Elementi di fissaggio contro vibrazioni

Vibrazioni, espansione e contrazione possono creare un movimento laterale del filo, che porta all'allentamento e, infine, al cedimento del dispositivo di fissaggio (a sinistra). Gli elementi di fissaggio che fissano le guarnizioni devono essere serrati regolarmente per contrastare la deformazione da compressione della guarnizione nel tempo. Altrimenti, gli elementi di fissaggio subiranno un rilassamento e le loro prestazioni diminuiranno. Grafica per gentile concessione di Henkel Corp.

I dadi autobloccanti tipo SL hanno filettature deformate e una funzione di bloccaggio di tipo Tri-Dent che impedisce l'allentamento degli elementi di fissaggio a causa delle vibrazioni. Foto per gentile concessione di PennEngineering

Il tester Analyse di Schatz USA misura diverse caratteristiche dei dispositivi di fissaggio meccanici. Questi includono i coefficienti di attrito della superficie di appoggio della filettatura, della testa o del dado. Foto per gentile concessione di Bossard Nord America

La vite autofilettante Delta PT per plastica ha un angolo dell'elica di 30 gradi che si ritira rapidamente in un angolo di 20 gradi per un flusso di materiale senza ostacoli durante l'installazione. I fianchi della vite creano aree di taglio che producono carichi di serraggio elevati. Foto per gentile concessione di Semblex Corp.

Ogni anno, i fan dei giochi Winter X vedono i corridori di motoslitte combattere gli elementi e le leggi della gravità per eseguire imprese incredibili, tra cui salti a lunga distanza e doppi salti mortali all'indietro. Ciò che i fan non vedono è la continua battaglia tra elementi di fissaggio e vibrazioni all'interno di ogni giunto bullonato della motoslitta.

Polaris Industries Inc. è un produttore leader di motoslitte e sponsorizza il team Polaris Racing che partecipa al circuito di gare di snowcross. I membri della squadra vincono spesso medaglie agli X Games e ad altri eventi di snowcross. I progettisti di Polaris specificano sempre l'uso dei frenafiletti Loctite sugli elementi di fissaggio per mantenerli sicuri.

"Applichiamo frenafiletti [agli elementi di fissaggio] in tutti i nostri motori SDI", afferma Jason Miller, product manager per motoslitte per Polaris Industries. "Un'interfaccia molto critica è il supporto tra il motore e il telaio, dove si verificano vibrazioni e variazioni di temperatura estreme."

Il frenafiletti Loctite 242 viene applicato sui supporti con una pompa manuale. La pompa garantisce che gli assemblatori utilizzino la corretta quantità di prodotto. Loctite 243 viene applicato al controdado della frizione di trasmissione della motoslitta, nonché al gruppo della crociera della frizione.

I frenafiletti sono uno dei quattro tipi di prodotti appositamente progettati per prevenire l'allentamento degli elementi di fissaggio a causa delle vibrazioni. Gli altri tre sono viti, bulloni e dadi speciali. Tutti contribuiscono a mantenere i giunti bullonati resistenti come il giorno in cui sono stati assemblati per la prima volta.

Sebbene le vibrazioni siano una causa comune di allentamento degli elementi di fissaggio, i produttori non dovrebbero dare per scontato che sia sempre la causa, raccomanda Ken Gomes, vicepresidente dell'ingegneria e dello sviluppo prodotto per REMINC. L'allentamento può essere il risultato della perdita di precarico dovuta all'ancoraggio, che si verifica quando la superficie metallica di accoppiamento si distorce, si deforma o cambia dimensionalmente durante l'installazione del dispositivo di fissaggio. L'incasso provoca il rilassamento del dispositivo di fissaggio, rendendolo incline al cedimento per fatica.

Un'altra causa di allentamento sono le differenze tra i coefficienti di attrito dei materiali dei giunti e degli elementi di fissaggio filettati. Qualsiasi riduzione dell'attrito nelle filettature, sotto la testa della vite o sulla faccia del dado può portare a una riduzione della forza di serraggio complessiva nel giunto.

Bossard North America testa spesso gli elementi di fissaggio che fornisce con il tester Analyse di Schatz USA. Questo dispositivo segue lo standard internazionale ISO 16047 per determinare diverse caratteristiche di serraggio degli elementi di fissaggio meccanici. Questi includono il coefficiente di attrito totale; i coefficienti di attrito della superficie di appoggio della filettatura, della testa o della chiocciola; forza di precarico al limite di snervamento; e forza di rottura. Joe Stephan, ingegnere applicativo di Bossard, afferma che la sua azienda utilizza spesso il dispositivo per testare gli elementi di fissaggio forniti a John Deere.

La corrosione, i carichi sbilanciati su un giunto e le toppe frenafiletti inadeguate possono causare l'allentamento di un elemento di fissaggio. Le toppe che rompono i rivestimenti di ossido sugli elementi di fissaggio e sui dadi in acciaio inossidabile possono provocarne il deterioramento o la saldatura a freddo. Se il serraggio continua una volta iniziato il grippaggio, la testa dell'elemento di fissaggio potrebbe svitarsi o le sue filettature potrebbero strapparsi, aumentando la possibilità di allentamento.