejes concéntricos, roscas torneadas (gralmente con juego).
- Buen apoyo, sobre superficie superior.
- Superficie esférica.
- Mayor dureza que el cabezal.

CABEZAL:
Junto al cabezal genera una articulación axial. Reduce las tensiones de
contacto sobre las placas de carga de la máquina. Puede tener tratamientos
superficiales.
Especificaciones:
- SAE 4140.
- Ejes concéntricos, paralelismo y planitud de las caras.
- Buenas superficies (sobretodo la que apoya sobre el botón).
- Huelgo diametral con el botón 0,1 a 0,2mm
- Menor dureza que el botón y que la placa de la máquina

VERIFICACIÓN BOTÓN-CABEZAL:
Es habitual la falta de reproducibilidad debida a estos accesorios.
- Se realizan precargas girando el transductor cada 120º.
- Se realizan precargas girando sólo el cabezal y/o botón.
Nota: El cabezal es “parte del transductor”, por lo cual, el giro del transductor
involucra también el giro del cabezal

CENTRADO DE UN TRANSDUCTOR EN COMPRESIÓN:
- Centrar el cabezal respecto a la placa del lado de la referencia (aunque sea
la superior).
- Utilizar un calibre de profundidad que apoye bien en la placa (idealmente un
cabezal micrométrico con apoyo en V).
- Se puede utilizar un nivel (exactitud 0,1 mm/m), para centrar el transductor
en máquinas de pesos suspendidos.

ACCESORIOS UTILIZADOS EN ISO 376:2011 - TRACCIÓN

Articulaciones axiales planas s/ISO 376

Articulación radial plana. No es simétrica.
Mejor comportamiento en un eje que en el otro.

RECOMENDACIONES:
- Instalación boca abajo ó la parte “sensora” del lado de la referencia.
- Dejar las roscas sueltas para evitar histéresis de los dispositivos.
- Cuando se realizan los giros de 120º, girar transductor y accesorio junto.
- Utilizar siempre el mismo accesorio para el mismo transductor, repitiendo
posiciones de montaje.
- Accesorios de calidades deficientes pueden sacar de clase al transductor,
mientras que accesorios en mal estado, puede introducir errores de 1% o
más, e incluso dañar los instrumentos y/o las placas de las máquinas.

ACCESORIOS UTILIZADOS EN ISO 376:2011
Requisitos propios de la ISO:
- Material con límite de fluencia (σF) > 350 N/mm². Tensiones menores
pueden generar fricciones importantes que aumentan las cargas parásitas.
Descarta la mayoría de los aceros inoxidables!
- Tracción: 2 tuercas esféricas, con anillos intermedios.
- Compresión: 1 ó 2 placas de compresión. Las placas sobre las máquinas
deben ejercer una tensión menor a 100 N/mm².

1.- Tuerca esférica
2.- Arandela esférica
3.- Barra de tracción

Cabezal para botón convexo Cabezal para botón plano
Ambos casos para reducir la tensión debido a la transmisión de la fuerza.
Ød10 con huelgo de 0,1 a 0,2mm

ACCESORIOS UTILIZADOS EN ISO 7500-1
Similar a ISO 376:2011, con la siguientes diferencias:
- No se requiere tanta exactitud en la alineación, debido a la mayor
incertidumbre de las máquinas, aunque los instrumentos de las máquinas son
más sensibles a cargas laterales.
- Es más complejo determinar donde se ubica el “eje” de la máquina, los
accesorios (platos, mordazas) de la misma poseen tolerancias geométricas
mayores y están fuera de nuestro control metrológico.

Accesorios s/ ISO 376 (permiten articulación simétrica)

Accesorios que permiten la articulación en forma asimétrica.

Montaje en tracción.

Tracción en máquina horizontal. Se utiliza una “cuna” para apoyar el
transductor, se vinculan las partes “sensoras”, evitando el rozamiento en la
“cuna”.
Cuerpo
Parte sensora
Sensor de la
máquina

Montaje en compresión – Máquina Ensayos de Concreto

ACCESORIOS RECOMENDADOS POR WELMEC 2.4
Montaje en compresión

Montaje en tracción

Montaje celdas “viga al corte” ó “cantilever”

Montaje celdas “cantilever” y a flexión ó “doble flexión al corte”

Dirección: Av. General Paz 5445 (CP 1650)
San Martín, Buenos Aires, Argentina
Teléfono +5411 4724 - 6200
E-mail: asavarin@inti.gob.ar
Octubre de 2014
MUCHAS GRACIAS

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