I metodi efficaci di serraggio dei bulloni

Al momento, quasi tuttibulloneil serraggio utilizzato nell'industria deve essere controllato, che si chiama controllo della coppia.

La coppia si riferisce al fissaggio industriale con coppia predeterminata o coppia e angolo predeterminati per garantire una forza di serraggio sufficiente e l'affidabilità della connessione filettata.

Bulloneil serraggio è un processo fisico molto complesso. I fattori più importanti che influenzano il serraggio dei bulloni sono la coppia, il precarico, l'attrito e la durezza del materiale. Solo quando i fattori di cui sopra sono pienamente considerati è possibile garantire un fissaggio sicuro dei bulloni.

La chiave dinamometrica può controllare la forza applicata a un serraggio del filetto, che non può essere inferiore o superiore. Nella maggior parte dei casi, la tradizionale chiave dinamometrica può già fornire l'effetto di serrare i bulloni con sufficiente precisione. Tuttavia, quando è richiesto un serraggio del filetto più accurato e sicuro, la chiave dinamometrica manuale non è adatta, perché la coppia applicata spesso non soddisfa i requisiti di precarico e il corrispondente valore preimpostato, perché non è precisa.

La fonte del valore impreciso è spesso causata dal morso tra le filettature di serraggio e dall'attrito tra la testa del bullone e il piano dell'oggetto di fissaggio. La cosiddetta forza di pre-serraggio o forza di serraggio è una pressione di contatto generata dal contatto del pezzo nel collegamento a vite, che è universale. La pressione aumenta l'attrito tra i pezzi e l'attrito rende la coppia non completamente pre-serrata, quindi solo il 10% circa della coppia che applichiamo può essere convertita nella forza di serraggio del bullone.

Per ottenere una maggiore precisione, anche nel serraggio manuale dei bulloni, viene spesso utilizzata la tecnologia di serraggio ad angolo controllato, soprattutto nell'attuale industria automobilistica in rapido sviluppo. Grazie a questa tecnologia, ogni bullone può ottenere il massimo effetto di serraggio. L'angolo di rotazione si riferisce al valore dell'angolo tra il serraggio originale del bullone e il raggiungimento finale del valore di coppia specificato.

In generale, il grado di rotazione varierà a seconda del materiale degli elementi di fissaggio e delle parti da fissare. Ad esempio, per materiali con elevata durezza, come l'acciaio al carbonio, il numero di angoli necessari per il fissaggio sarà relativamente ridotto; Per materiali con bassa durezza, come il legno, il numero di angoli richiesti per il fissaggio sarà relativamente grande e anche la perdita di forza causata dall'attrito sarà grande e la forza di fissaggio che può essere raggiunta sarà relativamente piccola.

Nel processo di controllo dell'angolo di serraggio della filettatura, il controllo della coppia viene utilizzato per serrare il bullone a un valore di coppia fisso all'inizio. Dopo aver raggiunto questa coppia, il successivo processo di avvitatura viene eseguito sotto il doppio controllo di coppia e angolo fino al raggiungimento della coppia di avvitatura e dell'angolo di rotazione preimpostati. L'uso corretto del sistema di controllo dell'angolo può impedire al bullone di entrare nella zona plastica del materiale, impedire il superamento del punto di snervamento di accettazione del bullone e causare potenziali rischi per la sicurezza. Allo stesso tempo, il controllo dell'angolo può anche ridurre significativamente la perdita di forza di bloccaggio e garantire il raggiungimento di un precarico sufficiente.

Nel processo di serraggio dei bulloni, la coppia utilizzata e il grado di angolo di rotazione sono diversi, quindi i bulloni che sono stati serrati mediante il controllo dell'angolo di rotazione non possono essere riutilizzati.

Esistono due tipi principali di metodi di serraggio dei bulloni, vale a dire il serraggio elastico e il serraggio plastico. Il serraggio elastico si riferisce generalmente al metodo di serraggio della coppia, mentre il serraggio plastico include principalmente il metodo di serraggio angolare e il metodo di serraggio del punto di snervamento.

1. Metodo di serraggio della coppia

Il principio del metodo di serraggio della coppia è che esiste una certa relazione tra coppia e precarico assiale. La forza di pre-serraggio delle parti collegate viene controllata impostando l'utensile di serraggio su un determinato valore di coppia. Sulla base del processo stabile, della qualità delle parti e di altri fattori, questo metodo di serraggio è semplice e intuitivo da utilizzare ed è attualmente ampiamente utilizzato. Secondo l'esperienza, durante il serraggio dei bulloni, il 50 percento della coppia viene consumato dall'attrito della superficie frontale del bullone, il 40 percento dall'attrito della filettatura e solo il 10 percento della coppia viene utilizzato per generare il precarico.

Poiché le condizioni esterne instabili hanno molta influenza sul metodo di serraggio della coppia, il metodo della coppia che controlla indirettamente il precarico controllando la coppia di serraggio porterà a una bassa precisione di controllo del precarico assiale. Inoltre, ci sono pochissimi collegamenti a bullone, la coppia ha raggiunto il valore specificato e la testa del bullone non si è ancora completamente adattata alle parti collegate o lo spazio a volte è molto piccolo, il che non è facile da rilevare mediante ispezione visiva. In questo momento, il valore della coppia è qualificato, ma il precarico è molto piccolo, o addirittura nullo, quindi in questo caso, anche solo per garantire la coppia è qualificato, garantire la qualità del montaggio e del serraggio diventa una parola vuota.

2. Metodo di serraggio angolare

Alla luce delle carenze del metodo di serraggio della coppia, gli Stati Uniti iniziarono a studiare la relazione tra l'allungamento del bullone e la forza assiale alla fine degli anni '40. L'angolo di rotazione durante il serraggio del bullone è approssimativamente proporzionale alla somma dell'allungamento del bullone e dell'allentamento delle parti serrate, pertanto è possibile adottare il metodo per raggiungere la forza di serraggio predeterminata in base all'angolo di rotazione specificato. Innanzitutto, serrare il bullone alla coppia iniziale, ovvero allungare il bullone fino al punto di snervamento, quindi ruotare di un certo angolo per allungare il bullone fino all'area di plastica.

L'essenza del metodo di serraggio dell'angolo di rotazione è controllare l'allungamento del bullone. In campo elastico, il precarico assiale è proporzionale all'allungamento. Il controllo dell'allungamento consiste nel controllare la forza assiale. Dopo l'inizio della deformazione plastica del bullone, sebbene le due non siano più proporzionali, le proprietà meccaniche del bullone in tensione mostrano che il precarico assiale può essere stabilizzato vicino al carico di snervamento purché mantenuto entro un certo intervallo.

Pertanto, la coppia finale di due bulloni con diversi coefficienti di attrito dopo il serraggio con lo stesso metodo di serraggio è molto diversa, ma la forza di pre-serraggio non è diversa a causa della stessa forza e dimensione del bullone. Rispetto al metodo di serraggio a coppia, non solo completa il controllo del serraggio con elevata precisione, ma migliora anche completamente il tasso di utilizzo dei materiali.

3. Metodo di inasprimento del punto di snervamento

L'obiettivo teorico del metodo di inasprimento del punto di snervamento è stringere il bullone appena oltre il punto del limite di snervamento. Quando si utilizza il serraggio del punto di snervamento, serrare prima il bullone a una coppia iniziale specificata. Da questo punto in poi l'apparecchiatura monitora la variazione del valore della pendenza della curva di avvitatura. Se la pendenza diminuisce oltre il valore impostato, si considera che il bullone è stato allungato fino al punto di snervamento e l'utensile smette di funzionare. Il più grande vantaggio del metodo di serraggio del punto di snervamento è che tutti i bulloni con diversi coefficienti di attrito vengono serrati al loro punto di snervamento, il che massimizza il potenziale di resistenza delle parti filettate. Tuttavia, è sensibile ai fattori di interferenza e ha requisiti elevati per le prestazioni e la progettazione strutturale dei bulloni, che è difficile da controllare. Pertanto, gli strumenti di serraggio sono molto costosi.