Barras sinusoidales:herramientas de precisión para medir la desviación angular

Sine Bar es un instrumento de medición de precisión utilizado para medir la desviación angular o inclinación de una superficie con respecto a un nivel de referencia en metrología. Es un instrumento extremadamente preciso, capaz de medir ángulos de hasta 0,01 grados.

Una barra sinusoidal se compone de dos cilindros rectificados de precisión unidos a cada extremo de un cuerpo rectificado de precisión endurecido. La distancia entre los centros de los cilindros se controla con precisión y la parte superior de la barra es paralela a los centros de los dos rodillos. Cuando está en uso, la dimensión entre los dos rodillos se elige para que sea un número entero (para facilitar los cálculos posteriores) y forme la hipotenusa de un triángulo.

Cuando se coloca sobre una superficie plana, su borde superior quedará paralelo a esta. Este instrumento funciona según la regla del seno en la que

● La hipotenusa tiene siempre la misma longitud que la barra sinusoidal. (100 mm o 10 pulgadas en los ejemplos mostrados).
● La altura se calcula midiendo la distancia entre la parte inferior de un rodillo y la superficie de la mesa.
● La regla del seno se utiliza para calcular el ángulo (una función trigonométrica de las matemáticas). Algunos libros de referencia de ingeniería y metalurgia incluyen tablas que muestran las dimensiones necesarias para obtener un ángulo que oscila entre 0 y 90 grados en intervalos de 1 minuto.

Sin(ángulo) =(Perpendicular/Hipotenusa)

Muestra que esta herramienta se puede utilizar para medir o establecer ángulos.

Esta barra está hecha de acero con alto contenido de carbono y cromo, que es resistente a la corrosión. Este material se utiliza para fabricar barras de señalización para evitar el desgaste por manipulación.

La existencia de la barra sinusoidal radica en el hecho de que cuando dos superficies se colocan formando un ángulo entre sí, la distancia entre ellas es proporcional al seno de ese ángulo. Esto significa que si dos superficies se colocan a una distancia conocida en un ángulo desconocido, el ángulo se puede calcular midiendo la distancia entre ellas. Para lograr esto, la barra sinusoidal tiene dos superficies que están separadas por una distancia conocida y luego se ajustan al ángulo que se está midiendo.

Para medir ángulos se utiliza una barra sinusoidal, un bloque patrón, un comparador o un nivel de burbuja. El objetivo de una medición es hacer que la superficie donde se coloca el comparador o nivel de burbuja sea horizontal.

Como ejemplo:

Para medirlo se coloca una cuña sobre una mesa horizontal.

La barra sinusoidal se coloca sobre la superficie inclinada de la cuña. La superficie superior de esta barra está inclinada en este caso como una cuña. Se utilizan bloques patrón para hacer que la superficie superior sea horizontal.

El seno del ángulo de inclinación de una cuña es una relación entre la altura del bloque patrón y la distancia entre centros del cilindro.

Cuando se coloca una barra sinusoidal sobre una superficie nivelada, su borde superior será paralelo a ella. Cuando un rodillo se eleva una cantidad conocida, normalmente con bloques patrón, el borde superior de la barra se inclina en la misma cantidad, lo que produce un ángulo calculado con una regla sinusoidal.

• La longitud de la hipotenusa es siempre la misma.
• La altura se calcula midiendo la distancia entre la parte inferior de un rodillo y la superficie de la mesa.
• El ángulo se calcula usando la regla del seno. La dimensión requerida para obtener un ángulo de 0° a 90° se aumentó en incrementos de 1 minuto. seno =hipotenusa/opuesto
• Esta herramienta se puede utilizar para medir y establecer ángulos.

Fórmula de barra sinusoidal:

Afirma que el seno de cualquier ángulo dado (θ) es igual a la distancia (d) entre las dos superficies dividida por la distancia conocida entre ellas. En otras palabras, seno θ =d/L.

Esta ecuación se utiliza para calcular el ángulo de la barra sinusoidal, que luego se registra en la escala junto con su valor correspondiente.

La trigonometría se utiliza para calcular el senθ.

Senoθ =Opuesto/Diagonal
Cosθ =Opuesto/Diagonal
Tanθ =Opuesto/Concurrente

Un rodillo se coloca sobre una placa de superficie, mientras que el otro se coloca a una altura h mediante un calibre deslizante. L indica la distancia entre los dos rodillos de ajuste de la barra sinusoidal.

La fórmula trigonométrica que se muestra arriba Arriba del seno =opuesto/diagonal =h / L

Esto nos permite escribir θ =sin^-1 (h / L).

Esta es la fórmula de barra sinusoidal para calcular o ajustar la pieza de trabajo al ángulo requerido.

¿Por qué la barra sinusoidal está limitada a un ángulo de 45 grados?

La barra sinusoidal está limitada a un máximo de 45 grados, ya que cualquier ángulo mayor que este haría que las dos superficies entren en contacto. Esto no sólo afectaría la precisión de la medición, sino que también podría dañar la propia barra sinusoidal.

Sabemos que el principio básico del funcionamiento de la barra sinusoidal es sinθ =h/l.

Al derivar la ecuación anterior,

cosθ . dθ =l.dh – h.dl

o

dθ =tanθ(dh/l – dl/l)

Esto indica que el error es función de tanθ y que el error es menor por debajo de 45 grados, pero puede aumentar repentinamente por encima de 45 grados. Como resultado, se prefieren las barras sinusoidales para medir ángulos inferiores a 45 grados.

Construcción:

El cuerpo del medidor de la barra senoidal está hecho de un material rígido como el acero. Al final de la barra de acero hay dos rodillos. Los rodillos tienen el mismo diámetro y sus ejes son paralelos. La parte superior de la barra de acero es paralela a la línea que pasa por los centros de los dos rodillos y la longitud de la barra sinusoidal es igual a la distancia entre los centros de los dos rodillos.

Para reducir el peso de la barra sinusoidal, se proporcionan orificios de alivio.

No se puede utilizar para medir los ángulos de un componente por sí solo. La barra sinusoidal siempre se utiliza al medir ángulos con calibres deslizantes, placa de superficie y comparador

Placa de superficie:

Una placa de superficie soporta la barra sinusoidal y otros componentes, como medidores de deslizamiento y medidores de altura. Se supone que las placas de superficie proporcionan una superficie horizontal precisa. Cuando colocamos una barra sinusoidal sobre una placa de superficie, la superficie superior debe estar paralela a las superficies horizontales de la placa.

Indicador de cuadrante:

Para comprobar la uniformidad de la superficie, se utiliza un comparador. Si un comparador muestra cero desviaciones mientras viaja sobre una superficie, podemos decir que es paralelo a su base. Los comparadores de cuadrante se utilizan en la disposición de la barra sinusoidal para determinar si la superficie superior de la pieza de trabajo es paralela a la placa de superficie o para determinar el ángulo del seno cónico de la pieza de trabajo.

Calibradores de deslizamiento o calibres de bloque:

Estos son instrumentos de medición de precisión, como calibres de bloque y calibres de deslizamiento, que se utilizan para determinar la altura o la longitud de un objeto.

Medidor de altura Vernier:

Al medir la altura del rodillo de la barra sinusoidal, se utiliza un calibre de altura vernier para calcular el ángulo de un componente más grande.

¿La barra sinusoidal se utiliza para?

 Se puede utilizar para medir el ángulo de una superficie respecto a un nivel de referencia o para detectar cualquier variación de ese ángulo a lo largo del tiempo. Sus aplicaciones son numerosas.

Por ejemplo:

• En procesos de investigación y desarrollo, la barra sinusoidal se utiliza para medir ángulos de interés con el fin de estudiar sus efectos en un sistema o proceso determinado. Esto ayuda a los investigadores a desarrollar mejores productos y mejorar los existentes.
• La barra sinusoidal se utiliza para establecer o determinar el ángulo de una pieza de trabajo.
• Se utiliza para comprobar dos veces la medición de ángulos desconocidos en una pieza de trabajo.
• Para montar la pieza de trabajo y realizar el mecanizado de forma cónica, se utilizan algunas barras sinusoidales especialmente diseñadas.
•  Se utiliza para buscar ángulos no identificados en componentes pesados.
• Esto se puede utilizar para comprobar los ángulos de la cuña cónica.
• Se utiliza para garantizar que la superficie sea plana.
• También se utiliza en las industrias automotriz y aeroespacial para medir la alineación de componentes como motores y alas.
• Además, se utilizan a menudo en la industria de la construcción para medir ángulos entre estructuras, como escaleras y paredes.
• Por último, la barra sinusoidal es una herramienta útil para maquinistas e ingenieros que necesitan comprobar la precisión de su trabajo.

¿Qué son las limitaciones de la barra sinusoidal?

Tiene las siguientes limitaciones:

• Cualquier proyección no identificada en el componente dará lugar a errores de medición.
• Está limitado a medir ángulos inferiores a 45 grados.
• Debido a que no existe un método científico para crear medidores de deslizamiento, deben construirse mediante prueba y error, lo cual es un proceso que requiere mucho tiempo.
• La longitud de la barra sinusoidal utilizada para medir el ángulo debe ser mayor o igual a la longitud del componente a inspeccionar.
• Si la longitud del componente inspeccionado es demasiado larga, no habrá ninguna barra sinusoidal más larga que el componente disponible.

Condiciones para una lectura precisa:

• Los dos ejes de los rodillos de la barra sinusoidal deben estar paralelos entre sí.
• Las superficies superiores de esta barra deben estar perfectamente paralelas y planas.
• Los rodillos de la barra de señalización deben ser todos del mismo tamaño.
• La distancia L entre los centros debe medirse con precisión.

Resumen:

Sine Bar es una herramienta invaluable para cualquiera que trabaje en el campo de la metrología. Su precisión lo hace ideal para aplicaciones de medición de precisión. Con su capacidad para medir ángulos de hasta 0,01 grados, es un instrumento imprescindible para cualquier trabajo que requiera mediciones precisas y un rendimiento confiable.

Desde su sencilla construcción y fórmula hasta sus numerosas aplicaciones, es una herramienta esencial para garantizar mediciones precisas y un mejor rendimiento de la máquina.

¡Gracias por leer! Espero que este artículo le proporcione una mejor comprensión de la barra sinusoidal y cómo se puede utilizar para realizar mediciones precisas. ¡Buena suerte!