EL MICRÓMETRO EN LA METROLOGÍA

GENERALIDADES. 

El micrómetro es un instrumento de medición directa que se utiliza cuando se requiere hacer lecturas del orden de centésimos de milímetro y hasta milésimas de milímetro en el sistema métrico decimal, en el sistema inglés lo más común es tener instrumentos que tienen una milésima de pulgada de legibilidad. 

Al micrómetro también se le conoce con el nombre del tornillo micrométrico o palmer, éste último en honor de su inventor el francés Palmer en el año de 1848.

DESCRIPCIÓN

El principio de funcionamiento de un micrómetro es muy simple y consiste en tener un tornillo montado sobre una tuerca (figura 7.1 ) que permanece fija y lo que se acciona es el tornillo, es decir que si se gira del tornillo o una vuelta en el sentido de la flecha lógicamente esta se aprobará desplazado longitudinalmente una cantidad equivalente al paso de la rosca del tornillo, si se dan dos vueltas al tornillo, éste habrá avanzado dos veces el paso de la rosca, ahora bien, si se da un cincuentavo de vuelta longitudinalmente el tornillo avanza un cincuentavo del paso de la rosca, si el tornillo se escoge de un paso de 0.5mm y a la cabeza se dispone una escala a todo alrededor dividida en 50 partes iguales para poder medir cincuentavos de vuelta, se podrán medir desplazamientos de 0.5/50= 0.01mm (una centésima de milímetro).

Un micrómetro tipo estándar está hecho de acero tratado y estabilizado ( figura 7.2) y consta fundamentalmente de las siguientes partes: un estribo (6) en forma de “C” diseñado así para resistir las deformaciones por flexión, tienen un palpador fijo de superficies plana, lapeada y templada (1) que sirve de origen de cota y otro palpador móvil (3) llamado vástago también templado y lapeado que está construido por un tornillo de acero tratado y estabilizado, tiene la rosca rectificada con una tolerancia en el paso de ± 1µm ( 0.001mm). El tornillo micrométrico tiene un tuerca con roscado cónico exterior y está hendida, lo que permite eliminar el huelgo gracias a otra tuerca provista para este efecto (no se observan en la figura debido a que en el interior). Tiene un tambor graduado (4) solidario al tornillo micrométrico que junto con la escala principal (2) nos da la medida. Una matraca de fricción (5) arrastra al tornillo de giro, lo que permite limitar la precisión de contacto de los palpadores de medición sobre la pieza con un valor constante del orden de 1 kg. Un anillo (7) permite bloquear el vástago (palpador móvil) por un freno circular, de manera que eviten cualquier desplazamiento axial del tornillo micrométrico y por lo tanto un error en la medida.

Los micrómetros no deben emplearse más que para la medición de cotas correspondientes a superficies trabajadas con una pasada de acabado, o rectificados, es decir, que poseen como mínimo un grado de acabado correspondiente según norma al símbolo de dos triángulos (afine) 

Para realizar la medición se pone el palpador fijo en contacto con la pieza a medir y se ajusta el tope móvil. En ningún caso es recomendable bloquear el micrómetro a una medida fija y utilizarlo como si fuera un calibre, ya que esto producirá un desgaste prematuro de los palpadores. 

En los micrómetros graduados en el sistema inglés, lo más común es que tengan una legibilidad de una milésima de pulgada, (0.001 pulgada) la rosca de este tornillo tiene 40 hilos en una pulgada por lo que en cara vuelta completa avanza 1/40 de pulgada que equivale a 0.025 de pulgada. Por esta razón la escala principal que tiene una longitud de una pulgada se divida en 40 partes (figura 7.3) misma que corresponden al número de hilos de dicho tornillo. Por lo que toca el tambor, está esta dividido en 25 partes (figura 7.3) y cada uno de ellos corresponde a un milésima de pulgada (0.001 pulgada.) que es la legibilidad o lectura mínima de este instrumento. 

Cuando en micrómetro esta cerrado, es decir los dos palpadores (fijo y móvil) se encuentran tocándose sus superficies, la marca del cero del tambor coincide con el cero de la escala principal, ahora bien, si se gira una vuelta completa el tambor, el acero de este concibiera con la primera marca de la escala principal y habrá una distancia entre palpadores de 0.025 pulgadas si se dan cuatro vueltas al tambor, habrá una separación entre palpadores de 0.100 pulgadas.

En conclusión para hacer lecturas con estos instrumentos la mecánica es la siguiente: 

a) Observar el número de marcas que sean visibles en la escala principal (sabiendo que cada una de ellas equivale a 0.025 pulgada). 

b) Si el cero del tambor no coincide con la marca de la escala principal es necesario observar cual marca del tambor coincide con la línea horizontal de la escala principal tomando en cuenta que cada una de estas equivale a 0.001 de pulgada.

c) Finalmente, sumar las lecturas de los dos incisos anteriores cuando se cumpla lo picado en el inciso “B”, en el caso contrario la lectura será lo observado en la escala principal. Existen también, micrómetros con elegibilidad de un diezmilésimo de pulgada (0.0001 pulgada) que se deberán usar con la mayor limpieza posible. 

Estos micrómetros están dotados de una escala vernier o nonio en el husillo donde va graduada también la escala principal (figura 7.5.), esta escala vernier consta de 10 divisiones, numeradas en la siguiente forma 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 y que ocupa el mismo espacio de nueve dimensiones del tambor de tal modo que la diferencia de las diez menciona del husillo y las nueve del tambor, equivale a un décimo de un espacio del tambor, por lo tanto cada división del vernier o nonio equivale a un diezmilésimo de pulgada. 

Al hacer una medición anótese primero las lecturas de la escala principal y la del tambor para que finalmente se asuma las diezmilésimas de pulgada que aparezcan. 

En la figura 7.4 se observa en la extrema izquierda (a) las escalas de husillo (escala principal y escala el vernier) y la del tambor, al centro (b) se observa que la división cero del tambor coincide con la décima división de la escala principal, teniendo automáticamente cero diezmilésimos y la lectura final será de 0.2500 pulgada. A la derecha (c) se observan que el cero del tambor no coincide con la línea horizontal de la escala principal sin embargo, la división diez del tambor coincide con la división siete de la escala del vernier, entonces la lectura final será de 0.250+0.0007= 0.2507 pulgada por la pulg.

Para la lectura de los micrómetros graduados en el sistema métrico se deben aplicar los mismos principios que para los que están graduados en el sistema inglés. Para realizar una lectura, nos fijamos en la escala longitudinal, sabiendo así la medida con una apreciación de 0,5 mm, el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con una precisión de 0,01 mm. 

En la figura 7.5a) se ve un micrómetro que en la parte inferior de la escala longitudinal tiene grabada la división de 5 mm, y en la parte superior se aprecia la división del medio milímetro. En la escala del tambor la división 28 coincide con la línea central de la escala longitudinal, por lo tanto la medida realizada por el micrómetro es:

Una variante de micrómetro un poco más sofisticado, además de tener las dos escalas de la primera fotografía, presenta un nonio, así, figura 7.5b) , pueden verse en detalle las escalas de este modelo; la escala longitudinal presenta las divisiones de los milímetros y de los medios mm en el lado inferior de la línea del cilindro, la escala del tambor tiene 50 divisiones, y sobre la línea del cilindro presenta una escala nonio de 10 divisiones numerada cada dos. 

En la imagen, la tercera división del nonio coincide con una división de la escala del tambor, lo que indica que la medida excede en 3/10 de las unidades del tambor. En este micrómetro se aprecia: en la escala longitudinal la división de 5 mm, la subdivisión de medio milímetro, en el tambor la línea longitudinal del cilindro excede la división 28, y en el nonio su tercera división esta alineada con una división del tambor, por lo tanto la medida es: 5 + 0,50 + 0,28 + 0,003 = 5,783 mm. 

El micrómetro es un dispositivo ampliamente usado en ingeniería mecánica, para medir con precisión el espesor de bloques, medidas internas y externas de ejes, y profundidades de ranuras. Los micrómetros tienen varias ventajas respecto a otros instrumentos de medida como el vernier y el calibre: son fáciles de usar y sus lecturas son consistentes . En los procesos de fabricación utilizados en la mecánica de precisión, especialmente en el campo de rectificados se utilizan varios tipos de micrómetros de acuerdo a las características que tenga la pieza que se está mecanizando.