Motor de divisão

Um motor divisor é um dispositivo empregado para marcar graduações em instrumentos de medição.
História

Sempre houve uma necessidade de instrumentos de medição precisos. Seja um dispositivo linear como uma régua ou vernier ou um dispositivo circular como um transferidor , astrolábio , sextante , teodolito ou círculos de ajuste para telescópios astronômicos , o desejo por uma precisão cada vez maior sempre existiu. Para cada melhoria nos instrumentos de medição, como melhores alidades ou a introdução de miras telescópicas, a necessidade de graduações mais exatas se seguiu imediatamente.
Nos primeiros instrumentos, as graduações eram tipicamente linhas gravadas ou riscadas em madeira , marfim ou latão . Os fabricantes de instrumentos criaram vários dispositivos para executar tais tarefas. Os primeiros fabricantes de instrumentos islâmicos devem ter tido técnicas para a divisão fina de seus instrumentos, pois essa precisão se reflete na exatidão das leituras que faziam. Essa habilidade e conhecimento parecem ter sido perdidos, dado que pequenos quadrantes e astrolábios nos séculos XV e XVI não apresentavam graduações finas e eram feitos de forma relativamente grosseira. [1]
No século XVI, os fabricantes de instrumentos europeus foram prejudicados pelos materiais disponíveis. O latão era feito em folhas marteladas com superfícies ásperas e as ferramentas de gravura em ferro eram de baixa qualidade. Não havia fabricantes suficientes para criar uma longa tradição de prática e poucos foram treinados por mestres . [1]
Transversais estabeleceram um padrão no início do século XIV. Tycho Brahe usou transversais em seus instrumentos e tornou o método mais conhecido. Transversais baseadas em linhas retas não fornecem subdivisões corretas em um arco, então outros métodos, como aqueles baseados no uso de arcos circulares, conforme desenvolvido por Philippe de La Hire , também foram usados.
Outro sistema foi criado no século XVI por Pedro Nunes e foi chamado de nonius em sua homenagem. Consistia em traçar um certo número de círculos concêntricos em um instrumento e dividir cada um sucessivo com uma divisão a menos que o círculo externo adjacente. Assim, o quadrante mais externo teria 90° em 90 divisões iguais, o próximo interno teria 89 divisões, o próximo 88 e assim por diante. Quando um ângulo era medido, o círculo e a divisão em que a alidade caía eram anotados. Uma tabela era então consultada para fornecer a medida exata. No entanto, esse sistema era difícil de construir e usado por poucos. Tycho Brahe foi uma exceção.
Algumas melhorias no sistema de Nunes foram desenvolvidas por Christopher Clavius e Jacob Curtius. O trabalho de Curtius levou diretamente ao de Pierre Vernier , publicado em 1631. Vernier refinou esse processo e nos deu a escala vernier . No entanto, embora essas várias técnicas tenham melhorado a leitura das graduações, elas não contribuíram diretamente para a precisão de sua construção. Outras melhorias vieram lentamente, e um novo desenvolvimento foi necessário: o motor divisor.
Trabalhos anteriores no desenvolvimento de máquinas de corte de engrenagens prepararam o caminho. Tais dispositivos eram necessários para cortar uma placa circular com dentes de engrenagem uniformes . Os relojoeiros estavam familiarizados com esses métodos e eles foram importantes no desenvolvimento de motores de divisão. George Graham criou um processo de uso de métodos geométricos para dividir o membro de um instrumento. Ele desenvolveu uma sofisticada bússola de feixe para auxiliar na marcação das graduações. John Bird e Jeremiah Sisson seguiram com essas técnicas. Essas técnicas de bússola de feixe foram usadas no século XIX, pois os motores de divisão que se seguiram não eram adequados aos maiores instrumentos que estavam sendo construídos.

O primeiro verdadeiro motor de divisão circular foi provavelmente construído por Henry Hindley , um relojoeiro, por volta de 1739. Isso foi relatado à Royal Society por John Smeaton em 1785. [2] Ele foi baseado diretamente em uma máquina de corte de engrenagens para mecanismos de relógio. Ele usava uma placa de índice dentada e uma engrenagem sem-fim para avançar o mecanismo. Duc de Chaulnes criou dois motores de divisão entre 1765 e 1768 para dividir arcos circulares e escalas lineares. Ele desejava melhorar a graduação de instrumentos removendo a habilidade do fabricante da técnica sempre que possível. Embora o uso da bússola de feixe dependesse criticamente da habilidade do usuário, sua máquina produzia divisões mais regulares em virtude de seu design. Suas máquinas também foram inspiradas no trabalho anterior dos relojoeiros.
Jesse Ramsden seguiu o duque de Chaulnes por cinco anos na produção de seu motor de divisão. Assim como nas invenções anteriores, Ramsden usou um mecanismo de parafuso tangente para avançar a máquina de uma posição para outra. No entanto, ele desenvolveu um torno de corte de parafuso que era particularmente avançado e produzia um produto superior. [3] [4] Este motor foi desenvolvido com financiamento do Board of Longitude [1] com a condição de que fosse descrito em detalhes (junto com o torno de corte de parafuso relacionado ) e não fosse protegido por patente. Isso permitiu que outros copiassem livremente o dispositivo e o melhorassem. Na verdade, o Board exigiu que ele ensinasse outros a construir suas próprias cópias e tornasse seu motor de divisão disponível para graduar instrumentos feitos por outros. [1]
Refinamentos
Edward Troughton foi o primeiro a construir uma cópia do projeto Ramsden. Ele aprimorou o projeto e produziu sua própria versão. Isso permitiu uma melhoria na precisão do motor divisor.
Samuel Rhee desenvolveu sua própria máquina de corte de parafusos sem fim e conseguiu vender máquinas para outros. Seus parafusos eram considerados os melhores disponíveis na época. [1]
Na França, Étienne Lenoir criou um motor divisor de maior precisão do que a versão inglesa. Mégnié, Richer, Fortin e Jecker também construíram motores divisores de qualidade considerável. [1]
No início do século XIX, foi possível fabricar instrumentos como o sextante que permaneceram totalmente úteis e com precisão suficiente para serem usados por meio século ou mais. [5]
O motor divisor foi único entre os desenvolvimentos na fabricação de instrumentos científicos, pois foi imediatamente aceito por todos os fabricantes. Não havia incerteza quanto ao valor desse desenvolvimento. [5]
Bryan Donkin projetou e construiu um torno de corte e divisão de parafusos em 1826, que estabeleceu novos padrões de precisão para a criação de parafusos de avanço precisos, um precursor necessário para o desenvolvimento da usinagem de precisão na Revolução Industrial. [6]
Veja também
- Henry Joseph Grayson - um inventor australiano que desenvolveu um motor (~1900) para fazer redes de difração que regiam 120.000 linhas por polegada (aproximadamente 4.700 por mm).
Referências
- ^ abcdef Daumas Maurice, Instrumentos científicos dos séculos XVII e XVIII e seus fabricantes , Portman Books, Londres 1989 ISBN 978-0-7134-0727-3
- ^ Smeaton, John, Observações sobre a graduação de instrumentos astronômicos , Philosophical Transactions of the Royal Society, Volume 76, 1785
- ^ Daniel J. Boorstin, The Discoverers; Uma história da busca do homem para conhecer seu mundo e a si mesmo , Random House, 1983, ISBN 0-394-40229-4
- ^ Watkins, J. Elfreth (julho de 1890). "The Ramsden Dividing Engine". Relatório Anual do Conselho de Regentes da Smithsonian Institution : 721– 739. Recuperado em 2009-08-07 .
- ^ ab Ronald Pearsall, Colecionando e restaurando instrumentos científicos , David e Charles, Londres 1974, ISBN 0-7153-6354-9
- ^ CJ Evans, “Engenharia de precisão: uma perspectiva evolucionária”, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Ciências matemáticas, físicas e de engenharia, vol. 370, n.º 1973, pp. 3835–3851, agosto de 2012. {{https://royalsocietypublishing.org/author/Evans%2C+Chris+J}}
Links externos
- Palmer, Christopher (2020). Manual de grade de difração (8ª ed.). MKS Newport.