Antiallentamento delle connessioni di fissaggio filettate

Le connessioni filettate possono essere soggette a tutti i tipi di carichi variabili durante il lavoro, inclusi vibrazioni e impatti estremamente intensi. Sotto l'azione di carichi variabili, il cedimento delle connessioni filettate è solitamente causato dall'allentamento e dalla fatica. In generale, la durata di vita delle connessioni filettate prima dell'allentamento antivibrante è molto più breve della durata a fatica dei loro materiali e delle loro strutture. Molto prima della fatica, si verifica il cedimento per allentamento delle connessioni filettate, oppure si verifica un danneggiamento prematuro per fatica dei connettori e delle parti collegate a causa dell'allentamento. Il cedimento delle connessioni filettate compromette il normale funzionamento di prodotti e apparecchiature e può persino causare gravi conseguenze. Come prevenire l'allentamento delle connessioni filettate è uno dei compiti più importanti nello sviluppo e nella progettazione di elementi di fissaggio filettati.

Esistono tre tipi fondamentali di metodi anti-allentamento per i collegamenti con elementi di fissaggio filettati:

1. Antiallentamento non rimovibile

Si tratta di un metodo anti-allentamento che utilizza saldatura, incollaggio o rivettatura per trasformare un collegamento filettato smontabile in un collegamento filettato non smontabile. È un metodo anti-allentamento tradizionale molto affidabile. Il suo svantaggio è che i dispositivi di fissaggio filettati non possono essere riutilizzati e l'operazione è complessa. Viene spesso utilizzato in alcune occasioni importanti che richiedono un'elevata affidabilità nell'anti-allentamento senza smontaggio.

• SaldaturaIl dado è saldato al bullone o al dispositivo di fissaggio del pezzo.

• LegameApplicare adesivi come resina epossidica o adesivo anaerobico sulla superficie filettata corrispondente. Dopo la polimerizzazione, l'adesivo si legherà saldamente alle filettature, garantendo il bloccaggio e impedendo l'allentamento. I diversi adesivi presentano spesso diverse capacità di bloccaggio. Gli elementi di fissaggio rivestiti con resina epossidica hanno un'elevata forza di adesione e non possono essere smontati. Gli elementi di fissaggio rivestiti con adesivo anaerobico possono essere smontati, ma i residui di adesivo sulla superficie filettata dopo lo smontaggio sono difficili da rimuovere e potrebbero danneggiare la filettatura; pertanto, gli elementi di fissaggio non devono essere riutilizzati.

• Punzonatura/RivettaturaIl metodo di rivettatura a punzone viene utilizzato per provocare una deformazione locale del bullone (o della vite) e del dado dopo il serraggio, impedendone l'allentamento. Il collegamento è affidabile e può essere utilizzato per qualsiasi connessione che non richieda lo smontaggio.

2. Antiallentamento dei dispositivi di fissaggio meccanici

I dispositivi di fissaggio meccanici vengono utilizzati per fissare e bloccare le parti filettate alle parti collegate o tra parti filettate per impedirne l'allentamento. Il vantaggio di questo metodo è l'affidabilità anti-allentamento, che generalmente dipende dalla resistenza statica o dalla resistenza a fatica del dispositivo di fissaggio meccanico (o del dispositivo di fissaggio stesso, come ad esempio il dado a intaglio). I suoi svantaggi sono l'aumento del peso del collegamento fissato, la difficoltà di produzione e installazione e la mancanza di flessibilità di installazione, con conseguente costo relativamente elevato. Grazie alla sua elevata affidabilità anti-allentamento, è ancora ampiamente utilizzato in alcune parti importanti di prodotti meccanici e aerospaziali.

• Coppiglie con Dadi scanalatiLe coppiglie passano attraverso le fessure del dado e i fori all'estremità del bullone per bloccare direttamente dado e bullone. Possono essere utilizzate in parti mobili importanti in uno stato di collegamento lasco senza serraggio (ovvero senza applicare precarico), come il collegamento delle articolazioni mobili del joystick nella cabina di pilotaggio di veicoli aerospaziali e automobilistici. Possono essere utilizzate anche in parti particolarmente critiche che richiedono un'elevata affidabilità per prevenire l'allentamento in condizioni di vibrazioni intense e prolungate. In questo caso, dadi e bulloni devono essere serrati con un precarico adeguato; in caso contrario, nel collegamento lasco non serrato, le coppiglie o i dadi subiranno danni da fatica, causando l'allentamento e la rottura degli elementi di fissaggio. Tali incidenti si verificano spesso in molti collegamenti soggetti a condizioni di lavoro gravose.

• Rondella della linguettaUtilizzare una o due rondelle in acciaio per fissare il dado e la parte collegata, oppure due dadi tra loro. È un metodo affidabile per prevenire l'allentamento e può essere utilizzato per connessioni anti-allentamento in componenti ad alta temperatura. Comunemente impiegato in parti importanti dei motori.

• Filo di bloccaggioUtilizzare un filo d'acciaio per penetrare nel piccolo foro della testa della vite o del dado, collegando così più viti o dadi e bloccandoli. Sebbene l'assemblaggio sia più laborioso, questo metodo è ancora utilizzato in occasioni importanti, soprattutto per componenti critici di prodotti aerospaziali, in quanto garantisce un'efficace prevenzione dell'allentamento. Può essere impiegato per impedire l'allentamento di bulloni o viti in gruppi.

3. Antiallentamento mediante aumento dell'attrito

Lo scopo dell'antiallentamento si ottiene aumentando l'attrito tra la filettatura o la testa del bullone (vite) e la superficie di contatto del dado, oppure aumentando l'attrito di entrambi contemporaneamente. Questo metodo antiallentamento è meno affidabile dei due metodi precedenti, ma il suo vantaggio principale è che non è limitato dallo spazio di utilizzo, può essere montato e smontato ripetutamente, offre flessibilità di montaggio e alcuni elementi di fissaggio (come i dadi autobloccanti con anello in nylon, i dadi autobloccanti interamente in metallo) hanno raggiunto un livello di affidabilità antiallentamento molto elevato. Pertanto, questo metodo antiallentamento è ampiamente utilizzato nel settore della produzione di macchinari e nel settore aerospaziale.

• Doppio dado:Il metodo di assemblaggio tradizionale dei dadi doppi prevede di serrare prima il dado interno, poi quello esterno e infine di invertire la rotazione del dado interno, in modo che le filettature tra le due superfici dei dadi subiscano una leggera deformazione elastica, generando un attrito aggiuntivo che ne impedisce l'allentamento. L'esperienza ha dimostrato che questo metodo di assemblaggio non è affidabile per la prevenzione dell'allentamento dei dadi doppi. Il suo svantaggio è che, quando il dado interno viene invertito, il sistema di fissaggio si scarica, la forza di serraggio diminuisce e la capacità di prevenzione dell'allentamento si riduce. Il nuovo metodo di assemblaggio elimina la procedura di "inversione della rotazione del dado interno", ovvero prevede di serrare prima il dado interno e poi quello esterno, applicando la stessa coppia di serraggio a entrambi i dadi, in modo da mantenere una forza di serraggio del sistema di fissaggio più elevata. Test nazionali e internazionali hanno dimostrato che la capacità di prevenzione dell'allentamento dei dadi doppi che utilizzano il nuovo metodo di assemblaggio è notevolmente migliorata. Tra i vari metodi di prevenzione dell'allentamento per elementi di fissaggio filettati, questo è uno di quelli che offre una maggiore durata in termini di resistenza alle vibrazioni. Sebbene l'utilizzo di due dadi aumenti il ​​peso, la sua struttura semplice, il buon effetto anti-allentamento e la possibilità di utilizzo ad alte temperature ne consentono ancora l'impiego in alcune applicazioni importanti, come ad esempio per il fissaggio di raccordi filettati nei motori.

• Dadi flangiati dentellati e bulloniLa superficie di appoggio sotto la testa del dado e della vite è zigrinata o dentellata. Quando il dado o la vite vengono serrati, si genera una resistenza all'attrito tra la superficie di appoggio e la parte collegata, soprattutto quando le "dentellature" sono incorporate nella superficie della parte collegata, garantendo un bloccaggio molto saldo. La forma dei denti delle dentellature della superficie di appoggio e la forza di serraggio durante il serraggio hanno un effetto significativo sulle prestazioni di bloccaggio. Un rapporto torsione-tensione stabile e una forza di serraggio sufficientemente elevata sono i prerequisiti affinché questo elemento di fissaggio mantenga la sua capacità di bloccaggio. I test hanno dimostrato che possiede buone proprietà anti-allentamento. Non può essere utilizzato con rondelle, né per connessioni filettate che non possono sopportare elevate forze di serraggio o dove la superficie di collegamento è sensibile a graffi e corrosione. Quando si utilizza questo metodo anti-allentamento, è necessario prestare attenzione all'adeguata corrispondenza di durezza. In generale, la durezza della parte serrata dovrebbe essere inferiore alla durezza dell'elemento di fissaggio.

• Dadi autobloccanti interamente in metallo:L'estremità superiore del corpo del dado è chiusa con un'estremità non circolare o con un'estremità scanalata (quest'ultima è anche chiamata dado a trave scanalata) per deformare parzialmente la filettatura. Dopo che il bullone è stato avvitato nel dado, l'estremità del dado si espande verso l'esterno e l'elasticità dell'estremità viene utilizzata per comprimere lateralmente la coppia di filettature, eliminando il gioco della filettatura, aumentando l'attrito della filettatura e bloccando saldamente bullone e dado insieme. L'effetto anti-allentamento è buono e il dado a trave scanalata ha prestazioni anti-allentamento migliori. Se utilizzato con bulloni con una maggiore precisione della filettatura, le prestazioni anti-allentamento possono essere migliorate; se utilizzato con bulloni con una maggiore durezza corrispondente alla durezza del dado, la durata di servizio del collegamento dopo ripetuti montaggi e smontaggi può essere migliorata significativamente. Tra i dadi autobloccanti interamente metallici, il dado a trave scanalata ha la migliore riutilizzabilità. Può essere utilizzato per qualsiasi parte di collegamento di fissaggio, ad eccezione delle parti mobili.

• Dadi di bloccaggio con inserto in nylon: Un anello di nylon è incorporato nell'estremità superiore del dado e il diametro interno dell'anello di nylon è leggermente inferiore al diametro della filettatura. Quando il bullone viene avvitato, la filettatura interna viene spinta fuori dall'anello di nylon e il materiale di nylon estremamente elastico crea un'ampia e stabile resistenza all'attrito con il bullone, garantendo un bloccaggio affidabile. Ha una buona resistenza all'allentamento e può essere montato e smontato ripetutamente. È adatto per l'uso in luoghi soggetti a forti urti e vibrazioni. Può essere utilizzato con qualsiasi bullone, da quelli a bassa precisione a quelli ad alta precisione, e con qualsiasi bullone a bassa o alta resistenza. La temperatura di esercizio è limitata dal materiale dell'anello di nylon, generalmente da -50 a +100 °C.

• Rondelle elasticheLe rondelle elastiche utilizzano la tensione della molla per garantire il bloccaggio delle connessioni filettate. I loro vantaggi sono la struttura semplice, il basso costo e la facilità d'uso. Sono ampiamente utilizzate per prevenire l'allentamento in parti non critiche di apparecchiature elettromeccaniche generiche. Poiché le rondelle elastiche hanno uno scarso effetto antiallentamento, non sono adatte all'uso in parti soggette a forti urti e vibrazioni; inoltre, le rondelle in acciaio elettrozincato o cadmiato spesso presentano fratture da infragilimento da idrogeno ritardato, causando pericoli nascosti difficili da individuare e conseguenti guasti. Pertanto, le rondelle elastiche non sono utilizzate in situazioni critiche.

• Rondelle di bloccaggio dentateQuando si serrano dadi o viti, i denti delle rondelle si appiattiscono, aumentando la resistenza all'attrito tra le filettature e la superficie di appoggio, garantendo un effetto di bloccaggio per il collegamento filettato. Poiché i denti sono incastonati nella testa della vite (o del dado) e nella superficie delle parti collegate, i danni da essi causati aumentano la sensibilità alla corrosione e, per elementi di fissaggio o parti collegate soggette a forti sollecitazioni, tali danni possono provocare crepe. Se sottoposte a elevate forze di serraggio, i denti delle rondelle possono incrinarsi o rompersi.

• Michelle
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