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jueves 23 de octubre de 2014 
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 >> TALLER DE ASTRONOMIA
 Esferómetro de Comparador centecimal


Autor: José Luis Da Conceicao

 

Figura 1.

En la construcción de nuestro espejo objetivo, una vez concluido el desbastado grueso y alcanzada la flecha buscada (cuyo control, realizamos con una plantilla cortada, con el radio R de curvatura correspondiente); pasamos al desbastado fino del objetivo, donde se hace necesario, un control más preciso de la flecha () buscada.
Para esto último es necesario un esferómetro, ya que nuestro objetivo toma forma de casquete esférico cóncavo.
En nuestro caso particular, encaramos la construcción de uno, tratando que sea sencillo, económico, fácil de usar y cuya construcción pasamos a describir:
1.- Conseguimos en alguna ferretería industrial un comparador centecimal con palpador y pulsador. Los hay de precio razonable y buena calidad.

Figura 2.

2.- Le hacemos a este instrumento un par de modificaciones:
a) Invertimos el palpador y pulsador, desenroscandolos de su ubicación original y enroscandolos uno en el lugar del otro. (Fig. 3).

Figura 3.

b) Para que el instrumento nos sirva para medir superficies cóncavas y convexas, antes de enroscar el palpador intercalamos un buje separador de aproximadamente la mitad o menos del recorrido del siguiente modo: Fig. 4; 5; 6 y 7.

Foto superior izquierda: Fig. 4. Foto superior derecha: Fig. 5.

Foto superior izquierda: Fig. 6. Foto superior derecha: Fig. 7.

3.- Tenemos que construir ahora la campana del esferómetro, donde colocaremos nuestro comparador. Las medidas de la misma se ajustarán a nuestras necesidades y a las medidas del comparador.
Utilizamos un acero lo suficientemente duro pero fácil de maquinar (en nuestro caso SAE 8620) Fig. 8; 9; 10 y 11.

Fotografía superior izquierda: Fig. 8. Fotografía superior derecha: Fig. 9. Fotografía inferior izquierda: Fig. 10. Fotografía inferior derecha: Fig. 11.

h1:Altura exterior de la campana.
h2: Altura (profundidad) interior de la campana.
h3: Altura del cuello de la campana.
d1: Diámetro del agujero central, de acuerdo con el diámetro del soporte del comparador (ver Fig. 3).
d2: Diámetro interno (en nuestro caso 90 mm).
d3: Diámetro externo (en nuestro caso 100 mm).

Tener la precaución de tornear el diámetro exterior (d3); el interior (d2) y el agujero central (d1), donde va introducido el soporte del comparador, sin mover el material del plato del torno; para asegurarnos lo más posible la concentricidad de los mismos. Ser cuidadosos en el maquinado y medición de éstos, no nos olvidemos que estamos construyendo un instrumento de medición, de precisión. Dejar los cantos bien vivos (Fig 11).
Una vez terminados el diámetro interno, el externo y el orificio central, dar vuelta el material y tornear el lado superior, dejando un cuello central donde luego haremos un orificio radial pequeño y roscado, para colocar un tornillo prisionero, que nos servirá para sujetar el comparador y regular el cero del palpador.

Foto superior: Fig. 12

La altura máxima de la campana más su cuello (h1 + h3), estará determinada convenientemente, de acuerdo al largo del soporte del comparador más lo que sobresalga el palpador con el buje separador colocado, menos un pequeño margen para poder ajustar el cero. h1+h3 = h4 - 0,5 mm. (Fig. 13).


Foto superior: Fig. 13

Es probable que sea necesario, como en nuestro caso, practicar en el cuello de la campana un fresado lateral para poder introducir lo más posible el comparador en la misma, tal cual se muestra en las Fig. 14 y 15.

Foto superior izquierda: Fig. 14. Foto superior derecha: Fig. 15.

4.- Para manipular el instrumento y proteger el comparador es conveniente colocar en la campana, una varilla doblada a modo de manija, que en su extremo inferior será roscada (cualquier proceso de soldadura deformará la campana) y con una contratuerca para bloquearla ; como podemos apreciar en las fig. 16 y 17.

Fotografía superior izquierda:Fig. 16. Fotografía superior derecha: Fig. 17.

5.- Una vez ensamblado todo el conjunto, tenemos que ajustar el cero, cosa que haremos sobre un plano patrón confiable, y de no contar con él, bien vale hacerlo sobre un vidrio float grueso. Procedemos del siguiente modo:
Aflojamos el tornillo de sujeción del comparador a la campana, apoyamos ésta sobre el plano y la sostenemos contra el mismo con una suave presión; luego hacemos descender suavemente el comparador ( no el palpador) tomandolo de su cuerpo hasta notar que hace tope en el plano, en ese punto ajustar el tornillo y luego verificar dos cosas:
1) Que el conjunto no se balancee sobre el punto de apoyo del palpador.
2) Que al presionar suavemente el pulsador, sosteniendo a su vez la campana contra el plano, la aguja del comparador no debe acusar movimiento alguno.
De no darse alguna de esas condiciones, repetir el procedimiento anteriormente descripto hasta lograr que se cumplan. Una vez logrado, girar convenientemente la escala del comparador, hasta hacer coincidir el cero de esta con el extremo de la aguja y ya está nuestro instrumento en condiciones de ser usado.
El cálculo del valor de a leer en el instrumento se hará de acuerdo a la conocida fórmula , pero donde ahora (r) ya no será el radio del espejo si no el radio exterior de la campana del esferómetro. Siendo (R) el radio de curvatura deseado para la superficie a controlar. Debemos tener la precaución, de tomar las medidas en la misma unidad, en la que está tarada la escala del comparador (en nuestro caso (mm.) milímetros).

Ej.:

=0,52 mm = Valor a leer en el comparador para R correcto (en nuestro caso R= 2400 mm).

Hacemos notar que para controlar con un esferómetro la superficie que estamos trabajando, no es necesario colocar el instrumento en el centro, ya que si no tiene deformaciones groseras, y tiende a la esfera, en cualquier punto leeremos el mismo valor de ; cosa que comprobamos haciendo varias lecturas en distintos puntos.
De acuerdo a lo mencionado en el párrafo
1.- b), si lo que se desea es controlar la curvatura de una superficie convexa, tendremos que:
1ro) Quitar el buje separador el palpador (Fig. 6).
2do) Ajustar el cero sobre un plano patrón; sosteniendo el esferómetro con firmeza sobre este, bajamos el pulsador, hasta que el palpador haga contacto suave con el plano patrón; y sosteniendo ambos giramos la escala del instrumento para hacer coincidir el cero de esta con el extremo de la aguja.
3ro) Calculamos ahora la flecha a medir de acuerdo al diámetro interno de la campana.
Tomando el mismo radio de curvatura del ejemplo anterior será:

Valor a medir para R = 2400 mm convexo cosa que podemos comprobar sobre la herramienta.
Aunque resulte obvio es menester recomendar el cuidado del instrumento, sobre todo de los golpes en los cantos de apoyo de la campana, como así también no deslizarlo sobre el vidrio al medir, para no desgastarlos, ya que estos nos dará mediciones erróneas.
Acondicionar un recipiente para guardarlo y transportarlo donde la campana apoye sobre una superficie blanda y la tapa al ser colocada ajuste sobre la manija para evitar movimientos del instrumento; tal como se ve en las Fig. 18 y 19.

Foto superior izquierda: Fig. 18. Foto superior derecha: Fig. 19.

Como he mencionado en varios párrafos del presente artículo, el mismo se refiere a nuestro caso en particular, pero espero, que el mismo sirva de referencia y los anime a crear, con los elementos que disponga, buena voluntad, e imaginación, casi nada es imposible.

Buenos cielos!, José Luis Da Conceicao

 

 

 

 
 
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