Unidad 3: Dominar la Regla de Senos para Medición Precisa de Ángulos

Objetivo

Al completar esta unidad, debería ser capaz de:

• Entender el principio de la regla de senos (sine bar).
• Explicar cómo usar una regla de senos correctamente.
• Entender los bloques patrón (slip gauge blocks) y el wringing (acoplamiento molecular).
• Calcular la altura de los bloques patrón.

La Regla de Senos (Sine Bar)

Una regla de senos se usa junto con bloques patrón (slip gauge blocks) para medición angular precisa. Una regla de senos se usa ya sea para medir un ángulo muy exactamente o para ubicar cualquier pieza en un ángulo dado. Las reglas de senos están hechas de acero de alta cromación resistente a la corrosión, y están endurecidas, rectificadas con precisión y estabilizadas.

Figura 1. La Regla de Senos

Dos cilindros de diámetro igual se colocan en los extremos de la barra. Los ejes de estos dos cilindros son mutuamente paralelos entre sí, y también paralelos a, y a igual distancia de, la superficie superior de la regla de senos. Se puede obtener una precisión de hasta 0,01 mm/m de longitud de la regla de senos.

Una regla de senos se usa generalmente con bloques patrón. La regla de senos forma la hipotenusa de un triángulo rectángulo, mientras que los bloques patrón forman el cateto opuesto. La altura del bloque patrón se encuentra multiplicando el seno del ángulo deseado por la longitud de la regla de senos: H = L × sen(θ).

Por ejemplo, para encontrar la altura del bloque patrón para un ángulo de 13° con una regla de senos de 5,000", multiplique el sen(13°) por 5,000": H = 5,000" × sen(13°). Bloques patrón apilados a una altura de 1,124" se usarían entonces para elevar la regla de senos al ángulo deseado de 13°.

Principios de la Regla de Senos

• La aplicación de trigonometría se aplica al uso de la regla de senos.
• Una placa de superficie (surface plate), regla de senos y bloques patrón se usan para la formación precisa de un ángulo.
• Es posible configurar cualquier ángulo θ usando la longitud estándar del lado AB, y calculando la altura del lado BC usando BC = AB × sen(θ).
• El ángulo θ viene dado por θ = asen(BC/AB).
• La Figura 1 muestra una configuración típica de regla de senos en una placa de superficie con bloques patrón de la altura requerida BC para formar un ángulo deseado θ.

Figura 2: Formación de un Ángulo con una Regla de Senos y Bloques Patrón

Wringing (Acoplamiento Molecular)

El término wringing se refiere a una condición de contacto íntimo y completo por adhesión ajustada entre caras de medición. El wringing se hace a mano mediante movimientos de deslizamiento y torsión. Un bloque se coloca perpendicular a otro usando presión de calibrado estándar, luego se aplica un movimiento rotatorio hasta que los bloques se alinean. De esta forma, el aire es expulsado de entre las caras de los bloques causando que se adhieran. Esta adherencia es causada parcialmente por atracción molecular y parcialmente por presión atmosférica. De igual forma, para separar bloques patrón, se debe usar un movimiento combinado de deslizamiento y torsión.

1. Para configurar un ángulo en cualquier regla de senos, primero debe determinar la distancia entre centros de la regla de senos (C), el ángulo que desea configurar (A) y si el ángulo está en grados-minutos-segundos o grados decimales.
2. Luego, introduzca esa información en las áreas de entrada apropiadas. Use un punto decimal como separador, ya sea que el ángulo esté en grados-minutos-segundos o grados decimales.
3. Presione el botón 'Calcular' y luego ensamble una pila de bloques patrón (G) igual al tamaño que se devuelve. Las unidades de la pila coincidirán con las unidades de la distancia entre centros (ej., si introduce la distancia entre centros como 5 para una placa de senos de 5 pulgadas, la pila de bloques patrón también estará en pulgadas).
4. Coloque estos bloques patrón bajo el rodillo de bloque patrón del dispositivo de senos y el ángulo deseado queda configurado.
5. Apriete el mecanismo de bloqueo en aquellos dispositivos que lo tengan y estará listo.

Figura 3: Usa la fórmula: G = C × Sen(A)

Si solo quiere configurar un ángulo con una regla de senos y una pila de bloques, tome el seno del ángulo deseado en su calculadora y multiplique el resultado por la distancia entre los centros de los cilindros en la regla de senos. Ensamble una pila de bloques igual a este valor y colóquela bajo uno de los cilindros.

Cálculo de Configuración de la Regla de Senos

Para calcular la altura del bloque patrón necesaria para configurar una regla de senos a un ángulo específico, todo lo que tiene que hacer es tomar el SEN del ángulo y multiplicarlo por la longitud de la regla de senos. La longitud de la regla de senos es la distancia entre los centros de los pasadores de la regla de senos.

Figura 4. Regla de Senos

Ejemplo:

Configure una regla de senos o placa de senos de 5,0" a 30°

SEN (30°) = 0,5000

0,5000 × 5,0" (Longitud Regla de Senos) = 2,5000"

Redondee 2,5000" a 4 Decimales = 2,5000" Altura de Bloque Patrón.

Tabla 1 Ángulos Comunes y Alturas para una Regla de Senos de 5 Pulgadas:

Uso de la Regla de Senos

Para medir un ángulo conocido o ubicar cualquier pieza a un ángulo dado:

1. Use siempre una placa de superficie perfectamente plana y limpia.
2. Coloque un rodillo en la placa de superficie y el otro rodillo en la pila de bloques patrón de altura H.
3. Deje que la regla de senos se configure a un ángulo θ.
4. Entonces sen(θ) = H/L, donde L es la distancia entre centros.
5. Conociendo θ, H puede encontrarse y cualquier pieza puede configurarse en este ángulo ya que la cara superior de la regla de senos está inclinada en ángulo θ respecto a la placa de superficie.
6. Para mejor resultado, ambos rodillos deben colocarse sobre bloques patrón de altura H1 y H2 respectivamente. Ver figura anterior.
7. θ = asen((H2 − H1) / L)

PRUEBA DE LA UNIDAD

1. Describa el uso de la regla de senos.
2. Calcule la elevación requerida de la regla de senos para un ángulo de 37°.
3. Una regla de senos de 5,00" se eleva 1,50". Calcule el ángulo.
4. Determine la elevación para 30° usando regla de senos de 5,00".
5. Determine la elevación para 42° usando regla de senos de 5,00".
6. Una regla de senos de 5,00" se eleva 1,25". ¿Qué ángulo se establece?
7. ¿Qué pila de bloques patrón establecería un ángulo de 35° usando una regla de senos de 5,00"?