Nella nostra produzione industriale, i bulloni si rompono spesso, quindi perché si rompono? Oggi, questo fenomeno viene analizzato principalmente da quattro punti di vista.
In realtà, la maggior parte delle rotture dei bulloni è dovuta all'allentamento, e la rottura è causata proprio da questo allentamento. Poiché la situazione di allentamento e rottura di un bullone è sostanzialmente la stessa di quella di una frattura da fatica, alla fine possiamo sempre risalire alla causa nella resistenza a fatica. In realtà, la resistenza a fatica è talmente elevata che non possiamo nemmeno immaginarla, e i bulloni non necessitano affatto di resistenza a fatica durante l'uso.
Innanzitutto, la rottura del bullone non è dovuta alla resistenza alla trazione del bullone stesso:
Prendiamo ad esempio un bullone ad alta resistenza M20×80 di grado 8.8. Il suo peso è di soli 0,2 kg, mentre il suo carico di trazione minimo è di 20 tonnellate, ovvero 100.000 volte il suo stesso peso. In genere, lo utilizziamo solo per fissare componenti da 20 kg, sfruttando quindi solo un millesimo della sua capacità massima. Anche sotto l'azione di altre forze presenti nell'apparecchiatura, è impossibile che si rompa a causa di un carico mille volte superiore al peso dei componenti; pertanto, la resistenza alla trazione del bullone è sufficiente ed è impossibile che si danneggi per una resistenza insufficiente.
In secondo luogo, la frattura del bullone non è dovuta alla resistenza a fatica del bullone stesso:
Nell'esperimento di allentamento tramite vibrazione trasversale, il dispositivo di fissaggio può essere allentato solo cento volte, mentre nell'esperimento di resistenza a fatica necessita di un milione di vibrazioni ripetute. In altre parole, il dispositivo di fissaggio filettato si allenta quando utilizza un decimillesimo della sua resistenza a fatica, e noi utilizziamo solo un decimillesimo della sua massima capacità; pertanto, l'allentamento del dispositivo di fissaggio filettato non è dovuto alla resistenza a fatica del bullone.
In terzo luogo, la vera causa del danneggiamento degli elementi di fissaggio filettati è l'allentamento:
Dopo l'allentamento del dispositivo di fissaggio, si genera un'enorme energia cinetica mv2, che agisce direttamente sul dispositivo di fissaggio e sull'apparecchiatura, danneggiando quest'ultimo. A seguito del danneggiamento del dispositivo di fissaggio, l'apparecchiatura non può funzionare correttamente, il che può ulteriormente causare danni all'apparecchiatura stessa.
La filettatura della vite di fissaggio, sottoposta a forza assiale, si rompe e il bullone si sfila.
Nel caso di elementi di fissaggio soggetti a forza radiale, il bullone si trancia e il foro del bullone assume una forma ovale.
Quarto, la scelta del metodo di bloccaggio della filettatura con un eccellente effetto di bloccaggio è fondamentale per risolvere il problema:
Prendiamo come esempio un martello idraulico. Il martello idraulico GT80 pesa 1,663 tonnellate e i suoi bulloni laterali sono 7 set di bulloni M42 di classe 10.9. La forza di trazione di ciascun bullone è di 110 tonnellate e la forza di precarico è calcolata come metà della forza di trazione, arrivando a tre o quattrocento tonnellate. Tuttavia, il bullone si rompe e ora è necessario sostituirlo con un bullone M48. Il motivo fondamentale è che il bloccaggio del bullone non è sufficiente a risolvere il problema.
Quando un bullone si rompe, si può facilmente concludere che la sua resistenza non è sufficiente, quindi la maggior parte delle persone adotta il metodo di aumentare la classe di resistenza del diametro del bullone. Questo metodo può aumentare la forza di precarico del bullone e anche la sua forza di attrito. Naturalmente, può anche migliorare l'effetto anti-allentamento. Tuttavia, questo metodo è in realtà un metodo non professionale, che richiede un investimento eccessivo e un profitto troppo esiguo.
In sintesi, il bullone è: "Se non lo allenti, si romperà".
Data di pubblicazione: 29 novembre 2022
