Fatica e vibrazioni dei bulloni: guida alla selezione dell'anti-allentamento

La fatica e le vibrazioni dei bulloni sono spesso fraintese durante gli acquisti. Molti acquirenti vedono un bullone allentato e chiedono immediatamente una qualità più forte. A volte questo aiuta. Spesso non è così.

Nei gruppi ad elevate vibrazioni, il vero problema è solitamente la perdita di precarico. Una volta diminuita la forza di serraggio, il giunto inizia a muoversi. Questo movimento crea sfregamento, usura del filo, concentrazione di stress e infine crepe da fatica.

Ciò è comune nelle attrezzature minerarie, nei camion, nei sistemi ferroviari, nelle pompe, nei compressori, nei gruppi di energia eolica, nelle macchine agricole e nelle linee di produzione pesanti.

L’obiettivo non è solo impedire al dado di girare. L'obiettivo è mantenere l'articolazione bloccata.

Perché i bulloni si guastano sotto le vibrazioni

Un bullone è progettato per allungarsi leggermente quando viene serrato. Questo allungamento crea precarico. Il precarico tiene insieme le parti collegate.

Se le vibrazioni provocano lo scivolamento, l'assestamento o l'usura delle superfici del giunto, il precarico diminuisce. Successivamente, il bullone inizia a subire un carico più fluttuante. È qui che inizia il cedimento per fatica.

Segni comuni di affaticamento dei bulloni legato alle vibrazioni

Per giunti ad alto carico, gli acquirenti dovrebbero valutarli idonei elementi di fissaggio ad alta resistenza prima di selezionare solo per dimensione.

Inizia con la condizione congiunta

Prima di scegliere un dispositivo di fissaggio antiallentamento, comprenderne l'assemblaggio. La base di una pompa vibrante, la staffa di sospensione di un camion, il telaio del trasportatore e la struttura di una turbina eolica non necessitano della stessa soluzione.

Domande chiave che gli acquirenti dovrebbero porre

Una buona soluzione anti-allentamento inizia dalle condizioni di lavoro, non dalla pagina del catalogo.

Scegli la qualità e il materiale del bullone giusto

Un grado di bullone più elevato offre una maggiore resistenza alla trazione, ma richiede anche un migliore controllo dell'installazione, del rivestimento e delle parti corrispondenti.

I bulloni Class 8.8, 10.9 e 12.9 sono comuni nelle applicazioni industriali. Class 10.9 può essere adatto a molti giunti vibranti per carichi pesanti. Class 12.9 può essere utile in gruppi compatti ad alta resistenza, ma non dovrebbe essere selezionato casualmente.

Per condizioni umide o corrosive, confrontare elementi di fissaggio in acciaio inossidabile con acciaio legato rivestito prima dell'approvazione finale.

Seleziona il giusto metodo anti-allentamento

Nessun singolo metodo risolve ogni problema di vibrazione. La scelta corretta dipende dalla temperatura, dal carico, dalla manutenzione, dal rivestimento, dagli strumenti di installazione e dal costo.

Opzioni comuni anti-allentamento

Le rondelle elastiche sono ancora ampiamente utilizzate, ma non rappresentano una soluzione completa per le vibrazioni gravi. In molti giunti critici, non mantengono il precarico in modo sufficientemente affidabile.

Controllare il precarico prima di incolpare l'elemento di fissaggio

Molti problemi di fatica dei bulloni sono problemi di installazione.

La coppia è solo la forza di rotazione applicata dall'utensile. Il precarico è la forza di serraggio all'interno del giunto. I due sono correlati, ma l'attrito cambia il risultato.

Fattori che influenzano il precarico

Se il valore della coppia presuppone filettature asciutte ma viene applicato olio, il precarico potrebbe diventare troppo elevato. Se è prevista la lubrificazione ma il giunto è assemblato a secco, il precarico potrebbe essere troppo basso.

Entrambe le condizioni possono portare al cedimento per fatica.

Rivestimento e materia corrosiva

Vibrazioni e corrosione spesso lavorano insieme. La ruggine può danneggiare i fili. La vaiolatura può diventare un punto di partenza della crepa. Anche i danni al rivestimento possono modificare il comportamento di serraggio.

Per ambienti esterni o difficili, gli acquirenti possono prendere in considerazione zinco lamellare, rivestimento di tipo Dacromet, zincatura a caldo, acciaio inossidabile o altre finiture specifiche del progetto. Recensione elementi di fissaggio rivestiti quando la resistenza alla corrosione è parte del requisito.

Domande sul rivestimento da confermare

1. Il rivestimento influenzerà la vestibilità del filo?
2. Cambia il comportamento della coppia?
3. È adatto per bulloni ad alta resistenza?
4. È necessario il test in nebbia salina?
5. I dadi e le rondelle sono rivestiti in modo corrispondente?
6. L’infragilimento da idrogeno è un problema?

Lista di controllo RFQ per elementi di fissaggio resistenti alle vibrazioni

Una richiesta di offerta utile dovrebbe includere:

1. Tipo di prodotto e standard
2. Dimensioni, lunghezza, passo della filettatura e lunghezza della filettatura
3. Materiale e grado di resistenza
4. Finitura superficiale o rivestimento
5. Requisito del metodo anti-allentamento
6. Requisito di coppia o precarico
7. Dettagli coordinati di dado e rondella
8. Livello di vibrazione e condizione di carico
9. Esposizione alla temperatura e alla corrosione
10. Certificati, test e rapporti di ispezione richiesti

Per gli assiemi completi, gli acquirenti possono esaminarli per intero prodotti di fissaggio allineare.

Consiglio finale

L'affaticamento del bullone sotto vibrazione raramente viene risolto con una sola sostituzione. Il bullone, il dado, la rondella, il rivestimento, il precarico, il metodo di bloccaggio e il processo di installazione devono funzionare insieme.

Un bullone più forte può aiutare, ma solo se l’articolazione è controllata. Un dado di bloccaggio può aiutare, ma solo se il precarico è corretto. Un rivestimento può proteggere dalla corrosione, ma solo se si comprendono l'adattamento della filettatura e il comportamento della coppia.

Per applicazioni di vibrazione impegnative, definire prima il giunto. Quindi selezionare il sistema di fissaggio.