La misurazione della rotondità è una procedura di importanza fondamentale per numerose applicazioni. Esistono diversi metodi di misurazione, dalle semplici misure eseguite con un calibro ai sistemi di misurazione della rotondità dedicati e di elevata precisione.
Che cos'è la rotondità?
La norma ISO 1101 definisce la rotondità come la "separazione di due cerchi concentrici che racchiudono una sezione circolare di interesse". Segue un video sulle caratteristiche della rotondità.
Perché occorre misurarla?
La sezione trasversale circolare è una delle forme di base più importanti per i componenti ingegneristici. Le forme circolari sono presenti in numerose applicazioni, in particolare nelle superfici dei cuscinetti, come ad esempio negli alberi rotanti e nei cuscinetti a sfera. La misurazione della "mancanza di rotondità" (denominata spesso "rotondità") è una valutazione molto importante.
Ad esempio, un cuscinetto rotante dotato di componenti non perfettamente rotondi sarà rumoroso e si guasterà prematuramente. La precisione della misurazione della rotondità è un elemento fondamentale per il corretto funzionamento di queste parti.
In questo articolo verranno delineati diversi approcci comuni alla misurazione della rotondità, evidenziando alcuni limiti.
Quali tecniche e metodi vengono usati per la misurazione della rotondità?
I metodi per la misurazione della rotondità sono i seguenti:
- Misura del diametro
- Blocco a V
- Macchina di misura a coordinate
- Riferimento rotazionale
Misura del diametro
Il primo, e forse più semplice, approccio per determinare la rotondità di un componente consiste nel misurare la coerenza del suo diametro usando diversi orientamenti. Questa operazione viene spesso eseguita in corso d'opera per verificare la messa a punto della macchina ed è possibile adattarla al fine di valutare un componente per cui la rotondità è un requisito estetico piuttosto che funzionale. Ovviamente tale misura può essere importante anche dal punto di vista funzionale.
Metodo con blocco a V
Un altro metodo spesso utilizzato per determinare la rotondità consiste nel collocare una parte in un blocco a V e farla ruotare mantenendola a contatto con un misuratore a quadrante o un indicatore analogo. In sostanza, si tratta di un metodo a tre punti e non a due come quelli indicati in precedenza. Se la parte è realmente rotonda e presenta irregolarità trascurabili, la lancetta del misuratore non si sposterà.
Gli errori di forma causeranno la presenza di una scritta nel comparatore. Se le eventuali irregolarità entrassero in contatto con il blocco a V, la parte si sposterebbe verso l'alto e il basso. Inoltre, nel caso di un albero di trasmissione, il contatto con il blocco a V non si limiterà al piano da misurare. In altre parole, le irregolarità presenti nell'arco della lunghezza del componente influenzeranno la lettura del comparatore. Qualunque sia la tecnica di applicazione utilizzata, il metodo a tre punti produrrà risultati sempre variabili in base all'angolo della "V" e alla spaziatura delle irregolarità.
Macchina di misura a coordinate (CMM)
Un altro metodo per la misurazione della rotondità consiste nell'utilizzo di una macchina di misura a coordinate (CMM). Una CMM standard utilizza tre assi precisi e ortogonali ed è dotata di una sonda a contatto. Essa viene spostata sulla superficie del componente da misurare, registrandone la posizione. Quindi, viene eseguita l'acquisizione di diversi punti posti intorno al componente, che vengono interconnessi da un computer al fine di calcolare la rotondità del componente. In genere, questa tecnica produce un numero ridotto di dati a causa del tempo richiesto dall'acquisizione.
Conclusione. La precisione di queste misurazioni sarà compromessa.
Metodo con riferimento rotazionale
Il metodo più preciso per determinare la rotondità di un componente consiste nel calcolare la variazione del raggio rispetto a un preciso riferimento rotazionale mediante l'utilizzo di una sonda di scansione, che deve restare a contatto con la superficie in modo da raccogliere un'elevata quantità di dati ad alta densità.
Quindi, è possibile applicare un cerchio a questi dati e calcolare la rotondità in base alle informazioni note del centro del componente. Esistono numerosi strumenti dedicati alla misurazione della rotondità. Il più comune consiste in un sistema dotato di una tavola rotante su cui viene montato il componente. Su un braccio radiale viene installato un calibro che è possibile regolare in modo da restare a contatto con il componente. Il braccio viene montato su una colonna che consente di regolare l'altezza del piano di misurazione.
Gli assi lineari di questi strumenti sono spesso motorizzati e dispongono di un'elevata precisione in termini di forma, in modo da eseguire lo strumento complessivo per la misura di parametri come ad esempio planarità, rettilineità e cilindricità. Per un esempio di questo strumento fare clic qui.
Conclusione. Questi strumenti consentono di misurare la rotondità in modo molto preciso e rapido.
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