Barras senoidais:ferramentas de precisão para medir desvio angular

Sine Bar é um instrumento de medição de precisão usado para medir o desvio angular ou inclinação de uma superfície em relação a um nível de referência em metrologia. É um instrumento extremamente preciso, capaz de medir ângulos de até 0,01 graus.

Uma barra senoidal é composta de dois cilindros retificados de precisão conectados a cada extremidade de um corpo retificado de precisão endurecido. A distância entre os centros dos cilindros é controlada com precisão e o topo da barra é paralelo aos centros dos dois rolos. Quando em uso, a dimensão entre os dois rolos é escolhida como um número inteiro (para facilitar cálculos subsequentes) e forma a hipotenusa de um triângulo.

Quando colocado sobre uma superfície plana, sua borda superior ficará paralela a ela. Este instrumento funciona na Regra dos Senos, na qual

● A hipotenusa tem sempre o mesmo comprimento da barra senoidal. (100 mm ou 10 polegadas nos exemplos mostrados).
● A altura é calculada medindo a distância entre a parte inferior de um rolo e a superfície da mesa.
● A regra do seno é usada para calcular o ângulo (uma função trigonométrica da matemática). Alguns livros de referência de engenharia e metalurgia incluem tabelas que mostram as dimensões necessárias para obter um ângulo que varia de 0 a 90 graus em intervalos de 1 minuto.

Sen(ângulo) =(Perpendicular/Hipotenusa)

Mostra que esta ferramenta pode ser usada para medir ou definir ângulos.

Esta barra é feita de aço com alto teor de carbono e alto cromo, que é resistente à corrosão. Este material é usado para fazer barras de sinalização para evitar desgaste devido ao manuseio.

A existência da Sine Bar reside no fato de que quando duas superfícies são colocadas em ângulo entre si, a distância entre elas é proporcional ao seno desse ângulo. Isto significa que se duas superfícies são colocadas a uma distância conhecida e num ângulo desconhecido, o ângulo pode ser calculado medindo a distância entre elas. Para conseguir isso, a Sine Bar possui duas superfícies que são separadas por uma distância conhecida e depois ajustadas ao ângulo que está sendo medido.

Uma barra senoidal, um bloco padrão, um medidor com mostrador ou um nível de bolha são usados para medir ângulos. O objetivo de uma medição é tornar horizontal a superfície onde o relógio comparador ou o nível de bolha de ar são colocados.

Por exemplo:

Para ser medida, uma cunha é colocada sobre uma mesa horizontal.



A barra senoidal é colocada na superfície inclinada da cunha. A superfície superior desta barra é inclinada como uma cunha neste caso. Blocos padrão são usados ​​para tornar a superfície superior horizontal.

O seno de um ângulo de inclinação da cunha é a razão entre a altura do bloco padrão e a distância ao centro do cilindro.

Quando uma barra senoidal é colocada em uma superfície nivelada, sua borda superior ficará paralela a ela. Quando um rolo é elevado em um valor conhecido, normalmente com blocos padrão, a borda superior da barra é inclinada no mesmo valor, produzindo um ângulo calculado com uma regra senoidal.

• O comprimento da hipotenusa é sempre o mesmo.
• A altura é calculada medindo a distância entre a parte inferior de um rolo e a superfície da mesa.
• O ângulo é calculado usando a regra do seno. A dimensão necessária para obter um ângulo variando de 0° a 90° foi aumentada em incrementos de 1 minuto. seno =hipotenusa/oposto
• Esta ferramenta pode ser usada para medir e definir ângulos.

Fórmula da barra senoidal:

Afirma que o seno de qualquer ângulo (θ) é igual à distância (d) entre as duas superfícies dividida pela distância conhecida entre elas. Em outras palavras, seno θ =d/L.

Esta equação é usada para calcular o ângulo da barra senoidal, que é então registrado na escala junto com seu valor correspondente.

A trigonometria é usada para calcular o senθ.

Senoθ =Oposto/Diagonal
Cosθ =Oposto/Diagonal
Tanθ =Oposto/Concorrente

Um rolo é colocado em uma placa de superfície, enquanto o outro é colocado na altura h por um medidor de deslizamento. L indica a distância entre os dois rolos de ajuste da barra sinusoidal.



A fórmula trigonométrica mostrada acima Acima do seno =oposto/diagonal =h / L

Isso nos permite escrever θ =sin^-1 (h/L).

Esta é a fórmula da barra senoidal para calcular ou ajustar a peça de trabalho no ângulo necessário.

Por que a barra senoidal está limitada a um ângulo de 45 graus?

A Sine Bar está limitada a um máximo de 45 graus, pois qualquer ângulo maior que este faria com que as duas superfícies entrassem em contato. Isto não só afetaria a precisão da medição, mas também poderia danificar a própria barra sinusoidal.

Sabemos que o princípio básico da operação da barra senoidal é sinθ =h/l.

Ao diferenciar a equação acima,

cosθ . dθ =l.dh – h.dl

ou

dθ =tanθ(dh/l – dl/l)

Isto indica que o erro é uma função de tanθ e que o erro é menor abaixo de 45 graus, mas pode aumentar repentinamente acima de 45 graus. Como resultado, as barras senoidais são preferidas para medir ângulos inferiores a 45 graus.

Construção:

O corpo do medidor da barra senoidal é feito de um material rígido como o aço. Dois rolos estão localizados na extremidade da barra de aço. Os rolos têm o mesmo diâmetro e seus eixos são paralelos. O topo da barra de aço é paralelo à linha que passa pelos centros dos dois rolos e o comprimento da barra senoidal é igual à distância entre os centros dos dois rolos.

Para reduzir o peso da barra senoidal, são fornecidos orifícios de alívio.

Ele não pode ser usado para medir os ângulos de um componente por si só. A barra senoidal é sempre usada ao medir ângulos com medidores de deslizamento, placa de superfície e relógio comparador

Placa de superfície:

Uma placa de superfície suporta a barra senoidal e outros componentes, como medidores de deslizamento e medidores de altura. Supõe-se que as placas de superfície forneçam uma superfície horizontal precisa. Quando colocamos uma barra senoidal em uma placa de superfície, a superfície superior deve estar paralela às superfícies horizontais da placa.

Medidor comparador:

Para verificar a uniformidade da superfície, é utilizado um relógio comparador. Se um relógio comparador mostrar deflexão zero enquanto viaja sobre uma superfície, podemos dizer que ele está paralelo à sua base. Os medidores com mostrador são usados ​​no arranjo da barra senoidal para determinar se a superfície superior da peça de trabalho é paralela à placa de superfície ou para determinar o ângulo do seno cônico da peça de trabalho.

Medidores de deslizamento ou medidores de bloco:

Estes são instrumentos de medição de precisão, como medidores de bloco e medidores de deslizamento, usados ​​para determinar a altura ou comprimento de um objeto.

Medidor de altura Vernier:

Ao medir a altura do rolo da barra senoidal, um medidor de altura vernier é usado para calcular o ângulo de um componente maior.

A barra senoidal é usada para?

 Pode ser usado para medir o ângulo de uma superfície em relação a um nível de referência ou para detectar qualquer variação nesse ângulo ao longo do tempo. As aplicações disso são inúmeras.

Para exemplos:

• Em processos de pesquisa e desenvolvimento, a Sine Bar é utilizada para medir ângulos de interesse a fim de estudar seus efeitos em um determinado sistema ou processo. Isso ajuda os pesquisadores a desenvolver produtos melhores e a melhorar os existentes.
• A barra senoidal é usada para definir ou determinar o ângulo de uma peça de trabalho.
• É usado para verificar novamente a medição de ângulos desconhecidos em uma peça de trabalho.
• Para montar a peça de trabalho e realizar usinagem em formato cônico, são usadas algumas barras senoidais especialmente projetadas.
•  É usado para procurar ângulos não identificados em componentes pesados.
• Isso pode ser usado para verificar os ângulos da chaveta cônica.
• É usado para garantir que a superfície esteja plana.
• Também é usado nas indústrias automotiva e aeroespacial para medir o alinhamento de componentes como motores e asas.
• Além disso, são frequentemente usados na indústria da construção para medir ângulos entre estruturas, como escadas e paredes.
• Finalmente, a Sine Bar é uma ferramenta útil para maquinistas e engenheiros que precisam verificar a precisão de seu trabalho.

Quais são as limitações da barra senoidal?

Tem as seguintes limitações:

• Quaisquer projeções não identificadas no componente resultarão em erros de medição.
• É limitado a medir ângulos inferiores a 45 graus.
• Como não existe um método científico para criar medidores de escorregamento, eles devem ser construídos por tentativa e erro, o que é um processo demorado.
• O comprimento da barra senoidal usada para medir o ângulo deve ser maior ou igual ao comprimento do componente a ser inspecionado.
• Se o comprimento do componente inspecionado for muito longo, nenhuma barra senoidal maior que o comprimento do componente estará disponível.

Condições para uma leitura precisa:

• Os dois eixos dos rolos da barra senoidal devem estar paralelos entre si.
• As superfícies superiores desta barra devem estar perfeitamente paralelas e planas.
• Os rolos da barra de sinalização devem ser todos do mesmo tamanho.
• A distância L entre os centros deve ser medida com precisão.

Resumo:

Sine Bar é uma ferramenta inestimável para quem trabalha na área de metrologia. Sua exatidão o torna ideal para aplicações de medição de precisão. Com sua capacidade de medir ângulos de até 0,01 graus, é um instrumento indispensável para qualquer trabalho que exija medições precisas e desempenho confiável.

Desde sua construção e fórmula simples até suas diversas aplicações, é uma ferramenta essencial para garantir medições precisas e melhor desempenho da máquina.

Obrigado por ler! Espero que este artigo forneça uma melhor compreensão da barra senoidal e como ela pode ser usada para fazer medições precisas. Boa sorte!