1. Caratteristiche strutturali di vari elementi di fissaggio
1.1 Struttura della testa
Le funzioni primarie delle teste dei bulloni e delle viti sono di carico e di strappo. I tipi di testa comuni includono testa esagonale, testa a doppio esagono, testa scanalata, testa cilindrica, testa svasata, testa cilindrica e altre teste speciali. Ogni struttura corrisponde a specifici scenari applicativi e requisiti di assemblaggio.
1.2 Struttura di strappo
Le strutture di strappo di bulloni e viti sono suddivise in strutture di strappo esterne e strutture di strappo interne. Le forme comuni di serraggio esterno comprendono la testa esagonale, la testa a dodici-punte, la testa scanalata, la testa a dieci-punte, la testa ottagonale, la testa quadrata e la testa pentagonale, tra cui la testa esagonale e la testa a dodici-punte sono le più utilizzate. Le strutture di serraggio interne sono adottate principalmente per teste girevoli come teste svasate, teste bombate e teste cilindriche. I tipici tipi di chiavi interne includono l'azionamento a fessura, l'azionamento Phillips, l'esagono interno e la scanalatura interna (Torx). Inoltre, esistono tipi di slot esterni brevettati: unità Phillips a coppia elevata-e unità slotted a coppia elevata-.
In circostanze normali, le strutture di strappo esterne presentano una migliore resistenza antiscivolo e alla torsione-rispetto a quelle interne. Pertanto, gli elementi di fissaggio ad alta-resistenza adottano per lo più strutture di strappo esterne. Tuttavia, l'avvitamento esterno richiede uno spazio di assemblaggio più ampio ed è soggetto a maggiori restrizioni sugli ambienti di installazione. Tra i tipi di serraggio interno, l'esagono interno e il Torx interno offrono prestazioni di torsione notevolmente superiori e possono essere applicati a condizioni di lavoro ad alta-resistenza. I fori esagonali interni sono generalmente formati dalla pre-perforazione di fori pilota seguita dalla punzonatura con punzoni esagonali. I detriti metallici prodotti dalla punzonatura tendono ad accumularsi sul fondo del foro e possono cadere durante il servizio, generando contaminanti estranei. Per applicazioni con controllo rigoroso degli oggetti estranei, tutti i residui all'interno dei fori devono essere puliti accuratamente.
1.3 Struttura del gambo
ILbulloneil gambo si riferisce alla sezione liscia non filettata. In base al diametro del gambo, è classificato in gambo con diametro maggiore-, gambo con diametro primitivo-, gambo a gradini e gambo allargato.
Diametro maggiore-gambo (gambo standard): il suo diametro nominale è uguale al diametro maggiore della filettatura con due gradi di tolleranza. Le tolleranze allentate (h12, h14) vengono utilizzate principalmente per i bulloni di tensionamento; Tolleranze strette (f9, f7, r6) si applicano ai bulloni di taglio.
Gambo con diametro primitivo- (gambo sottile): il suo diametro nominale si avvicina al diametro primitivo della filettatura, normalmente con tolleranza h12 o senza requisiti di tolleranza speciali. È adatto per bulloni di tensionamento.
Gambo a gradini (gambo a vita): il suo diametro è inferiore o uguale al diametro minore della filettatura, progettato per ridurre la rigidità del bullone e alleviare la concentrazione di stress alle radici della filettatura.
Gambo allargato (gambo rinforzato): il suo diametro supera il diametro maggiore della filettatura. Può formare un accoppiamento con interferenza con i fori di assemblaggio ed è comunemente utilizzato per la manutenzione e il rinforzo delle apparecchiature.
1.4 Struttura del thread
I parametri della filettatura includono la lunghezza effettiva della filettatura, la precisione della filettatura, il profilo della filettatura, il raggio della radice della filettatura, l'eccentricità della filettatura e la distanza della spalla. Per bulloni con lo stesso diametro standard e nominale, la lunghezza effettiva della filettatura è fissa. Le modifiche alla lunghezza complessiva del bullone si ottengono regolando la lunghezza del gambo liscio. I fili sono classificati in filo lungo, filo medio e filo corto:
Filettatura lunga: abbinata a bulloni di tensione per sopportare grandi carichi di trazione;
Filettatura corta: abbinata a bulloni a taglio, basata sul contatto superficiale per il posizionamento anti-caduta con carico di trazione minimo;
Filettatura media: applicata a bulloni sottoposti a carichi combinati di tensione e taglio, in grado di sopportare sia tensione che taglio.
2. Struttura esclusiva dei perni
I prigionieri non hanno teste in stile bullone- e sono completamente filettati su entrambe le estremità. Le filettature su due estremità possono essere prodotte con diametri identici o diversi. Durante l'installazione, un'estremità viene avvitata al componente di base per un fissaggio permanente con smontaggio poco frequente; l'altra estremità si accoppia con i dadi per assemblaggi e smontaggi ripetuti. Per garantire un fissaggio saldo dell'estremità incorporata, vengono adottate filettature di transizione-per il bloccaggio delle interferenze. Chiavi di fissaggio e altre strutture possono essere utilizzate anche per il fissaggio anti-allentamento.
3. Proprietà generali diBulloni, viti e prigionieri
Le proprietà degli elementi di fissaggio rientrano nelle proprietà meccaniche e nelle proprietà metallurgiche. Le proprietà meccaniche valutano la capacità degli elementi di fissaggio di resistere a vari carichi esterni da una prospettiva macroscopica, con indicatori fondamentali che includono proprietà a trazione, proprietà a taglio e resistenza alla fatica. Le proprietà metallurgiche valutano la qualità microscopica delle strutture dei materiali, coprendo le linee di flusso del metallo, la struttura metallografica e le discontinuità del materiale come porosità e crepe.
4. Classificazione dei gradi prestazionali degli elementi di fissaggio
A livello nazionale vengono adottati due principali sistemi standard di fissaggio: il sistema di standard nazionale per scopi generali-(sistema GB) e il sistema di fissaggio specifico per il settore aerospaziale-. Le differenze negli ambienti di servizio e negli indicatori tecnici portano a regole di classificazione distinte per le proprietà meccaniche tra i due sistemi.
4.1 Classi di prestazione secondo il sistema di standard nazionale GB
In Cina esistono 12 standard nazionali attuali che specificano le proprietà meccaniche degli elementi di fissaggio della serie-bulloni.
(1) Gradi prestazionali di bulloni, viti e prigionieri in acciaio al carbonio e acciaio legato
Nove gradi sono definiti in base alla resistenza alla trazione e al carico di snervamento: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 e 12.9. Convenzionalmente, i gradi inferiori a 8.8 sono realizzati in acciaio al carbonio, mentre i gradi 8.8 e superiori adottano acciaio legato con trattamento termico dedicato.
Formato di marcatura: Le regole XY sono definite come segue:
Il numero prima del punto decimale equivale alla resistenza alla trazione nominale (MPa) divisa per 100;
Il numero dopo la virgola decimale equivale al rapporto di rendimento moltiplicato per 10;
Carico di snervamento nominale=(prodotto dei due numeri) ÷ 10.
Esempio: bullone di grado 9.8. La cifra 9 indica la resistenza alla trazione nominale=9 × 100=900 MPa; la cifra 8 indica il rapporto di rendimento=8 ÷ 10=0.8.
(2) Gradi prestazionali di bulloni, viti e prigionieri in acciaio inossidabile
Gli elementi di fissaggio in acciaio inossidabile sono suddivisi in tre categorie (austenitici, martensitici, ferritici) e nove gruppi di materiali: A1, A2, A3, A4, A5, C1, C3, C4, F1. In combinazione con i processi di formatura, vengono formati 23 gradi di prestazione completi.
Regola di marcatura: gruppo materiale + numero di resistenza a due-cifre. Le lettere indicano le categorie dei materiali: A=acciaio inossidabile austenitico, C=acciaio inossidabile martensitico, F=acciaio inossidabile ferritico. Le due cifre rappresentano un-decimo del valore di resistenza alla trazione.
Esempi: A2-70 si riferisce all'acciaio inossidabile austenitico del Gruppo 2 formato mediante lavorazione a freddo con resistenza alla trazione minima di 700 MPa; C3-80 si riferisce all'acciaio inossidabile martensitico del Gruppo 3 trattato mediante bonifica con resistenza alla trazione minima di 800 MPa.
(3) Gradi prestazionali degli elementi di fissaggio in metalli non-ferrosi
I comuni materiali non-ferrosi includono le leghe di rame e le leghe di alluminio. La classificazione è determinata dalla resistenza alla trazione e questi elementi di fissaggio sono generalmente classificati come tipi a bassa resistenza. Elementi di fissaggio di grado e specifica identici condividono lo stesso carico di trazione minimo. I gradi corrispondono ai gradi dei materiali e agli indicatori di trazione. Le leghe di rame hanno sette gradi: CU1, CU2, CU3, CU4, CU5, CU6, CU7; Le leghe di alluminio hanno sei gradi: AL1, AL2, AL3, AL4, AL5, AL6.
Esempio: CU2 sta per lega di rame di grado 2 corrispondente al grado H63 con resistenza alla trazione di 370 MPa. La marcatura è composta da due lettere più una cifra. Le lettere corrispondono ai simboli degli elementi chimici (CU per rame Cu, AL per alluminio Al); le cifre sono solo numeri di serie, non disposti in ordine di resistenza crescente, e corrispondono a qualità di materiale e parametri meccanici fissi.
(4) Gradi prestazionali delle viti di fermo
Anche le viti di fissaggio sono elementi di fissaggio con filettatura esterna, ma adottano criteri di classificazione diversi rispetto ai bulloni ordinari. Sono classificati in base alla durezza piuttosto che alla resistenza alla trazione.
Acciaio al carbonio eviti di fissaggio in acciaio legato: quattro gradi, vale a dire 14H, 22H, 33H, 45H. Il numero indica un-decimo della durezza Vickers minima e H rappresenta la durezza. Ad esempio, 14H indica la durezza Vickers minima=14 × 10=140 HV.
Grani in acciaio inox: viene utilizzato esclusivamente acciaio inox austenitico, suddiviso in cinque gruppi coerenti con la bulloneria in acciaio inox: A1, A2, A3, A4, A5 con identica composizione chimica. Sono specificati due gradi di durezza: 12H e 21H. 12H si applicano alle viti di fermo austenitiche morbide con durezza minima di 125 HV; 21H si applica alle viti di fissaggio temprate-lavorate a freddo con durezza minima di 210 HV.
