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Departamento de Ingeniera MecnicaDepartamento de Ingeniera Mecnica

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Unidad 1: Ajustes y ToleranciasUnidad 1: Ajustes y Tolerancias

Ing. Guillermo Orlando CastroIng. Guillermo Orlando Castro

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Concepto de Ajustes y Tolerancias. Juego y

p r e o

Normas ISA. Utilizacin de tablas.

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Concepto de ToleranciaConcepto de Tolerancia

Es ladiferenciaentre las cotasmximasy

T = Mmx. Mmn.

Se expresa en milsimas de mm. (micrones m.)

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Antiguamente, la dimensin de una pieza se indicabanicamente por su valor nominal. A partir de los conceptos

,cotas lmites admisibles, entre las cuales debe estarcomprendida la cota efectiva medida nominal (N); aambas se les antepone siempre un signo algebraico. Latolerancia puede ser tambin indicada por la dimensinmxima yla dimensin mnima.

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La eleccin de las tolerancias no se hace en formaarbitraria y no puede ser hecha de otra manera, puesto

mecanismo, mquina dispositivo son fabricadas entalleres diferentes. Las tolerancia fijadas debern serescogidas de tal manera que sea posible ciertointercambio entre las piezas en acoplamiento.

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Una empresa que importa un rodamiento de bolas, nopuede elegir caprichosamente las tolerancias en el

dimetro de a uella arte del e e ue deba a ustar condeterminado grado de aprieto con el cojinete. Debersubordinar la medida mencionada dentro de lastolerancias que fija en su catlogo el fabricante de

rodamientos. Antiguamente, cuando se careca de reglas normas, estas tolerancias se fijaban a criterio delajustador.

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En la actividad industrial, es impensado considerar que ladefinicin de las tolerancias queden al arbitrio criterio de

,habilidadde ste. De esa manera, no existira uniformidaden el criterio del propio ajustador al efectuar dosoperaciones iguales, dado que efectuar la 2 operacinsin haber registrado el modo en que se hizo la 1; ni quehablar cuando se trata de personas diferentes.

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Se comprende fcilmente que este mtodo, que noasegura la posibilidad de intercambiar diferentes piezas

,series muy pequeas. La forma especial segn la cual loslmites sobre cada dimensin de la pieza estn dispuestasen relacin con la dimensin nominal establecida (N) estdeterminada por las llamadas Tablas de Tolerancias.

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Para ayudar a los proyectistas en especificar los lmitesapropiados de las tolerancias para piezas de varias

,considerable atencin al asunto en los pases en loscuales la produccin en masa en cantidad es una reglaestablecida, y se prepararon en varios pasesindustrializados Sistemas de Lmites y Ajustes.

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La aplicacin de estos sistemas comenz en 1926 cuandola I.S.A. (International Standard Association) dict normas

paulatinamente; en la Argentina, IRAM (Instituto deRacionalizacin Argentino de Materiales) tambin adoptsus recomendaciones. Las Tablas de Tolerancias son frutode laboriosos experimentos basados en Normas decarcteruniversal, y tienen valores bien determinados.

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El empleo de las Tablas de Tolerancias, al mismo tiempoque aseguran la precisin en el trabajo dentro de los

,piezas, consiguindose la fabricacin en serie siempreque esos lmites hayan sido bien elegidos. Si se trabajacon estas tablas para consignar las dimensiones en losplanos, es conveniente sealar los ajustes por signosabreviados.

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Concepto de AjusteConcepto de Ajuste

Se entiende porajuste asiento, a la

relacin con elservicioque han de prestar con ladependenciaque ha de existir entre

ellas.

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En este concepto, las dos piezas en cuestin se llamande diferente manera:

1) El elemento interior, sea, la parte llena, se ladenomina eje (macho).

2) El elemento exterior, sea, la parte hueca, se ladenomina agujero (hembra).

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A esta pareja deelementos se la llama eje

otra hembra), puesencajan entre s, conindependencia de la

forma geomtrica queposean.

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A esta pareja deelementos se la llama eje

otra hembra), puesencajan entre s, conindependencia de la

forma geomtrica queposean.

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Elacoplamiento entre dos piezas con conexin mecnica,se dice que se efecta con juego con aprieto, si se

con respecto a la otra. Esto quiere significar que la uninpuede ser realizada de dos modos fundamentales:holgado apretado, existiendo adems una posicinintermedia llamada deslizamiento, pero que en realidadtambin se la considera juego.

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Existen establecidos grados intermedios de ajustes, quedependen del valor relativo de las tolerancias con

,mrgenes de ajuste. En consecuencia, los ajustes seclasifican en 3 grupos:

1) Libre u holgado (con juego giro libre)2) De sujecin apretado (bloqueado, forzado)3) De deslizamiento (entrada suave, centrado)

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Los distintos grados de ajustes estn normalizados porI.S.A. en la siguiente forma:

- Juego fuerte - Entrada suave - Juego ligero - Adherencia - Juego libre - Arrastre - Juego libre justo - Forzado - Deslizamiento - A presin

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Aparte de lo especificado por la Normas, se utilizan otrasque han sido sancionadas por la prctica y de uso

(dilatacin); es decir, donde ocurre un fuerte aprieto decarcter permanente por la existencia de grandesinterferencias entre ambas piezas en acople, como enllantas de ruedas para ferrocarriles, coronas dentadas debronce acero montadas sobre ncleos cubos de hierrofundido, etc.

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Calidades de AjusteCalidades de Ajuste

Segn el grado de precisin con que debe estar ejecutadoel ajuste, se distinguen 4 calidades de ajuste, que en las

. . .1) Calidad Extra - Precisa2) Calidad Precisa Fina

3) Calidad Ordinaria, Mediana Corriente4) Calidad Basta Grosera

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Calidad Extra Precisa: llamada tambin de altaprecisin, est destinada a la fabricacin de instrumentos

.Calidad Precisa: es la de empleo ms frecuente en laconstruccin de mquinas herramienta, elctricas,

motores de combustin interna, bombas, compresores,etc.

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Calidad Ordinaria: se adopta para mecanismosaccionados a mano, rboles de transmisin, sus

, ,llaves, etc.Calidad Basta: se adopta para mecanismos defuncionamiento ms rudo y para hacer posible lacondicin de intercambiabilidad. La inmovilidad paraesta clase de ajuste se obtendr por medios de fijacincomo chavetas, espinas, etc.

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Esta clasificacin est basada en las variadas exigenciasde la industria metalmecnica. Segn sea la calidad de

,rectificar si se desea un ajuste de precisin de altaprecisin, y sencillamente se tornearn planearndichas superficies, si slo se desea un ajuste corriente.Un ajuste basto est destinado para piezas laminadas,estampadas y forjadas, y para superficies speras.

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En consecuencia, es evidente que el grado de precisincon el cual debe ser ejecutado un ajuste giratorio,

,mecnicaque le corresponde desempear al conjunto delas piezas en conexin. Cuando ms aumenta el ndice,ms disminuye la precisin; es decir, la toleranciaadmisible es tanto mayor cuanto mayor sea el ndice(diferencias lmites).

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Sistemas de AjusteSistemas de Ajuste

Para establecer entre dos piezas los distintos tipos deajustes antes citados, ya precisen ejes y agujeros girar

ms menos fcilmente ue o uedar fi os entre scon mayor menor presin (aprieto), pueden conseguirsedos sistemas: bien mantenerpara el agujero el mismodimetro y variar el eje en una tolerancia respecto de

aquel; , al contrario, variando el agujero con unatolerancia dada, permaneciendo constante el dimetro deleje.

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El primer sistema, con el dimetro del agujeroconstantemente igual, es que se utiliza mayormente en la

, ,etc., pues resulta ms conveniente en la fabricacincorriente. Sin embargo, se utiliza el segundo (ejeconstante) en transmisiones, maquinaria agrcola y textil,mecnica fina y algunas piezas de automotores.

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Se han normalizado, por lo tanto, ambos sistemas deajustes, denominndose ellos como sigue:

1) Sistema de Agujero nico (Agujero Base)

2) Sistema de Eje nico (Eje Base)

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Concepto de Ajuste en el sistema AGUJEROConcepto de Ajuste en el sistema AGUJERO --EJEEJE

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Concepto de Ajuste en el sistema EJEConcepto de Ajuste en el sistema EJE -- AGUJEROAGUJERO

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Ajuste con juego diferencia positiva entre el dimetroefectivo del agujero y el dimetro efectivo del eje. La zona

.Ajuste con aprieto diferencia negativa entre el dimetroefectivo del agujero y el dimetro efectivo del eje. La zonade tolerancia del agujero es menor que la del eje.

Ajuste incierto puede presentarse juego aprieto,pues las zonas de tolerancia de eje y agujero de cruzan.

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Ajuste

conjuego

Ajuste con

aprieto

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Ajuste conjuego

Ajusteincierto

Ajuste conaprieto

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Ajuste conjuego

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En ambos sistemas, la medida nominal (N) es elpunto deorigen para las diferencias (tolerancia). En el sistema de

,mnima del agujero; sea, la discrepancia inferior (DI) esigual a cero. En el sistema de eje nico, la medidanominalcoincide con la medida mxima del eje; sea, la

discrepancia superior (DS) es igual a cero.

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Por ello, se llama en ambos casos a la lnea de origen delas discrepancias lnea cero. En consecuencia, la

cero. En las denominaciones I.S.A., la lnea de cero seconfunde con las letras H y h. En la consignacin de unamedida en el plano de una pieza de mquina, la

dimensin nominal se indica pordos cotas lmites.

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Resulta interesante observar que en el sistema de ejenico, las tolerancias del mismo se toman con signo

,nico, las tolerancias del mismo se toman con signopositivo. Esta circunstancia indica que en ambossistemas, la tolerancia de la pieza se ha determinado en

el sentido de quitarle material.

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Normas de Tolerancia I.S.A.Normas de Tolerancia I.S.A.

La normalizacin tiende a suprimir todas las variedadesintiles y generalizar en lo posible las mismas

construccin de una mquina piezas de la misma,adoptando los mismos procedimientos tcnicos. Porquereduciendo las variedades de piezas intiles, se simplifica

la produccin y se puede reducirinstalaciones, mquinasy accesorios, utilizar racionalmente las herramientas, etc.

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Normas de Tolerancia I.S.A.Normas de Tolerancia I.S.A.

La palabra Norma (Standard) significa tipo, modelo,patrn. As, la normalizacin standarizacin, es la

como en materiales. Por estas razones, las ComisionesIndustriales de todos los pases se han esforzado enestablecer Normas de Ajustes y Tolerancias, entre las

cuales se destacan las I.S.A. Adems, el trabajo hechobajo normas obliga a obtener piezas de uniformidadperfecta.

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47Normas de ToleranciaNormas de ToleranciaConceptos GeneralesConceptos Generales

Cota nominal (N): es la medida ideal (terica) que sedeseara obtener, pero que es imposible conseguir.

rigurosa, es necesario entonces fijar los lmites mximo ymnimo entre los cuales podr variar la medida nominal(N).

Medida mxima:es la mayor de las medidas lmites.Medida mnima:es la menor de las medidas lmites.

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Discrepancia superior (DS): es la diferencia entre lamedida mxima y la medida nominal:

DS = Mmx. N

Discrepancia inferior (DI): es la diferencia entre lamedida mnima y la medida nominal:

DI = Mmn. N

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Lnea de Cero (0):es el punto de origen, a partir del cualse reparten las discrepancias en ms en menos (DS y

, .Medida real (I): es la medida obtenida por el operadortomada de la pieza fabricada. Debe estar comprendidaentre las medidas lmites previstas.

Tolerancia (T): inexactitud admisible de fabricacin, es ladiferencia entre las medidas mxima y mnima fijada parala dimensin de una pieza.

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Ajuste asiento:si dos piezas encajadas estn libres ensu movimiento, se dice que tienen juego; si por el

, .cambio, cuando entre las dos piezas acopladas entre s,existe muy poco juego (juego mnimo) el ajuste sedenomina deslizante.

Juego (J): cuando la medida efectiva del eje (piezamacho) es menor que la medida del agujero (piezahembra).

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Aprieto (A):cuando la medida efectiva del agujero (piezahembra) es menor que la medida efectiva del eje (pieza

.medidas.

Ajuste mvil deslizante:cuando la medida efectiva del

eje (pieza macho) es igual a la medida efectiva delagujero (pieza hembra).

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Holgura

Interferencia

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Es evidente, teniendo en cuenta las consideracioneshechas sobre Tolerancias que, en cada caso, se tendr un

,Juego mximo (Jmx.): diferencia entre la dimensinmnima del eje y la dimensin mxima del agujero:Juego mnimo (Jmn.): diferencia entre la dimensinmxima del eje y la dimensin mnima del agujero.

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Aprieto mnimo (Amn.): diferencia entre la dimensinmnima del eje y la dimensin mxima del agujero.

Aprieto mximo (Amx.):diferencia entre la dimensinmxima del eje y la dimensin mnima del agujero.

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En cuanto al ajuste deslizante, denominado tambinintermedio, puede haber tanto holgura como interferencia,

piezas; pero queda claro que este ajuste siemprepresenta juego luego de su encaje, pero incluido en unajuste con juego mnimo (centrado). Es prcticamente

imposible que entre dos piezas que tengan la mismamedida haya deslizamiento.

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Sistemas de ajuste: la dimensin establecida (N) tieneque ser determinada no solamente con respecto al

se montarn juntas, sino tambin con respecto al sistemautilizado. Los sistemas de eje nico y de agujero nicotienen una sola tolerancia para el eje para el agujero, y

las diferentes clases de ajustes se obtienen dandodiferentes tolerancias a agujeros a ejes,respectivamente.

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En el sistema de eje nico, la mxima dimensin delmismo coincide con la lnea 0 (DS = 0), mientras que en el

con la lnea 0 (DI = 0). Cuando la zona de toleranciareferida a la medida nominal est en una sola direccincon respecto a la lnea cero, se dice que la tolerancia esta

distribuida en forma unilateral; cuando ella es repartidahacia uno y otro lado de la lnea cero, en forma bilateral.

N d T l iN d T l i

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Calidad: es el grado de precisin con que se deseatrabajar una pieza. La calidad se refiere a la tolerancia

.

Calidades 1 a 4: instrumentos de medicinCalidades 5 a 11: acoplamientos corrientes

Calidades 12 a 16: estampado, fusin, colado

N d T l iN d T l i

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N d T l iN d T l i

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Las normas I.S.A. establecen el valor de la tolerancia paracada ajuste, de modo que la posicin de las cotas lmites

,queda definida completamente por su cota nominalseguida de una letra y un nmero ndice. Las clases deasientos ajustes se designan por medio de las letras del

abecedario; la zona de tolerancia queda determinada porla letra, seguida del nmero que indica la calidad.

N d T l iN d T l i

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En el sistema de agujero nico, se designan los distintosajustes con maysculas, desde la A hasta la G los

designar el asiento deslizante, y a partir de la letra Ihasta la Z se representan los asientos forzados(aprietos). En el sistema de eje nico, se procede de igual

forma, pero con letras minsculas.

63N d T l iN d T l i

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66El i d Aj tEl i d Aj t

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66Eleccin de AjustesEleccin de AjustesSistema de Agujero nicoSistema de Agujero nico

Agujero H6 Ajuste de Precisin

Para los ejes, corresponde esta serie de ajustes:

Ajuste forzado n 5Ajuste de arrastre m 5Ajuste de adherencia k 5

Ajuste de entrada suave j 5Ajuste de deslizamiento h 5Ajuste de juego libre g 5


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Agujero H7 Ajuste Fino


Ajuste a presin s 6yr 6Ajuste forzado n 6Ajuste de arrastre m 6

Ajuste de adherencia k 6Ajuste de entrada suave j 6Ajuste de deslizamiento h 6


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Ajuste de juego libre y justo g 6Ajuste de juego libre f 7

Ajuste de juego ligero eAjuste de juego fuerte d 9


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Agujero H8 Ajuste Corriente


Ajuste con deslizamiento h 8yh 9Ajuste con juego libre f 8ye 9Ajuste con gran juego libre d 10


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Agujero H11 Ajuste Ordinario Basto


Ajuste basto segn h 11, d 11, e 11, b 11, a 11.

71Eleccin de Aj stesEleccin de Aj stes

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71Eleccin de AjustesEleccin de AjustesSistema de Eje nicoSistema de Eje nico

Eje h5 Ajuste de Precisin

Para los agujeros, corresponde esta serie de ajustes:

Ajuste forzado N 6Ajuste de arrastre M 6Ajuste de adherencia K 6

Ajuste de entrada suave J 6Ajuste de deslizamiento H 6yG 6

72Eleccin de AjustesEleccin de Ajustes

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Eje h6 Ajuste Fino


Ajuste a presin S 7yR 7Ajuste forzado N 7Ajuste de arrastre M 7

Ajuste de adherencia K 7Ajuste de entrada suave J 7Ajuste de deslizamiento H 7


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Ajuste de juego libre y justo G 7Ajuste de juego libre F 7

Ajuste de juego ligero EAjuste de juego fuerte D 9


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Eje h8 y h9 Ajuste Corriente


Ajuste de deslizamiento H 8Ajuste de juego libre F 8yE 9Ajuste de juego fuerte D 10


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Eje h11 Ajuste Ordinario Basto


Ajuste basto segn H 11, D 11, C 11, B 11, A 11.

76Eleccin de Ajustes yEleccin de Ajustes y

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76Eleccin de Ajustes yEleccin de Ajustes yTolerancias I.S.A.Tolerancias I.S.A.

Para tolerancias en aplicaciones de rodamientos radialesde bolas y rodillos, tanto para ejes como para los

, .datos incluidos en ellas son vlidos para aplicacionesnormales en las que se aprovecha toda la carga delrodamiento y es el eje el que gira. Los datos indicados

son para el caso de que los rodamiento van montadosdirectamente sobre el eje.


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Concretando, el camino a seguir para la eleccin de lastolerancias es el siguiente:

1) Elegir entre los sistemas de EJE NICO AGUJERO NICO .

2) Elegir entre las calidades de ajuste.3) Elegir entre los diferentes tipos de ajustes.


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Sistema de Agujero Unico


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Eleccin de Ajustes yEleccin de Ajustes yTolerancias I.S.A.Tolerancias I.S.A.


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Eleccin de Ajustes yEleccin de Ajustes yTolerancias I.S.A.Tolerancias I.S.A.

Sistema de

Eje Unico

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Denominacin de acople entre un agujero y un eje

Ejemplo #1: H7 h6

Ejemplos de AplicacinEjemplos de Aplicacin

Sistema: Agujero nico Calidad: Precisa

1) H = clase de asiento del agujero (deslizante)2) 7 = calidad precisin de ajuste del agujero3) h = clase de asiento del eje (deslizante)4) 6 = calidad precisin de ejecucin del eje

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Denominacin de acople entre un eje y un agujero

Ejemplo #2: h5 K6


Sistema: Eje nico Calidad: Perfecta

1) h = clase de asiento del eje (semiapretado)2) 5 = calidad precisin de ajuste del eje3) K = clase de asiento del agujero (semiapretado)4) 6 = calidad precisin de ejecucin del agujero

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Denominacin de acople entre un agujero y un eje

Ejemplo #3: 35 H7 m6


Si se consulta la tabla de ajustes, se observa que lainterseccin de la columna H7 (agujero nico) y lacolumna cota nominal 30 50 mm., se tienen los valores

lmites tolerancias para el agujero: +25, 0.

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Las tolerancias con que necesitamos trabajar el eje paraconservar el carcter de ajuste apretado semi-fijo se


nominal 30 50 mm., resultando los valores lmites +25,+9. Esto determina que la dimensin efectiva del agujerodeber estar comprendida entre las medidas 35.000 mm.

y 35.025 mm., y la cota efectiva del eje entre 35.009 mm.y 35.035 mm.

87Aplicacin de AjustesAplicacin de Ajustes

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- Ajuste de Precisin y Fino

Aplicacin de AjustesAplicacin de AjustesTablas de ComparacinTablas de Comparacin

- Ajuste Corriente

- Ajuste Ordinario Basto

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Ajustes de Precisin y FinoAjustes de Precisin y Fino

Se utilizan en Mquinas Herramienta y en MaquinariaFina:

-Ajuste a prensa - Ajuste de deslizamiento-Ajuste forzado - Ajuste de juego libre justo-Ajuste de arrastre - Ajuste de juego libre-

Ajuste de adherencia - Ajuste de juego ligero-Ajuste de entrada suave - Ajuste de juego fuerte

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Ajuste CorrienteAjuste Corriente

Empleado cuando las exigencias de la medida exactitudno sean tan precisas como las que requiere para el ajuste

.

-Ajuste de deslizamiento-Ajuste de juego libre-

Ajuste de juego fuerte

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Ajuste Ordinario BastoAjuste Ordinario Basto

Se utiliza en ajustes de piezas que tengan holgura ampliay una gran tolerancia de fabricacin. Muy conveniente

aparatos de maniobras en las cubiertas de buques.

-Asiento deslizante-

Asiento giratorio holgado

91Ejemplo de eleccin delEjemplo de eleccin del

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Ejemplo de eleccin delEjemplo de eleccin delSistema de AjusteSistema de Ajuste

Ambos sistemas de ajuste (Eje nico y Agujero nico)presentan segn los casos ventajas uno sobre el otro,

.Las circunstancias que el fabricante debe tener presentepara discernir sobre el sistema que le conviene adoptar,estn determinadas por:

1) Costo de fabricacin2) Costo de las herramientas, dispositivos y calibres.3) Condiciones de montaje


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En elsistema de agujero nico, las diferencias de cotascorrespondientes (tolerancias) recaen sobre el eje. Si

,parte correspondiente a la piezas-hembra (agujero),deben ajustar indistintamente sobre un mismo eje, stedeber presentar zonas de diferentes dimetros, trabajo

difcil de realizar bajo el punto de vista tcnico y sueconoma.


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Contrariamente, utilizando elsistema de eje nico, el ejetendr un mismo dimetro en toda su extensin y las

dimetros de los agujeros correspondientes. Por ejemplo,se analizar el caso del conjunto constituido por el pistnde un motor de automvil, su perno y la biela.


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Bien se sabe que el perno debe presentar una ajuste decarcter apretado fijo con los agujeros del pistn, y debe

cabeza de la biela. Considerando para este trabajo unacalidad precisa, y aplicando a este ejemplo el sistema deeje nico, la dimensin del eje permanecer constante y

variarn los dimetros de los agujeros del pistn y la biela.


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Suponiendo que la dimensin del dimetro nominal delperno (eje) es de 20 mm., consultando las Tablas de

. . . ,agujero del pistn con el eje (perno) son:h6 M7dim. de los agujeros ser 20 0, - 0.021Entre el agujero de la biela con el eje (perno):

h6 F7dim. del agujero ser 20 +0.041, + 0.020Permaneciendo el dimetro del eje constante: 20 0, -0.013.


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Aplicando ahora al mismo ejemplo el sistema de agujeronico, en tal caso permanecern constantes los agujeros

,(perno). Consultando las Tablas de Ajustes, los tipos deajuste prescriptos sern:H7 m6dim. del perno ser 20 +0.021, +0.008

Entre el perno y el agujero de la biela:H7 j7dim. del perno ser 20 -0.029, -0.041Perm. los aguj. constantes: 20 +0.021, 0


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El eje perno presentar, en este caso, 3escalonamientos con dimetros diferentes. Comparando y

sistemas de ajustes, se deduce que por razones demontaje, con el sistema de eje nico la parte extrema delperno pasar libremente a travs del orificio de la biela;

pero en el caso del sistema de agujero nico, el extremocon mayor dimetro del perno pasar forzadamente.


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Esta operacin indudablemente resulta perjudicial y quizimposible, y esta ltima circunstancia depender de las

.lado ,en cuanto a la elaboracin, teniendo en cuenta quela terminacin del perno a la dimensin prevista seefecta habitualmente por rectificado cilndrico, con la

muela y por el mtodo sin centros; y la de los agujerosde las contrapiezas con escariadores (contina ),


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En el caso del sistema de Eje nico, el perno podr serrectificado de una ms pasadas, sin tener que hacerlo

,serias dificultades tcnicas, pues deberan rectificarse porseparado a los distintos dimetros. Desde el punto devista de la fabricacin, la aplicacin del sistema de Eje

nico ofrece ventajas indiscutibles.


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Pero con respecto a los tiles de verificacin de lasmedidas durante la fabricacin, se presenta la necesidad

de control para los primeros, y otros para verificar lossegundos (contra calibres). Por otra parte, los agujerosdeben ser verificados con calibres macho y adems los

dos escariadores deben verificarse con calibres hembra(de anillo).


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Para el caso del sistema de Agujero nico, senecesitaran dos calibres hembra dobles para los distintos

hembra dobles..

Se deduce entonces que resulta ms econmico el uso

del sistema de AGUJERO UNICO.

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