¿Cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero?

¿Alguna vez te has preguntado cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero? Si eres diseñador industrial, ingeniero mecánico o simplemente estás interesado en comprender los aspectos técnicos detrás de las medidas precisas en la fabricación de productos, este artículo te brindará toda la información que necesitas. Descubre qué factores influyen en los cálculos de tolerancia y cómo se aplican en esta fascinante área de la ingeniería. Acompáñanos en esta exploración de los valores de tolerancia para ejes y agujeros y amplía tus conocimientos en este tema clave para la calidad y la precisión en la fabricación industrial.

Durante el diseño de la máquina, cada elemento de la máquina está conectado a otro elemento de la máquina con un ajuste definido. Hay varios ajustes disponibles. Estos son ajustes de transición con interferencia de reacción. Estos ajustes se controlan con unas tolerancias y tolerancias según unas normas. De hecho, estos valores de tolerancia se pueden calcular. Según el sistema estándar indio de límites y ajustes, tenemos grados de tolerancia y tamaños relativos, así como desviaciones fundamentales. Podemos usar esto para calcular las tolerancias del orificio o del eje.


¿Cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero?

Para comenzar a calcular las tolerancias de orificios o ejes, debemos comprender qué es la desviación fundamental.



La desviación fundamental es una tolerancia más que una tolerancia. La tolerancia es simplemente la desviación entre el diámetro mínimo del orificio y el diámetro máximo del eje.

A continuación encontrará la tabla con las desviaciones fundamentales.

¿Cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero?

En total están disponibles 25 desviaciones básicas. Todas estas 25 desviaciones se representan utilizando los alfabetos para agujeros y ondas. Estos alfabetos distinguen entre mayúsculas y minúsculas. Se utilizan letras mayúsculas para representar el orificio y letras minúsculas para representar las desviaciones del eje. Todas estas desviaciones están en micrómetros (micras).



¿Qué es un sistema de límites y qué es importante?…

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Desviaciones de los orificios: A, B, C, D, E, F, G, H, JS, J, K, M, N, P, R, S, T, U, W, X, Y, Z, Z.AzbzC

Desviaciones del eje: a, b, c, d, e, f, g, h, js, j, k, m, n, p, r, s, t, u, w, x, y, z, zAp.ejbp.ejC

Lo siguiente que necesitamos es conocer los niveles de tolerancia internacional.

Clases de tolerancia internacionales.

Según el sistema estándar indio de límites y ajustes, hay un total de 18 grados de tolerancia internacional (IT). Estas clases determinan las tolerancias para el valor del eje especificado. Las clases de tolerancia internacionales se enumeran a continuación.

IT01, IT0, IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT6, IT7, IT8, IT9, IT10, IT11, IT12, IT13, IT14, IT15, IT16.

Pero, ¿cómo utilizamos estos niveles de tolerancia?

Así es como usamos estas notas.

IT01 a IT4 – Para la producción de calibres, calibres de mandril y dispositivos de medición.
IT5 a IT7 – Para ajustes en aplicaciones mecánicas de precisión
IT8 a IT11 – Para ingeniería general
IT12 a IT14 – Para el procesamiento de chapa o el procesamiento de prensas
IT15 a IT16 – Para procesos como fundición, trabajos de corte en general.

Los valores de tolerancia se calculan en función del tamaño relevante que se especifica a continuación.
Para
IT01 = 0,3 + 0,008D
TI0 = 0,5 + 0,012D
TI1 = 0,8 + 0,020D
Grado de tolerancia IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16
Tamaño 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i 250i 400i 640i 1000i

Dónde

¿Cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero? (Unidades en micras, 1 micra = 0,001)

D = Diámetro medio geométrico en mm

(Las tolerancias para las clases de calidad IT2, IT3, IT4 están escaladas aproximadamente)

Estos valores de tolerancia se calculan y enumeran en la siguiente tabla. Para las 18 calidades, los incrementos de diámetro oscilan entre 1 y 500 mm.

¿Cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero?
tabla 1

Ahora tenemos una idea de lo que es una desviación fundamental y una tolerancia, ¿verdad? Vayamos al siguiente paso.

Por ejemplo, si un eje está marcado 40H8/f7, significa que el diámetro interior de 40 mm es el tamaño básico y el grado de tolerancia para el orificio es 8 (IT8) con una desviación H y la tolerancia para el eje es 7 (IT7). desviación de F

Veamos cómo podemos calcular tolerancias y desviaciones básicas para el agujero o un eje.

Método para calcular los valores de tolerancia para un eje o agujero.

1. Cálculo de la desviación básica.

a) Cálculo de la desviación básica de las olas.

La desviación superior y la desviación inferior de las ondas se muestran como él, huevo

Se puede observar que las ondas de A A hSe tienen en cuenta las desviaciones superiores, mientras que las ondas j A p.ejC, Se tiene en cuenta la desviación menor.

huevo = eso – TI (o) eso = huevo +ES

¿Cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero?
Tabla 2

Excepción: para js, la desviación del eje (superior e inferior) es ±IT/2

La desviación se puede calcular usando estas fórmulas.

Dónde

D = Diámetro medio geométrico en mm

está tomado de la siguiente tabla

b) Cálculo de la desviación básica para agujeros.

También se muestran la desviación superior y la desviación inferior del agujero. HUEVO, ÉL

EI = ES – IT (o) ES = EI + IT

Para calcular la desviación de los agujeros, consulte la siguiente tabla.

¿Cómo se calculan los valores de tolerancia para un eje o un agujero?
Tabla 3

Tarea de ejemplo para calcular valores de tolerancia para un eje o un agujero

Problema: Calcule las tolerancias, las desviaciones básicas y los límites de tamaño para el eje etiquetado como 40H8/f7.

Solución:

La designación del eje es 40H8/f7.

40 está entre los diámetros 30 y 50 (Estos valores están tomados de las tablas estándar [Table: 1])

D = √(30×50) = 38,73

De la ecuación anterior i = 0,00156 (1 micrómetro = 0,001 mm)

El tamaño relevante para el grado IT8 = 25i = 25 x 0,00156 = 0,039 …………………….i

El tamaño relevante para el grado IT7 = 16i = 16 x 0,00156 = 0,025 ……………………ii

[These values can be directly taken from the Table 1 ]

Desviación fundamental

La desviación básica inferior para el agujero es siempre (EI) = 0…………. III

De la mesa: 2

La desviación fundamental (desviación superior) de la onda. F

él = -5,5 (D)0,41

él = -5,5 (38,73)0,41

él = -24,63 micras (25 micras) = ​​-0,025 mm……………….iv

La desviación básica (desviación inferior) del eje. F

huevo = eso – ÉL

ei = -0,025-0,025 = -0,050 ………………………v (donde IT7 = 0,025 desde arriba)

Este signo negativo indica que la desviación básica está por debajo de la línea cero.

Restricciones de tamaño

Desde arriba, la desviación más baja para el agujero es (EI) = 0

El límite inferior es 40.000.

El límite superior del agujero = límite inferior del agujero + valor de tolerancia para el agujero

El límite superior del hoyo = 40.000+0,039 = 40.039

Los límites del hoyo son 40.000/40.039

Límite superior para el eje = límite inferior para el orificio (tamaño básico) – desviación básica

El límite superior de la ola = 40.000-0,025 = 39.975

El límite inferior del eje = límite superior del eje – tolerancia del eje

El límite inferior de la onda = 39,975-0,025 = 39,950

Los límites del eje son 39.975/39.950

Diploma

Este es un método de cálculo rápido para calcular la tolerancia del vástago o los agujeros previstos. [Reference Machine Design by RS kurmi]

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Tolerancias y desviaciones fundamentales en el diseño de máquinas

En el diseño de máquinas, cada uno de los componentes de la máquina se acopla con otro componente de la máquina con una ajuste definido. Existen diferentes tipos de ajustes disponibles, como el ajuste libre, el ajuste interferencia y los ajustes de transición. Estos ajustes están controlados por algunas tolerancias y holguras según los estándares establecidos. En realidad, estos valores de tolerancia se pueden calcular. Según el sistema de límites y ajustes de la norma india, existen grados de tolerancia y magnitudes relativas, y desviaciones fundamentales. Con la ayuda de estos, podemos calcular las tolerancias para el agujero o el eje.

Desviación fundamental

La desviación fundamental es una tolerancia en lugar de una holgura. La tolerancia es simplemente la desviación entre el diámetro mínimo del agujero y el diámetro máximo del eje. A continuación se muestra el gráfico de desviaciones fundamentales.

Tabla de desviación fundamental:

  1. A – a
  2. B – b
  3. C – c
  4. D – d
  5. E – e
  6. F – f
  7. G – g
  8. H – h
  9. JS – js
  10. J – j
  11. K – k
  12. M – m
  13. N – n
  14. P – p
  15. R – r
  16. S – s
  17. T – t
  18. U – u
  19. W – w
  20. X – x
  21. Y – y
  22. Z – z
  23. ZA – za
  24. ZB – zb
  25. ZC – zc

Sistema de tolerancia internacional

Según el sistema de límites y ajustes de la norma india, existen un total de 18 grados de tolerancia internacional (IT). Estos grados determinan las tolerancias para el valor designado del eje. A continuación se encuentran los grados de tolerancia internacionales:

  1. IT01
  2. IT0
  3. IT1
  4. IT2
  5. IT3
  6. IT4
  7. IT5
  8. IT6
  9. IT7
  10. IT8
  11. IT9
  12. IT10
  13. IT11
  14. IT12
  15. IT13
  16. IT14
  17. IT15
  18. IT16

A continuación te mostramos cómo se utilizan estos grados de tolerancia:

IT01 a IT4: se utilizan para la producción de calibres, galgas de enchufe e instrumentos de medición.

IT5 a IT7: se utilizan para ajustes en aplicaciones de ingeniería de precisión.

IT8 a IT11: se utilizan para ingeniería general.

IT12 a IT14: se utilizan para trabajos de chapa metálica o trabajos de prensado.

IT15 a IT16: se utilizan para procesos como fundición y cortes generales.

Los valores de tolerancia se calcularán mediante la relevante magnitud dada a continuación:

Tabla de magnitudes relevantes:

  1. 7i
  2. 10i
  3. 16i
  4. 25i
  5. 40i
  6. 64i
  7. 100i
  8. 160i
  9. 250i
  10. 400i
  11. 640i
  12. 1000i

Donde:

D = diámetro medio geométrico en mm

(Las unidades están en micrómetros, 1 micrómetro = 0.001 mm)

Para IT01 = 0.3 + 0.008D

Para IT0 = 0.5 + 0.012D

Para IT1 = 0.8 + 0.020D

Estos valores de tolerancia se calculan y se enumeran en la siguiente tabla para los 18 grados según los pasos de diámetro que van desde 1 mm hasta 500 mm:

Tabla 1: Valores de tolerancia y desviaciones fundamentales para los 18 grados según los pasos de diámetro

¿Cómo calcular tolerancias y desviaciones fundamentales para un agujero o un eje?

Procedimiento para calcular los valores de tolerancia para un eje o un agujero:

  1. Calcular la desviación fundamental
    1. Para los ejes:
    2. La desviación superior y la desviación inferior para los ejes se representan como es, ei. Es importante tener en cuenta que para los ejes de a a h, se consideran las desviaciones superiores, mientras que para los ejes de j a zc, se consideran las desviaciones inferiores.

      ei = es – IT (o) es = ei + IT

      Excepción: Para js, la desviación del eje (superior e inferior) es de ±IT/2. Con estas fórmulas, se puede calcular la desviación.

    3. Para los agujeros:
    4. La desviación superior y la desviación inferior para el agujero se representan como EI, ES.

      EI = ES – IT (o) ES = EI + IT.

  2. Calcular los límites de tamaño
    • Para los agujeros:
    • El límite inferior será el mismo que el tamaño básico del agujero, mientras que el límite superior será igual al límite inferior más el valor de tolerancia para el agujero.

    • Para los ejes:
    • El límite superior será igual al límite inferior del agujero (tamaño básico) menos la desviación fundamental, mientras que el límite inferior será igual al límite superior del eje menos la tolerancia para el eje.

Ejemplo de cálculo de valores de tolerancia para un eje o un agujero

Problema: Calcular las tolerancias, desviaciones fundamentales y límites de tamaño para un eje designado como 40H8/f7.

Solución:

El eje se designa como 40H8/f7, lo que implica que el tamaño básico es de 40 mm y el grado de tolerancia para el agujero es 8 (IT8) con una desviación H, y la tolerancia para el eje es 7 (IT7) con la desviación f.

Los pasos de diámetro que incluyen 40 son 30 y 50 (estos valores se toman de las tablas estándar). Por lo tanto, D = √(30×50) = 38,73.

i = 0.00156 (1 micrómetro = 0.001 mm).

Magnitud relevante para el grado IT8: 25i = 25 x 0.00156 = 0.039 (se toma directamente de la Tabla 1).

Magnitud relevante para el grado IT7: 16i = 16 x 0.00156 = 0.025 (se toma directamente de la Tabla 1).

Desviación fundamental:

  • La desviación inferior fundamental para el agujero siempre será (EI) = 0.
  • Para el eje, según la Tabla 2, la desviación superior fundamental para la desviación f es de -0.025 mm.
  • La desviación inferior fundamental para la desviación f es de -0.050 mm.

Límites de tamaño:

  • El límite inferior para el agujero será 40.000.
  • El límite superior para el agujero será 40.000 + 0.039 = 40.039.
  • Los límites del agujero serán 40.000/40.039.
  • El límite superior para el eje será 40.000 – 0.025 = 39.975.
  • El límite inferior para el eje será 39.975 – 0.025 = 39.950.
  • Los límites del eje serán 39.975/39.950.

Conclusión

Este es un procedimiento rápido para calcular la tolerancia para un eje o un agujero designado. Se puede utilizar como referencia el libro «Diseño de máquinas» de RS Kurmi.

Es importante tener en cuenta que estos cálculos pueden variar según los estándares y las normas aplicables. Siempre se deben seguir los estándares y las recomendaciones específicas de la industria o de los fabricantes de máquinas.

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