Quando si serra un giunto bullonato, è necessario prestare attenzione alla precisione del precarico. Se il metodo di serraggio non raggiunge un precarico accurato, c’è una buona probabilità che il giunto bullonato non duri, poiché un precarico insufficiente di solito causa guasti. Ecco le sei principali tecniche utilizzate per controllare il precarico di un dispositivo di fissaggio filettato.

1) SERRAGGIO A CONTROLLO DI COPPIA

Il metodo più diffuso per gestire il precarico è controllare la coppia. È possibile scoprire la coppia nominale necessaria per serrare il bullone a un certo precarico osservando le tabelle o esaminando la relazione tra la coppia e la risultante tensione del bullone. Quando un bullone viene serrato, il gambo incontra una sollecitazione diretta e una sollecitazione torsionale, che devono essere entrambe considerate per determinare la sollecitazione totale e la sua proporzione allo snervamento. Lo stress totale dovrebbe essere il 90% della resa, secondo una linea guida ampiamente utilizzata.

Un problema di base con l’utilizzo di questo metodo è che piccoli spostamenti in condizioni di attrito possono comportare grandi cambiamenti nel precarico del bullone. Questo perché la maggior parte della coppia applicata, in genere tra l’85-95%, viene utilizzata per contrastare l’attrito. Per ridurre al minimo questo effetto, è possibile utilizzare stabilizzatori di attrito, che sono sostanze che rivestono i dispositivi di fissaggio e riducono la dispersione per attrito.

Un altro modo per aumentare la precisione di questo metodo è utilizzare dadi e bulloni flangiati, soprattutto se è richiesta una superficie del cuscinetto più grande, invece di rondelle piane. È inoltre possibile eseguire test utilizzando estensimetri. Se non è possibile accertare la coppia di serraggio effettiva attraverso i test, provare a guardare le informazioni più utili disponibili, come la finitura del dispositivo di fissaggio e la dimensione della superficie del cuscinetto della testa del dado. È inoltre necessario verificare se il valore della coppia di serraggio è indicato sul disegno di assieme.

2) SERRAGGIO A RESA CONTROLLATA

Questa tecnica può ottenere precarichi estremamente accurati mantenendo al minimo l’effetto dell’attrito e la sua dispersione. Il metodo è stato ispirato dal “senso del tatto” dell’artigiano durante l’utilizzo di una chiave inglese, che gli ha permesso di percepire con una certa precisione il punto di snervamento del dispositivo di fissaggio. In questa tecnica, un sistema di controllo prende il posto del discernimento dell’artigiano. È in sintonia con il gradiente di coppia del bullone serrato, rilevando rapidamente un cambiamento di pendenza, che indica che è stato raggiunto il punto di snervamento, e arrestando il processo di serraggio. I sensori del sistema monitorano sia la coppia che l’angolo di rotazione mentre si serra il bullone .

Uno dei principali svantaggi di questo metodo è il costo degli strumenti necessari. Una chiave a mano dotata dei necessari circuiti di controllo è molte volte più costosa di una chiave dinamometrica convenzionale. Di conseguenza, nonostante la sua utilità in applicazioni critiche, tra cui la testata del cilindro e i bulloni delle bielle, è improbabile che questa tecnica acquisisca una popolarità diffusa.

3)SERRAGGIO DEL CONTROLLO DELL’ANGOLO

Questa tecnica è anche chiamata metodo del “giro del dado”. Ha iniziato ad essere utilizzato nell’assemblaggio manuale non molto tempo dopo la seconda guerra mondiale. Questo metodo è stato impiegato con chiavi dinamometriche, con il bullone serrato ad un angolo prefissato oltre il campo elastico, che porta ad una leggera variazione del precarico anche a causa della tolleranza allo snervamento.

Uno svantaggio dell’utilizzo di questo metodo, tuttavia, è la sfida di determinare con precisione l’angolo, che, se possibile, dovrebbe essere raggiunto attraverso la sperimentazione. Inoltre, il dispositivo di fissaggio può supportare solo un piccolo numero di riapplicazioni prima che si esaurisca.

4) METODO DI ALLUNGAMENTO DEL BULLONE

Questa tecnica, che utilizza dispositivi di tensionamento idraulico, è comunemente impiegata per bulloni con diametri superiori a 20 mm poiché questi bulloni più grandi richiedono coppie di serraggio molto elevate. Questo metodo utilizza un piccolo pistone idraulico, che è posizionato sopra il dado, e un estrattore filettato, che è attaccato al pistone. Controllando la pressione idraulica, è possibile controllare il precarico nel bullone. Il precarico diminuisce leggermente, tuttavia, quando si toglie la pressione mentre il dado si piega sotto il carico. Un potenziale problema con questo metodo è la rimozione dei dadi attaccati ai bulloni a causa della corrosione.

Affinché questo metodo funzioni, la parte filettata del bullone dovrebbe estendersi ben oltre il dado. L’olio idraulico da una piccola pompa applica forza sul pistone idraulico, che a sua volta aziona l’estrattore. Di conseguenza, il bullone viene allungato o esteso, il che consente di ruotare manualmente il dado.

5) SERRAGGIO A CALDO

Questa tecnica si basa sulle caratteristiche di espansione termica del bullone. In questo metodo si riscalda il bullone in modo che si espanda. Poi si contrassegna il dado, utilizzando l’approccio dell’angolo di rotazione. E al sistema viene dato il tempo di raffreddarsi. Quando il bullone cerca di contrarsi, si restringe longitudinalmente dal materiale serrato e raggiunge così un precarico.

Per riscaldare il bullone, puoi usare una fiamma diretta, una serpentina di riscaldamento inguainata o elementi di resistenza in carbonio. Uno svantaggio di questo procedimento è la sua lunghezza, che risulta particolarmente ingombrante quando si deve misurare la deformazione del bullone in quanto il sistema deve tornare a temperatura ambiente ad ogni misura. Questa tecnica non è comunemente usata e tipicamente impiegata solo per bulloni molto grandi.

6) METODI DI INDICAZIONE DELLA TENSIONE

Come suggerisce il nome, questi metodi comportano la misurazione della tensione dei bulloni. Rientrano in questa categoria i carichi speciali che indicano bulloni e rondelle. Molto diffuse nell’ingegneria strutturale, le rondelle indicatrici di carico indicano che si è raggiunto il precarico corretto quando è evidente uno spazio predeterminato tra la rondella e la testa del bullone. Inoltre, le tecniche che determinano la variazione di lunghezza degli elementi di fissaggio sono anche considerate metodi di indicazione della tensione.