Technische Tolerantie Uitgelegd: Definitie, Typen en Praktische Toepassingen

In de mechanische techniek stellen toleranties de toelaatbare afwijking van toegewezen afmetingen in. Het gebruik van toleranties helpt ervoor te zorgen dat het eindproduct gemakkelijk bruikbaar is, vooral als het een onderdeel is van een grotere montage.

Het niet instellen van een tolerantie in een kritisch gebied kan het onderdeel onbruikbaar maken volgens de ontwerpintentie, aangezien elke fabricagemethode met een zekere mate van onnauwkeurigheid komt.

Echter, het bepalen van een geschikte tolerantie zorgt ervoor dat het productiebedrijf weet om een paar specifieke punten in het productieproces met meer aandacht aan te pakken. Dit kan het verschil zijn tussen perfect passende onderdelen en schrootmetaal.

Wat is Tolerantie in de Techniek?

Technische tolerantie is de toelaatbare variatie in metingen afgeleid van de basismeting.

Toleranties kunnen op veel verschillende eenheden toegepast worden. Bijvoorbeeld, de werkomstandigheden kunnen toleranties hebben voor temperatuur (°C), vochtigheid (g/m³), etc. In de mechanische techniek praten we voornamelijk over toleranties die van toepassing zijn op lineaire, hoekige, en andere fysieke afmetingen.

Maar ongeacht de eenheid, stelt een tolerantie een acceptabel meetbereik vanaf het basispunt (nominale waarde). Laten we zeggen dat je een zeef ontwerpt om 3,5 mm kiezelstenen van 2,5 mm kiezelstenen te scheiden. Je wilt dat de kleinere kiezelstenen door de gaten vallen terwijl de grotere op het zeef blijven.

De grotere stenen variëren in grootte tussen 3,3 mm en 3,7 mm. De kleinere liggen in het bereik van 2,3…2,7 mm. Om te garanderen dat alleen de kleinere, allemaal, daadwerkelijk door de gaten vallen terwijl de grotere op het zeef blijven, kun je de nominale waarde voor de gatdiameter instellen op 2,8 mm. Tegelijkertijd zal productienauwkeurigheid betekenen dat je met sommige gaten op 2,6 mm kunt eindigen.

Het toevoegen van een ondergrens van -0 mm en een bovengrens van +0,3 mm garandeert dat alle gaten tussen 2,8 en 3,1 mm in diameter zullen zijn.

Kernpunt

Technische tolerantie is de toelaatbare grens of grenzen van variatie in:

• een fysieke afmeting;
• een gemeten waarde of fysieke eigenschap van een materiaal, gefabriceerd object, systeem, of dienst;
• andere gemeten waarden (zoals temperatuur, vochtigheid, etc.);
• in techniek en veiligheid, een fysieke afstand of ruimte (tolerantie), als in een vrachtwagen, trein of boot onder een brug, evenals een trein in een tunnel (zie structuurgauge en laadgauge);
• in de mechanische techniek de ruimte tussen een bout en een moer of een gat, etc.

Afmetingen, eigenschappen, of condities kunnen enige variatie hebben zonder de werking van systemen, machines, structuren, etc. significant te beïnvloeden. Een variatie buiten de tolerantie (bijvoorbeeld, een temperatuur die te heet of te koud is) wordt gezegd niet-nalevend, afgewezen, of de tolerantie te overschrijden.

Overwegingen bij het instellen van toleranties

Een primaire zorg is om te bepalen hoe wijd de toleranties mogen zijn zonder andere factoren of het resultaat van een proces te beïnvloeden. Dit kan gedaan worden door het gebruik van wetenschappelijke principes, technische kennis, en professionele ervaring. Een experimenteel onderzoek is erg nuttig om de effecten van toleranties te onderzoeken: Ontwerp van experimenten, formele technische evaluaties, etc.

Een goede set technische toleranties in een specificatie, op zich, impliceert niet dat naleving van die toleranties zal worden bereikt. De daadwerkelijke productie van elk product (of operatie van elk systeem) omvat een inherent variatie van in- en output.

Meetfout en statistische onzekerheid zijn ook aanwezig in alle metingen. Met een normale verdeling, kunnen de uiteinden van gemeten waarden ver buiten plus en min drie standaarddeviaties van het procesgemiddelde uitsteken. Waardeerbare delen van een (of beide) staarten kunnen zich uitstrekken buiten de gespecificeerde tolerantie.

De verwerkingscapaciteit van systemen, materialen, en producten moet compatibel zijn met de gespecificeerde technische toleranties. Procescontroles moeten aanwezig zijn en een effectief Kwaliteitsmanagementsysteem, zoals Total Quality Management, moet de daadwerkelijke productie binnen de gewenste toleranties houden.

Een procescapaciteitsindex wordt gebruikt om de relatie tussen toleranties en daadwerkelijk gemeten productie aan te geven.

De keuze van toleranties wordt ook beïnvloed door het beoogde statistische steekproefplan en zijn kenmerken zoals het Acceptabele Kwaliteitsniveau. Dit hangt samen met de vraag of toleranties extreem rigide moeten zijn (hoge betrouwbaarheid in 100% naleving) of of een klein percentage van buitentolerantie soms acceptabel kan zijn.

Typen Toleranties

Vandaag de dag zijn er 14 typen geometrische toleranties naar het aantal symbolen, en 15 typen gebaseerd op classificatie.

Deze zijn gegroepeerd in Vormtolerantie, Oriëntatietolerantie, Liggingstolerantie, en Uitleoptolerantie, die gebruikt kunnen worden om alle vormen aan te duiden.

Volgende zijn de drie typen toleranties gebruikt in metingen:

• Unilaterale toleranties
• Bilaterale toleranties
• Samengestelde toleranties.

1. Unilaterale Toleranties

Wanneer de twee grensafmetingen alleen boven de nominale grootte liggen zoals getoond in de figuur of alleen onder de nominale grootte, dan wordt de tolerantie unilateraal genoemd.

2. Bilaterale Toleranties

Wanneer de twee-grensafmeting boven en onder de nominale grootte ligt, dan worden de toleranties bilateraal genoemd.

3. Samengestelde Toleranties

Samengestelde tolerantie wordt bepaald door de vastgestelde toleranties d.w.z., de combinatie van meer dan één type toleranties worden samengestelde toleranties genoemd, de verschillende typen toleranties kunnen hoekig, lateraal, etc. zijn.

Bijvoorbeeld: In figuur zijn toleranties op afmeting/afhankelijk van toleranties van L, h, en θ. Deze samengestelde tolerantie op 'l' is het gecombineerde effect van deze drie toleranties. De minimum tolerantie op 'l' zal corresponderen met L-b, θ+∝, en h+c.

Veelgestelde Vragen.

Technische tolerantie is de toelaatbare variatie in metingen afgeleid van de basismeting. Toleranties kunnen op veel verschillende eenheden toegepast worden.

Typen Toleranties
1. Unilaterale Toleranties
2. Bilaterale Toleranties
3. Samengestelde Toleranties.