Tipos de ajuste e tolerâncias – Uma visão geral

As tolerâncias e os ajustes são fundamentais na indústria transformadora. No sentido técnico, as tolerâncias definem um desvio admissível em relação a uma propriedade definida, como uma dimensão nominal. Asseguram que os produtos e componentes cumprem as normas de qualidade exigidas.

Ajustes e tolerâncias

A engenharia de fabrico e de conceção diferencia as tolerâncias em tolerâncias dimensionais, tolerâncias de forma e tolerâncias de posição. As tolerâncias dimensionais definem o desvio admissível de um componente em relação a uma dimensão prevista (dimensão nominal) através de um limite máximo admissível superior e de um limite máximo admissível inferior. Cada componente é fabricado com uma determinada tolerância. Se dois componentes tiverem de ser combinados entre si, os campos de tolerância de ambos os componentes interagem. A ligação entre dois ou mais elementos de design é designada por ajuste. Por exemplo, um ajuste redondo é a ligação do veio e do furo, que são combinados pelas suas dimensões, medidas e tolerâncias. O encaixe refere-se ao ponto de contacto mecânico no qual os elementos interagem.

Tipos de ajustes

Existem os seguintes tipos de ajuste:

• Ajuste da folga
• Ajuste de interferência
• Ajuste de transição

Ajuste da folga

Os ajustes de espaço são adequados. DIN-EN-ISO 286, em que a dimensão mínima do orifício é maior ou igual (no caso limite) à dimensão máxima do eixo (c). Isto cria sempre folga ao montar o orifício e o eixo. Em alguns casos, pode ser necessário um ajuste de espaço livre para ter em conta as condições de expansão térmica, montagem ou funcionamento. Em aplicações de rolamentos, por exemplo, um ajuste de folga resulta sempre nos elementos de rolamento ou superfícies deslizantes tendo liberdade de movimento nos rolamentos. Exemplos são:

• H8/d9 - muito espaço livre, presença de um espaço
• H7/g6 - espaço livre reduzido, folga estreita

Ajuste de interferência

Os ajustes de interferência, também chamados ajustes de prensa, são um método de ajuste usado em projetos de engenharia mecânica. Um componente é intencionalmente fabricado com oversize, de modo a que encaixe perfeitamente na dimensão base do componente correspondente.

Este ajuste por pressão proporciona uma ligação fixa e permanente entre um eixo e um orifício. A junção só é possível com grande força e, se necessário, aquecimento adicional. Um exemplo é o ajuste H7/p6, que é unido sob pressão.

Ajuste de transição

Os ajustes de transição são uma variante intermédia do ajuste livre e do ajuste de tamanho grande. Isto significa que o resultado é um ajuste de folga ou um ajuste de pressão, dependendo de onde as medidas reais estão localizadas no campo de tolerância. Os ajustes de transição já não podem ser unidos manualmente, mas podem, por exemplo, ser unidos sob ligeira pressão (martelo). Um exemplo é o H7/n6.

Sistemas de ajuste

Os sistemas de ajuste foram introduzidos para reduzir o número de tolerâncias e para tornar a utilização de tolerâncias mais prática no fabrico.

Orifício de base

Uma vez que é mais fácil produzir o diâmetro exterior do que o diâmetro interior, o princípio do orifício de base é frequentemente aplicado devido à sua simplicidade e eficiência de custos. O orifício é sempre fabricado com a mesma ferramenta e tolerado de acordo com o sistema de tolerância ISO. A DIN EN ISO 286-1 e a DIN EN ISO 286-2 fornecem normas internacionais de tolerância para dimensões e ajustes, para garantir que os componentes são fabricados com exatidão e cumprem as normas de qualidade. O diâmetro do orifício é tolerado de acordo com o sistema de tolerância ISO, em que o veio correspondente é atribuído a qualquer posição do campo de tolerância. Os orifícios de base estão marcados com letras maiúsculas, como H7.

Veio de base

Para o sistema de eixo básico, a tolerância refere-se ao eixo. A tolerância é determinada através do sistema de tolerância ISO num campo h. O eixo básico também é definido na norma DIN EN ISO 286-1. A tolerância associada é deslocada para o orifício. Os eixos básicos são especificados com letras minúsculas, por exemplo, h7.

Os eixos básicos são menos comuns, mas são, por exemplo, utilizados em transmissões com eixos longos ou quando é especificado um eixo correspondente e é também o elemento guia.

Mais informações sobre tolerâncias dimensionais podem ser encontradas no blogue Fundamentos de tolerâncias dimensionais e na seleção de ajustes.

Várias tolerâncias

As tolerâncias são desvios permissíveis das caraterísticas de um componente técnico ou de um grupo funcional; dentro dessas tolerâncias, a confiabilidade funcional do componente ou grupo funcional é garantida. As tolerâncias geométricas, relacionadas com dimensões, formas, posições, ondulação e aspereza são particularmente importantes para o processo de projeto-engenharia.

Mas porque são necessárias tolerâncias? Os componentes são mostrados para escalar em desenhos de engenharia. Teoricamente, as dimensões nominais podem ser lidas lá. No entanto, as tolerâncias devem ser incluídas porque, na realidade, haverá sempre desvios das dimensões nominais quando os componentes são fabricados (a precisão de fabrico a 100% não é possível). Estes são geralmente determinados numa base específica da função, ou seja, a utilização futura, as condições ambientais e a ligação a outros componentes (cadeias de tolerância) já são tidas em consideração no design. Ao especificar tolerâncias, os campos de tolerância podem ser especificados ou os desvios (dimensões) permitidos podem ser especificados diretamente. Para tolerâncias de forma e posição, os parâmetros tolerados são determinados pelos símbolos correspondentes de acordo com a norma.

As normas aplicáveis para tolerâncias (a partir de 04/2024) são, por exemplo:

• DIN ISO 2768-1 e DIN EN ISO 22081: Regulamentos sobre tolerâncias gerais
• DIN EN ISO 1101: Regulamentos sobre tolerâncias de forma e posição
• DIN EN ISO 5459: Regulamentos sobre referências e sistemas de referência
• DIN EN ISO 8015: Determinar e especificar tolerâncias

Tolerâncias gerais

As tolerâncias gerais aplicam-se a todas as dimensões para as quais uma tolerância não é especificada explicitamente. DIN ISO 2768-1 regula as tolerâncias gerais para comprimentos e dimensões de ângulo, DIN EN ISO 22081 para tolerâncias de forma e posição. Um exemplo de chamada num desenho de engenharia pode ser, por exemplo: ISO 2768-mf.

Por exemplo, existem as seguintes classes de precisão para dimensões de comprimento e ângulo:

• f (fino), utilizado, por exemplo, em engenharia de precisão
• m (médio), classificação típica da oficina mecânica
• c (grosseiro), utilizado, por exemplo, para moldes
• v (muito grosseiro), utilizado, por exemplo, para trabalhos de madeira grosseira

Tolerâncias de fabrico

No fabrico, as tolerâncias permitem que os componentes sejam permutáveis, desde que tenham sido produzidos com as mesmas tolerâncias. Isto também está relacionado com a independência do fabricante. As tolerâncias de fabrico constituem a base da produção em massa.   Dependendo da aplicação, pode ser útil para o projeto fazer referência à dimensão limite superior ou inferior. Assim, quando é necessário um novo trabalho, podem ser efetuados ajustes em conformidade, para cima ou para baixo, sem correr o risco de ultrapassar a tolerância de fabrico. Por exemplo, faz sentido referenciar a dimensão limite inferior nos orifícios e, por exemplo, referenciar a dimensão limite superior nos veios.

Tolerâncias dimensionais

As tolerâncias dimensionais são especificações dimensionais, por exemplo, pelo engenheiro do projeto, que devem ser observadas para garantir que o projeto funcione, por exemplo, 110 mm (-5 mm, +10 mm). As tolerâncias indicam os desvios máximos permitidos (para cima/para baixo) do valor nominal. Isto pode ser especificações percentuais ou desvios máximos.

A tolerância dimensional superior ou inferior é calculada a partir da diferença da maior dimensão permitida (dimensão do limite superior, dimensão máxima) e da menor dimensão (dimensão do limite inferior, dimensão mínima). O campo de tolerância está dentro destes limites. Quanto mais precisão for especificada pela tolerância, mais caro se torna o processo de fabricação. Por conseguinte, as tolerâncias não devem ser geralmente selecionadas demasiado estreitas.

Tolerâncias dos rolamentos de esferas

A especificação da classe de tolerância pode ser utilizada como um simples indicador da precisão de rolamento de um rolamento (por exemplo, rolamento radial, rolamento axial). Como fabricante japonês, a MISUMI fornece os seus produtos em classes de tolerância de acordo com a norma japonesa JIS B0401. Na gama padrão DIN ou ISO, a norma JIS B 1514 abrange as normas ISO 492, ISO 199 e DIN 620 para os tipos de rolamentos correspondentes. A precisão do rolamento pode ser selecionada, por exemplo, nas classes de tolerância 2 (P2), 4 (P4), 5 (P5), 6 (P6) e 0 (P0) de acordo com JIS B 1514 (as especificações mostradas entre parênteses estão em conformidade com DIN 620). A classe de rolamento 2 (P2) refere-se aos rolamentos da mais alta qualidade e aos rolamentos mais económicos com tolerâncias maiores que sobem até à classe 0 (P0).