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Área: Metrologia Assunto: Sistema de Tolerâncias e
Ajustes - Terminologia
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Objetivo: Definir os conceitos referente ao sistema de tolerâncias e ajustes.
Tolerâncias e Ajustes
2.1 Introdução
A premissa fundamental da intercambiabilidade é a escolha de um processo tecnológico que assegure a fabricação das peças com igual precisão. Por precisão no tratamento entende-se o grau da correspondência entre as dimensões reais da peça e as indicadas no desenho. Nas construções mecânicas é impossível se conseguir precisão absoluta nas dimensões das peças ao trabalha-las nas máquinas-ferramentas devido a certas inexatidões das máquinas, dos dispositivos ou instrumentos de medição. Como conseqüência destas circunstâncias, é impossível obter dimensões absolutamente precisas que coincidam com as indicadas no desenho ou as assim chamadas dimensões nominais. As peças são, portanto, confeccionadas com dimensões que se afastam para mais ou para menos em relação à cota nominal, isto é, apresentam uma certa inexatidão.
As dimensões reais de duas peças iguais, inclusive elaboradas com um mesmo procedimento têm poucas possibilidades de serem exatamente iguais, variando dentro de certos limites. Em vista disso, a conjugação requerida de duas peças se assegura somente no caso em que as dimensões limites de tolerância das peças se tenham estabelecido de antemão. Deste modo, as dimensões limites são aquelas dentro das quais oscilam as reais. Uma delas se chama dimensão limite máxima e a outra dimensão limite mínima. Portanto, peças intercambiáveis são aquelas fabricadas com um grau de precisão previamente estabelecido em suas dimensões nominais, através das dimensões limites.
O limite de inexatidão admissível na fabricação da peça é determinado por sua tolerância, ou seja pela diferença entre as dimensões limites máxima e mínima. Por exemplo, suponhamos que uma determinada dimensão nominal seja de 40,000 (mm); a dimensão limite máxima seja 40,039 (mm) e a dimensão limite mínima seja 40, (mm); então a tolerância de inexatidão será igual a 0,039 (mm). Todas as peças cujas dimensões não ultrapassarem as dimensões limites serão úteis, ao passo que as demais serão defeituosas.
Entende-se por ajuste o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra, isto é, o modo de assegurar a tal ou qual grau de peças são unidas firmemente, ou a liberdade de seu deslocamento relativo.
Terminologia Básica
Eixo
O conceito de eixo para fins de tolerâncias e ajustes é um termo convencionalmente aplicado a todo elemento, para descrever uma característica externa de uma peça (incluindo também elementos não cilíndricos), destinado a acoplar-se numa característica interna de uma outra peça.
Furo
O conceito de furo para fins de tolerâncias e ajustes é um termo convencionalmente aplicado para descrever uma característica interna de uma peça (incluindo também elementos não cilíndricos), destinado a alojar uma característica externa de outra peça.
Exercício
Um eixo é acoplado a um motor, através de uma polia. Quando o motor é acionado deseja-se transmitir o torque do motor ao eixo. No conjunto entre eixo e polia, para que o torque seja transmitido da polia para o eixo, temos a chaveta. Identificar neste acoplamento, os eixos e furos.
Resolução: No acoplamento entre o eixo e a polia: o eixo é um Eixo e a polia é um Furo
No acoplamento entre o eixo e a chaveta: o eixo é um Furo e a chaveta é um Eixo
No acoplamento entre a polia e a chaveta: a polia é um Furo e a chaveta é um Eixo
Terminologia de Tolerância
Dimensão Nominal
A dimensão nominal é a dimensão indicada no desenho.
Dimensão Efetiva
A dimensão que se obtém medindo a parte em observação da peça, ou seja, medindo um elemento é a dimensão efetiva.
Dimensões Limites
Através da operação instrumentada, encontramos uma dimensão efetiva. . Observando o valor encontrado, a peça está aprovada?
Para responder esta pergunta é necessário saber as dimensões extremas permissíveis para o elemento em observação, isto é, os valores máximo e mínimo admissíveis para a dimensão efetiva, estes são chamados, dimensões limites.
Dimensão Máxima
O valor máximo admissível para a dimensão efetiva.
Simbologia: Dmax para furos e dmax para eixos
Dimensão Mínima
O valor mínimo admissível para a dimensão efetiva.
Simbologia: Dmin para furos e dmin para eixos
Afastamentos
Ë a diferença algébrica entre as dimensões limites e a dimensão nominal.
Como verificamos que as dimensões limites são expressas pelas dimensões máxima e mínima, admissíveis para a dimensão efetiva. Se os afastamentos são a diferença entre as dimensões limites e a dimensão nominal, então teremos dois afastamentos: o superior e o inferior.
Afastamento superior
O afastamento superior é determinado pela diferença algébrica entre a dimensão máxima e a correspondente dimensão nominal.
Simbologia: As para furos e as para eixos
F (^) máx = D (^) máx - d (^) min
Sabendo-se que: As = D (^) máx – D temos que: Dmáx = A (^) s + D ai = d (^) min – D temos que: d (^) min = ai + D
Assim, substituindo as dimensões limites, em função dos afastamentos temos:
F (^) máx = (As + D) – (ai + D)
Logo, a Folga máxima pode ser representada por:
F (^) max = As - ai
Folga Mínima
É a diferença, entre a dimensão mínima do furo e a dimensão máxima do eixo, quando o eixo for menor que o furo. Indicada pelo símbolo F (^) min.
F (^) min = Dmin - d (^) max
Sabendo-se que: Ai = D (^) min – D temos que: Dmin = A (^) i + D As = d (^) máx – D temos que: dmáx = as + D
Assim, substituindo as dimensões limites, em função dos afastamentos temos:
F (^) min = (Ai + D) – (as + D)
Logo, a Folga mínima pode ser representada por:
F (^) min = A (^) i – a (^) s
Interferência
É a diferença, em uma acoplamento eixo – furo, entre as dimensões do eixo e do furo, antes da montagem, quando o diâmetro do eixo é maior que o diâmetro do furo. Indicada pelo símbolo I.
Interferência Máxima
É a diferença, entre a dimensão máxima do eixo e a dimensão mínima do furo, quando o eixo for maior que o furo. Indicada pelo símbolo Imáx.
Imáx = d (^) max -D (^) min
Sabendo-se que: Ai = D (^) min – D temos que: Dmin = A (^) i + D as = dmáx – D temos que: dmáx = as + D
Assim, substituindo as dimensões limites, em função dos afastamentos temos:
Imáx = (as + D) – (Ai + D)
Logo, a Interferência máxima pode ser representada por:
I (^) máx = a (^) s –Ai
Interferência Mínima
É a diferença, entre a dimensão mínima do eixo e a dimensão máxima do furo, quando o eixo for maior que o furo. Indicada pelo símbolo Imin.
Imin = dmin - D (^) máx
Sabendo-se que: As = D (^) máx – D temos que: Dmáx = A (^) s + D ai = d (^) min – D temos que: d (^) min = ai + D
Assim, substituindo as dimensões limites, em função dos afastamentos temos:
Imin = (ai + D) – (As + D)
Logo, a Interferência mínima pode ser representada por:
Imin = ai - As
Ajuste
Ajuste é o comportamento entre dois elementos (eixo e furo) a serem acoplados, ambos com a mesma dimensão nominal, ou seja, é a relação resultante da diferença, antes da montagem, entre as dimensões dos dois elementos a serem montados.
O ajuste será caracterizado pela folga ou interferência apresentada no acoplamento entre os elementos
Ajuste com folga
É aquele em que o afastamento superior do eixo é menor ou igual ao afastamento inferior do furo. Neste ajuste sempre ocorrerá uma folga entre o furo e o eixo quando montados, isto é, a dimensão máxima do eixo é sempre menor ou em caso extremo igual à dimensão mínima do furo. Há de se notar que por convenção, nos casos em que a folga mínima ou a interferência máxima for zero, o ajuste é chamado ajuste com folga.
Neste ajuste, quando um eixo acoplar-se a um furo, será caracterizado por apresentar uma folga máxima e uma folga mínima.
Ajuste com interferência
É aquele em que o afastamento superior do furo é menor ou igual ao afastamento inferior do eixo. Neste ajuste ocorrerá uma interferência entre o furo e o eixo quando montados, isto é, a dimensão máxima do furo é sempre menor ou em caso extremo igual à dimensão mínima do eixo. Este ajuste se caracteriza por apresentar Interferência máxima e mínima.
Ajuste incerto
É aquele no qual o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo e o afastamento superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo. Neste ajuste pode ocorrer uma folga ou uma interferência entre o furo e o eixo quando montados, dependendo das dimensões efetivas do furo e do eixo, isto é, os campos de tolerância do furo e do eixo se sobrepõem parcialmente ou totalmente. Este ajuste se caracteriza por apresentar uma folga máxima e uma interferência máxima.
Sistema de Tolerâncias
Conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de tolerâncias para a produção de peças intercambiáveis.
Sistema de ajustes
Conjunto de princípios, regras, fórmulas e tabelas que permite a escolha racional de tolerâncias e dos afastamentos a serem aplicados no acoplamento eixo-furo, para se obter uma condição pré-estabelecida.
