Metrologia - Aula 12 - Estados da superfície - Rugosidade e acabamento

Quando temos a percepção de que algo é áspero ou liso, estamos lidando com sensações detectadas pelo nosso tato.

Na mecânica, essas sensações se referem ao estado de superfície, que é definido pela rugosidade e muito importante na manufatura de produtos industrializados. Quanto mais lisa uma superfície, menos rugosa ela é. E quanto mais áspera, mais rugosa.

Por isso, os desenhos técnicos de peças ou conjuntos mecânicos devem prever o acabamento, rugosidade ou estado de superfície, necessário para o funcionamento ou aplicação determinada.

É importante, através de simbologia específica e valores padronizados, indicar o estado de superfície no desenho técnico. Mas, para começar, vamos entender um pouco mais de rugosidade.

RUGOSIDADE

A palavra rugosidade remete à característica de algo que possui rugas, ou aspecto rugoso. Na mecânica, no entanto, a rugosidade é observada em escala micrométrica e pode ser definida como um conjunto de irregularidade, picos e vales, em uma determinada superfície.

Podemos sentir, por meio do tato, quando se trata de uma rugosidade maior, mas uma superfície lisa também tem sua rugosidade. Então, para medição dessa característica, é necessário um aparelho eletrônico nomeado rugosímetro.

As características de acabamento podem fornecer vários aspectos a uma superfície. Se apoiarmos um objeto em uma superfície lisa, por exemplo, esse objeto poderá facilmente deslizar.

Mas se colocarmos em uma superfície mais áspera, com maior rugosidade, o deslizamento se torna mais difícil. Este é um aspecto muito importante a ser considerado no desenvolvimento de produtos e peças que trabalham em conjunto.

Assista ao vídeo e veja alguns efeitos que envolvem a rugosidade:

No passado, quando ainda não havia os instrumentos eletrônicos, a verificação da rugosidade era feita através do Rugotest. 

Rugotest é um padrão confeccionado em metal com vários tipos de acabamentos feitos por processos de usinagem diferentes, como torneamento, fresamento ou retificação, cada um com graus de rugosidade diferentes. 

A verificação era realizada por meio do tato. Ou seja, inicialmente, era preciso observar quais tipos se aproximavam mais visualmente para, em seguida, passar o dedo na peça e comparar a sensação tátil entre esses tipos, sendo possível identificar nesta comparação o grau de rugosidade da peça.

Atualmente, existem rugosímetros portáteis que possibilitam uma ampla aplicação nas situações mais críticas, desde a verificação da rugosidade durante a usinagem na própria máquina, até em peças de grandes dimensões. No entanto, o padrão Rugotest ainda pode ser encontrado e utilizado.

PARÂMETROS DE RUGOSIDADE 

É possível aplicar parâmetros diferentes para medir a rugosidade. Os mais comuns são:

O Ra: é o valor obtido a partir da média aritmética das ordenadas do perfil obtido na medição. Esse parâmetro é o mais utilizado no Brasil;

O Rz: é o valor obtido da soma do pico mais alto e o vale ou depressão mais profunda, no perfil obtido na medição. 

A rugosidade desempenha um papel importante no comportamento dos componentes mecânicos. Ela influi na: qualidade de deslizamento; resistência ao desgaste; transferência de calor; qualidade de superfícies ópticas; possibilidade de ajuste do acoplamento forçado; resistência oferecida pela superfície ao escoamento de fluidos e lubrificantes; qualidade de aderência que a estrutura oferece às camadas protetoras; resistência à corrosão e à fadiga; vedação; aparência.

Para dar acabamento adequado à superfície da peça necessita-se, portanto, determinar o nível em que ela deve ser usinada, isto é, deve-se adotar um parâmetro que permita avaliar a rugosidade. O parâmetro de medição aplicável à maioria dos processos de fabricação baseia-se nas medidas de profundida de da rugosidade: Ra (roughness average).

SIMBOLOGIA DE INDICAÇÃO

É muito importante que os desenhos técnicos mecânicos tragam informações sobre o acabamento das superfícies. A simbologia mostra onde é aplicada determinada rugosidade, como ela deve ser obtida, qual processo deve ser utilizado e qual valor da rugosidade, entre outras informações que podem ser acrescentadas ou omitidas.

Além da variação dos símbolos, também existem as indicações que podem ser feitas para passar mais informações da superfície desejada.

Vamos ver alguns exemplos na figura ao lado.

A simbologia é de extrema importância para o acabamento das superfícies.

A qualidade da rugosidade que deve ser aplicada para que seja possível obter as características listadas abaixo:

• Superfícies que possuem maior rugosidade são mais aderentes, por exemplo, as lixas coladas nos degraus das escadas.
• Superfícies ásperas têm maior capacidade de reter líquidos, por exemplo, as paredes de concreto ao serem pintadas.
• Superfícies com menores rugosidades possuem maior resistência à corrosão, por exemplo, as cubas de pias.
• Superfícies mais lisas possuem maior capacidade de vedação, por exemplo, as superfícies de selos mecânicos.
• Superfícies lisas apresentam maior resistência ao desgaste, por exemplo, os trilhos de trens.

Agora, vamos conhecer alguns tipos de acabamento.

TIPOS DE ACABAMENTO

A simbologia permite indicar o tipo de acabamento ou sentido de entalhe na superfície. Para isso, existem alguns símbolos que abrangem as possibilidades de entalhes mais comuns.

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/02/2020