Barra de Seno Explicada: Princípios, Tipos e Aplicações

O que é Barra de Seno?

Uma barra de seno consiste em um corpo endurecido, retificado com precisão, com dois cilindros retificados com precisão fixados nas extremidades. A distância entre os centros dos cilindros é controlada com precisão, e o topo da barra é paralelo a uma linha através dos centros dos dois rolos.

A dimensão entre os dois rolos é escolhida para ser um número inteiro (para facilidade de cálculos posteriores) e forma a hipotenusa de um triângulo quando em uso.

Quando uma barra de seno é colocada em uma superfície nivelada, a borda superior será paralela a essa superfície. Se um rolo é elevado por uma distância conhecida, geralmente usando blocos-padrão, então a borda superior da barra será inclinada pela mesma quantidade, formando um ângulo que pode ser calculado pela aplicação da lei dos senos.

• A hipotenusa é uma dimensão constante (100 mm ou 10 polegadas nos exemplos mostrados).
• A altura é obtida da dimensão entre a parte inferior de um rolo e a superfície da mesa.
• O ângulo é calculado usando a lei dos senos (uma função trigonométrica da matemática). Alguns livros de referência de engenharia e metalurgia contêm tabelas mostrando a dimensão requerida para obter um ângulo de 0-90 graus, incrementados em intervalos de 1 minuto.

Sen(ângulo) = (Cateto Oposto / Hipotenusa)

Ângulos podem ser medidos ou ajustados com esta ferramenta.

Entendendo a Barra de Seno

Uma barra de seno é usada em conjunto com blocos-padrão (slip gauge blocks) para medição angular precisa. Uma barra de seno é usada tanto para medir um ângulo com muita precisão quanto para posicionar qualquer peça em um determinado ângulo. Barras de seno são feitas de aço resistente à corrosão de alto cromo, e são endurecidas, retificadas com precisão e estabilizadas.

Dois cilindros de diâmetro igual são colocados nas extremidades da barra. Os eixos destes dois cilindros são mutuamente paralelos entre si e também paralelos e à igual distância da superfície superior da barra de seno. Precisão de até 0,01 mm/m do comprimento da barra de seno pode ser obtida.

Uma barra de seno é geralmente usada com blocos-padrão. A barra de seno forma a hipotenusa de um triângulo retângulo, enquanto os blocos-padrão formam o cateto oposto. A altura do bloco-padrão é encontrada multiplicando o seno do ângulo desejado pelo comprimento da barra de seno: H = L * sen(θ).

Por exemplo, para encontrar a altura do bloco-padrão para um ângulo de 13˚ com uma barra de seno de 5,000″, multiplique o sen(13˚) por 5,000″: H = 5,000″ * sen(13˚). Blocos-padrão empilhados a uma altura de 1,124″ seriam então usados para elevar a barra de seno ao ângulo desejado de 13˚.

Princípio

Ângulos são medidos usando uma barra de seno com a ajuda de blocos-padrão e um relógio comparador ou nível de bolha. O objetivo de uma medição é medir a superfície sobre a qual o relógio comparador ou nível de bolha é colocado horizontalmente.

Por exemplo, para medir o ângulo de uma cunha, a cunha é colocada em uma mesa horizontal. A barra de seno é colocada sobre a superfície inclinada da cunha. Nesta posição, a superfície superior da barra de seno está inclinada na mesma quantidade que a cunha.

Usando blocos-padrão, a superfície superior é tornada horizontal. O seno do ângulo de inclinação da cunha é a razão entre a altura dos blocos-padrão usados e a distância entre os centros dos cilindros.

Tipos de Barra de Seno

O tipo mais simples consiste em uma barra de aço lapidada, em cada extremidade da qual é anexado um cilindro preciso, os eixos dos cilindros sendo mutuamente paralelos e paralelos à superfície superior da barra. No tipo avançado, alguns furos são perfurados no corpo da barra para reduzir o peso e facilitar o manuseio.

1. Centro de Seno (Sine Center)

Um tipo especial de barra de seno é o centro de seno, que é usado para objetos cônicos com partes macho e fêmea. Não pode medir um ângulo superior a 60 graus.

2. Mesa de Seno (Sine Table)

Uma mesa de seno (ou placa de seno) é uma barra de seno grande e larga, tipicamente equipada com um mecanismo para travá-la no lugar após o posicionamento, que é usada para segurar peças de trabalho durante operações.

3. Mesa de Seno Composta (Compound Sine Table)

É usada para medir ângulos compostos de peças grandes. Neste caso, duas mesas de seno são montadas uma sobre a outra em ângulos retos. As mesas podem ser torcidas para obter o alinhamento requerido.

Limitações

Seguem as limitações da barra de seno:

• Quaisquer projeções desconhecidas presentes no componente causarão erros no ângulo medido a serem induzidos.
• Para a construção de blocos-padrão, não há abordagem científica disponível e tem que ser construída baseada em tentativa e erro e é um processo demorado.
• Durante a medição do ângulo usando a barra de seno, o comprimento da barra de seno deve ser maior ou igual ao comprimento do componente a ser inspecionado.
• Se o comprimento do componente inspecionado for muito longo, não há barra de seno disponível que seja mais longa que o componente. Nestes casos, a barra de seno será usada junto com o micrômetro de altura para medição.

Aplicações

Seguem as aplicações da barra de seno:

• A barra de seno é usada para posicionar ou determinar a peça de trabalho em um determinado ângulo.
• Para verificar a medição de ângulos desconhecidos na peça de trabalho.
• Barras de seno especialmente projetadas são usadas para montar a peça para realizar usinagem de forma cônica na peça.
• Para verificar ângulos desconhecidos em componentes pesados.
• Para verificar os ângulos de chaveta cônica.
• Para verificar a planicidade da superfície.