La connessione di elementi di fissaggio filettati è ampiamente utilizzata e il problema che ci fa venire il mal di testa è l'allentamento degli elementi di fissaggio filettati nel processo di utilizzo. Per risolvere questo problema, gli inventori hanno progettato metodi per prevenire l'allentamento degli elementi di fissaggio e ci sono molti meccanismi che portano all'allentamento degli elementi di fissaggio. Di recente, standard parts.com ha appreso i meccanismi di allentamento rotanti e non rotanti degli elementi di fissaggio. Quanto segue è la conoscenza pertinente che condividiamo con te, sperando di aiutarti.
Scioltezza rotante e non rotante
Nella stragrande maggioranza delle applicazioni, i dispositivi di fissaggio filettati devono essere serrati per esercitare un precarico nel giunto. L'allentamento può essere definito come la perdita di precarico dopo il serraggio. Questo può accadere in entrambi i modi. L'allentamento rotante, comunemente noto come autoallentamento, si riferisce alla rotazione relativa degli elementi di fissaggio sotto carico esterno. L'allentamento non rotante significa che non c'è rotazione relativa tra filettatura interna e filettatura esterna, ma si verificherà una perdita di precarico.
Allentamento degli elementi di fissaggio a causa dell'allentamento non rotante
Dopo l'assemblaggio, l'elemento di fissaggio stesso o la deformazione del giunto possono portare a un allentamento non rotazionale. Questo potrebbe essere il risultato del collasso plastico di queste interfacce. Quando le due superfici si toccano, l'asperità su ciascuna superficie sopporta il carico di pressione sulla superficie di appoggio. Poiché l'area di contatto effettiva delle protuberanze può essere molto inferiore alla macro area, anche sotto carico medio, la sollecitazione delle protuberanze dovuta alla rugosità superficiale sarà maggiore della resistenza allo snervamento del materiale e queste asperità sopporteranno molto stress locale, con conseguente deformazione plastica.
Ciò può causare un collasso parziale della superficie dopo l'operazione di serraggio. Questo tipo di collasso è spesso chiamato incorporamento. La quantità di forza di serraggio persa a causa dell'inclusione dipende dalla rigidità dei bulloni e delle parti collegate, dal numero di interfacce nel giunto, dalla rugosità superficiale e dallo stress di contatto applicato. In condizioni di sollecitazione superficiale moderata, il collasso iniziale di solito si traduce in una perdita di circa dall'1% al 5% della forza di serraggio, metà della quale viene persa nei primi secondi dopo il serraggio del giunto. Quando il giunto viene caricato dinamicamente dalla forza applicata, il giunto sarà ulteriormente ridotto a causa della variazione di pressione sull'interfaccia del giunto.
L'allentamento dovuto alla perdita di inserzione è problematico nei giunti costituiti da diverse superfici di giunzione sottili e piccole lunghezze di serraggio dei bulloni. Se la sollecitazione del cuscinetto superficiale rimane al di sotto della resistenza allo snervamento per compressione del materiale del giunto, la perdita incorporata può essere calcolata e compensata dal progetto del giunto.
Teoria dell'autoallentamento del fissaggio Junker
Gerhard Junker ha pubblicato un articolo tecnico (documento SAE 6900551969, un nuovo standard per l'autoallentamento degli elementi di fissaggio sotto vibrazione) nel 1969. I risultati del suo lavoro sperimentale sono forniti per supportare la sua teoria sulle cause dell'autoallentamento degli elementi di fissaggio filettati. La sua scoperta chiave è che una volta che c'è un movimento relativo tra i fili di impegno e tra la superficie di appoggio dell'elemento di fissaggio e il materiale di bloccaggio, il pre-elemento di fissaggio si allenterà a causa della rotazione. Junker ha scoperto che il carico dinamico laterale produce condizioni di autoallentamento più gravi rispetto al carico dinamico assiale. Il motivo è che il movimento radiale sotto carico assiale è ovviamente minore di quello sotto carico trasversale.
La ricerca Junker mostra che il fenomeno dell'autoallentamento si verifica quando l'elemento di fissaggio preserrato si sposta tra il filo corrispondente e la superficie di supporto dell'elemento di fissaggio. Quando la forza trasversale che agisce sul giunto è maggiore della forza di attrito prodotta dal pre-serratura del bullone, si verificherà il movimento relativo. Per piccoli spostamenti laterali, può verificarsi un movimento relativo tra il lato filettato e la superficie di contatto dell'area di supporto. Una volta superata la distanza tra i filetti, il bullone sarà sottoposto a una forza di flessione. Se lo scorrimento laterale continua, scorrerà anche il piano di appoggio della testa del bullone. Una volta che ciò accade, la filettatura e la testa del bullone avranno solo un piccolo coefficiente di attrito o addirittura perderanno temporaneamente attrito. A causa della forza di pre serraggio che agisce sull'angolo di elica della filettatura, la coppia di rotazione generata sulla filettatura, quindi, genererà la relativa rotazione tra dado e bullone.
Sotto ripetuti movimenti laterali, il meccanismo può allentare completamente il dispositivo di fissaggio. Per studiare le cause dell'allentamento, Juncker ha sviluppato una macchina di prova, la cosiddetta"Macchina Juncker", che quantificherà l'efficacia della resistenza all'allentamento del design dei dispositivi di fissaggio.
I cuscinetti a rulli vengono utilizzati per eliminare l'effetto di attrito tra le piastre mobili e fisse. Il sensore di pressione consente il monitoraggio continuo del carico del bullone quando viene applicato un movimento laterale dalla piastra mobile bloccata dal dado. Questo è un grande vantaggio rispetto allo standard del test di impatto, poiché le perdite di precarico possono essere misurate durante il test e la relazione tra precarico e ciclo può essere tracciata. L'idea alla base della macchina Junker è che lo spostamento laterale generato dalla camma provocherà l'oscillazione (scorrimento) del giunto, che produrrà un effetto autoallentante dopo aver superato l'attrito del dispositivo di fissaggio.
