Un bullone e un dado vengono utilizzati insieme come forza di compressione per mantenere collegati i materiali. Le filettature del dado lavorano con le filettature della vite per applicare forza su entrambi i lati del materiale fissato. Questa tensione è chiamata Bolt Preload, che è la compressione creata quando il dado viene serrato contro il bullone (o viceversa).
Quando un carico (peso) viene posizionato su un bullone, è limitato alla quantità di carico che il bullone può sopportare prima di cedere. Tuttavia, quando un bullone viene serrato contro un materiale, consente al bullone di distribuire la forza attraverso il materiale , quindi il bullone stesso sostiene solo una parte del carico. Ciò significa che un bullone può sostenere un carico significativamente più elevato quando viene applicata la giusta quantità di tensione. Quella tensione è nota come precarico.
Carico: la quantità di forza che agisce su un assieme di fissaggio
Precarico: la quantità di tensione (compressione) necessaria per distribuire la forza di un carico in un assieme di elementi di fissaggio
Carico di lavoro: il carico posto sull’assieme una volta pronto per l’esecuzione
Precarico bullone – La tensione creata quando il dado viene avvitato su un bullone per tenere insieme due materiali. Quando la tensione raggiunge il precarico ottimale, il carico di lavoro (carico aggiunto dopo la creazione dell’assieme) posizionato su un bullone verrà distribuito nei materiali di installazione, in modo che il bullone non assorba l’intero carico.
I risultati del precarico del bullone:
- Se il gruppo è allentato (il precarico non è applicato correttamente), il carico esterno aumenta solo il carico sul bullone. Ciò comporterà la rottura del bullone.
- Se l’assieme è serrato (è stato applicato il precarico corretto), il carico causerà la deformazione del bullone solo distribuendo il carico attraverso il bullone e il dado.
Come funziona il precarico del bullone
I bulloni sono strumenti incredibili, ma in realtà non sono così forti come penseremmo. Quando si osserva per la prima volta un gruppo di bulloni con un carico di lavoro collegato, sembra che il bullone mantenga l’intero carico da solo. Questo non è il caso.
Quando un bullone ha un precarico, è in grado di distribuire il carico di lavoro attraverso la piastra vicino alla testa del bullone. Lo chiameremo piastra di supporto. Ciò significa che un gruppo di bulloni correttamente installato può sopportare un carico molto più pesante poiché distribuisce la forza lontano da se stesso. Quando un carico di lavoro viene applicato a un assieme di fissaggio che non è stato precaricato, l’intera forza viene applicata solo al bullone, il che rende molto più probabile il cedimento.
Perché il precarico del bullone è così importante?
Come discusso in precedenza, senza precarico del bullone, l’intera struttura sarebbe totalmente dipendente dal bullone per sostenere il peso. Quando viene applicato il precarico, sono necessari molti meno bulloni, poiché il materiale (piastra di supporto) svolgerà un ruolo significativamente maggiore nel sostenere il carico di lavoro. Tuttavia, questo non è un toccasana; un carico di lavoro può comunque superare il precarico dei bulloni, il che può causare il cedimento dei bulloni, la rottura della piastra di supporto o entrambi.
Semplici modi per determinare il precarico del bullone
- Utilizzare una chiave dinamometrica per raggiungere la coppia ottimale
- Sebbene questa non sia una vera misura del precarico del bullone, se un bullone è fissato alla sua coppia ottimale si può presumere che sia vicino al precarico corretto. Il motivo per cui questo metodo non è facilmente accettato è perché la coppia sarà direttamente influenzata dal materiale su cui viene filata. Un materiale più ruvido produrrà più attrito, il che aumenterà il valore della coppia riducendo la tensione di precarico. È vero anche il contrario. Puoi raggiungere la coppia ottimale senza raggiungere il precarico ottimale (e viceversa). Alla fine dipende dal materiale, motivo per cui questo metodo non è esatto, ma è un’ipotesi decente.
- Utilizzare le rondelle di indicazione del precarico
- Le rondelle che indicano il precarico sono rondelle progettate per girare fino a quando non viene applicata una certa quantità di carico. In questo modo, una volta che la lavatrice non è più in rotazione libera, il precarico è soddisfatto. Questo è un modo molto più semplice per determinare se è stata raggiunta la compressione corretta.
- Utilizzare rondelle indicatrici di tensione diretta
- Queste rondelle hanno piccoli urti che si appiattiscono quando viene raggiunto il precarico. Una volta appiattito, viene utilizzato uno spessimetro per assicurarsi che l’albero del bullone non sia accessibile per più del 50% sotto la rondella (idealmente meno).
- Utilizzare rondelle indicatrici di tensione diretta in silicone
- Queste rondelle funzionano in modo simile alle rondelle di indicazione della tensione diretta sopra. Queste rondelle hanno piccole rientranze in cui viene riempita una pasta di silicone. Quando il dado si stringe contro di esse, il silicone inizia a fuoriuscire dai lati della rondella. Per identificare quando si ottiene un precarico ottimale su questo tipo di rondella, la quantità di rientranze sulla rondella meno uno deve essere esposta ai lati. Ad esempio: se sono presenti 6 rientranze, è necessario che siano esposte almeno 5. 6 recessi – 1 recesso = 5 (è stato raggiunto il precarico)
- Stringere fino a quando non è aderente, quindi stringere i gradi “X”.
- Un approccio meno affidabile consiste nel serrare il dado fino a quando non è aderente, quindi serrare il dado a “X” gradi. Ad esempio, una raccomandazione di 90 gradi sarebbe simile alla seguente: Ruotare il dado sull’assieme finché non aderisce perfettamente al materiale. Attacca la chiave al dado e ruotalo di un quarto di giro (90 gradi). Questo metodo ti darà un precarico quasi accurato.
Quindi cosa fa il precarico del bullone?
Il precarico del bullone in definitiva consente a un bullone completamente serrato di sopravvivere in un’applicazione in cui un assieme non serrato o allentato si guasterebbe molto rapidamente. Quando è stretto, il giunto fornisce un condotto per la forza di fluire attraverso i materiali di assemblaggio stessi. Ciò significa che il gruppo bullone stesso è solo sotto una parte della forza del carico di lavoro. Sebbene non sia possibile guardare un bullone e vedere che si verifica questo trasferimento, il precarico consente ai bulloni di sopravvivere in applicazioni molto più rigorose.