Funzionamento di bulloni e dadi – Teoria del serraggio

Vi riportiamo oggi un interessante articolo sul funzionamento di dadi e bulloni.

Teoria del serraggio

 

Gli elementi di fissaggio filettati vengono usati per assemblare prodotti in tutto il settore, dalle tubazioni alle macchine movimento terra per usi intensivi, dalle gru ai ponti e così via. La loro principale funzione è quella di creare una forza di bloccaggio sul giunto tale da sopportare le condizioni di utilizzo senza diminuire.

I bulloni serrati correttamente fanno leva sulle loro proprietà elastiche: per funzionare bene devono comportarsi come delle molle. Quando viene applicato il carico, il bullone si allunga e tenta di recuperare la sua lunghezza originaria; questo crea una forza di compressione sui giunti.


Comportamento di bulloni e dadi

Nella legge fisica di Hooke, l’elasticità è definita così: l’allungamento di un bullone è direttamente proporzionale alla forza di trazione ad esso applicata. La tensione / deformazione di un bullone presenta un campo elastico e un campo plastico. Nel campo elastico, la legge di Hooke risulta vera.

Tutto l’allungamento applicato all’interno del campo elastico viene alleviato quando il carico viene rimosso. L’entità dell’allungamento cresce con l’aumentare del carico. Quando un bullone viene teso oltre il suo carico di prova (carico massimo con il quale il bullone può presentare un comportamento elastico), l’allungamento elastico si trasforma in deformazione plastica e la tensione smette di essere proporzionale alla deformazione.Nella deformazione plastica, una parte dell’allungamento resta anche dopo la rimozione del carico. Il punto in cui si verifica questo allungamento permanente viene chiamato carico di snervamento. L’applicazione del carico successivo porta il bullone a un punto in cui inizia a cedere, ovvero il suo carico di rottura. A questo punto, se viene applicata una forza aggiuntiva, il bullone continuerà ad allungarsi fino a rompersi. Il punto in cui il bullone si rompe prende il nome di punto di trazione.

È necessario fare molta attenzione al materiale del bullone utilizzato, poiché il campo elastico varia in base a questo aspetto.


 

Precarico

Lo scopo principale di dadi e bulloni è quello di tenere uniti due componenti con la giusta forza per evitare che si separino durante l’uso. Il termine “precarico” si riferisce all’applicazione di un carico su un bullone subito dopo il serraggio.
L’entità del precarico (carico residuo) è fondamentale poiché, se il carico sui bulloni è troppo elevato, troppo ridotto o non uniforme, il giunto può rompersi.

 

L’applicazione di carichi non uniformi sui bulloni può:

1. determinare la presenza di bulloni allentati e altri sovraccarichi
2. provocare la rottura della guarnizione da un lato e fuoriuscite dall’altro.

Normalmente il precarico è determinato dalla costruzione del giunto (per informazioni sui tipi di giunti più comuni consultare l’integrità di giunti bullonati Enerpac o contattare il rappresentante locale).

Metodi di serraggio

Esistono due modalità di serraggio principali: “serraggio non controllato” e “serraggio controllato”.

Serraggio non controllato
Utilizza strumenti e/o procedure che non possono essere misurate. Il precarico viene applicato sull’insieme di dadi e bulloni utilizzando un martello e una chiave o altri tipi di attrezzi manuali.

Serraggio controllato
Impiega strumenti calibrati e misurabili, segue procedure prestabilite e viene eseguito da personale addestrato. Le tecniche principali sono due: il serraggio a coppia e il tensionamento dei bulloni.

1. Serraggio a coppia Il precarico viene applicato sull’insieme di dadi e bulloni in maniera controllata e attraverso un attrezzo.
2. Tensionamento di bulloni Il precarico viene applicato sull’insieme di dadi e bulloni allungando assialmente il bullone con un attrezzo.


Vantaggi del serraggio controllato

Carichi del bullone noti, controllabili e precisi
Utilizza attrezzi con risultati controllabili e adotta calcoli per determinare le impostazioni dell’attrezzo.

Uniformità di carico del bullone
È particolarmente importante per i giunti con guarnizione perché essi richiedono una compressione uniforme e costante per un buon funzionamento della guarnizione.

Funzionamento sicuro secondo procedure prestabilite
Elimina i pericoli di attività di serraggio manuale non controllato, richiede una certa professionalità agli operatori e il rispetto di procedure.

Riduce i tempi operativi e incrementa la produttività
Riduce i tempi di serraggio e la fatica dell’operatore sostituendo lo sforzo manuale con l’uso di strumenti controllati.

Risultati affidabili e ripetibili
L’impiego di strumenti calibrati e collaudati, personale addestrato e procedure da seguire porta a risultati affidabili e costanti.

Applicazioni corrette dal primo momento
Molte delle incertezze inerenti ai guasti dei giunti in servizio possono essere eliminate garantendo la corretta esecuzione del montaggio e del serraggio fin dal primo momento.

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