TCD – Curs nr.1

0

Toleranțe și Control

Dimensional

Titular curs: prof. dr. ing. CRISTIAN Ioan

Asistent: ddr. ing. ICHIM Izabella

TCD – Curs nr.1

1

Curs nr.1

Obiectivul cursului

Istoric

Structura cursului

Tematica laboratorului

Metodologia de evaluare a cunoştinţelor

TCD – Curs nr.1

2

1. NOŢIUNI DE BAZĂ

1.1. Introducere

Piesele din cadrul unui ansamblu trebuie să asigure parametrii constructiv - funcționali (Fig.1.1) și estetici

ai acestuia pentru care a fost conceput. Performanțele unor produse similare (mașini, instalații, echipamente,

etc.) se pot aprecia comparativ printr-un indicator global și anume calitatea produsului. Conform standardului

ISO nr. 8402/1986, calitatea este definită prin ansamblul de proprietăţi şi caracteristici ale unui produs sau

serviciu care îi conferă acestuia capacitatea de a satisface cerințele exprimate sau implicite.

Nivelul calitativ impus unui produs determină prețul de cost al acestuia, iar acceptarea raportului

calitate – preț de cost este determinată de exstența sau nu a unei piețe de desfacere pentru produsul respectiv.

1.2. Interschimbalitatea

Interschimbabilitatea reprezintă proprietatea unor piese / subansambluri de a se substitui reciproc, fără ca

funcționarea ansamblului să iasă din limitele acceptate prin proiectare. Efectul interschimbabilității îl

reprezintă posibilitatea utilizării pieselor de schimb, în momentul în caresunt afectate performanțele

ansamblului.

Interschimbabilitatea poate fi:

a) Interschimbabilitate completă

b) Interschimbabilitate parțială, care este limitată doar în cadrul procesului de fabricație și anume în

interiorul loturilor dimensionale în care au fost sortate piesele fabricate (de ex. corpurile de rulare și

inelele rulmenților).

TCD – Curs nr.1

3

1.3. Precizia dimensională

Fig.1.1 Fig.1.2

La asamblarea a două piese se deosebesc două

suprafețe: alezajul care reprezintă o suprafață

cuprinzătoare și arborele care reprezintă suprafața

cuprinsă (Fig.1.2). Noțiunile de alezj și arbore sunt

general valabile, indiferent de de forma acestora sau și

de forma secțiunii lor. Prin urmare, se întâlnesc

alezaje și arbori cilindrici / conici, arbori canelați,

butuci canelați, piulițe (alezaje filetate), șuruburi

(arbori filetați), butuci canelați, arbori în K, arbori

hexagonali, etc.

a) b)

Fig.1.3

1.3.1. Dimensiuni, abateri și toleranțe

Piesele sunt caracterizate printr-o anumită formă

și printr-o mărime asociată dimensiunilor sale,

exprimate în mm sau în grade. În comtinuare,

noțiunile de bază le vom trata prin intermediul

pieselor cilindrice.

TCD – Curs nr.1

4

a) Dimensiunea nominală N (Fig.1.3) este valoarea numerică care caracterizează dimensiunea piesei,

indiferent de abaterile de execuție. Pe desenul de execuție al piesei sunt reprezentate dimensiunile (cotele)

nominale, fără a tine cont de abaterile și toleranțele prescrise pentru execuția acesteia. De regulă, valorile sale

sunt numere întregi standardizate, pentru a ieftini execuția, prin utilizarea sculelor și verificatoarelor fabricate

centralizat. b) Dimensiunea efectivă E este dimensiunea pusă în evidență prin măsurarea piesei executate. Valoarea ei

diferă de dimensiunea reală a piesei, fiind dependentă de precizia instrumentului de măsurare (șubler =

precizie de zecime de mm, micrometru = precizie de sutime de mm, etc.). Obs. În continuare vom face următoarea convenție: vom nota cu majuscule parametrii dimensionali ai

alezajelor și cu litere mici, parametrii dimensionali ai arborilor.

c) Dimensiunea limită maximă maxmax , dD

delmitează superior domeniul în care piesa este bună

din punct de vedere funcțional.

d) Dimensiunea limită minima minmin , dD

delmitează inferior domeniul în care piesa este bună

din punct de vedere funcțional. e) Abaterea efectivă A a alezajului este diferența

dintre dimensiunea efectivă și dimensiunea nominală NEA (1.1)

f) Abaterea superioară sA a alezajului este

diferența dintre dimensiunea limită maximă și

dimensiunea nominală

NDA maxs (1.2)

g) Abaterea inferioară iA a alezajului este

diferența dintre dimensiunea limită minimă și

dimensiunea nominală

NDA maxi (1.3)

h) Toleranța DT a alezajului reprezintă domeniul

în care piesa este bună din punct de vedere functional,

fiind definită ca diferența dintre dimensiunea limită

maximă și dimensiunea limită minimă

minmaxD DDT (1.4)

iar toleranța dT a arborelui se definește în mod

similar:

minmaxd ddT (1.5)

TCD – Curs nr.1

5

Dacă în relațiile (1.4) și (1.5) se adună și se scade

N, se obțin în final relațiile de calcul a toleranțelor în

funcție de abaterile superioară și inferioară indicate în

sistemul de toleranțe standardizat:

NNDDT minmaxD

isD AAT (1.6)

isd aaT (1.7)

Observații

Toleranțele se reprezintă (Fig.1.3) prin câmpuri

dreptunghiulare, dublu hașurate pentru alezaj și

simplu hașurate pentru arbore. Înălțimea

acestor dreptunghiuri este cu atât mai mică cu

cât precizia este mai bună.

Toleranțele pot fi numai pozitive

Abaterile, însă, pot fi pozitive, negative sau

zero, în funcție de poziția cîmpurilor de

toleranță în raport cu linia zero (v. curs nr.2).

1.3.2. Tipuri de asamblări

Asamblarea caracterizează raportul dimensional în

care se găsește un alezaj față de un arbore. Există prin

urmare două tipuri de asamblări:

a) Asamblare cu joc, atunci când alezajul este mai

mare ca arborele (Fig.1.4).

Fig.1.4

Jocul reprezintă diferența dintre diametrul

alezajului și diametrul arborelui:

dDJ (1.8)

Dacă în aceastp relație se adună și se scade N, se

obține relația de calcul a jocului:

aAJ (1.9)

funcție de abaterea NDA a alezajului și de

abaterea Nda a arborelui.

b) Asamblare cu strângere, atunci când alezajul

este mai mic decât arborele (Fig.1.5).

Strângerea reprezintă diferența dintre diametrul

arborelui și diametrul alezajului:

DdS (1.10)

TCD – Curs nr.1

6

Strângerea reprezintă diferența dintre

diametrul arborelui și diametrul alezajului:

DdS (1.10)

În mod similar, se obține relația de calcul a

strângerii: AaS (1.11)

1.3.3. Tipuri de ajustaje

Ajustajul este asociat producției de serie și

caracterizează raportul dimensional în care se

găsește o mulțime de alezaje și o mulțime de

arbori, de aceiași formă și cu aceiași dimensiune

nominal N.

Vom avea:

– ajustaje cu joc

– ajustaje cu strangere

– ajustaje de trecere (intermediare)

a) Ajustaje cu joc ( maxmin dD )

În acest caz, câmpul de toleranță al alezajului

este situat deasupra câmpului de toleranță al

arborelui (Fig.1.5).

Se pot defini un joc maxim și un joc minim

care pot să apară în urma execuției:

Fig.1.5

Fig.1.6

maxminmin

minmaxmax

dDJ

dDJ (1.12)

care se pot calcula și în funcție de abaterile alezajului și

arborelui.

simin

ismax

aAJ

aAJ (1.13)

TCD – Curs nr.1

7

Prezența unei valori maxime și a unei valori

minime permit a defini o toleranță a jocului:

minmaxJ JJT (1.14)

care în urma înlocuirilor, pune în evidență

faptul că toleranța jocului este suma toleranțelor

alezajului și arborelui.

dDJ TTT (1.15)

Utilizare:

ajustajele cu joc se folosesc în cazul asam -

blărilor demontabile.

Cu cât jocurile sunt mai mici, cu atât bătăile

radiale / axale sunt mai mici (cel mai utilizat

este ajustaul alunecător – v. cursul nr.2).

b) Ajustaje cu strangere ( minmax dD )

La ajustajele cu strângere, câmpul de

toleranță al arborelui este situat deasupra

câmpului de toleranță al alezajului (Fig.1.6).

În mod similar, se pot defini / calcula o

strângere maximă și o strângere minimă:

maxminmin

minmaxmax

DdS

DdS (1.16)

Fig.1.6

simin

ismax

AaS

AaS (1.17)

respectiv o toleranță a strângerii:

minmaxS SST (1.18)

Ca și în cazul precedent, toleranța strângerii este suma

toleranțelor alezajului și arborelui.

dDS TTT (1.19)

Utilizare:

Ajustajele cu strângere se folosesc pentru asamblări

nedemeontabile.

Asigură bătăi minime, iar la strângeri mari pot să

transmită și cupluri de torsiune.

TCD – Curs nr.1

8

La o demontare și o montare ulterioară se

micșorează strângerea inițială sau se poate

ajunge chiar la joc.

c) Ajustaje de trecere (intermediare)

La ajustajele de trecere, câmpul de toleranță al

arborelui este situat parțial / integral peste câmpul

de toleranță al alezajului (Fig.1.7).

La acest tip de ajustaj poate să apară un joc

maxim maxJ și o strângere maximă maxS , iar

0minmin SJ .

Fig.1.7

Utilizare:

Ajustajele intermediare se folosesc pentru asamblări

care să asigure bătăi foarte mici.