Subvención (ingeniería) - Enciclopedia

En ingeniería y mecanizado, una tolerancia es una desviación planeada entre una dimensión exacta y una nominal o teórica, o entre una dimensión de etapa intermedia y una dimensión final prevista. El concepto abstracto unificador es que una cierta cantidad de diferencia permite ciertos factores conocidos de compensación o interferencia. Por ejemplo, se puede dejar una zona de metal excedente porque es necesaria para completar el mecanizado posterior. Los casos comunes se enumeran a continuación. Una tolerancia, que es una desviación planeada de lo ideal, se contrasta con una tolerancia, que tiene en cuenta desviaciones esperadas pero no planeadas.

La tolerancia es básicamente la diferencia de tamaño entre componentes que funcionan juntos. La tolerancia entre partes que se ensamblan es muy importante. Por ejemplo, el eje de un coche debe ser soportado en un cojin de rodamiento de bolas, de lo contrario caerá al suelo. Si no hubiera espacio entre el eje y el cojin de rodamiento, habría mucha fricción y sería difícil hacer que el coche se moviera. Si hubiera demasiado espacio, el eje saltaría dentro del cojin de rodamiento. Es importante obtener la tolerancia correcta entre el eje y el cojin de rodamiento para que el eje gire suavemente y fácilmente sin temblores.

Ejemplos de tolerancias en ingeniería y mecanizado
Las dimensiones exteriores (como la longitud de una barra) pueden ser cortadas intencionalmente de manera excesiva, o las dimensiones interiores (como el diámetro de un agujero) pueden ser cortadas intencionalmente de manera insuficiente, para permitir un cambio dimensional predecible después de futuras operaciones de corte, lijado o tratamiento térmico. Por ejemplo:

- El diámetro exterior de un pasador puede ser pulido a 0.0005 pulgadas (0.013 mm) de manera excesiva porque se sabe que el tratamiento térmico posterior del pasador lo reducirá en 0.0005 pulgadas (0.013 mm).
- Un agujero puede ser perforado 0.012 pulgadas (0.30 mm) de manera insuficiente para permitir el material que se eliminará con el desbarbado posterior.
- Las dimensiones exteriores (como el diámetro del eje de un vagón de ferrocarril) pueden ser cortadas intencionalmente de manera excesiva, o las dimensiones interiores (como el diámetro del hub del eje de un vagón de ferrocarril) pueden ser cortadas intencionalmente de manera insuficiente, para permitir un ajuste de interferencia (ajuste por presión).
- Una pieza puede ser moldeada intencionalmente demasiado grande cuando se desea mecanizar la superficie más tarde. Esto asegura que la rugosidad que deja el proceso de fundición se elimine, y se produce una superficie mecanizada lisa. Esta tolerancia de mecanizado puede ser, por ejemplo, 1 mm, pero esto depende del tamaño de la pieza y la precisión del proceso de fundición.
- Un segmento de cadena puede ser sobredimensionado para que al final de su vida útil útil (aproximadamente 20 años), la cadena corrosiva siga siendo superior al diámetro mínimo requerido para cumplir con la resistencia a la rotura mínima. Esto se llama tolerancia de corrosión y tiene en cuenta las moléculas de acero perdidas por oxidación, erosión y desgaste, y la corrosión influenciada por microorganismos.

Confusión de los conceptos de tolerancia y tolerancia en ingeniería

A menudo, los términos tolerancia y tolerancia se utilizan inexactamente y se intercambian incorrectamente en contextos de ingeniería. Esto se debe a que ambos términos generalmente pueden relacionarse con el concepto abstracto de permiso, es decir, de un límite sobre lo que es aceptable. Sin embargo, en ingeniería, se aplican significados separados, como se explica a continuación.

Una tolerancia es el límite esperado de desviación inintencional aceptable de una dimensión nominal o teórica. Por lo tanto, un par de tolerancias, superior e inferior, define un rango dentro del cual una dimensión real puede caer y aún ser aceptable.

Por el contrario,

una tolerancia es una desviación planeada de la dimensión nominal o teórica. En otras palabras, es una diferencia intencional entre las condiciones de material máximo de las piezas acopladas.

= Ejemplo =

Un ejemplo del concepto de tolerancia es que un eje para una máquina está destinado a ser exactamente de 10 mm de diámetro: 10 mm es la dimensión nominal. El ingeniero que diseña la máquina sabe que en la realidad, la operación de lijado que produce el diámetro final puede introducir una cierta cantidad pequeña pero inevitable de error aleatorio. Por lo tanto, el ingeniero especifica una tolerancia de ±0.01 mm ("más o menos" 0.01 mm).

Mientras el operador de la máquina de lijado pueda producir un eje con un diámetro real entre 9.99 mm y 10.01 mm, el eje es aceptable. Entender cuánto error es predecible en un proceso y cuánto es fácilmente evitable; cuánto es inevitable (o cuya evitación es posible pero simplemente demasiado costosa para justificar); y cuánto es verdaderamente aceptable implica un juicio considerable, inteligencia y experiencia.

Un ejemplo del concepto de tolerancia puede mostrarse en relación con el agujero en el que debe entrar este eje. Es evidente que el eje mencionado no puede estar seguro de entrar libremente en un agujero de 10 mm con la misma tolerancia. Podría hacerlo si el diámetro real del eje es de 9.99 mm y el diámetro real del agujero es de 10.01 mm, pero no si, a la inversa, el diámetro real del eje es de 10.01 mm y el diámetro real del agujero es de 9.99 mm.

Para asegurarse de que haya suficiente espacio entre el eje y su agujero, teniendo en cuenta la tolerancia, se introduce intencionalmente una tolerancia en las dimensiones especificadas. El diámetro del agujero podría especificarse como 10.03 mm con una tolerancia de fabricación de ±0.01 mm ("más o menos" 0.01 mm). Esto significa que el diámetro del agujero aceptable más pequeño será de 10.02 mm mientras que el diámetro del eje aceptable más grande será de 10.01 mm, dejando una "tolerancia" de 0.01 mm. La distancia mínima entre el agujero y el eje será entonces de 0.01 mm. Esto ocurrirá cuando tanto el eje como el agujero estén en las condiciones de material máximo.

Referencias