L'ascesa dei bulloni flangiati: perché i bulloni con rondella stanno scomparendo?

Le rondelle sono state a lungo uno strumento ausiliario indispensabile per gli ingegneri nelle operazioni di serraggio. La loro responsabilità principale è quella di proteggere la superficie di giunzione durante il serraggio, prevenire schiacciamenti e danni causati dal contatto diretto e distribuire ragionevolmente il carico sotto la testa del bullone e il dado per garantire uniformità e stabilità del serraggio. Tuttavia, con l'avanzamento della tecnologia e lo sviluppo della pratica ingegneristica, le rondelle sono state gradualmente sostituite da bulloni flangiati in alcune applicazioni. Oggi, esaminiamo a fondo le ragioni di questo cambiamento.

Innanzitutto, è necessario chiarire che l'utilizzo della coppia per controllare indirettamente la forza di serraggio del bullone è il metodo più comunemente impiegato nella pratica ingegneristica. Questo metodo è semplice e facile da implementare, ed è ben noto agli ingegneri. Tuttavia, nella pratica, è facile constatare che l'attrito tra la filettatura e la testa del bullone assorbe la maggior parte della coppia di serraggio. Ciò significa che, sebbene si applichi una coppia elevata, la parte effettivamente convertita in forza di serraggio efficace è in realtà piuttosto limitata.

In questo contesto, i problemi causati dalle rondelle sono particolarmente evidenti. Poiché la durezza delle rondelle standard è solitamente inferiore a quella di bulloni e dadi, esse sono soggette a deformazione plastica sotto forte stress. Questa deformazione non solo provoca il collasso della rondella stessa, ma può anche influire sulla forza di serraggio del bullone, con conseguente perdita di forza di serraggio. Al contrario, bulloni flangiati non presentano questo problema. La loro superficie di supporto mantiene la stessa durezza complessiva del fissaggio e può mantenere una forma e prestazioni stabili anche sotto forte stress.

Inoltre, il foro di passaggio nella progettazione della rondella può anche causare una serie di problemi. Per evitare interferenze con l'arco di transizione sotto la testa del bullone, la rondella deve avere un foro di passaggio relativamente grande. Tuttavia, questo foro di passaggio può far sì che il centro della rondella si discosti dall'asse del bullone durante il serraggio, con conseguente carico eccentrico e concentrazione di sollecitazioni locali. Ciò non solo aumenta il rischio di ammaccature e danni al giunto, ma può anche compromettere la stabilità e la sicurezza dell'intero sistema di fissaggio.

Un altro aspetto da considerare è il fenomeno della rotazione della rondella. Durante il serraggio, la rondella a volte ruota sulla superficie di contatto con il dado. Questa rotazione altera il rapporto tra la coppia applicata e la forza di serraggio del bullone, con conseguente significativa perdita di forza di serraggio. Se non si effettuano attente osservazioni e monitoraggi durante il processo di serraggio, è difficile individuare e correggere tempestivamente questo problema.

Infine, l'uso di rondelle aumenta anche il numero di superfici di contatto nel giunto. A livello microscopico, l'incastro tra queste superfici di contatto può portare a una perdita di forza di serraggio. Ciò è particolarmente vero quando le parti del giunto vengono pressate a contatto per la prima volta. Per le superfici di contatto metallo-metallo, questa perdita è solitamente compresa tra 0,002 e 0,006 mm. Per le superfici verniciate, l'effetto di incastro è ancora più pronunciato. Pertanto, l'uso di rondelle esacerba questo effetto e riduce ulteriormente la forza di serraggio dei bulloni.

In sintesi, possiamo constatare che, sebbene le rondelle svolgano un ruolo importante nelle operazioni di fissaggio tradizionali, i loro problemi non possono essere ignorati. Al contrario, bulloni flangiati Offrono maggiore stabilità, migliore affidabilità e minori costi di manutenzione. Pertanto, sempre più ingegneri stanno iniziando a scegliere i bulloni flangiati per sostituire i tradizionali elementi di fissaggio con rondelle. Naturalmente, durante il processo di sostituzione, è necessario prestare attenzione anche alla regolazione della coppia di serraggio originale per garantire l'ottimizzazione dell'effetto di fissaggio.

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