Notizia

May 30, 2023

Un semplice test determina la causa degli elementi di fissaggio allentati

Bolted joints are widely used to assemble components. That is not surprising,

I giunti bullonati sono ampiamente utilizzati per assemblare componenti. Ciò non sorprende, dal momento che sono economici pur essendo relativamente facili da montare e smontare. I giunti bullonati sono estremamente affidabili per tutta la vita del prodotto, purché il bullone rimanga serrato. Sfortunatamente, i bulloni spesso si allentano quando vengono messi in servizio e possono diventare fonte di problemi di affidabilità.

L'allentamento del bullone può essere dovuto al rilassamento, all'autoallentamento o a una combinazione di entrambi.

L'autoallentamento è il processo in cui la filettatura esterna e quella interna ruotano in senso antiorario l'una rispetto all'altra a causa del carico esterno. Questo tipo di allentamento è solitamente innescato da ripetuti scivolamenti del giunto dovuti all'inversione dei carichi di taglio. In casi estremi, è possibile che il bullone si allenti completamente e cada del tutto.

Il rilassamento è il processo in cui la filettatura esterna ed interna non ruotano e tuttavia il bullone si allenta comunque. Questo tipo di allentamento è solitamente causato dall'appiattimento della plastica o dall'incasso delle superfici portanti. Le superfici dell'interfaccia del giunto e le filettature degli elementi di fissaggio sembrano lisce. Eppure al microscopio diventa evidente che le superfici sono costituite da asperità. Quando le superfici accoppiate vengono unite per creare il giunto, le asperità entrano in contatto e si deformano plasticamente. Sebbene la maggior parte del rilassamento si verifichi durante il processo di serraggio, esso continua anche dopo il serraggio del bullone e durante i cicli di carico iniziali. Poiché la maggior parte dei giunti bullonati non vengono serrati nuovamente dopo l'assemblaggio iniziale, il rilassamento che si verifica durante il servizio provoca un allentamento.

I prodotti vengono comunemente testati in condizioni di servizio simulate o reali e dopo il test vengono spesso scoperti bulloni allentati. Quando vengono scoperti bulloni allentati, è importante che l'ingegnere comprenda il tipo di allentamento che si è verificato. Queste informazioni possono essere utilizzate per guidare l'ingegnere nell'apportare modifiche al progetto o scegliere un metodo di bloccaggio della filettatura, come una rondella di bloccaggio a cuneo o un frenafiletti adesivo, che impedirà l'allentamento del giunto quando viene messo in servizio.

Molte aziende richiedono agli assemblatori di contrassegnare la testa del bullone o del dado con una striscia di vernice, altrimenti nota come striscia di torsione o segno di testimonianza, per attestare che il bullone è stato serrato al valore di coppia corretto. Questa tecnica rappresenta un prezioso passaggio di garanzia della qualità, ma ciò che non è ampiamente noto è che le strisce di torsione possono essere utilizzate anche per rilevare il tipo di allentamento del bullone che si è verificato durante un test, se la striscia di vernice viene estesa per includere il giunto.

L'allentamento automatico può essere facilmente rilevato dopo il test cercando prove che ci sia stato un movimento relativo in senso antiorario tra la filettatura interna ed esterna (vedere tabella).

Una misurazione qualitativa del rilassamento nel giunto bullonato può essere effettuata anche utilizzando strisce di torsione, se il bullone viene serrato nuovamente al valore di coppia originale dopo la prova. Se la striscia di torsione mostra un movimento relativo in senso orario tra la filettatura interna ed esterna dopo il serraggio, è probabile che si sia verificato un rilassamento durante il test.

Nota: per migliorare la precisione di questa tecnica, le filettature, il bullone e la flangia del dado devono essere lubrificati prima del montaggio e per serrare il bullone o il dado deve essere utilizzata una chiave dinamometrica calibrata.

La seguente semplice procedura di prova può essere utilizzata per identificare l'autoallentamento e il rilassamento in un giunto bullonato.

Capire se un bullone si è allentato a causa dell'auto-allentamento, del rilassamento o di una combinazione di entrambi è fondamentale per apportare le giuste modifiche al progetto o scegliere il miglior metodo di bloccaggio della filettatura. Fortunatamente, è possibile utilizzare una semplice striscia di coppia per rilevare il tipo di allentamento del bullone che si è verificato.

Per ulteriori informazioni, chiamare il numero 952-843-2729 o visitare www.matrixengrg.com.

Jon D. Ness, Ingegnere principale, Consulenti di ingegneria della matrice, Eden Prairie, MN. [email protected]