¿Qué es la tolerancia de ingeniería? - Definición y tipos

En ingeniería mecánica, las tolerancias establecen la desviación permitida de las dimensiones asignadas. El uso de tolerancias ayuda a garantizar que el producto final se pueda usar fácilmente, especialmente si es parte de un ensamblaje más grande.

No establecer una tolerancia en un área crítica puede hacer que la pieza quede inutilizable de acuerdo con la intención del diseño, ya que cada método de fabricación viene con un cierto nivel de imprecisión.

Sin embargo, la identificación de una tolerancia adecuada garantiza que la empresa fabricante sepa abordar algunos puntos específicos del proceso de producción con más atención. Esta puede ser la diferencia entre piezas perfectamente acopladas y chatarra.

¿Qué es la tolerancia en ingeniería?

La tolerancia de ingeniería es la variación permisible en las medidas derivadas de la medida base.

Las tolerancias pueden aplicarse a muchas unidades diferentes. Por ejemplo, las condiciones de trabajo pueden tener tolerancias de temperatura (° C), humedad (g/m3), etc. En ingeniería mecánica, hablamos principalmente de tolerancias que se aplican a dimensiones lineales, angulares y otras dimensiones físicas.

Pero independientemente de la unidad, una tolerancia establece un rango de medición aceptable desde el punto base (valor nominal). Supongamos que está diseñando un tamiz para separar guijarros de 3,5 mm de guijarros de 2,5 mm. Desea que los guijarros más pequeños caigan a través de los agujeros mientras mantiene los más grandes en el tamiz.

Los pedazos más grandes de rocas varían en tamaño entre 3,3 mm y 3,7 mm. Los más pequeños están en el rango de 2,3…2,7 mm. Para asegurarse de que solo los más pequeños, todos ellos, caigan realmente a través de los agujeros mientras se mantienen los más grandes en el tamiz, puede establecer el valor nominal para el diámetro del agujero en 2,8 mm. Al mismo tiempo, la precisión de fabricación significará que puede terminar con algunos agujeros de 2,6 mm.

Agregar un límite inferior de -0 mm y un límite superior de +0,3 mm garantiza que todos los orificios tendrán entre 2,8 y 3,1 mm de diámetro.

Conclusión clave

La tolerancia de ingeniería es el límite o límites permisibles de variación en:

• una dimensión física;
• un valor medido o propiedad física de un material, objeto fabricado, sistema o servicio;
• otros valores medidos (como temperatura, humedad, etc.);
• en ingeniería y seguridad, una distancia física o espacio (tolerancia), como en un camión (camión), tren o barco debajo de un puente, así como un tren en un túnel (ver gálibo de estructura y gálibo de carga);
• en ingeniería mecánica el espacio entre un perno y una tuerca o un agujero, etc.

Las dimensiones, propiedades o condiciones pueden tener alguna variación sin afectar significativamente el funcionamiento de los sistemas, máquinas, estructuras, etc. Una variación más allá de la tolerancia (por ejemplo, una temperatura demasiado caliente o demasiado fría) se dice que no cumple, se rechaza , o superando la tolerancia.

Consideraciones al establecer tolerancias

Una preocupación principal es determinar cuán amplias pueden ser las tolerancias sin afectar otros factores o el resultado de un proceso. Esto se puede hacer mediante el uso de principios científicos, conocimientos de ingeniería y experiencia profesional. Una investigación experimental es muy útil para investigar los efectos de las tolerancias:Diseño de experimentos, evaluaciones formales de ingeniería, etc.

Un buen conjunto de tolerancias de ingeniería en una especificación, por sí mismo, no implica que se logrará el cumplimiento de esas tolerancias. La producción real de cualquier producto (o la operación de cualquier sistema) implica alguna variación inherente de entrada y salida.

El error de medición y la incertidumbre estadística también están presentes en todas las mediciones. Con una distribución normal, las colas de los valores medidos pueden extenderse mucho más allá de más y menos tres desviaciones estándar del promedio del proceso. Partes apreciables de una (o ambas) colas pueden extenderse más allá de la tolerancia especificada.

La capacidad de procesamiento de los sistemas, materiales y productos debe ser compatible con las tolerancias de ingeniería especificadas. Deben existir controles de proceso y un sistema de gestión de calidad eficaz, como la gestión de calidad total, debe mantener la producción real dentro de las tolerancias deseadas.

Se utiliza un índice de capacidad de proceso para indicar la relación entre las tolerancias y la producción real medida.

La elección de las tolerancias también se ve afectada por el plan de muestreo estadístico previsto y sus características, como el nivel de calidad aceptable. Esto se relaciona con la pregunta de si las tolerancias deben ser extremadamente rígidas (alta confianza en el 100 % de conformidad) o si un pequeño porcentaje de estar fuera de la tolerancia puede ser aceptable a veces.

Tipos de tolerancias

Hoy en día, hay 14 tipos de tolerancias geométricas por el número de símbolos y 15 tipos basados ​​en la clasificación.

Estos se agrupan en Tolerancia de forma, Tolerancia de orientación, Tolerancia de ubicación y Tolerancia de descentramiento, que se pueden utilizar para indicar todas las formas.

Los siguientes son los tres tipos de tolerancias utilizadas en las mediciones:

• Tolerancias unilaterales
• Tolerancias bilaterales
• Tolerancias compuestas.

1. Tolerancias unilaterales

Cuando las dos dimensiones límite están solo por encima del tamaño nominal como se muestra en la figura o solo por debajo del tamaño nominal, se dice que la tolerancia es unilateral.

2. Tolerancias bilaterales

Cuando la dimensión de dos límites está por encima y por debajo del tamaño nominal, se dice que las tolerancias son bilaterales.

3. Tolerancias compuestas

La tolerancia compuesta está determinada por las tolerancias establecidas, es decir, la combinación de más de un tipo de tolerancias se denominan tolerancias compuestas, los diferentes tipos de tolerancias pueden ser angulares, laterales, etc.

Por ejemplo:en la figura, las tolerancias en la dimensión/dependen de las tolerancias de L, h y θ. Esta tolerancia compuesta en 'l' es el efecto combinado de estas tres tolerancias. La tolerancia mínima en 'l' será la correspondiente a L-b, θ+∝ y h+c.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la tolerancia de ingeniería?

La tolerancia de ingeniería es la variación permisible en las medidas derivadas de la medida base. Las tolerancias pueden aplicarse a muchas unidades diferentes.

¿Cuáles son los tipos de Tolerancia?

Tipos de tolerancias 1. Tolerancias unilaterales
2. Tolerancias bilaterales
3. Tolerancias compuestas.