Um engenheiro em uma linha de reparos de motores mede 25,033 mm em um alojamento recém-furado. O desenho pede H8, então o tamanho é legal, mas o ajuste só funcionará se a tolerância do eixo e a escolha do rolamento corresponderem. H8 é uma das classes de tolerância de furo mais comuns na ISO 286 e também é uma das mais frequentemente mal interpretadas. Em termos simples, H8 significa que o furo pode ficar em qualquer lugar desde o tamanho nominal até um limite de sobredimensionamento definido, sem desvio subdimensionado. Para um furo de 25 mm, essa janela tem 0,033 mm de largura. Este artigo explica o que o H8 realmente controla, como ele se compara a outras classes e como aplicá-lo a assentos de rolamento sem adivinhação.
O que significa tolerância H8 na ISO 286
A ISO 286 define classes de tolerância como uma combinação de um desvio fundamental, mostrado por uma letra, e um grau de tolerância internacional, mostrado por um número. A letra H marca um furo cujo desvio inferior é zero, portanto o menor diâmetro aceitável é igual ao tamanho básico. O número 8 refere-se à nota IT8, que define a largura da zona de tolerância. H8, portanto, permite um furo que é exatamente nominal na extremidade inferior e até o limite IT8 na extremidade superior.
Como a restrição se aplica apenas ao lado superior, H8 é unilateral. Um furo H8 de 25 mm mede entre 25.000 mm e 25.033 mm. Este comportamento é conveniente na usinagem: a fresa começa no tamanho nominal e pode sofrer desgaste externo, e a peça permanece aceitável até que o furo ultrapasse o limite superior. A inspeção também é simples, pois o limite inferior é sempre a dimensão nominal.
Base do Furo versus Base do Eixo
A ISO 286 suporta sistemas de base de furo e de eixo. H8 é uma classe básica de furo, portanto o furo é mantido em um desvio fixo enquanto o eixo é selecionado para criar o ajuste desejado. Essa abordagem geralmente é mais barata porque alargadores padrão, ferramentas de mandrilamento e medidores de plugue são construídos em torno da série H. Os ajustes de base do eixo ainda são comuns na indústria de rolamentos para assentos de anéis externos, mas os desenhos gerais de usinagem geralmente começam em um furo H6, H7 ou H8.
Valores de tolerância H8 em faixas de tamanhos básicos
A largura da zona H8 não é constante em termos absolutos. Ela cresce à medida que cresce o tamanho básico, porque a produção em diâmetros maiores acumula naturalmente mais variação dimensional. A Tabela 1 lista os desvios limites para furos H8 em milímetros nas faixas mais relevantes para montagens de rolamentos.
Tabela 1: Desvios de limite de furo H8 de acordo com ISO 286 para faixas de tamanhos básicos comuns.
Faixa de tamanho básico (mm)
Desvio inferior (mm)
Desvio superior (mm)
Mais de 0 a 3
0
0.014
Mais de 3 a 6
0
0.018
Mais de 6 a 10
0
0.022
Mais de 10 a 18
0
0.027
Mais de 18 a 30
0
0.033
Mais de 30 a 50
0
0.039
Mais de 50 a 80
0
0.046
Mais de 80 a 120
0
0.054
O Gráfico 1 visualiza como o limite superior aumenta com a faixa de tamanho. As barras mostram o sobredimensionamento máximo permitido de um furo H8 para cada faixa. Ao comparar desenhos de diferentes tamanhos de eixo, essa tendência é mais importante do que a maioria das pessoas espera.
O Gráfico 1 compara os desvios superiores do H8 em oito faixas básicas de tamanho de 0 a 120 mm. Cada barra mostra o valor máximo pelo qual o furo pode exceder seu tamanho nominal. O padrão é suave e aumenta constantemente, de 0,014 mm na faixa menor a 0,054 mm na faixa de 80 a 120 mm. Um projetista que vê o mesmo símbolo H8 em dois desenhos de diâmetros diferentes não deve assumir o mesmo tamanho máximo. Uma oficina de usinagem não deve usar um único valor de corte como limite de aceitação para todos os furos H8. O medidor de inspeção deve corresponder ao diâmetro real em consideração.
Como o H8 se compara ao H7, H9 e H11
A seleção de um grau de tolerância é uma troca entre precisão funcional e custo de fabricação. H7 é o padrão para muitos assentos de rolamentos de precisão e peças deslizantes. H8 relaxa a zona aproximadamente pela metade novamente e é comum para furos de alojamento, assentos de polias e ajustes de folga geral. H9 e H11 ampliam ainda mais a zona e aparecem apenas quando o alinhamento não é crítico.
Para um furo de 30 a 50 mm, os limites superiores são 0,025 mm para H7, 0,039 mm para H8, 0,062 mm para H9 e 0,160 mm para H11. O salto de H8 para H11 é mais de quatro vezes maior, o que muda drasticamente o comportamento do ajuste. O Gráfico 2 mostra como a zona de tolerância cresce nas faixas de diâmetro para essas quatro classes.
O Gráfico 2 representa o desvio superior de quatro graus de tolerância de furo comuns em relação à faixa de tamanho básico. Cada linha sobe da esquerda para a direita, confirmando que a zona de tolerância se expande com o diâmetro. A distância entre as linhas H7 e H8 permanece modesta, razão pela qual ambas as classes são utilizadas para aplicações semelhantes. A diferença entre H8 e H9 é muito maior, e a linha H11 fica muito acima das demais. Esta comparação visual deixa claro por que mudar de H8 para H9 ou H11 sem redesenhar o ajuste pode levar a folga radial visível e vibração em um conjunto de rolamento. Um alvo de usinagem H8 é intencionalmente mais preciso que um furo H9 geral, mas ainda mais econômico que H7.
H8 em ajustes de mancais: exemplos de folga
O uso mais comum de um furo H8 é como alojamento ou assento de polia através do qual um eixo passa com um ajuste de folga. O ajuste resultante é descrito combinando o furo H8 com uma classe de tolerância do eixo. Dois parceiros típicos são f7 e g6, e o ajuste decorre dos seus desvios limite.
Tabela 2: Folga calculada para furos H8 combinados com tolerâncias de eixo comuns no tamanho básico de 18 a 30 mm.
Par adequado
Desvios do eixo (mm)
Folga mínima (mm)
Folga máxima (mm)
H8/f7
-0,020 a -0,041
0.020
0.074
H8/g6
-0,007 a -0,020
0.007
0.053
H8/h8
0 a -0,033
0
0.066
O cálculo do ajuste é simples: subtraia o desvio superior e o desvio inferior do eixo do limite superior H8 para obter a folga mínima e máxima. O Gráfico 3 mostra essas faixas de folga lado a lado. Quanto mais alto for o par de colunas, maior será o intervalo que um projetista deve aceitar.
A Tabela 3 compara a folga mínima e máxima para três ajustes comuns que utilizam furo H8 no tamanho básico de 18 a 30 mm. O par H8/f7 oferece a faixa mais ampla, de 0,020 mm a 0,074 mm, adequada para eixos girando em velocidade moderada em caixas lubrificadas. O par H8/g6 é mais apertado, com folga mínima de apenas 0,007 mm, tornando-o adequado para fusos mais silenciosos e com menores requisitos de vibração. O par H8/h8 permite uma folga até zero, o que é útil para montagens deslizantes, mas arriscado se a expansão térmica unir as peças. A distância vertical entre as barras mínima e máxima mostra quanta variação o projetista deve administrar. Se a aplicação não puder tolerar essa dispersão, o H8 poderá precisar ser substituído por uma classe mais apertada, como H7, ou o parceiro do eixo será trocado.
Inspeção e compra de peças com furos H8
Um furo H8 é verificado com um medidor de plugue bilateral, um micrômetro de furo ou uma máquina de medição por coordenadas. Um medidor dimensionado até o limite inferior, igual ao tamanho nominal, deve passar. Um medidor proibido dimensionado até o limite superior não deve passar. A temperatura de inspeção deve estar próxima de 20 graus Celsius, porque uma carcaça de alumínio usinado pode mover dezenas de mícrons com apenas alguns graus de mudança de temperatura.
Várias questões práticas se escondem atrás de um simples texto explicativo H8:
Erros de circularidade não são cobertos por uma verificação de tamanho, portanto, um furo oval pode medir dentro de H8 e ainda assim criar desgaste irregular ou falha prematura da vedação.
O acabamento da superfície é importante porque um furo H8 com paredes ásperas reduz a folga efetiva e acelera o atrito sob vibração.
Ao comprar peças usinadas, solicite os valores reais do furo medido em vez de um certificado que simplesmente indique H8.
Separe a intenção do projeto da tolerância de assento recomendada pelo fabricante do rolamento. Muitos rolamentos rígidos de esferas são montados de forma aceitável em caixas H7 ou H8, dependendo da carga e da velocidade, mas o anel externo não deve estar livre o suficiente para girar na caixa. Se você planeja montar um rolamento em um furo H8, verifique se o ajuste efetivo ainda atende aos requisitos operacionais.
Escolhendo o rolamento correto para um furo de alojamento H8
Uma carcaça H8 é frequentemente usada com rolamentos rígidos de esferas em motores elétricos, caixas de engrenagens, transportadores e máquinas leves, onde o anel externo permanece estacionário na sede. Se o furo da caixa estiver próximo do limite superior H8, o anel externo ficará visivelmente mais livre, portanto, ruído e vibração devem ser verificados no início do teste. Em muitas linhas de produção, um furo H8 de limite superior ainda funciona, mas a folga interna radial do rolamento e a tolerância do eixo devem corresponder à operação real.
Para uma substituição simples ou um novo design de velocidade média, rolamentos rígidos de esferas cobrem a maioria das aplicações de diâmetro interno de mancal de 3 a 200 mm. Eles suportam cargas radiais moderadas, funcionam silenciosamente e são uma primeira escolha prática quando a sede H8 já está usinada.
Para aplicações com cargas radiais e axiais combinadas mais altas, um rolamento de esferas de contato angular de duas carreiras oferece melhor rigidez no mesmo arranjo de mancal. O ângulo de contato e a pré-carga alteram a forma como o rolamento reage a um assento H8, especialmente sob cargas momentâneas. Onde o eixo deve suportar cargas mais pesadas em um envelope compacto, rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras fornecem uma solução mais forte e ainda permitem uma tolerância de alojamento padrão.
Seja qual for o tipo de rolamento, procedimentos de instalação de rolamentos tornam-se mais críticos quando o furo da caixa fica próximo ao limite superior H8, porque um anel externo solto pode girar e gerar calor. Uma abordagem prática é especificar um alojamento um pouco mais apertado para serviços pesados ou de alta velocidade e, em seguida, relaxar a tolerância somente depois que os dados de teste mostrarem que a temperatura e o ruído estão estáveis.
Escolher o H8 é apenas o primeiro passo. A classe de tolerância fixa a janela de tamanho, mas o desempenho real ainda depende do parceiro do eixo, do tipo de rolamento, do acabamento superficial, da temperatura e do método de medição. Verifique o furo em ambas as extremidades e em dois planos, confirme a folga efetiva com o rolamento escolhido e compare os dados de usinagem do fornecedor antes da montagem. Um pequeno investimento em metrologia na fase de protótipo evita grandes falhas em campo posteriormente. Em caso de dúvida, comece com uma combinação comprovada, como H8 com f7 ou g6, e aumente a classificação somente quando o ciclo de trabalho justificar.
