Ajustes Y Tolerancias
benitoelchico1 de Marzo de 2014
8.780 Palabras (36 Páginas)282 Visitas
CAPÍTULO 10
AJUSTES Y TOLERA CIAS
10.1 I TRODUCCIÓ
Debido a las inexactitudes de los métodos de producción, es imposible fabricar partes de máquinas que
tengan exactamente las dimensiones escogidas durante el diseño, y que todas las piezas de una
producción en serie queden con dimensiones iguales. Por lo tanto, se debe aceptar cierta variación en las
medidas.
Cuando se requiere producir piezas con cierta exactitud, por ejemplo cuando éstas van a ser utilizadas en
montajes, es necesario un control de las dimensiones. Piezas que se producen en algún lugar y tiempo,
deberían poderse montar, sin acondicionamientos, en otras que se han producido en otro lugar o tiempo.
En nuestro mercado globalizado, los fabricantes producen piezas de manera que éstas se puedan montar
en otras piezas de otros fabricantes. El control de las medidas debe ser tal que parezca que las piezas han
sido fabricadas expresamente para aquellas en las cuales se van a montar.
La variación máxima admisible, tolerancia, de una medida de una pieza, debe ser lo más grande posible
para reducir tiempo y costo de producción. Por otro lado, algunas veces las tolerancias deben ser
pequeñas para que las piezas puedan ejecutar correctamente su función. El diseñador debe entonces
conocer los procesos de producción y sus costos, así como la precisión de medida requerida en diversas
aplicaciones, para especificar adecuadamente las tolerancias.
10.2 TOLERA CIAS
A continuación se dan algunas definiciones referentes al concepto de tolerancia. Estas definiciones se
ilustran con el ejemplo de la figura 10.1.
Tamaño básico o dimensión básica (db): es la dimensión que se elige para la fabricación. Esta
dimensión puede provenir de un cálculo, una normalización, una imposición física, etc., o aconsejada por
la experiencia. También se le conoce como dimensión teórica o exacta y es la que aparece en el plano
como medida identificativa.
Tolerancia (Tl): es la variación máxima permisible en una medida, es decir, es la diferencia entre la
medida máxima y la mínima que se aceptan en la dimensión. La referencia para indicar las tolerancias es
la dimensión básica.
Tolerancia unilateral: ocurre cuando la dimensión de una pieza puede ser sólo mayor o sólo menor que
la dimensión básica.
2 CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE DISEÑO DE MÁQUINAS
Figura 10.1 Ejemplo de una pieza de 10 mm de altura, con tolerancia bilateral (todas las medidas en mm)
Tolerancia bilateral: ocurre cuando la dimensión de una pieza puede ser mayor o menor que la
dimensión básica.
Dimensión máxima o medida máxima (dmáx): es la máxima medida que puede tener la pieza después de
su fabricación.
Dimensión mínima o medida mínima (dmín): es la mínima medida que puede tener la pieza después de
su fabricación.
Dimensión práctica o medida efectiva (dp): es la medida real de la pieza después de su fabricación.
Desviación o diferencia superior (s): es la diferencia algebraica entre la medida máxima y la medida
básica.
Desviación o diferencia inferior (i): es la diferencia algebraica entre la medida mínima y la básica.
Desviación o diferencia fundamental (f): es la menor entre la desviación superior y la inferior (para la
selección, no tenga en cuenta los signos de las desviaciones).
Desviación o diferencia real o efectiva (p): es la diferencia entre la dimensión real y la básica.
Línea de referencia o línea cero: es la línea a partir de la cual se miden las desviaciones superior e
inferior; por lo tanto, representa a la dimensión básica.
Con el fin de manejar una representación gráfica más simple que la mostrada en la figura 10.1, las zonas
de tolerancia se representan típicamente como aparece en la figura 10.2. Tal como ocurre en la figura
10.1, la línea superior del rectángulo (zona de tolerancia) representa la dimensión máxima, la línea
inferior representa la dimensión mínima y la línea a trazos representa la dimensión básica.
Figura 10.2 Representación de la zona de tolerancia (medidas en mm)
i = -0.05
s = 0.01
Tl = 0.06
Línea de
Referencia
0.010
0.050 10 ±
Desviación inferior: i = –0.05
Desviación superior: s = 0.01
Desviación fundamental: f = 0.01
Tolerancia: Tl = 0.06
dmín = 9.95
db = 10
dmáx = 10.01
i = –0.05
s = 0.01
Zona de
Tolerancia
Tl = 0.06
Línea de
Referencia
10.3 AJUSTES
Muchos elementos de máquinas deben encajar dentro de otros para cumplir la función para la cual han
sido diseñados. Algunas veces se requiere que los elementos que ajustan entre sí tengan cierta movilidad
relativa (figura 10.3): (i) los árboles y ejes deben girar libremente sobre cojinetes de contacto deslizante
(figura 10.3.a) para facilitar la transmisión de potencia o movimi
libremente sobre la cabeza del tornillo para facilitar el proceso de apriete y desapriete (figura
las guías de una máquina herramienta deben ajustar con el carro porta
permita el fácil desplazamiento de este último, (
articular libremente sobre el bulón
Figura
1 Figura 10.3.c: modificada de: Tuschoches.com
se acerca. http://www.tuscoches.com/blog/el
marzo de 2009).
Cojinete
Buje
Película de
lubricante
Eje o árbol
(a) Ajuste entre un cojinete de contacto deslizante y el
extremo de un eje o árbol. Observe el espacio para el
lubricante
(c) Algunos ajustes en un motor de
combustión interna: ajustes
cigüeñal y biela-bulón. Debe existir
juego para permitir el movimiento
relativo y el flujo de lubricante
Cigüeñal
Bulón
CAPÍTULO 10 AJUSTES Y TOLERANCIAS
) .movimiento, (ii) una llave boca fija debe encajar
porta-herramienta de una manera tal
iv) la biela de un motor de combustión interna debe
del pistón y sobre el muñón de biela del cigüeñal (figura
10.3 Ajustes libres, móviles o con juego1
– admin (2007) El fin de la era de los coches con motores de combustión interna
el-fin-de-la-era-de-los-coches-con-motores-de-combustion
Llave
boca fija
Cabeza del
tornillo
juste : biela-
. (b) Ajuste entre una llave boca fija y la
cabeza de un tornillo
(d) Ajuste entre un
perno y una ranura
de la mesa de una
fresadora
(e) Ajuste de una
unión en cola de
milano
Biela
Pistón
3
) 10.3.b), (iii)
que
) 10.3.c).
combustion-interna-se-acerca/ (17 de
4 CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE DISEÑO DE MÁQUINAS
En otros casos, se requiere que los elementos al ser montados queden fijos (figura 10.4): (i) los
engranajes, poleas, acoples y cojinetes de contacto rodante deben quedar fijos sobre ejes o árboles, para
evitar vibraciones o movimientos indeseables y posibilitar una suave transmisión de potencia, (ii) las
chavetas deberían quedar fijas sobre árboles, engranajes, poleas, etc., (iii) el buje de un cojinete de
contacto deslizante debe quedar fijo al cuerpo exterior del cojinete (figura 10.3.a).
Figura 10.4 Ajustes fijos, a presión o con aprieto. El engranaje, los rodamientos de bolas y la estrella
ajustan a presión sobre el árbol. Las chavetas ajustan a presión sobre el árbol y los piñones
El ajuste entre dos piezas cuyas medidas finales no están lo suficientemente controladas puede ser
impredecible (puede quedar fijo o libre). Por lo tanto, es necesario que las medidas de las dos piezas a
encajar estén bien controladas; esto se hace especificando las posiciones de las zonas de tolerancia de
ambos elementos para que éstas produzcan un ajuste adecuado.
Los ajustes pueden definirse libremente o utilizando convenciones o normas. Cuando se trata de reparar
un elemento de un montaje existente, puede optarse por tomar medidas del elemento averiado o de la
pieza con la cual está acoplado, para decidir su medida. Por otro lado, cuando se diseña y fabrica un
elemento que va a ser comercializado internacionalmente y que puede montarse con piezas de otros
fabricantes, es conveniente ajustarse a normas internacionales. El diseñador debe decidir la acción a
seguir para cada caso particular.
Para el manejo de ajustes se utiliza cierta nomenclatura. Las definiciones dadas a continuación, junto con
las estudiadas en la sección 10.2, son útiles para el estudio y manejo de ajustes.
Ajuste: es el acoplamiento dimensional de dos piezas en la que una pieza encaja sobre la otra.
Eje: es cada una de las partes de una pieza constitutiva de un ajuste, que presenta contactos externos
(parte contenida).
Agujero: es cada una de las partes de una pieza constitutiva de un ajuste, que presenta contactos internos
(parte que contiene).
En la figura 10.3.a, la parte cilíndrica del árbol es el eje del ajuste y la superficie interna del buje es el
agujero. En la figura 10.3.b, la cabeza
...