Tolleranza
In meccanica che cos'è la tolleranza?
Un pezzo meccanico, per quanto sia elevata la precisione delle macchine utensili destinate a costruirlo, non può mai essere eseguito rispettando esattamente le dimensioni nominali assegnate dal progettista.
Quando è necessario determinarne le dimensioni con precisione occorre definire i valori massimi e minimi che esse possono assumere compatibilmente con l'accettabilità del pezzo.
Se una dimensione qualsiasi, assegnata al pezzo da costruire, vale D, la stessa dimensione, misurata sul pezzo eseguito, avrà il valore D', diverso da D. Il pezzo si potrà ritenere accettabile se:
campo di tolleranza t definito dalla differenza tra lo scostamento superiore S e lo scostamento inferiore i. Naturalmente l'assegnazione di un campo di tolleranza definisce automaticamente la precisione richiesta dalla lavorazione.
Tolleranza e accoppiamento perno-cuscinetto
La definizione delle tolleranze assume importanza particolare nella costruzione di parti da accoppiare tra loro: l'esempio più comune è l'accoppiamento perno-cuscinetto. Se ad esempio si vuole costruire un accoppiamento di tale tipo su un diametro D = 50 mm in modo che il perno sia libero di muoversi rispetto al cuscinetto, è necessario che il diametro del perno D1 sia in realtà leggermente inferiore al diametro del foro D2; si pone allora per esempio:
Si intende con questo (si veda la figura seguente) che D1 può variare tra 49,96 e 49,98 mm, e D2 tra 50,02 e 50,04 mm.
Schema di accoppiamento tra un perno e un cuscinetto (qui schematizzato con il suo foro) con diametro nominale di 50 mm, gioco minimo di 0,04 mm fra i due elementi e tolleranza di 0,02 mm; le quote dei pezzi costruiti devono variare tra i valori qui indicati.
La differenza D2 - D1 tra diametri del foro e del perno prende il nome di gioco e il suo valore varia in questo caso tra 0,04 e 0,08 mm.
Viceversa, volendo un accoppiamento forzato, basterà definire i limiti di tolleranza in modo che il minimo valore possibile del diametro del perno D1 sia superiore al maggiore dei valori possibili per il diametro del foro D2. La differenza D1 - D2 tra i diametri dell'albero e del foro prende allora il nome di interferenza.
Tolleranze in cui gli scostamenti siano ambedue diversi da zero si dicono bilaterali. Si dicono invece unilaterali, e vengono usate talvolta per accoppiamenti albero-foro, tolleranze in cui lo scostamento inferiore del foro e quello superiore dell'albero sono nulli.
L'assegnazione del campo di tolleranza consente anzitutto un rapido controllo dei pezzi eseguiti e garantisce l'assoluta intercambiabilità dei pezzi, fattore essenziale per l'impostazione razionale di lavorazioni di serie; inoltre consente di eliminare, o almeno ridurre al minimo, fastidiose e costose operazioni di aggiustaggio.
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