Tabela de tolerância de ajuste por pressão: ajustes de interferência, designações ISO e ajustes de rolamentos

Um furo H7 e um eixo p6 com tamanho nominal de 25 mm fornecem entre 1 e 35 mícrons de interferência. Esse único número, e não o par de letras escrito no desenho, decide se um cubo de engrenagem mantém o torque ou começa a girar no eixo após o primeiro ciclo de aquecimento. Existe um gráfico de tolerância de ajuste à pressão para ajudá-lo a encontrar esse número de forma rápida e confiável.

A conclusão primeiro: leia o gráfico da faixa de interferência e depois teste essa faixa em relação à carga, material e temperatura de trabalho. Os gráficos raramente falham sozinhos. Os ajustes falham quando alguém copia uma nota H7/p6 de um desenho antigo e a aplica a uma caixa de alumínio de parede fina operando a 90°C.

O que um gráfico de tolerância de ajuste à pressão realmente contém

Um gráfico padrão, quer siga a ISO 286 ou o antigo sistema ANSI B4.2, é construído a partir de quatro dados:

• Faixa de tamanho nominal, como 18 a 30 mm ou 30 a 50 mm. Os limites mudam a cada limite da banda, então a banda é tão importante quanto a letra.
• Carta de classe de tolerância. Letras maiúsculas descrevem furos como H, K, N, P e S, enquanto letras minúsculas descrevem eixos como h, k, n, p e s.
• Número do grau de tolerância. O número é o grau de TI e define a largura da zona de tolerância. Em 25 mm, IT6 abrange 13 mícrons e IT7 abrange 21 mícrons.
• Desvios em mícrons, medidos a partir da linha nominal ou zero. O desvio superior fica acima da linha, o desvio inferior abaixo dela.

O que o gráfico deixa de fora é igualmente importante. Assume uma temperatura de referência de 20 C, superfícies limpas e peças redondas e rígidas. Erro de arredondamento, rugosidade da superfície, espessura do revestimento e expansão térmica em serviço ficam fora da mesa, e cada um deles pode deslocar uma junta mais do que toda a largura de tolerância impressa na página.

Como ler a interferência diretamente do gráfico

Pegue uma junta nominal de 25 mm com furo H7 e eixo p6. O gráfico fornece estes desvios:

• Furo H7: 0 a 21 mícrons, então o furo mede 25.000 a 25.021 mm
• eixo p6: 22 a 35 mícrons, então o eixo mede 25,022 a 25,035 mm

A interferência mínima é o menor eixo menos o maior furo: 25,022 menos 25,021 é igual a 0,001 mm ou 1 mícron. A interferência máxima é o maior eixo menos o menor furo: 25,035 menos 25,000 é igual a 0,035 mm, ou 35 mícrons.

Esse piso de 1 mícron é o ponto fraco do H7/p6. Um furo levemente oval, uma rebarba no chanfro ou um eixo girando 5°C mais quente que o alojamento podem apagá-lo completamente. H7/p6 é adequado para torque moderado em peças de aço rígidas montadas uma vez. Quando for necessária uma força de retenção real, mova a sequência de letras para r6 ou s6 e aceite a força de montagem mais alta que vem com ela.

Valores do gráfico de tolerância de ajuste de pressão no tamanho nominal de 25 mm

A tabela abaixo lista as combinações mais frequentemente extraídas de uma tabela de tolerância de ajuste por pressão na faixa de 18 a 30 mm. A interferência é calculada da mesma forma que no exemplo acima, e valores negativos significam que a folga permanece após a montagem.

Duas linhas merecem uma segunda olhada. Primeiro, o H7/k6 é frequentemente descrito como um ajuste por pressão em oficinas, mas seu resultado mínimo é de 19 mícrons de folga, o que o torna um ajuste de transição que ainda pode escorregar com baixo torque. Segundo, P7/h6 produz a mesma faixa de interferência que H7/p6 enquanto mantém o eixo em um desvio h fixo, o que é útil quando um eixo terra carrega vários cubos.

Base de furo ou base de eixo: em qual sistema o gráfico é construído

A maioria dos gráficos são impressos com base no furo, o que significa que o furo mantém um desvio H fixo e a letra do eixo faz o trabalho. Isso é adequado à produção porque as ferramentas de alargamento, mandrilamento e perfuração são mais fáceis de segurar em um tamanho fixo do que de ajustar para cada junta no desenho.

A base do eixo inverte a lógica: o eixo permanece em h e a letra do furo muda. Ambos os sistemas podem fornecer interferência idêntica, portanto a escolha geralmente é determinada por qual peça é mais barata para usinar em um tamanho controlado em toda a montagem.

O que verificar antes de se comprometer com um ajuste

• Carga e torque. A interferência deve transmitir o torque apenas através do atrito, e a pressão de contato necessária aumenta com o torque e diminui com o comprimento e diâmetro da junta.
• Par de materiais. Um eixo de aço em um cubo de alumínio ou ferro fundido se comporta de maneira diferente do aço sobre aço, porque o material mais macio cede mais cedo e se move mais com o calor.
• Espessura da parede. Os cubos finos distorcem para dentro durante a prensagem, o que reduz a interferência efetiva e pode ovalizar o furo.
• Temperatura de trabalho. O aço expande cerca de 11,5 microdeformação por grau C e o alumínio cerca de 23. Um aumento de 60 C em um cubo de alumínio pressionado sobre um eixo de aço pode consumir cerca de 17 mícrons de interferência a 25 mm.
• Método de montagem. Uma prensa hidráulica, um aquecedor por indução ou um freezer toleram diferentes níveis de interferência, e a montagem térmica sempre permite mais interferência do que a prensagem a frio.

Os ajustes de rolamento usam as mesmas regras com números diferentes

Os rolamentos são onde uma tabela de tolerância de ajuste por pressão encontra a produção real, porque um anel de rolamento já é feito de acordo com sua própria tolerância. Um rolamento rígido de esferas com furo de 25 mm na classe de precisão normal tem um desvio de furo de 0 a menos 10 mícrons, e não de 0 a menos 21 como um furo H7 geral. A junta, portanto, deve ser calculada entre o desvio do eixo e o desvio do furo do rolamento.

Rolamentos rígidos de esferas para equipamentos rotativos de precisão Revise os rolamentos rígidos de esferas para cálculos de ajuste em motores, automóveis, máquinas agrícolas e máquinas-ferramentas, com consultas e links de séries relacionados. Ver Produto →

Um eixo k5 de 25 mm mede 2 a 11 mícrons. Contra um furo de 0 a menos 10 mícrons, a junta atinge entre 2 e 21 mícrons de interferência, o que é um ajuste de pressão leve e confiável para um anel interno giratório sob carga normal. O lado da carcaça se comporta de maneira diferente: um furo H7 geralmente deixa uma pequena folga, e essa folga é intencional, uma vez que um anel externo livre deve estar livre para se deslocar levemente à medida que o eixo cresce com o calor.

Os ajustes de anel também interagem com a geometria do rolamento de uma forma que um cubo simples nunca faz. Em um eixo de aço sólido, um ajuste de interferência reduz a folga interna em aproximadamente 70 a 80 por cento do valor de interferência, portanto, um ajuste de 20 mícrons remove cerca de 15 mícrons de folga. É por isso que um rolamento que gira livremente na bancada pode parecer tenso depois de assentado, e é por isso que o tópico folga interna e pré-carga pertence ao lado do gráfico de ajuste em qualquer mesa de engenharia.

Rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras das séries 32 e 33 Os rolamentos de alta rigidez das séries 32 e 33 suportam cargas radiais e axiais em máquinas-ferramentas e caixas de engrenagens; confirme os ajustes do eixo e da carcaça para evitar pré-carga. Ver Produto →

Os designs de contato angular de fileira dupla reagem da mesma maneira e o efeito aumenta quando duas fileiras compartilham o mesmo anel. Um ajuste apertado que fosse aceitável para uma carreira única pode colocar uma unidade de carreira dupla em pré-carga e aumentar a temperatura de funcionamento, portanto, as tolerâncias do eixo e do alojamento devem ser confirmadas antes do pedido do rolamento, e não após o primeiro teste.

Problemas comuns de ajuste à imprensa e suas causas

• Escoriações e marcas durante a prensagem, geralmente devido à rugosidade da superfície, lubrificante insuficiente ou falta de chanfro de chumbo.
• Chapeamento de surpresas. O cromo duro ou o níquel adicionam cerca de 5 a 20 mícrons por superfície, portanto, um eixo que estava dentro da tolerância antes do revestimento transforma um encaixe por pressão em um atolamento.
• Interferência perdida em serviço, causada por expansão térmica diferencial, fluência e escoamento local, sendo os cubos de alumínio as vítimas habituais.
• Erro de medição. Um micrômetro ou medidor de furo calibrado a 20 C lê uma peça medida a 30 C com cerca de 3 mícrons de tamanho em um eixo de aço de 25 mm, o que é suficiente para inverter um ajuste marginal.

Especificando e inspecionando o ajuste no chão de fábrica

Escreva a classe e o resultado esperado no desenho: uma nota H7/p6 mais a faixa de interferência calculada de 1 a 35 mícrons não deixa nada para interpretação. Quando a junta estiver relacionada à segurança, adicione uma observação informando que a força de expulsão de um conjunto de amostra deve ser verificada.

A inspeção deve ocorrer em temperatura estável, utilizando um micrômetro no eixo e um medidor de ar ou medidor de furo na carcaça, com circularidade verificada em dois planos. Lubrifique antes de pressionar, mantenha o movimento da prensa lento e quadrado e trate uma junta que já foi pressionada duas vezes como uma junta enfraquecida em vez de uma junta reutilizável.

Perguntas sobre o gráfico de tolerância de ajuste de pressão

Que tolerância é usada para um ajuste à pressão?

Não existe um valor único. No tamanho nominal de 25 mm, H7/p6 fornece 1 a 35 mícrons de interferência e H7/s6 fornece 14 a 48 mícrons. Os furos dos rolamentos seguem suas próprias tolerâncias de classe, portanto essas juntas são calculadas separadamente.

Quanta interferência é necessária?

O suficiente para suportar o torque por fricção, além de margem para perdas de temperatura e circularidade. Máquinas leves geralmente usam 5 a 20 mícrons a 25 mm, enquanto juntas industriais pesadas geralmente funcionam acima de 30 mícrons.

Por que um ajuste à pressão falha mesmo quando o gráfico foi seguido?

Porque o gráfico descreve peças redondas e limpas ideais a 20 C. Espessura do revestimento, ovalidade, crescimento térmico e montagem repetida são os motivos comuns pelos quais um valor correto do gráfico ainda produz uma junta solta ou emperrada.

Trate o gráfico de tolerância de ajuste à pressão como o início de uma decisão e não como a decisão em si. Escolha a faixa de tamanho, leia a faixa de interferência, subtraia a temperatura, a condição da superfície e a espessura da parede e só então confirme o ajuste no desenho. Em equipamentos rotativos, o ajuste do anel e a folga interna devem ser escolhidos em conjunto, pois essa combinação decide se a máquina funciona silenciosamente por anos ou retorna à oficina para retrabalho.