Acumulación de tolerancias y su importancia en el mercado axial

2. Conceptos básicos
3. Acumulación de tolerancias
4. Análisis de ensambles o de tolerancias
5. Conclusión
6. Bibliografía

Introducción

La finalidad de este trabajo de investigación es el de brindar la mayor cantidad de información acerca de lo que son la acumulación de tolerancias y su importancia en el mercado axial como sus aplicaciones, tratando de ser lo mas claros y concisos posible, para que el lector, ya sea de conocimiento del tema o no, comprenda fácilmente lo visto en esta materia.

Repasaremos conceptos básicos y necesarios que nos ayudarán a comprender nuevos vocablos que aquí se tratan, de tal manera que aunque sea repetitivo, es necesario para el entendimiento de este tema.

Conceptos básicos

En el diseño cada trazo, medida, forma, etc. es perfecto; es la forma ideal de cómo lo vemos; no tiene fallas y todo queda en su lugar. Como ya sabemos esto solo sucede en el diseño, conocemos que la realidad es otra, nada es perfecto por lo cual el diseño queda con cierta diferencia de la pieza real. Hay un límite para esa diferencia, es decir, hay un margen de error que es aceptable y que dentro de este margen nuestra pieza funciona. A este margen se le conoce como tolerancia.

La tolerancia depende de las exigencias funcionales de la pieza, entre mas precisa se requiere que sea, más difícil de fabricar y más costosa es la pieza, esta es la forma en que la tolerancia es seleccionada.

La forma en que se especifican estas tolerancias son unas series de indicaciones llamadas cotas, las cuales nos dicen el valor máximo y mínimo del error que puede aceptar la pieza; la cual si esta dentro de estas especificaciones, cumple con lo requerido. De no ser así, la pieza es refabricada o en el peor de los casos deshecha.

La importancia de la tolerancia radica en que si no es seguida como se debe, puede llegar a tener un importante golpe económico, ya que toda pieza deshecha es un desperdicio e implica gasto, tanto de dinero como de tiempo y en ocasiones también de almacenamiento.

Las tolerancias las podemos dividir en dimensionales y geométricas. Las tolerancias dimensiónales son las que especifican, como lo dice su nombre, una dimensión máxima y una mínima con las que debe cumplir una pieza. Las tolerancias geométricas, son las que dictan que margen de error puede llevar una forma, mejor dicho, que tan apegada a la realidad debe ser esa geometría; es decir, por poner un ejemplo, que tan redondo debe ser un círculo.

Acumulación de tolerancias

Es el término utilizado para un proceso de resolución de problemas en ingeniería mecánica, los cuales consisten en calcular los efectos de la acumulación de las variaciones que son permitidas por las dimensiones y tolerancias.

Se puede decir también que son la acumulación de errores en el maquinado y el ensamble de partes.

A continuación se muestra un claro de este problema.

En la figura "a" se muestra una pieza con tolerancias, las cuales nos describen la máxima y mínima dimensión de cada una de las partes. La tolerancia que nos indica la mínima dimensión del total de la pieza (W) es de 2.995, si la pieza es fabricada con la medida mínima de cada una de las partes (X,Y,Z) nos damos cuenta que la suma de las tolerancias es de 2.985, con lo cual aunque cada una de las tolerancias cumpla individualmente, la acumulación de las tolerancias resulta en que no cumple con la mínima de W, por lo tanto la pieza es desechada.

Análisis de ensambles o de tolerancias

Es el término general utilizado para todas las actividades relacionadas con el estudio de la acumulación de las variaciones en partes mecánicas o ensambles, aunque pueden ser provechosas en otros típicos de acumulación de variaciones, como las eléctricas.

Las piezas manufacturadas rara vez se utilizan solas, por lo general se usan como partes para un ensamble. Las variaciones dimensionales ocurren en cada parte componente de un ensamble causando la variación de las dimensiones de ensamble aun y cuando todas las tolerancias individuales cumplan. El resultado afecta de manera tal que puede o no llevarse acabo un ensamble, de esta manera si el ensamble se completa, la acumulación de las tolerancias puede afectar el rendimiento de la maquinaria o herramienta.

El analizar los ensambles nos permite evitar errores de fabricación y ensamble hasta cierto punto.

Hay varios métodos para el análisis de ensambles los cuales tratan de calcular el error acumulado en todo el ensamble. Entre ellos están el método de "el peor de los casos", "root sum square" o "raíz de la suma de los cuadrados", el método de montecarlo, etc