Tipos de ajustes: Como determinar um ajuste para projectos de engenharia

Índice

O que é a aptidão em engenharia?

o que é o Engineering Fit?
o que é o Engineering Fit?

No aspeto da engenharia mecânica, o encaixe é a ligação entre dois componentes de um dispositivo ou de uma estrutura. Esta ligação resulta desta correlação. É geralmente contrastada com a operacionalidade e a durabilidade do conjunto. O encaixe é fundamental, uma vez que todas as peças, como veios e cavidades, molas e cilindros, ou porcas e parafusos, devem ter uma coordenação perfeita, mesmo que tenham de deslizar graciosamente umas sobre as outras ou de se colar firmemente.

Os ajustes podem ser divididos em duas classes. Estas baseiam-se em aspectos como o facto de a interferência ou a folga entre os componentes ser um obstáculo ou uma fonte de atração. Tomemos como exemplo o “ajuste apertado”. É relevante se as peças se mantiverem bem ligadas e no mesmo sítio, como num conjunto de rolamentos de encaixe por pressão. Em alternativa, um “ajuste frouxo” pode permitir que as peças se movam livremente, como no caso de um rolamento que faz rodar um veio.

O ajuste das peças define o seu funcionamento, como deslizar, rolar ou bloquear. Consequentemente, as tarefas de design de encaixe não se limitam apenas a um bom design, mas também à construção de dobradiças que se encaixem nelas e, assim, garantam uma aplicação a longo prazo. Os engenheiros utilizam diferentes formas de montar as peças. Isto melhora a mecânica e a funcionalidade do design, aplicando os encaixes corretos.

Noções básicas de encaixes: Sistemas de furos e eixos

A diferença entre o sistema de furos e de veios
A diferença entre o sistema de furos e de veios

A construção mecânica requer acessórios precisos. Elas permitem que o conjunto funcione e dure. Os dois sistemas que são normalmente utilizados para normalizar estes acessórios são os sistemas de base de furo e de eixo. Assim, cada sistema cria uma estrutura para a obtenção de vários graus de ajuste frouxo ou apertado usando tolerâncias apropriadas.

Sistema de base de furos

Esta é a técnica mais frequentemente utilizada no domínio das personalizações de engenharia. O diâmetro do furo é o mesmo e uniforme no sistema utilizado, que é a base de todos os tamanhos. Depois disso, as dimensões do eixo são ajustadas para garantir que tem o ajuste necessário. Pode ser um ajuste fácil para folga ou uma montagem mais apertada com um ajuste de interferência. A dimensão do furo padrão é utilizada para o seu tamanho mais pequeno, com um desvio mínimo igual a zero. Esta forma é preferível, uma vez que os furos podem ser sempre perfurados com a dimensão correta utilizando brocas e alargadores padrão.

Sistema de base do veio

Ao contrário do sistema de base de furo, que fixa o diâmetro do eixo, o sistema de base de eixo mantém o diâmetro do furo como dimensão básica. Alterar o tamanho do furo faz com que o eixo se ajuste corretamente ao furo. Este sistema é ideal quando o veio não pode ser fabricado após a sua produção inicial, como é o caso dos veios pré-acabados ou daqueles que requerem um equilíbrio preciso para uma velocidade de funcionamento elevada. Aqui, o tamanho básico é a medida do eixo, com +/- 0 no desvio superior. Este método pode ser raro, mas é muito importante em aplicações onde o semi-acabamento ou o pré-dimensionamento do material deve ser feito.

Como nomear diferentes tipos de ajuste em engenharia mecânica?

Na engenharia mecânica, a nomeação exacta dos diferentes tipos de encaixe é fundamental para a seleção dos encaixes adequados durante a montagem do produto. As convenções de nomeação são padronizadas pela International Organization for Standardization (ISO) através de um sistema de código alfanumérico. Este sistema não só identifica o tipo de ajuste, mas também comunica os seus níveis de tolerância.

O código está dividido numa secção alfabética e numa secção numérica. A parte alfabética distingue se a especificação se refere a um furo ou a um veio. As letras maiúsculas indicam os furos, enquanto as letras minúsculas são utilizadas para os veios. Por exemplo, o código “H7/h6” reflecte:

“H7” é o intervalo de tolerância para o furo.

“h6” é o intervalo de tolerância para o veio.

Esta codificação padrão permite que os engenheiros encontrem facilmente os tamanhos maiores e menores para o furo e o eixo. Ajuda na montagem precisa e assegura que as peças se encaixam umas nas outras.

Tipos de ajustes

A diferença dos tipos de ajuste
A diferença dos tipos de ajuste

Em engenharia mecânica, o termo “ajuste” refere-se ao grau de tolerância entre duas peças que se encaixam. Esta relação pode determinar o quão bem e facilmente as peças se encaixarão. Escolher o ajuste correto é importante porque afecta o bom funcionamento e a duração das peças. Em engenharia, existem três tipos de ajustes: ajustes de folga, ajustes de interferência e ajustes de transição. Estas categorias têm objectivos diferentes que são escolhidos em função dos requisitos mecânicos que têm de ser cumpridos num determinado ambiente de aplicação.

Ajustes de folga

O que é o Clearance Fits?
O que é o Clearance Fits?

Num encaixe de folga, haverá sempre um espaço entre duas peças de encaixe; isto significa que o orifício é maior em diâmetro do que o seu eixo correspondente. O principal objetivo deste tipo de encaixe é assegurar uma montagem e desmontagem fáceis, permitindo o movimento entre componentes.

Tipos:

  • Ajuste de corrida solto: Utilizado quando a exatidão não é crítica e é possível alguma contaminação. A folga mínima para um diâmetro de 25 mm é de 0,11 mm. O máximo é de 0,37 mm. As utilizações típicas incluem locais com pó ou corroídos e dobradiças de dobragem.
  • Ajuste de corrida livre: Destina-se a utilizações com mudanças de temperatura e velocidades elevadas. Para um diâmetro de 25 mm, dá folgas de 0,065mm a 0,169mm. É comum em veios com rolamentos lisos e pouca rotação.
  • Ajuste de corrida apertado: Proporciona pequenas folgas para uma precisão moderada. Destinam-se a velocidades/pressões médias. Um ajuste H8/f7 proporciona uma folga mínima de 0,020 mm. O máximo é de 0,074 mm. Isto é para hastes deslizantes em máquinas-ferramentas e fusos.
  • Ajuste deslizante: Mantém pequenas folgas quando é necessário um movimento relativo preciso de peças deslizantes. Um ajuste H7/g6 para um veio de 25 mm tem folgas de 0,007 mm a 0,041 mm. Isto é ideal para guiar veios, engrenagens deslizantes, válvulas deslizantes, peças de automóveis e discos de embraiagem em máquinas-ferramentas.
  • Ajuste da folga de localização: Proporciona folgas muito pequenas. Não ocorrerá qualquer movimento significativo entre as peças depois de serem posicionadas com precisão. Um ajuste H7/h6 para um diâmetro de 25 mm oferece uma folga mínima de 0,000 mm e máxima de 0,034 mm. Estes encaixes são normalmente utilizados em guias de rolos e para guiar veios com precisão.

Ajuste de transição

O que é o Transition Fit?
O que é o Transition Fit?

Um ajuste de transição pode dar folga ou interferência com base nas tolerâncias individuais das peças específicas. Esta propriedade torna-o adaptável a cenários que necessitam de alguma precisão de movimento. Também têm em conta as tolerâncias.

Tipos:

  • Ajuste semelhante: Permite uma folga mínima ou visual, para além de poder ser montado com um martelo de borracha sem muita força. Esta conceção pode funcionar bem para componentes que exijam precisão em termos de alinhamento, mas que não estejam sujeitos a cargas elevadas. Para um tamanho de 25 mm de um H7/k6, um valor de folga de 0,019 mm no máximo e 0,015 mm de interferência no máximo. Pode ser utilizado para cubos, engrenagens, polias e construções de rolamentos.
  • Encaixe fixo: Este encaixe oferece um alinhamento preciso com uma folga mínima, exigindo pouca força para a montagem. É adequado para configurações permanentes, mas permite uma desmontagem mais fácil. Para o diâmetro de 25 mm mencionado, a classe H7/n6 permite uma folga de 0,006 mm e uma diferença de 0,028 mm. Esta forma de encaixe é frequentemente utilizada com casquilhos cónicos, buchas, acoplamentos e rolamentos de manga.

Ajuste de interferência

O que é o Inteference Fit?
O que é o Inteference Fit?

Um ajuste por interferência (também conhecido como ajuste por pressão ou ajuste por fricção) requer que o eixo seja maior do que o furo. Isto permite a utilização de força ou de tratamentos especiais como o aquecimento ou o arrefecimento para a montagem. Esta ligação é utilizada quando é necessária uma ligação estanque de alta resistência para transferir energia ou pode suportar uma carga de cisalhamento.

Tipos:

  • Ajuste por pressão: O ajuste por interferência sem revestimento é perfeito para dispositivos como o cubo e as esferas. As possíveis interrupções são tão mínimas quanto 0,001 mm para um diâmetro de 25 mm. Esta é uma das pastilhas mais finas normalmente utilizadas para grelhas de sela em veios e cubos.
  • Ajuste de acionamento: Exige o aumento do número de forças de montagem ajustadas, a serem utilizadas para um engate positivo de engrenagens e veios. Isto deve ser aplicado a todas as intersecções máximas e mínimas de 0,014 mm a 0,048 mm. Este tipo de ferramenta pode ser utilizado para a montagem permanente de veios e engrenagens.
  • Encaixe forçado: O encaixe de interferências elevadas, ao ser sujeito à abordagem da técnica de montagem avançada, torna o processo de montagem permanente o caminho mais provável. A linha de junção não apresenta uma área de cisalhamento significativa. Assim, os diâmetros dos furos de um encaixe 25 H7/u6 têm uma interferência mínima de 0,027 mm e máxima de 0,061 mm. São boas para utilizações mecânicas, como a colocação de rodas em eixos ferroviários ou engrenagens pesadas. Estas peças devem resistir a forças dinâmicas e axiais.

Como obter tolerâncias dimensionais para ajustes?

A tolerância é vital. Permitem o fator de variações elásticas de tamanho e forma. No entanto, o conjunto pode continuar a funcionar mesmo que as peças não tenham exatamente o mesmo tamanho. A criação de limites de tolerância permite aos engenheiros ter em conta pequenas imprecisões. Estas são normais no fabrico. Os limites asseguram uma elevada qualidade do produto, orientando a montagem.

Maquinação de precisão CNC

A maquinação de precisão CNC (Controlo Numérico Computadorizado) é um método de base para obter desvios incríveis, muito importantes para aumentar a produtividade ou expandir o negócio no sector industrial. Com estes controlos, a zona extra pode ser de +/- 0,001 mm nas máquinas CNC. Estes controlos garantem que as peças estão corretas e que a produção corresponde às especificações. Os maquinistas podem selecionar as melhores ferramentas e dispositivos de fixação. Isto permite-lhes fabricar peças que se encaixam em conjuntos complexos. Os conjuntos são as partes principais do sistema. Permitem que o sistema funcione.

Retificação

A retificação é o método padrão para o fabrico de peças. Isto é especialmente verdade para a mais alta precisão, até +/- 0,25 microns. Esta precisão é particularmente importante nos casos em que o produto final exige um ajuste de interface com tolerâncias. Mesmo uma pequena variação de tolerância conduzirá a erros substanciais. A retificação permite que os fabricantes estabeleçam um padrão mais elevado do que o habitual. Também lhes permite obter a qualidade de alinhamento, a conformidade e a fiabilidade necessárias.

Alargamento

A fresagem pode criar poros muito apertados. São uma parte essencial de muitos projectos de engenharia. O processo EDM é digno de nota. Consegue remover com precisão o material suficiente. Isto é importante para obter tolerâncias apertadas em acessórios mecânicos. A fresagem precisa é vital. Permite que os furos se encaixem. Isto minimiza o stress e o desalinhamento na montagem final.

Cumprimento das normas GD&T

Os fabricantes têm de seguir as normas GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) porque as normas descrevem o desvio máximo que a peça pode ter em relação à geometria real. Estas pessoas são responsáveis pelo fabrico. Orientam-nos para que cada questão se mantenha dentro das especificações do projeto.

Aplicação de Fits em Engenharia

Requisitos de candidatura

Cada equipamento de engenharia é concebido para uma tarefa e aplicação específicas. Por conseguinte, é necessário clarificar o objetivo. Colocar a questão de saber como é que o modelo deve funcionar, se é devido a objectivos delicados ou fortes. Distinguir os papéis das várias partes em termos do produto que é suposto estar completo com o próprio dispositivo a ser funcional.

Considerações orçamentais

Os ajustes feitos pelo engenheiro podem ter grandes diferenças de custo, particularmente quando se trata de casos que são complexos e exigem precisão. As tolerâncias pouco rigorosas tendem a gerar custos mais elevados. A propósito, uma boa maneira de começar é efetuar uma avaliação orçamental. Equilibrar o custo e a função de forma eficiente na produção é crucial para manter as tolerâncias dimensionais dentro do orçamento.

Compreender a tolerância

A noção de intolerância (rapidez) é a ideia chave para escolher uma boa engenharia. Decidir em que medida a flexibilidade ou a rigidez devem corresponder às exigências do seu sítio. Determinar se a rotação do segmento é totalmente necessária ou se não tem de ser mantida apertada. O fabrico de produtos com pequenas diferenças pode reduzir a precisão das medições. Isto é crucial quando se montam componentes para garantir que cumprem as normas e não excedem os níveis de tolerância.

Conclusão

No mundo da engenharia, a precisão é fundamental. Desde os ajustes de folga aos ajustes de interferência, cada tipo serve um objetivo distinto para garantir um desempenho ótimo e a longevidade dos conjuntos mecânicos. Ao compreender a tolerância, o custo e as necessidades, os engenheiros podem criar soluções. As soluções cumprem elevados padrões de qualidade e funcionamento.

Faça uma parceria connosco para melhorar os seus ajustes de engenharia. Isto elevará as suas montagens a novos níveis de precisão e fiabilidade. Vamos colaborar para conceber soluções que ultrapassem as expectativas e estabeleçam novos padrões na indústria.

FAQS:

O que são LMC e MMC?

MMC é o termo utilizado na conversa sobre tolerância de montagem. LMC diz respeito a furos em caixas. Trata-se de orifícios perto das extremidades e da espessura dos tubos.

O que é o subsídio?

A tolerância em engenharia mecânica é a diferença planeada entre as dimensões do furo e o diâmetro nominal do eixo. É calculada por LLH – HLS, onde LLH é o limite inferior do furo e HLS é o limite superior do eixo. Para determinar o ajuste em relação à folga e à aderência, aplica-se a fórmula. O sinal positivo para a folga e o sinal negativo para a aderência são ambos considerados um bom ajuste.

Porque é que o sistema de base do furo é mais utilizado do que o sistema de base do eixo?

A configuração da base do furo é mais adequada em comparação com a configuração da base do eixo porque elimina as complicações associadas à produção. As oficinas mecânicas que utilizam uma ferramenta que pode ser configurada para criar furos padronizados em vários tamanhos de eixo verão, em geral, os produtos serem fabricados mais rapidamente e a um custo mais baixo.

Como calcular a tolerância de ajuste de engenharia?

Os encaixes de engenharia são determinados e representados por desenhos dimensionais das normas ISO e ASME, que definem as dimensões e tolerâncias detalhadas para vários encaixes e os respectivos furos e tamanhos de eixo.

O que são Graus de Tolerância?

Os graus de tolerância em engenharia indicam os níveis de precisão dos componentes em 18 graus:

  • IT01 a IT4: Utilizados em instrumentos de alta precisão, como os calibradores.
  • IT5 a IT7: Aplicado em ajustes de engenharia de precisão.
  • IT8 a IT11: empregado no sector da engenharia geral.
  • IT12 a IT14: Utilizados no trabalho de metais.
  • IT15 e IT16: Utilizadas para trabalhos gerais de corte e fundição.

ChansMachining

Maquinação CNC a pedido, prototipagem e peças com acabamentos personalizados e fabrico de baixo volume.

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