Eventos Anais de eventos
COBEF 2017
Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação
AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE DE MANCAIS AEROSTÁTICOS DE MÁQUINA DE MEDIR POR COORDENADAS
Submission Author:
André Roberto Sousa , SC
Co-Authors:
ADAGIR SAGGIN
Presenter: André Roberto Sousa
doi://10.26678/ABCM.COBEF2017.COF2017-1169
Abstract
Os mancais aerostáticos são classicamente empregados em máquinas de alta precisão como máquinas-ferramenta de ultra precisão e máquinas de medir por coordenadas. Sua característica conceitual e construtiva os torna pouco sensíveis às variações de temperatura, com alto nível de amortecimento, muito baixo atrito, nenhuma geração de calor, capacidade de suportar cargas em direções diversas e desgaste muito baixo ao longo do tempo. Altas velocidades de trabalho e alta estabilidade de posicionamento são possíveis com o emprego do ar como filme, superiores aos mancais de deslizamento por contato ou por filme de óleo. Se adequam também a baixas velocidades de trabalho sem falhas de lubrificação, sendo aplicados em sistemas de movimentação com a necessidade de posicionamento fino e baixas velocidades de deslocamento. Além disso, o fluido é isento de contaminação sendo liberado no ambiente sem necessidade de tratamento nem agressão ao meio ambiente. Nas máquinas de medir por coordenadas os mancais aerostáticos são largamente empregados na sustentação da movimentação dos eixos cartesianos, sendo o tipo de mancal mais utilizado especialmente nas máquinas de medir de maior exatidão, havendo algumas poucas máquinas (alta velocidade ou de grandes dimensões) com mancais de contato tipo guia linear. Dentre as características citadas acima, os principais atrativos para sua aplicação em máquinas de medir são a estabilidade de posicionamento e o atrito mínimo que prolonga a vida útil de guias a um tempo indefinido, desde que o mancal esteja operando sob condições adequadas. Nesta aplicação é imperativo que os mancais das máquinas de medir tenham a capacidade de manter sua posição estável ao longo do tempo sob uma carga estática e, sob cargas dinâmicas, variem sua posição de modo repetitivo, de modo que esta variação possa ser mapeada e inserida na matriz de correção de erros da máquina de medir. Flutuações indevidas com a máquina estática ou em movimento podem introduzir erros aleatórios e aumentar a incerteza de medição da máquina. Este artigo tem por objetivos apresentar em detalhes a utilização de mancais aerostáticos em máquinas de medir por coordenadas irá descrever os resultados de ensaios de estabilidade de posicionamento de mancais aerostáticos presentes em uma máquina de medir por coordenadas CNC tipo portal do laboratório de metrologia do IFSC, empregando um sistema eletrônico de medição de deslocamentos com resolução e exatidão sub micrométrica acoplado à estrutura da máquina de medir. Os ensaios permitem avaliar a oscilação vertical do portal da máquina no longo prazo, verificar a sensibilidade da posição do mancal à flutuação de pressão de alimentação na rede de ar comprimido, bem como verificar a capacidade de amortecimento dos mancais a cargas dinâmicas geradas pela movimentação da máquina. No artigo completo serão descritos os métodos experimentais, a instrumentação empregada bem como os resultados dos ensaios, as conclusões acerca da eficiência dos mancais aerostáticos às condições de teste e recomendações para maximizar a eficiência dos mancais e da exatidão da máquina de medir.
Keywords
Mancais aerostáticos, metrologia, Medição por coordenadas
