Aula_2_-_Tolerncia_dimensional

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Metrologia
Professor Rodrigo Costa
rodrigo.costa@ifc.edu.br
Aula 2 – Tolerância dimensional
Metrologia dimensional 
Estudo da norma NBR 6158
Exemplos
Exercícios 
ABNT NBR 6158 
Esta norma fixa o conjunto de princípios, regras e tabelas que se aplicam à tecnologia mecânica, a fim de permitir escolha racional de tolerâncias e ajustes, visando a fabricação de peças intercambiáveis.
Trata do sistema de tolerâncias e ajustes entre peças mecânicas.
Exemplo
Tolerância dimensional indicadas 
conforme DIN 7168
DIN 7168: General tolerances for linear and angular dimensions and geometrical tolerances 
Definições
Eixo: Termo convencional utilizado para descrever uma característica externa de uma peça, incluindo também elementos não cilíndricos.
Eixo-base: Eixo cujo afastamento superior é zero.
Afastamento: Diferença algébrica entre uma dimensão (dimensão efetiva, dimensão limite, etc.) e a correspondente dimensão nominal
Definições
Furo: Termo convencional utilizado para descrever uma característica interna de uma peça, incluindo também elementos não cilíndricos.
Furo base: Furo cujo afastamento inferior é zero.
Dimensão nominal: Dimensão a partir da qual são derivadas as dimensões limites pela aplicação dos afastamentos superior e inferior
Tolerância dimensional
Diferença entre dimensão máxima e a dimensão mínima, ou seja, diferença entre o afastamento superior e o afastamento inferior.
Eixo
Furo
Campos de tolerância
Conjunto de valores compreendidos entre os afastamentos, superior e inferior, ou seja, possíveis dimensões entre a dimensão máxima à dimensão mínima permissível.
O sistema de tolerância ISO prevê 21 campos, os quais são representados por letras. As letras maiúsculas designam um campo de tolerância para furo e as letras minúsculas são para eixos.
A interação de montagem mecânica entre eixo e furo identifica um tipo de ajuste mecânico. Sendo assim, o encaixe entre eixo e furo poderá ser mais folgado ou mais apertado mediante o campo de tolerância que cada elemento apresenta.
Campos de tolerância
Afastamentos fundamentais 
Graus de tolerância-padrão (IT)
Grupo de tolerância considerado como correspondente ao mesmo nível de precisão para todas as dimensões nominais. Os graus de tolerância-padrão são designados pelas letras IT (International Tolerance) e por um número (por exemplo: IT7). 
O grau de tolerância é associado a um afastamento fundamental para formar uma classe de tolerância, as letras IT normalmente são omitidas (por exemplo: h7).
Classe de tolerância
Combinação de letras representando o afastamento fundamental, seguida por um número representando o grau de tolerância padrão.
Exemplo: 30H7 (furo); 30h7 (eixo).
Tabela de tolerância dimensional conforme Normas ABNT 6158
Tolerâncias (mm) para eixos
Tabela de tolerância dimensional conforme Normas ABNT 6158
Tolerâncias (mm) para eixos
Tabela de tolerância dimensional conforme Normas ABNT 6158
Tolerâncias (mm) para eixos
Tabela de tolerância dimensional conforme Normas ABNT 6158
Tolerâncias (mm) para furos
Tabela de tolerância dimensional conforme Normas ABNT 6158
Tolerâncias (mm) para furos
Tabela de tolerância dimensional conforme Normas ABNT 6158
Tolerâncias (mm) para furos
Ajuste mecânico
O ajuste mecânico é a relação resultante da diferença, antes da montagem, entre as dimensões dos dois elementos.
Os dois elementos em um ajuste têm em comum a dimensão nominal.
Os tipos de ajustes são:
Ajuste com folga
Ajuste interferente
Ajuste incerto
Ajuste com folga
Ajuste no qual sempre ocorre uma folga entre o diâmetro do furo e o eixo quando montados, isto é, a dimensão mínima do furo é sempre maior ou, em caso extremo, igual a dimensão máxima do eixo.
Folga mínima = Dmín - dmáx 
Folga máxima = Dmáx - dmin
Ajuste com interferência
Ajuste no qual ocorre uma interferência entre o diâmetro do 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.
Interferência máxima = Dmín - dmáx 
Interferência mínima = Dmáx - dmin
Ajuste incerto
Ajuste no qual 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.
Folga máxima = Dmáx – dmin
Interferência máxima = Dmín - dmáx 
Recomendação prática 
para ajustes mecânicos
Exercício
Um eixo de diâmetro nominal 45 mm será montado em um bucha com ajuste mecânico tipo deslizante justo (H7-h6). Determine para esse caso, a possível folga e interferência máxima da montagem.
Exercício
Um acoplamento flexível cujo diâmetro nominal interno é de 100 mm será montado sobre um eixo, com ajuste mecânico tipo forçado duro (H7 – m6). Determine para esse caso a interferência máxima e folga máxima da montagem.
Montagem de rolamento radial
Análise da tolerância dimensional do eixo 
conforme folga radial interna 
do rolamento fixo de esfera
Estudo do rolamento 6305 com folga normal
Folga mínima
5 µm (0,005 mm)
Folga máxima
20 µm (0,020 mm)
Análise da tolerância dimensional do eixo 
conforme folga radial interna 
do rolamento fixo de esfera
Rolamento 6305 
Folga radial mín = 0,005 mm
Folga radial máx = 0,020 mm
Recomendações NSK
Recomendações NSK
Pressão de contato Anel interno/Eixo
Análise de caso
Um rolamento 6310 C2 do fabricante NSK será instalado em um eixo com tolerância k5 e um alojamento de tolerância J6.
Analisando as possibilidades de interferências máximas 
após a montagem (caso mais crítico), esse rolamento 
terá problema com o giro das esferas? 
Análise de caso
Pesquisa dimensional do rolamento 
Folga interna
Análise de caso
Ajuste entre Alojamento/Rolamento 
Ajuste entre Eixo/Rolamento 
Análise de caso
Eixo
Alojamento
Resultado da análise de caso
A interferência máxima entre o diâmetro do alojamento e o anel externo do rolamento poderá ser de 0,006 mm.
A interferência máxima entre o diâmetro do eixo e o anel interno do rolamento poderá ser de 0,025 mm.
Após a montagem do rolamento no eixo e no alojamento poderá ter uma interferência máxima de 0,031 mm.
Ocorre que o rolamento 6310 C2 apresenta folga radial máxima de 0,011 mm .
Nesse estudo é possível prever que o rolamento terá muita dificuldade no giro das esferas. 
Exercícios
Determine uma tolerância para o eixo e alojamento do rolamento 6203 C3, deforma que o rolamento após a montagem tenha a menor folga radial possível.
Um rolamento 6302 com folga radial normal do fabricante NSK será instalado em um eixo com tolerância j6 e um alojamento de tolerância H7. Analisando as possibilidades de interferências máximas após a montagem (caso mais crítico), esse rolamento terá problema com o giro das esferas?