Determinazione del corretto precarico nelle giunzioni filettate

Determinazione del corretto precarico nelle giunzioni filettate

L’integrità di un giunto filettato, che il carico da sostenere sia di taglio o di trazione, è mantenuta dal precarico applicato alla vite. Una giunzione ottimale richiede un precarico il più elevato possibile. Tuttavia, in fase di progettazione della giunzione bullonata occorre considerare tutte le possibili condizioni di esercizio che, oltre alla condizione nominale, includono eventuali sovraccarichi statici e carichi dinamici. Nasce così la necessità di controllare accuratamente che il precarico imposto sia il più vicino possibile al valore specificato in fase di progettazione, tipicamente minore del massimo applicabile.
In molti casi la condizione di rottura di un giunto bullonato si verifica come conseguenza di un precarico iniziale errato o per via della perdita di precarico dovuta ad allentamento o rilassamento del giunto.

Negli istanti successivi al serraggio il giunto è interessato da diversi meccanismi che causano l’allentamento della giunzione. A titolo di esempio si può citare il fenomeno di embedding, dovuto alle micro-asperità delle superfici a contatto che nella fase relativamente veloce del serraggio plasticizzano comportando un incremento fittizio di precarico che scompare successivamente per via di meccanismi di distensione delle zone plasticizzate. Perdite di precarico si possono registrare durante l’intera vita utile del giunto per ragioni legate alle condizioni operative. In questa categoria rientrano gli effetti dell’applicazione di carichi dinamici e delle variazioni di temperatura di esercizio. Il progettista è quindi chiamato a considerare e stimare gli effetti di tali meccanismi così da individuare il corretto valore di precarico. L’operazione non è affatto semplice per questo molto spesso il precarico di progetto viene stimato nel modo più semplice possibile e corretto, se necessario, successivamente.

Il problema fondamentale, tuttavia, rimane quello di assemblare il giunto ottenendo con precisione il valore desiderato di precarico. Esistono numerosi metodi per controllare e avvicinarsi al valore esatto durante la fase di assemblaggio. Questi, pur essendo suscettibili di analisi teoriche, richiedono spesso il supporto di studi sperimentali. La ragione è che, sebbene apparentemente semplice, la giunzione filettata è un argomento assai complesso.

La discrepanza tra l’analisi teorica ed i risultati reali risiede principalmente nella determinazione dei parametri di interesse quali:
• l’effettiva rigidezza e resistenza meccanica delle parti, dipendente sia dalle quantità geometriche, inclusi gli eventuali errori geometrici di produzione, sia dalle proprietà intrinseche dei materiali che come noto soffrono di una certa distribuzione statistica, come ad esempio il modulo elastico ed il carico di snervamento;
• il valore effettivo dei coefficienti d’attrito, distinti tra i fenomeni di attrito sulla filettatura e “sotto testa”, anche questi dipendenti da svariate circostanze fisiche e difficilmente determinabili se non per via sperimentale.

Coppia di serraggio

A prescindere dal metodo di controllo dell’avvitatura, il meccanismo di generazione del precarico si basa sulla rotazione relativa, imposta per mezzo di una coppia, del gambo della vite rispetto alla madrevite o del dado. Di conseguenza, è lecito attendersi una relazione lineare tra coppia di serraggio e precarico che dipenda dalla geometria della filettatura e dagli attriti presenti nel contatto tra i filetti e nella zona sotto il dado in cui si ha lo strisciamento contro la parte da serrare.

Durante il serraggio di un bullone i fenomeni di attrito hanno un’importanza cruciale basti considerare il fatto che tipicamente la coppia esercitata sul dado si distribuisce tra i seguenti fenomeni:
• 10% generazione del precarico;
• 30% attrito sulla filettatura;
• 50% attrito sotto-testa;
• 10% eventuale sistema anti-svitatura.

In Figura 1 si può vedere, invece, una stima della ripartizione dell’energia fornita al giunto durante il serraggio, che in totale coincide con l’area sottesa al grafico coppia-angolo, tra i fenomeni di perdita per attrito e di conversione in energia potenziale elastica.

 

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Pinze Freno MWM: rivoluzionaria libertà di movimento

Pinze Freno MWM: rivoluzionaria libertà di movimento

Sono passati più di 10 anni da quando M.W.M. Freni Frizioni ha brevettato le sue innovative pinze freno nel settore industriale

Cosa significa “innovazione” per M.W.M.? Vuol dire fare componenti con caratteristiche sempre diverse, ma migliorative nella loro funzione, nelle dimensioni, nel valore aggiunto, perché le macchine cui sono destinati hanno mansioni sempre più rapide e specifiche e devono adeguarsi in tempo reale alle evoluzioni delle trasmissioni, ai cinematismi, ai nuovi materiali.

Rivoluzionaria libertà di movimento ortogonale

Dalla forma assolutamente fuori dal comune, i nuovi modelli di pinza M.W.M presentano la rivoluzionaria libertà di movimento ortogonale che permette a tutte le pinze M.W.M. di essere installate su disco ma anche su barre e rotaie permettendone l’impiego direttamente su carrelli elevatori, carri/vagoni ferroviari.

Infatti questa configurazione permette alle pastiglie frenanti di adeguarsi alla non perfetta linearità delle rotaie/barre proprio grazie al movimento laterale (figura 1).

L’impiego su carrelli elevatori consente di eseguire frenate d’emergenza o stazionamento con la massima sicurezza perché è un sistema frenante “diretto” e non è dipendente da rinvii, funi o catene.

Negli anni M.W.M. ha visto crescere sempre più l’utilizzo delle sue pinze sui carrelli elevatori dei magazzini verticali e nei sistemi logistici.

Questa caratteristica è comune a tutte le pinze pneumatiche, idrauliche manuali (negative e positive) di taglia media e grande; la cui gamma ricopre un range di forza frenante che va da qualche centinaio di Newton ai 70.000 N.

Le stesse pinze possono essere montate su disco come tutte le pinze di concezione “tradizionale”.

Oltre il prodotto standard

Nonostante l’ampia gamma di pinze proposte a catalogo, non sempre si riesce a coprire i bisogni più svariati dei Clienti e trovare la pinza adatta può essere un problema: spazi ristretti e interfacce geometriche specifiche possono impedire l‘impiego di un prodotto standard e richiedere l’impiego di un modello customizzato.

È il caso della pinza PPFP-N240/12.7 (figura 2) che nasce per aumentare la sicurezza intrinseca di una gamma di elevatori già in fase avanzata di progettazione e realizzazione; i carrelli non prevedevano l’impiego di un sistema frenante “diretto” e gli spazi a disposizione erano molto limitati. A questo si aggiungeva l’elevata forza frenante necessaria.

Fig. 2 – Pinza Negativa PPFP-N240, forza frenante 20.000 N.

Il connubio tra le esigenze “critiche” del cliente e la propensione all’ingegnerizzazione e alla personalizzazione di M.W.M. ha scaturito la progettazione e la realizzazione di una pinza di sicurezza negativa (a pressione di molle e rilascio pneumatico) derivata dal modello di serie PMF/PPF ma con un supporto speciale compatto e con l’attacco parallelo alla pista frenante.

Il valido supporto del FEM

Il supporto speciale è stato progettato e verificato mediante la tecnica degli Elementi Finiti, nota anche con l’acronimo FEM (Finite Element Method), (figura 3).

Le rilevanti sollecitazioni e la necessità di rigidezza e resistenza hanno richiesto un supporto in acciaio ad alta resistenza ricavato dal pieno.

Fig. 3 – Immagine FEM del supporto pinza PPFP-N240.

Per adempiere alle elevate prestazioni richieste si è dovuto optare per l’impiego di guarnizioni d’attrito ad altissimo coefficiente e si è riusciti ad installare 4 pinze operanti su due binari verticali aventi una forza frenante globale di 80.000 N.

Il successo di questa applicazione ha fatto di una pinza speciale un elemento di base per la sicurezza di una gamma di carrelli elevatori che la vedono ormai come un elemento “di serie”.

 

 

 

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Berges Mechanics rappresenta Momentum in Italia e Austria

Berges Mechanics rappresenta Momentum in Italia e Austria

Berges Mechanics è rappresentante esclusivo di Momentum Technologies in Italia e Austria per quanto riguarda i mototamburi sincroni. Come ha sottolineato l’azienda di Naturno (BZ), i mototamburi sincroni permettono di risparmiare spazio essendo una componente unica che comprende motore e riduttore esenti da manutenzione e racchiusi in un tamburo/cassa protetto. Ciò garantisce affidabilità, riduzione dei costi di esercizio e rende semplice l’installazione. Inoltre, i vantaggi derivanti dall’utilizzo di questa soluzione vanno dai forti risparmi energetici, all’elevato livello di igiene grazie al funzionamento in assenza di oli, fino alla standardizzazione del componente.

“Importanti produttori di apparecchiature originali (OEM) per l’industria alimentare hanno scelto di installare i mototamburi sincroni della Momentum Technologies. Tra questi, anche numerosi costruttori di macchinari italiani”, ha dichiarato David Tappeiner, amministratore di Berges Mechanics.

Ulteriori informazioni su Berges Mechanics sono disponibili all’indirizzo: https://www.bergesmechanics.com/it/

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