Metrologia -Tolerâncias e Ajustes

Metrologia -Tolerâncias e Ajustes

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2. Sistemas de Tolerâncias e Ajustes -5- 2. SISTEMA DE TOLERÂNCIAS E AJUSTES

2.1 Introdução

Na fabricação em série, é necessário que as peças acopladas sejam passíveis de serem trocadas por outras, que tenham as mesmas especificações das peças originais. Assim, ao se fabricar componentes mecânicos é fundamental que certas peças ajustem-se reciprocamente ao montá-las, sem que sejam submetidas a tratamentos ou ajustes suplementares.

A possibilidade de se substituir umas peças por outras ao montar ou consertar um equipamento (ou conjunto mecânico) denomina-se intercambiabilidade.

) intercambiabilidade: É a possibilidade de, quando se monta um conjunto mecânico, tomar-se ao acaso, de um lote de peças semelhantes, prontas e verificadas, uma peça qualquer que, montada ao conjunto em questão, sem nenhum ajuste ou usinagem posterior, dará condições para que o sistema mecânico cumpra as funções para as quais foi projetado.

Com a intercambiabilidade, peças fabricadas em série podem ser montadas, sem necessidades de ajustes, em outra peça qualquer, qualquer que seja o lote, a data ou o local de fabricação. Esta intercambiabilidade é garantida através de uma adequada seleção das tolerâncias e ajustes, como será visto a seguir.

Um requisito fundamental da intercambiabilidade é a seleção de um processo de fabricação que assegure a produção de peças com igual exatidão.

) Exatidão: Correspondência entre as dimensões reais da peça e aquelas indicadas no desenho.

Não existe processo de fabricação capaz de produzir um número ilimitado de peças com exatidão absoluta. Diversas causas como inexatidões das máquinas, dos dispositivos ou dos instrumentos de medição fazem com que as dimensões reais (ou efetivas) das peças sejam diferentes daquelas indicadas no desenho, chamadas de

2. Sistemas de Tolerâncias e Ajustes -6- dimensões nominais. Peças reais possuem dimensões que se afastam para mais ou para menos da cota nominal, apresentando uma certa inexatidão.

) Dimensões nominais: São as dimensões indicadas no desenho de uma peça. Elas são determinadas através do projeto mecânico, em função dos objetivos que deverão atingir.

) Dimensões reais (ou efetivas): São as dimensões reais da peça. Estas dimensões podem ser maiores, menores ou iguais às dimensões nominais.

Assim, para uma peça com uma cota nominal de 145 m podem ser encontradas peças com 145,023 m, 144,978 m, 145.0 m e assim por diante. Todas as peças cujas dimensões não ultrapassarem as dimensões limites serão úteis, enquanto as demais serão rejeitadas. Estes desvios devem ser controlados para que a intercambiabilidade seja garantida. Deve-se portanto, determinar a menor precisão possível dentro da qual a peça em questão exerça sua função adequadamente. Qualquer melhoria adicional elevaria o custo do produto.

) Todos os conceitos a seguir serão baseados nas normas: ABNT NBR6158 e DIN 7182

coxinete, rolamento no seu mancal, pino no pistão, engrenagem na árvore, etc

Exemplos de peças que trabalham acopladas: Chaveta em seu rasgo, Eixo no seu

As dimensões reais são diferentes das dimensões nominais. Estas variações devem ser mantidas dentro de certos limites. Para que a intercambiabilidade seja garantida é necessário que todos os fabricantes obedeçam a normas pré-definidas, ou seja a um sistema de tolerâncias e ajustes.

) Sistema de tolerâncias e ajustes: É um conjunto de normas, regras e tabelas que têm como objetivo normalizar e limitar as variações das dimensões de componentes mecânicos visando a intercambiabilidade e garantir sua funcionabilidade.

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Questões:

1. Porque a intercambiabilidade tornou-se importante com a produção em série? 2. A intercambiabilidade é importante no mundo globalizado? 3. Compare dimensão nominal com dimensão efetiva. 4. Porque um sistema de peças intercambiáveis, bem interpretado, aumenta a qualidade dos produtos e reduz os custos? 5. Qual diferença entre exatidão e precisão? 6. Qual o objetivo de se introduzir um sistema de tolerâncias e ajustes?

2.2 Terminologia de Tolerâncias

As dimensões de peças diferentes, fabricadas com mesmo diâmetro nominal, cujo funcionamento foi experimentado e considerado adequado, podem oscilar dentro de certos limites, mantendo-se as condições de funcionamento anteriormente previstas. Assim, a conjugação requerida de duas peças se assegura somente quando as dimensões limites de tolerância tenham sido previamente estabelecidas.

DIMENSÕES LIMITES: São os valores máximo e mínimo admissíveis para a dimensão efetiva.

DIMENSÃO MÁXIMA: É o valor máximo admissível para a dimensão efetiva (Fig. 2.1) Símbolo: Dmáx para furos e dmáx para eixos

DIMENSÃO MINIMA: É o valor mínimo admissível para a dimensão efetiva (Fig. 2.1) Símbolo: Dmin para furos e dmin para eixos

D máx mí n mí n m áx

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Figura 2.1: Dimensões máxima e minima e tolerância t para eixo e furo AFASTAMENTOS: É a diferença entre as dimensões limites e a dimensão nominal

AFASTAMENTO INFERIOR: É a diferença entre a dimensão mínima e a dimensão nominal. Símbolos: Ai para furos e ai para eixos (Fig. 2.2). AFASTAMENTO SUPERIOR: É a diferença entre a dimensão máxima e a dimensão nominal. Símbolos: As para furos e as para eixos (Fig. 2.2)

AFASTAMENTO REAL: É a diferença entre a dimensão efetiva e a dimensão nominal do componente.

TOLERÂNCIA: É a variação admissível da dimensão da peça. Símbolo: t (Fig. 2.1 e 2.2).

A tolerância indica uma faixa de valores compreendidos entres as dimensões limites. Tambem denominada de Zona de Tolerância ou Campo de tolerância.

t = Dmáx - Dmin (Furos) e t = dmáx - dmin (Eixos) ou t = As - Ai (Furos) e t = as - ai (Eixos)

LINHA ZERO: É a linha que indica a posição da dimensão nominal em um desenho.

Ela serve de referência para os afastamentos. ) Afastamentos acima da linha zero são positivos

) Afastamentos abaixo da linha zero são negativos

POSIÇÃO DA ZONA DE TOLERÂNCIA: É a menor distância entre a linha zero e a zona de tolerância. Esta posição pode ser medida entre a linha zero e o limite inferior ou entre a linha zero e o limite superior, dependendo de qual é a menor distância.

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Di me nsã

N o n al

Ait As m e nsã

N o n al

AsAit t as ai t ai as Linha Zero

Linha Zero

Figura 2.2: Afastamentos superior e inferior e tolerância t para eixo e furo

Exercícios: 1. Um eixo apresenta dimensão nominal Ø = 86 m, afastamento superior e inferior respectivamente 0,089 m e 0,011 m. Determine a tolerância e as dimensões deste eixo. Faça um desenho esquemático deste eixo indicando estes valores. 2. Um furo apresenta dimensão nominal Ø = 146 m, afastamento superior e inferior respectivamente 0,090 m e -0,041 m. Determine a tolerância e as dimensões deste furo. Faça um desenho esquemático deste furo indicando estes valores. Questões 1) Um furo com afastamento inferior positivo poderá ter dimensão efetiva maior, menor ou igual à sua dimensão nominal? Porque? Faça desenho esquemático. 2) Um furo com afastamento inferior negativo terá dimensão efetiva maior, menor ou igual à sua dimensão nominal? Porque? Faça desenho esquemático. 3) Um eixo com afastamento inferior positivo terá dimensão efetiva maior, menor ou igual à sua dimensão nominal? Porque? Faça desenho esquemático.

2.3 Terminologia de Ajustes

Ajuste é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra. Através do ajuste pode-se assegurar que as peças acopladas terão movimento relativo entre si ou estarão firmemente unidas.

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SUPERFÍCIE DE AJUSTE: Toda supefície de contato entre peças acopladas, sejam elas fixas ou móveis.

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