Princípios de tolerâncias dimensionais e seleção de ajuste

As tolerâncias dimensionais desempenham um papel decisivo no design mecânico e influenciam diretamente a funcionalidade e a qualidade das máquinas, dispositivos e outros produtos mecânicos. No design mecânico, as tolerâncias referem-se aos desvios permitidos das dimensões ideais de um componente ou grupo de montagem. Existem diferentes sistemas de encaixe, tais como o orifício padrão e o eixo padrão. Para mais informações sobre classes de tolerância, consulte o nosso artigo no blog Classes de tolerância de acordo com a ISO 22081 e DIN ISO 2768.

Porque é que as tolerâncias dimensionais são importantes?

No processo de fabrico, é quase impossível produzir componentes 100% precisos sem quaisquer desvios. Particularmente na produção em massa, haverá sempre alguns desvios mínimos. Se estes desvios não fossem considerados, os componentes deixariam de ser compatíveis uns com os outros. As tolerâncias dimensionais são utilizadas para considerar estes desvios antecipadamente, de modo a que os componentes se juntem de acordo com o tipo de ajuste pretendido. Constituem a base para a determinação precisa dos desvios permissíveis das dimensões nominais de um objeto. Os seguintes aspetos são influenciados por tolerâncias dimensionais:

• Funcionalidade e precisão de ajuste: Apenas com tolerâncias definidas correctamente é possível garantir que os componentes se encaixam e não se encaixam demasiado apertados ou soltos. Um ajuste incorreto pode prejudicar significativamente a função.
• Processos de montagem e produção: No processo de fabrico, podem ocorrer flutuações quando são produzidas grandes quantidades, mas estas são menos significativas devido às tolerâncias.
• Custos: Quanto mais precisamente os componentes forem fabricados, mais cara se torna a produção. As tolerâncias podem manter os custos baixos, uma vez que, na maioria dos casos, não é necessária uma precisão elevada desnecessária.

Várias normas definem, por exemplo, tolerâncias gerais (DIN ISO 2768-1, ISO 22081) ou princípios de tolerância diferentes (DIN ISO 8015).

Seleção de ajuste adequado

A seleção do ajuste correto é crucial para garantir que os componentes e grupos de montagem estão a funcionar corretamente. Existem três tipos de tolerâncias de ajuste:

• Ajuste da folga: é desejada uma tolerância de ajuste solta, ou seja, movimento entre os componentes.
• Ajuste de interferência: um componente é maior do que o outro componente. Um ajuste de pressão garante uma ligação firme.
• Ajuste de transição: trata-se de uma mistura de ajuste de folga e ajuste de interferência, onde permanece uma certa quantidade de folga, mas a junção dos componentes também pode exigir um pequeno esforço de força.

A seleção deve considerar os seguintes aspetos:

• Requisitos funcionais, por exemplo, que tipo de movimento, transmissão de força ou binário é necessário?
• A exatidão e a precisão desejadas também devem considerar os custos associados ao fabrico preciso. O objetivo é um bom equilíbrio.
• Materiais, por exemplo, o coeficiente de expansão térmica dos materiais deve ser considerado.
• Condições ambientais, por exemplo, temperatura e humidade.
• Montagem e desmontagem, por exemplo, para componentes que muitas vezes têm de ser desmontados. Um ajuste de interferência demasiado apertado não seria adequado para este fim.
• Normas e padrões que podem ser vinculativos para algumas indústrias e afetar a qualidade dos componentes fabricados.

Na MISUMI encontrará uma visão geral de outros básicos da seleção de ajuste. A tabela a seguir compara diferentes tolerâncias dimensionais e tipos de ajuste e mostra exemplos de aplicação:

Orifício de sondagem padrão e eixo padrão

O furo padrão é um sistema de encaixe com tolerâncias ISO em engenharia mecânica. O furo que faz parte de uma tolerância de ajuste particular é feito uniformemente enquanto a tolerância correspondente é deslocada para o eixo. Por outro lado, com o eixo padrão, a tolerância é deslocada para o furo e o eixo é produzido uniformemente. Os furos padrão são mais comuns porque é geralmente mais fácil e mais económico padronizar um furo.

Cálculo das tolerâncias de ajuste

Para o cálculo das tolerâncias de ajuste, os nomes do furo padrão e do eixo padrão fornecem informações importantes. Os furos e eixos padrão são marcados de acordo com as normas e padrões internacionais. As designações asseguram uma comunicação uniforme e precisa sobre as dimensões e tolerâncias específicas dos furos e eixos na indústria transformadora.

• [1] Orifício H
• [3] Linha zero
• [4] Dimensão nominal
• [5] Ajuste da folga
• [6] Ajuste de transição
• [7] Ajuste por pressão/ajuste por interferência

São descritos orifícios de sondagem padrão, por exemplo, numa combinação de letras maiúsculas e números, bem como um diâmetro (também tamanho nominal), por exemplo, diâmetro 50 H9.

• [2] veio h
• [3] Linha zero
• [4] Dimensão nominal
• [5] Ajuste da folga
• [6] Ajuste de transição
• [7] Ajuste por pressão/ajuste por interferência

Eixos padrão com uma combinação de letras minúsculas, número e diâmetro, por exemplo, diâmetro 50 h9. H9 é referido como a classe de tolerância; a letra é a dimensão básica e o número é o grau de tolerância.

Isto também pode ser utilizado para atribuir uma tolerância básica de acordo com a norma ISO 286-1 a um furo de sondagem ou eixo. Existem as tolerâncias básicas IT1-IT17. No exemplo fornecido, H9 e h9 seriam atribuídos à tolerância básica IT9. As dimensões do limite superior e inferior podem então ser retiradas das tabelas correspondentes. Com estas dimensões limite, as dimensões máxima e mínima do furo podem então ser calculadas da seguinte forma:

• Dimensão máxima G _oB = dimensão nominal + dimensão do limite superior
• Dimensão mínima G _ub = dimensão nominal + dimensão do limite inferior

As dimensões máxima e mínima descrevem o intervalo dentro do qual as dimensões reais de um furo de sondagem ou eixo podem permanecer e continuar a ser aceitáveis.

Orifícios de sondagem padrão e hastes padrão frequentemente utilizados

As tabelas seguintes fornecem uma visão geral dos orifícios e eixos padrão mais utilizados, bem como as suas tolerâncias de ajuste.