サインバー:角度偏差を測定するための精密ツール

サインバーは、計測学の基準レベルに対する表面の角度偏差や傾きを測定するために使用される精密測定器です。これは非常に正確な機器であり、最大 0.01 度の角度を測定できます。

サインバーは、硬化された精密研磨された本体の両端に取り付けられた 2 つの精密研磨されたシリンダーで構成されています。シリンダーの中心間の距離は正確に制御され、バーの上部は 2 つのローラーの中心と平行になります。使用時、2 つのローラー間の寸法は (その後の計算を容易にするため) 整数になるように選択され、三角形の斜辺を形成します。

平らな面に置くと、上端が平行になります。この機器は正弦波ルールに基づいて動作します。

● サインバーの斜辺は常に同じ長さです。 (示されている例では 100 mm または 10 インチ)。
●高さは1つのローラーの底面からテーブル面までの距離を測定して算出されます。
● 角度の計算にはサイン定規が使用されます (数学の三角関数)。一部の工学および金属加工の参考書には、0 ～ 90 度の範囲の角度を取得するために必要な寸法を 1 分間隔で示した表が含まれています。

Sin(角度) =(垂線/斜辺)

このツールが角度の測定または設定に使用できることを示しています。

このバーは耐食性のある高炭素、高クロム鋼で作られています。この素材は、取り扱いによる磨耗を防ぐためのサイン バーの製造に使用されます。

サイン バーの存在は、2 つの表面が互いに角度を付けて配置されている場合、それらの間の距離がその角度のサインに比例するという事実にあります。これは、2 つの表面が既知の距離だけ離れて未知の角度で配置されている場合、それらの間の距離を測定することで角度を計算できることを意味します。これを実現するために、サイン バーには既知の距離だけ離れた 2 つの表面があり、測定される角度に調整されます。

角度の測定には、サインバー、ゲージブロック、ダイヤルゲージ、水準器などが使用されます。測定の目的は、ダイヤルゲージまたは水準器を置く面を水平にすることです。

例として:

測定するには、ウェッジを水平なテーブルの上に置きます。

サインバーはウェッジの傾斜面に配置されます。この場合、このバーの上面はくさびのように傾斜しています。ゲージ ブロックは上面を水平にするために使用されます。

くさびの傾斜角の正弦は、ゲージ ブロックの高さとシリンダーの中心距離の比です。

サインバーを水平面に置くと、その上端は平行になります。 1 つのローラーを既知の量だけ持ち上げると、通常はゲージ ブロックを使用して、バーの上端が同じ量だけ傾斜し、正弦定規で計算された角度が得られます。

• 斜辺の長さは常に同じです。
• 高さは、1 つのローラーの底部とテーブル表面の間の距離を測定することによって計算されます。
• 角度は正弦定規を使用して計算されます。 0°から90°の範囲の角度を取得するために必要な寸法は、1分ずつ増加しました。サイン =斜辺/反対
• このツールは角度の測定と設定に使用できます。

サインバーの公式:

これは、任意の角度 (θ) の正弦が、2 つの表面間の距離 (d) をそれらの間の既知の距離で割ったものに等しいと述べています。つまり、sine θ =d/L です。

この方程式は、サイン バーの角度を計算するために使用され、その後、対応する値とともにスケールに記録されます。

sinθ の計算には三角法が使用されます。

Sineθ =反対/対角
Cosθ =反対/対角
Tanθ =反対/同時

一方のローラーは定盤上に設置され、もう一方のローラーはスリップゲージによって高さ h に設置されます。 L は、サイン バーの 2 つのセッティング ローラー間の距離を示します。

上に示した三角関数の公式 正弦 =反対/対角 =h / L

これにより、θ =sin^-1 (h / L) と書くことができます。

これは、ワークピースを必要な角度に計算または設定するためのサインバー式です。

サインバーの角度が 45 度に制限されているのはなぜですか?

サイン バーは最大 45 度に制限されています。これを超える角度は 2 つの表面が接触する原因となります。これは測定の精度に影響を与えるだけでなく、サインバー自体が損傷する可能性もあります。

サインバー演算の基本原理は sinθ =h/l であることがわかっています。

上式を微分すると、

cosθ 。 dθ =l.dh – h.dl

または

dθ =tanθ(dh/l – dl/l)

これは、誤差がtanθの関数であり、45度以下では誤差が小さいが、45度を超えると突然誤差が増加する可能性があることを示しています。そのため、45 度未満の角度の測定にはサインバーが推奨されます。

建設:

サインバーのゲージ本体はスチールなどの硬い素材でできています。 2 つのローラーがスチールバーの端にあります。ローラーは同じ直径で、軸は平行です。スチール バーの上部は 2 つのローラーの中心を通る線と平行で、サイン バーの長さは 2 つのローラーの中心間の距離に等しくなります。

サインバーの重量を軽減するために、逃げ穴が設けられています。

コンポーネント単体の角度を測定するために使用することはできません。サインバーは、スリップ ゲージ、定盤、ダイヤル ゲージで角度を測定するときに常に使用されます。

定盤:

定盤は、サインバーと、スリップ ゲージやハイト ゲージなどのその他のコンポーネントをサポートします。定盤は正確な水平面を提供すると想定されています。サインバーを定盤上に配置するときは、上面がプレートの水平面と平行になるようにしてください。

ダイヤルゲージ:

表面の均一性を確認するにはダイヤルゲージを使用します。ダイヤル ゲージが表面上を移動中にたわみがゼロであれば、そのゲージはベースに対して平行であると言えます。ダイヤル ゲージは、ワークの上面が定盤と平行かどうかを判断したり、ワークのテーパーサインの角度を判断したりするために、サインバーの配置で使用されます。

スリップ ゲージまたはブロック ゲージ:

ブロックゲージやスリップゲージなどの精密測定器で、物体の高さや長さを測定するために使用されます。

バーニアハイトゲージ:

サインバーのローラーの高さを測定することにより、バーニア高さゲージを使用して、より大きなコンポーネントの角度を計算します。

サインバーは何に使用されますか?

 基準レベルに対する表面の角度を測定したり、時間の経過に伴う角度の変化を検出したりするために使用できます。その応用例は数多くあります。

例:

• 研究開発プロセスでは、特定のシステムまたはプロセスへの影響を研究するために、関心のある角度を測定するためにサイン バーが使用されます。これにより、研究者はより良い製品を開発し、既存の製品を改善することができます。
• サインバーは、ワークピースの角度を設定または決定するために使用されます。
• ワークピースの未知の角度の測定を再確認するために使用されます。
• ワークピースを取り付けて円錐形状の加工を実行するには、特別に設計されたサインバーが使用されます。
• 重いコンポーネント内の未確認の角度を探すために使用されます。
• これは、テーパー キーの角度を確認するために使用できます。
• 表面が平らであることを保証するために使用されます。
• 自動車産業や航空宇宙産業でも、エンジンや翼などのコンポーネントの位置合わせを測定するために使用されています。
• さらに、これらは建設業界で階段や壁などの構造間の角度を測定するためによく使用されます。
• 最後に、サイン バーは、作業の精度をチェックする必要がある機械工やエンジニアにとって便利なツールです。

サインバーの制限とは何ですか?

次の制限があります。

• コンポーネント内に未確認の突起があると、測定エラーが発生します。
• 測定できる角度は 45 度未満に限定されます。
• スリップ ゲージを作成する科学的な方法はないため、試行錯誤を経て作成する必要があり、これには時間がかかります。
• 角度の測定に使用するサインバーの長さは、検査するコンポーネントの長さ以上である必要があります。
• 検査対象のコンポーネントの長さが長すぎる場合、コンポーネントよりも長いサインバーは使用できません。

正確な読み取りのための条件:

• サインバーの 2 つのローラー軸は互いに平行である必要があります。
• このバーの上面は完全に平行で平らである必要があります。
• サインバーのローラーはすべて同じサイズである必要があります。
• 中心間の距離 L は正確に測定する必要があります。

概要:

サインバーは、計測分野で働く人にとって非常に貴重なツールです。その精度により、精密測定用途に最適です。最大 0.01 度の角度を測定できるため、正確な測定と信頼性の高いパフォーマンスが必要なあらゆる作業に必須の機器です。

シンプルな構造と計算式から多くの用途に至るまで、正確な測定と機械のパフォーマンスの向上を保証するために不可欠なツールです。

読んでいただきありがとうございます!この記事がサインバーについての理解を深め、正確な測定を行うためにサインバーを使用する方法を理解していただければ幸いです。頑張ってください!