Cause e prevenzione del grippaggio della filettatura della vite (convulsione)

La maggior parte degli operatori ha riscontrato il problema dei sequestrifilettature delle vitiche non può essere smontato. È molto probabile che la rimozione forzata delle viti usuranti causi la rottura dei bulloni, danni ai fori esagonali interni e ad altre strutture di guida e il guasto degli strumenti di smontaggio. Non solo aumenta i costi di rilavorazione, ma consuma anche una notevole quantità di manodopera e ore di lavoro. Per evitare efficacemente i problemi di grippaggio della filettatura, questo articolo spiega sistematicamente le cause principali e i metodi di prevenzione standardizzati del grippaggio e del grippaggio della filettatura.

1. Definizione di thread irritante (sequestro)

Il grippaggio della filettatura, comunemente noto anche come grippaggio o inceppamento della filettatura, si riferisce a uno stato di guasto in cui una coppia filettata non può ruotare liberamente durante l'assemblaggio o la manutenzione. Si tratta essenzialmente di un fallimento dell'adesione e della fusione del metallo che si verifica sulle superfici di contatto del filo.

2. Cause principali del grippaggio della filettatura

Il grippaggio del filo è principalmente attribuito a due categorie: fusione del metallo causata dal calore accumulato per attrito del filo e guasti da inceppamento indotti da condizioni di lavoro esterne e difetti di assemblaggio.

2.1 Accumulo di calore da attrito del filo (causa primaria)

Durante il serraggio delle viti, l'attrito continuo sulle superfici di contatto della filettatura genera un notevole calore, che provoca dilatazione termica e rammollimento locale del metallo superficiale. I fianchi del filo aderiscono e si fondono insieme, provocando infine irritazioni e grippaggi. Rispetto alle normali viti in acciaio al carbonio, le viti in acciaio inossidabile sono più soggette a grippaggio e grippaggio a causa delle loro proprietà uniche del materiale:

(1) Elevato coefficiente di attrito: il coefficiente di attrito dell'acciaio inossidabile è circa il doppio di quello dell'acciaio al carbonio, con conseguente intenso attrito di ingranamento e rapido accumulo di calore.

(2) Bassa conduttività termica: l'acciaio inossidabile ha solo un terzo della conduttività termica dell'acciaio al carbonio, quindi il calore da attrito non può dissiparsi rapidamente e continua ad accumularsi localmente.

(3) Elevato coefficiente di dilatazione termica: il tasso di dilatazione termica dell'acciaio inossidabile è circa il doppio di quello dell'acciaio al carbonio. La filettatura interna ed esterna si adattano più strettamente dopo l'aumento della temperatura, aggravando ulteriormente i rischi di attrito e fusione.

Oltre alle viti in acciaio inossidabile,viti in acciaio al carbonio sono inoltre soggetti a grippaggio della filettatura in ambienti operativi ad alta temperatura e richiedono una rigorosa prevenzione.

2.2 Condizioni esterne di lavoro e difetti di montaggio (cause secondarie)

Il grippaggio della filettatura delle normali viti in acciaio al carbonio è causato principalmente da operazioni di assemblaggio improprie e condizioni di filettatura difettose, comprese principalmente le seguenti situazioni:

(1) Corpi estranei come trucioli di ferro, polvere e impurità aderiscono alla superficie della filettatura. Il fissaggio con contaminanti graffierà e schiaccerà i denti del filo, provocando inceppamenti.

(2) Una coppia di serraggio eccessiva o una velocità di serraggio eccessivamente elevata supera il limite di supporto delle filettature, causando frattura locale del dente della filettatura, deformazione e ristagno.

(3) Un'eccessiva ruvidità superficiale, ammaccature o bave sulle filettature portano a giochi di ingranamento irregolari e ad un forte aumento della resistenza all'attrito, innescando grippaggi adesivi locali.

3. Misure di prevenzione standardizzate per il grippaggio dei fili

3.1 Prevenzione del grippaggio causato da difetti esterni

Prima di serrare, pulire accuratamente le sostanze estranee, le bave e le impurità sulle filettature sia interne che esterne e ispezionare l'integrità della filettatura per evitare assemblaggi difettosi. Seguire gli standard di assemblaggio ufficiali, applicare una coppia adeguata con una velocità di serraggio uniforme ed evitare un serraggio eccessivo e un fissaggio rapido e violento per eliminare alla fonte il grippaggio della filettatura indotto dall'assemblaggio.

3.2 Prevenzione del grippaggio causato dal calore da attrito

Poiché le proprietà di conduttività termica e di espansione termica dell'acciaio inossidabile non possono essere modificate artificialmente, la soluzione industriale tradizionale è quella di ridurre il coefficiente di attrito della filettatura per ridurre al minimo la generazione di calore da attrito. Sono ampiamente adottati due metodi di prevenzione standard:

(1) Applicare uniformemente lubrificanti speciali sulle superfici di contatto della filettatura per ridurre la resistenza all'attrito dell'ingranamento.

(2) Implementare un trattamento superficiale professionale sulle viti per ottimizzare la precisione della superficie della filettatura e ridurre il coefficiente di attrito.

Nota chiave: la riduzione del coefficiente di attrito della filettatura aumenterà significativamente il precarico assiale con la stessa coppia di serraggio. Il mantenimento dei parametri di coppia originali causerà facilmente danni da sovraccarico della filettatura e guasti secondari al grippaggio. Pertanto, dopo aver adottato trattamenti superficiali di lubrificazione o di riduzione dell'attrito, la coppia di serraggio deve essere calibrata e ridotta in modo sincrono per corrispondere ai parametri di assemblaggio ottimali.

4. Influenza del trattamento superficiale sulle prestazioni dell'assemblaggio della filettatura

Questo test adotta l'acciaio inossidabile A2-70bulloni a testa cilindrica con cava esagonale (M5×25). Tutti i dati dei test sono solo per riferimento al processo e non per scopi di garanzia della qualità. Il carico di snervamento all'allungamento permanente dello 0,2% delle viti in acciaio inossidabile A2-70 è di 450 N/mm². Le specifiche di assemblaggio standard richiedono che la sollecitazione di serraggio non superi il limite di allungamento permanente dello 0,2% e che la forza assiale di assemblaggio sia controllata entro il 70% del carico di snervamento.

I risultati dei test mostrano che le viti con trattamenti superficiali speciali raggiungono un coefficiente di attrito della filettatura notevolmente ridotto. A parità di coppia di serraggio si può ottenere un precarico assiale più elevato e stabile. Sulla base di questa caratteristica, riducendo adeguatamente la coppia di serraggio è possibile ridurre efficacemente la generazione di calore da attrito e inibire significativamente il grippaggio e il grippaggio delle filettature di acciaio inossidabile.

5. Soluzioni adeguate per condizioni di lavoro speciali

La cromatura nera a bassa temperatura e il trattamento di annerimento dell'acciaio inossidabile possono ridurre notevolmente la riflettività spettrale delle superfici delle viti, il che è particolarmente adatto per apparecchiature ottiche di precisione che richiedono l'eliminazione della riflessione diffusa.

Per ambienti di lavoro di precisione ad alta pulizia in cui sono vietati i lubrificanti e non è consentita la pelatura del rivestimento, è possibile selezionare viti antigrippaggio temprate SNSL-PN. Il processo di indurimento superficiale previene sostanzialmente il grippaggio della filettatura e soddisfa i requisiti di assemblaggio e servizio di scenari speciali.