TCD Curs nr.1

0

Tolerane i Control Dimensional

Titular curs: prof. dr. ing. CRISTIAN Ioan

Asistent: dr. ing. Ioana Petre

TCD Curs nr.1

1

Curs nr.1

Obiectivul cursului Obiectivul principal al acestui curs este s asigure cunostintele de baza care sa permita viitorilor ingineri mecanici tolerarea dimensional i de form a pieselor proiectate, n funcie de rolul lor funcional n cadrul ansamblului din care acestea fac parte.

Istoric Structura cursului Tematica laboratorului Metodologia de evaluare a cunotinelor.

Bibliografie

1. Buzatu, C., -Tolerane i ajustaje pentru mecanica fin, Universitatea din Brasov, 1986. 2. Cruciat, P., - Tolerane i ajustaje, Universitatea Transilvania din Brasov, 1986. 3. Ivan, M., - Masini - unelte si control dimensional. Curs, Universitatea din Brasov, 1979.

4. Ivan, M., s.a. - Masini - unelte si control dimensional. Ed. Didactica si Pedagogica,

Bucuresti, 1980.

5. Ivan, M., Cristian, I., .a. Tolerane i control dimensional. ndrumar de laborator. Universitatea Transilvania din Brasov, 1993.

TCD Curs nr.1

2

TCD Curs nr.1

3

TCD Curs nr.1

4

TCD Curs nr.1

5

TCD Curs nr.1

6

1. NOIUNI DE BAZ

1.1. Introducere

Piesele din cadrul unui ansamblu trebuie s asigure parametrii constructiv - funcionali (Fig.1.1) i estetici ai acestuia pentru care a fost conceput. Performanele unor produse similare (maini, instalaii, echipamente, etc.) se pot aprecia comparativ printr-un indicator global i anume calitatea produsului. Conform standardului ISO nr. 8402/1986, calitatea este definit prin ansamblul de proprieti i caracteristici ale unui produs sau serviciu care i confer acestuia capacitatea de a satisface cerinele exprimate sau implicite. Nivelul calitativ impus unui produs determin preul de cost al acestuia, iar acceptarea raportului calitate pre de cost este determinat de exstena sau nu a unei piee de desfacere pentru produsul respectiv.

1.2. Interschimbalitatea

Interschimbabilitatea reprezint proprietatea unor piese / subansambluri de a se substitui reciproc, fr ca funcionarea ansamblului s ias din limitele acceptate prin proiectare. Efectul interschimbabilitii l reprezint posibilitatea utilizrii pieselor de schimb, n momentul n caresunt afectate performanele ansamblului.

Interschimbabilitatea poate fi:

a) Interschimbabilitate complet b) Interschimbabilitate parial, care este limitat doar n cadrul procesului de fabricaie i anume n

interiorul loturilor dimensionale n care au fost sortate piesele fabricate (de ex. corpurile de rulare i inelele rulmenilor).

TCD Curs nr.1

7

1.3. Precizia dimensional

Fig.1.1 Fig.1.2

La asamblarea a dou piese se deosebesc dou suprafee: alezajul care reprezint o suprafa cuprinztoare i arborele care reprezint suprafaa cuprins (Fig.1.2). Noiunile de alezj i arbore sunt general valabile, indiferent de de forma acestora sau i de forma seciunii lor. Prin urmare, se ntlnesc alezaje i arbori cilindrici / conici, arbori canelai, butuci canelai, piulie (alezaje filetate), uruburi (arbori filetai), butuci canelai, arbori n K, arbori hexagonali, etc.

a) b) Fig.1.3

1.3.1. Dimensiuni, abateri i tolerane

Piesele sunt caracterizate printr-o anumit form i printr-o mrime asociat dimensiunilor sale, exprimate n mm sau n grade. n comtinuare, noiunile de baz le vom trata prin intermediul

TCD Curs nr.1

8

pieselor cilindrice.

a) Dimensiunea nominal N (Fig.1.3) este valoarea numeric care caracterizeaz dimensiunea piesei, indiferent de abaterile de execuie. Pe desenul de execuie al piesei sunt reprezentate dimensiunile (cotele) nominale, fr a tine cont de abaterile i toleranele prescrise pentru execuia acesteia. De regul, valorile sale sunt numere ntregi standardizate, pentru a ieftini execuia, prin utilizarea sculelor i verificatoarelor fabricate centralizat.

b) Dimensiunea efectiv E este dimensiunea pus n eviden prin msurarea piesei executate. Valoarea ei difer de dimensiunea real a piesei, fiind dependent de precizia instrumentului de msurare (ubler = precizie de zecime de mm, micrometru = precizie de sutime de mm, etc.). Obs. n continuare vom face urmtoarea convenie: vom nota cu majuscule parametrii dimensionali ai alezajelor i cu litere mici, parametrii dimensionali ai arborilor.

c) Dimensiunea limit maxim maxmax , dD

delmiteaz superior domeniul n care piesa este bun din punct de vedere funcional.

d) Dimensiunea limit minima minmin , dD

delmiteaz inferior domeniul n care piesa este bun din punct de vedere funcional.

e) Abaterea efectiv A a alezajului este diferena dintre dimensiunea efectiv i dimensiunea nominal

NEA (1.1) f) Abaterea superioar sA a alezajului este

diferena dintre dimensiunea limit maxim i dimensiunea nominal

NDA maxs (1.2)

diferena dintre dimensiunea limit minim i dimensiunea nominal

NDi minA (1.3)

h) Tolerana DT a alezajului reprezint domeniul

n care piesa este bun din punct de vedere functional, fiind definit ca diferena dintre dimensiunea limit maxim i dimensiunea limit minim

minmaxD DDT (1.4)

iar tolerana dT a arborelui se definete n mod

similar:

minmaxd ddT (1.5)

TCD Curs nr.1

9

g) Abaterea inferioar iA a alezajului este

Dac n relaiile (1.4) i (1.5) se adun i se scade

N, se obin n final relaiile de calcul a toleranelor n funcie de abaterile superioar i inferioar indicate n sistemul de tolerane standardizat:

NNDDT minmaxD

isD AAT (1.6)

isd aaT (1.7)

Observaii

Toleranele se reprezint (Fig.1.3) prin cmpuri dreptunghiulare, dublu haurate pentru alezaj i simplu haurate pentru arbore. nlimea acestor dreptunghiuri este cu att mai mic cu ct precizia este mai bun.

Toleranele pot fi numai pozitive

Abaterile, ns, pot fi pozitive, negative sau zero, n funcie de poziia cmpurilor de toleran n raport cu linia zero (v. curs nr.2).

1.3.2. Tipuri de asamblri

Asamblarea caracterizeaz raportul dimensional n care se gsete un alezaj fa de un arbore. Exist prin urmare dou tipuri de asamblri:

mare ca arborele (Fig.1.4).

Fig.1.4

Jocul reprezint diferena dintre diametrul alezajului i diametrul arborelui:

dDJ (1.8)

Dac n aceastp relaie se adun i se scade N, se obine relaia de calcul a jocului:

aAJ (1.9)

funcie de abaterea NDA a alezajului i de abaterea Nda a arborelui.

b) Asamblare cu strngere, atunci cnd alezajul este mai mic dect arborele (Fig.1.5). Strngerea reprezint diferena dintre diametrul arborelui i diametrul alezajului:

DdS (1.10)

TCD Curs nr.1

10

a) Asamblare cu joc, atunci cnd alezajul este mai

Strngerea reprezint diferena dintre diametrul arborelui i diametrul alezajului:

DdS (1.10)

n mod similar, se obine relaia de calcul a

strngerii: AaS (1.11)

1.3.3. Tipuri de ajustaje

Ajustajul este asociat produciei de serie i caracterizeaz raportul dimensional n care se gsete o mulime de alezaje i o mulime de arbori, de aceiai form i cu aceiai dimensiune

nominal N. Vom avea:

ajustaje cu joc ajustaje cu strangere ajustaje de trecere (intermediare)

a) Ajustaje cu joc ( maxmin dD )

n acest caz, cmpul de toleran al alezajului este situat deasupra cmpului de toleran al arborelui (Fig.1.5).

Se pot defini un joc maxim i un joc minim

Fig.1.5

Fig.1.6

maxminmin

minmaxmax

dDJ

dDJ (1.12)

care se pot calcula i n funcie de abaterile alezajului i arborelui.

TCD Curs nr.1

11

care pot s apar n urma execuiei:

simin

ismax

aAJ

aAJ (1.13)

Prezena unei valori maxime i a unei valori minime permit a defini o toleran a jocului:

minmaxJ JJT (1.14)

care n urma nlocuirilor, pune n eviden faptul c tolerana jocului este suma toleranelor alezajului i arborelui.

dDJ TTT (1.15)

Utilizare:

ajustajele cu joc se folosesc n cazul asam -blrilor demontabile.

Cu ct jocurile sunt mai mici, cu att btile radiale / axale sunt mai mici (cel mai utilizat

este ajustaul alunector v. cursul nr.2).

b) Ajustaje cu strangere ( minmax dD )

La ajustajele cu strngere, cmpul de toleran al arborelui este situat deasupra cmpului de toleran al alezajului (Fig.1.6). n mod similar, se pot defini / calcula o strngere maxim i o strngere minim:

Fig.1.6

simin

ismax

AaS

AaS (1.17)

respectiv o toleran a strngerii:

minmaxS SST (1.18)

Ca i n cazul precedent, tolerana strngerii este suma toleranelor alezajului i arborelui.

dDS TTT (1.19)

Utilizare:

Ajustajele cu strngere se folosesc pentru asamblri nedemeontabile.

TCD Curs nr.1

12

maxminmin

minmaxmax

DdS

DdS (1.16)

Asigur bti minime, iar la strngeri mari pot s transmit i cupluri de torsiune.

La o demontare i o montare ulterioar se micoreaz strngerea iniial sau se poate ajunge chiar la joc.

c) Ajustaje de trecere (intermediare)

La ajustajele de trecere, cmpul de toleran al arborelui este situat parial / integral peste cmpul de toleran al alezajului (Fig.1.7). La acest tip de ajustaj poate s apar un joc

maxim maxJ i o strngere maxim maxS , iar

0minmin SJ .

Fig.1.7

Utilizare:

Ajustajele intermediare se folosesc pentru asamblri care s asigure bti foarte mici.

Curs nr.1 Comentarii / de reinut

Interschimbabilitate parial este limitat doar n cadrul procesului de fabricaie,

Noiuni de baz formule de definiie / calcul : N , sA ,

iA , DT .

Ajustaje cu joc / strngere: maxJ , minJ , JT ,

maxS , minS , ST

TCD Curs nr.1

13

Ajustajele intermediare au cmpurile de toleran

suprapuse partial / integral ( 0minmin SJ )