Al momento, la maggior parte industrialebullonele operazioni di serraggio richiedono un controllo preciso della forza, ovvero il processo di controllo della coppia. Questo processo completa il fissaggio impostando un valore di coppia fisso o adottando la modalità di doppio controllo "coppia + angolo", in modo da ottenere una forza di serraggio assiale stabile e qualificata e garantire la precisione dell'assemblaggio e l'affidabilità operativa a lungo termine delle connessioni filettate.
Il serraggio dei bulloni è un processo di accoppiamento meccanico complesso. La qualità del serraggio è influenzata principalmente da quattro fattori fondamentali: valore di coppia, precarico assiale, coefficiente di attrito della superficie di contatto e durezza del materiale. Solo controllando in modo completo i parametri di cui sopra è possibile ottenere risultati di serraggio dei bulloni sicuri, stabili e qualificati. Le chiavi dinamometriche tradizionali possono soddisfare i requisiti di controllo della coppia delle condizioni di lavoro convenzionali e adattarsi ai normali standard di assemblaggio. Tuttavia, per le connessioni filettate che richiedono elevata precisione ed elevata sicurezza, le chiavi dinamometriche manuali da sole non possono soddisfare i requisiti.
Le deviazioni nella precisione del controllo della coppia derivano principalmente da due aspetti: l'attrito di ingranamento tra le coppie di filetti e l'attrito di contatto tra la testa del bullone e la superficie del pezzo. La perdita di attrito durante il serraggio effettivo è estremamente elevata. In condizioni di lavoro normali, solo il 10% circa della coppia in ingresso può essere effettivamente convertito nel precarico di serraggio effettivo del bullone, mentre il resto viene completamente consumato dall'attrito della superficie frontale e dall'attrito della filettatura. Ciò provoca facilmente un problema di falso serraggio in cui la coppia raggiunge lo standard ma il precarico è insufficiente.
Per migliorare la precisione di serraggio degli assemblaggi di fascia alta, la tecnologia di serraggio ad angolo-controllato è ampiamente adottata nel settore, in particolare nel settore della produzione automobilistica altamente standardizzato e orientato alla precisione-, che massimizza le prestazioni di serraggio dei bulloni. L'angolo di serraggio si riferisce alla differenza dell'angolo di rotazione del bullone dallo stato di montaggio iniziale con il pezzo allo standard di fissaggio preimpostato.
L'angolo di serraggio richiesto varia in modo significativo in base alla durezza del materiale degli elementi di fissaggio e delle parti collegate. I materiali ad alta-durezza come l'acciaio al carbonio presentano un'elevata rigidità e una deformazione ridotta, richiedendo un angolo di serraggio più piccolo. I materiali a bassa-durezza come il legno e i profili morbidi presentano un'ampia deformazione di compressione e un'elevata perdita di attrito, richiedendo un angolo di serraggio maggiore con una forza di serraggio finale effettiva relativamente inferiore.
Il processo di doppio controllo della coppia-angolo serra innanzitutto il bullone alla coppia iniziale preimpostata attraverso il controllo della coppia per eliminare gli spazi tra i pezzi e completare il montaggio preliminare. Il serraggio finale viene quindi completato sotto il doppio controllo a ciclo chiuso-della coppia e dell'angolo di rotazione fino al raggiungimento dei valori di coppia e angolo preimpostati. Questo processo impedisce efficacemente ilbulloneda un allungamento eccessivo-nell'intervallo di deformazione plastica, evita cedimenti per fatica e potenziali rischi per la sicurezza causati da sollecitazioni che superano il limite di snervamento, riduce significativamente l'attenuazione del precarico e garantisce la stabilità a lungo-termine delle strutture di collegamento.
Nota speciale: i bulloni serrati mediante il processo di controllo dell'angolo hanno prodotto una microdeformazione plastica interna e ne è severamente vietato il riutilizzo secondario.
Gli attuali processi di serraggio dei bulloni tradizionali sono divisi in due categorie: serraggio con range elastico e serraggio con range plastico. Il metodo di serraggio a coppia appartiene al serraggio elastico, mentre il metodo di serraggio ad angolo e il metodo di serraggio-del punto di snervamento appartengono al serraggio plastico.
1. Metodo di serraggio a coppia
Il principio fondamentale del metodo di serraggio a coppia è che in condizioni di lavoro stabili e qualità costante delle parti, la coppia in ingresso ha una relazione lineare corrispondente con il precarico assiale del bullone. Il precarico di serraggio delle parti collegate viene controllato indirettamente impostando una coppia di serraggio fissa. Grazie al funzionamento semplice e all'effetto intuitivo, questo processo è attualmente il metodo di fissaggio di base più utilizzato.
In termini di rapporto di perdita meccanica, circa il 50% della coppia viene consumata dall'attrito della faccia finale della testa del bullone, il 40% dall'attrito della coppia di filetti e solo il 10% viene effettivamente convertito in precarico assiale. Influenzato dalle fluttuazioni del coefficiente di attrito, della planarità del pezzo, della precisione della filettatura e dei fattori ambientali, il metodo di controllo della coppia singola presenta una bassa precisione nel controllo del precarico.
Inoltre, nel settore esiste un rischio di assemblaggio nascosto comune: sebbene il valore di coppia visualizzato raggiunga lo standard durante il serraggio, la testa del bullone non è completamente fissata al pezzo e sulla superficie di contatto rimangono piccoli spazi invisibili. In questo caso, la lettura della coppia è qualificata, ma il precarico effettivo è estremamente basso o addirittura pari a zero, il che porta facilmente a collegamenti allentati e guasti alle apparecchiature. Le chiavi dinamometriche ad alta-precisione possono efficacemente evitare tali problemi, controllare accuratamente la coppia erogata e garantire la qualità di base dell'assemblaggio.
2. Metodo di serraggio angolare
Per risolvere il difetto di bassa precisione del metodo di serraggio a coppia singola, il processo di serraggio angolare è stato gradualmente reso popolare nel settore. Il suo principio è che l'angolo di rotazione del serraggio del bullone è correlato positivamente con la somma dell'allungamento del bullone e della deformazione da compressione del pezzo. Il precarico assiale può essere controllato stabilmente regolando con precisione l'angolo di rotazione.
La procedura costruttiva è la seguente: innanzitutto serrare il bullone alla coppia iniziale standard per portare il bullone vicino allo stato limite elastico; quindi ruotarlo di un angolo fisso per allungare moderatamente il bullone nell'intervallo di plastica per il fissaggio finale. L'essenza del metodo di serraggio angolare è bloccare il precarico assiale controllando l'allungamento del bullone. In campo elastico l'allungamento è proporzionale al precarico. Dopo essere entrati nell'intervallo plastico, sebbene la relazione lineare scompaia, il precarico assiale del bullone può rimanere stabile vicino al carico di snervamento entro un intervallo ragionevole.
Il più grande vantaggio di questo processo è che elimina gli errori causati dalle differenze del coefficiente di attrito. Per bulloni con coefficienti di attrito diversi ma caratteristiche e resistenza costanti, il precarico finale è sostanzialmente uniforme nonostante i diversi valori della coppia di serraggio finale. Migliora notevolmente la coerenza dell'assemblaggio e l'utilizzo dei materiali, rendendolo adatto a scenari di assemblaggio ad alta-precisione. Le chiavi dinamometriche angolari ad alta-precisione si adattano perfettamente ai requisiti del processo e realizzano un doppio controllo accurato della coppia e dell'angolo.
3. Metodo di restringimento del punto di rendimento-
L'obiettivo teorico del metodo di serraggio del-punto di snervamento è serrare il bullone esattamente allo stato appena superiore al limite di snervamento, in modo da massimizzare l'utilizzo della resistenza del materiale del bullone. Durante il funzionamento, il bullone viene innanzitutto serrato alla coppia iniziale specificata. L'apparecchiatura monitora in tempo reale la variazione di pendenza della curva di serraggio. Quando la pendenza scende al di sotto della soglia impostata, si ritiene che il bullone abbia raggiunto il punto di snervamento e l'utensile interrompe immediatamente il funzionamento.
Questo processo può serrare bulloni con diversi coefficienti di attrito e in diverse condizioni di lavoro fino al loro stato critico di snervamento, massimizzando il potenziale di resistenza strutturale degli elementi di fissaggio e ottenendo una precisione di assemblaggio e una stabilità strutturale ottimali. Tuttavia, presenta requisiti estremamente elevati in termini di stabilità delle condizioni di lavoro, consistenza del materiale dei bulloni e precisione dell'attrezzatura, con basse prestazioni anti-interferenza e costi elevati di supporto di apparecchiature di serraggio-di fascia alta.
I prodotti della serie di chiavi dinamometriche di alta-qualità possono soddisfare elevati-standard di processo di precisione con eccellenti prestazioni in termini di costi, bilanciando l'accuratezza della costruzione e i costi di approvvigionamento.
